KR20100044911A - 산업적 염수의 정제를 위한 방법, 적응된 미생물, 조성물 및 장치 - Google Patents

산업적 염수의 정제를 위한 방법, 적응된 미생물, 조성물 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20100044911A
KR20100044911A KR20107006236A KR20107006236A KR20100044911A KR 20100044911 A KR20100044911 A KR 20100044911A KR 20107006236 A KR20107006236 A KR 20107006236A KR 20107006236 A KR20107006236 A KR 20107006236A KR 20100044911 A KR20100044911 A KR 20100044911A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
saline solution
aqueous
aqueous saline
brine
microorganisms
Prior art date
Application number
KR20107006236A
Other languages
English (en)
Inventor
페레이라 셀리오 루메
브루스 후크
크리스틴 룬드스트룀
안네트 호른
Original Assignee
다우 글로벌 테크놀로지스 인크.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 다우 글로벌 테크놀로지스 인크. filed Critical 다우 글로벌 테크놀로지스 인크.
Publication of KR20100044911A publication Critical patent/KR20100044911A/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
    • C01D3/00—Halides of sodium, potassium or alkali metals in general
    • C01D3/14—Purification
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02—Aerobic processes
    • C02F3/10—Packings; Fillings; Grids
    • C02F3/104—Granular carriers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02—Aerobic processes
    • C02F3/12—Activated sludge processes
    • C02F3/1236—Particular type of activated sludge installations
    • C02F3/1268—Membrane bioreactor systems
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/34—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/283—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using coal, charred products, or inorganic mixtures containing them
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/467—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction
    • C02F1/4672—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electrooxydation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/467—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction
    • C02F1/4672—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electrooxydation
    • C02F1/4674—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electrooxydation with halogen or compound of halogens, e.g. chlorine, bromine
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/34—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from industrial activities not provided for in groups C02F2103/12 - C02F2103/32
    • C02F2103/36—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from industrial activities not provided for in groups C02F2103/12 - C02F2103/32 from the manufacture of organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
    • C02F2305/02—Specific form of oxidant
    • C02F2305/026—Fenton's reagent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
    • C02F2305/06—Nutrients for stimulating the growth of microorganisms
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
  • Epoxy Compounds (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
  • Activated Sludge Processes (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

본 발명은, (1) 하나 이상의 무기 염, 하나 이상의 유기 화합물, 및 임의적으로, 상기 하나 이상의 무기 염 및 상기 하나 이상의 유기 화합물에 포함된 미생물 영양소 이외의 하나 이상의 미생물 영양소를 포함하는 수성 염수 용액을 제공하는 단계, 및 (2) 상기 단계 (1)에서 제공되는 수성 염수 용액으로부터 유기 화합물을 제거하기 위한 하나 이상의 단위 조작을 수행하여 제 1 정제된 염수 용액을 수득하는 단계를 포함하는 염수 정제 방법에 관한 것이며, 이때 상기 하나 이상의 단위 조작은, 산소의 존재 하에 유기 화합물을 산화시킬 수 있는 생(living) 미생물과 상기 수성 염수 용액을 접촉시키는 것을 포함한다.

Description

산업적 염수의 정제를 위한 방법, 적응된 미생물, 조성물 및 장치{PROCESS, ADAPTED MICROBES, COMPOSITION AND APPARATUS FOR PURIFICATION OF INDUSTRIAL BRINE}
관련 출원과의 상호참조
본원은 동일한 날짜에 출원된 하기 출원들과 관련이 있으며, 각 출원의 내용 전체를 본원에 참고로 인용한다:
본원과 동일자로 출원되고 발명의 명칭이 "염수 정제법"인 특허출원 제 _____ 호(대리인 문서 번호 66323).
본원과 동일자로 출원되고 발명의 명칭이 "염소분해를 통해 염수에서 총 유기 탄소(TOC)를 감소시키는 방법"인 특허출원 제 ______ 호(대리인 문서 번호 66324).
본원과 동일자로 출원되고 발명의 명칭이 "산업적 염수의 정제 방법 및 장치"인 특허출원 제 _____ 호(대리인 문서 번호 66325).
본원과 동일자로 출원되고 발명의 명칭이 "염수 정제"인 특허출원 제 _____ 호(대리인 문서 번호 66327).
본 발명은 산업적 공정에 의해 생성된 염수를 정제하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 정제된 염수는 산업적 공정, 예를 들어 염수를 염소 기체 및 수산화나트륨 또는 차아염소산염으로 전해 전환(electrolytic conversion)하기 위한 염소-알칼리 방법에서 사용될 수 있다.
염수는, 염소 원자-함유 화합물을 무기 염기(예컨대, 수산화나트륨)와 반응시켜 클로라이드 염-함유 수성 염수 용액을 형성하는 산업적 공정에 의해 생성된다. 그 예는, 클로로히드린과 수산화나트륨의 반응에 의한 에피클로로히드린의 생산, 에피클로로히드린과 폴리페놀계 화합물(예컨대, 비스페놀 A 또는 비스페놀 F)의 반응에 의한 에폭시 수지의 제조(여기서, 염기는 에피클로로히드린의 염소 원자 및 페놀계 수소 원자와 반응함), 및 예를 들어 염화수소 흡수장치(아이소시아네이트 제조를 위해 사용되는 포스겐화 공정 동안 염화수소를 제거하는 데 사용됨) 내에서, 수산화나트륨과 염화수소를 반응시켜 화합물 스트림으로부터 염화수소를 제거하기 위한 산업적 유출물의 스크러빙을 포함한다. 이러한 공정에 의해 생성되는 수성 염수 용액은 종종, 염수가 유도되는 공정과 관련된 유기 화합물을 하나 이상 함유한다.
주요 염으로서 염화나트륨을 함유하는 수성 염수 용액은, 염소-알칼리 공정으로서 공지된 전해 공정에 의한 염소 기체 및 수산화나트륨 또는 차아염소산염의 제조에 유용하다. 염소-알칼리 공정에 의해 생성된 염소 기체, 차아염소산염 및 수산화나트륨은, 염소 원자 및/또는 강염기가 요구되는 다수의 산업적 공정에 유용하다. 산업적 화학 공정을 통합하여 원료 취득 및 부산물 폐기 비용을 줄일 수 있도록, 염소-알칼리 공정에서 산업적 공정에 의해 생성되는 수성 염수 용액을 사용할 수 있는 것이 바람직할 것이다.
염소-알칼리 공정에서의 산업적 공정에 의해 생성되는 수성 염수 용액의 사용과 관련된 문제점은, 염소-알칼리 공정이 유기 화합물을 비롯한 불순물에 대한 내성이 매우 낮고/낮거나 고 순도의 제품(예를 들어, 고순도의 수산화나트륨)이 요구되기 때문에, 상기 수성 염수 용액 중 불순물(예를 들어, 유기 화합물)의 존재를 일반적으로 매우 낮은 농도까지 낮춰야만 한다는 점이다. 일반적으로, 산업적 염소-알칼리 제조에서 사용되는 수성 염수 용액 중 유기 화합물 농도는 총 유기 탄소(total organic carbon; TOC)로서 50 ppm 미만, 바람직하게는 10 ppm 미만이어야만 한다.
수성 염수 용액 중 유기 화합물의 농도를 줄이기 위한 공지된 방법은, 상기 유기 화합물을, 수성 염수 용액으로부터 스트리핑될 수 있는 더욱 휘발성인 산화물 단편 및/또는 이산화탄소로 산화시키는 염소분해를 수행하는 것이다. 염소분해는 일반적으로, 승온에서 염소 기체 또는 차아염소산염을 수성 염수 용액에 도입함으로써 수행된다. 이러한 방법은 미국 특허 제 4,240,885 호에 개시되어 있다.
유기 화합물의 제거를 위해 단지 염소분해에만 의존하는 경우의 단점은, 염소분해 이전의 초기 유기 화합물 농도가 상대적으로 높은 경우에, 상기 유기 화합물의 농도를 허용가능한 수준으로 감소시키기 위해서 상당량의 염소 기체 또는 차아염소산염이 일반적으로 요구된다는 점이다. 이러한 경우에, 상기 정제 방법은, 염소-알칼리 공정에 의해 생성된 염소 기체 또는 차아염소산염을 상당 부분 소비하여, 상기 염소-알칼리 공정에 의해 생성된 염소 기체 또는 차아염소산염의 다른 산업적 공정에 대한 유용성을 감소시킨다.
단지 염소분해에만 의존하는 경우의 또다른 단점은, 특정 유형의 화합물(예컨대, 산 및 산 에스터)이 일반적으로, 수성 염수 용액으로부터 스트리핑될 정도로 충분히 휘발성인 산화물 단편으로 산화되어 분해되기 어렵다는 점이다. 염소분해를 통해 이러한 산소-함유 화합물의 농도를 허용가능한 수준으로 낮추는 것은 어렵고 비용이 많이 든다.
단지 염소분해에만 의존하는 경우의 또다른 단점은, 염소 기체, 차아염소산염 및 임의의 염소화된 탄화수소의 환경으로의 배출을 막기 위해서, 염수 용액으로부터 스트리핑된 증기 스트림의 처리가 요구된다는 점이다.
따라서, 염수가 염소/알칼리 전해에 사용될 수 있도록 유기 화합물-함유 수성 염수 용액의 정제를 추가로 개선시킬 여지가 남아있다.
본 발명의 하나의 양태는, (1) 하나 이상의 무기 염, 하나 이상의 유기 화합물, 및 임의적으로, 상기 하나 이상의 무기 염 및 상기 하나 이상의 유기 화합물에 포함된 미생물 영양소 이외의 하나 이상의 미생물 영양소를 포함하는 수성 염수 용액을 제공하는 단계, 및 (2) 상기 단계 (1)에서 제공되는 수성 염수 용액으로부터 유기 화합물을 제거하기 위한 하나 이상의 단위 조작을 수행하여 제 1 정제된 염수 용액을 수득하는 단계를 포함하는 염수 정제 방법이며,
이때 상기 수성 염수 용액은 약 10 중량% 이상의 하나 이상의 무기 염을 포함하고, 상기 하나 이상의 무기 염의 약 80 중량% 이상은 염화나트륨이고,
상기 하나 이상의 단위 조작은, (a) 상기 수성 염수 용액을, 산소의 존재 하에 유기 화합물을 산화시킬 수 있는 생(living) 미생물과 접촉시키는 단계, (b) 임의적으로, 상기 통기된(aerated) 수성 염수 용액에, 상기 수성 염수 용액으로 충족되지 않은 생물학적 영양소에 대한 미생물의 요구에 비례하는 생물학적 영양소를 첨가하는 단계, 및 (c) 상기 수성 염수 용액으로부터 상기 미생물을 분리하여 제 1 정제된 염수 용액을 수득하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 양태는, 하나 이상의 유기 화합물, 상기 하나 이상의 유기 화합물 이외에 미생물의 생장에 요구되는 하나 이상의 영양소 및 약 17 중량% 이상의 염화나트륨을 포함하는 염수 용액 및 산소의 존재 하에 생장하도록 적응된 미생물이다.
본 발명의 또다른 양태는, 하나 이상의 유기 화합물, 산소의 존재 하에 수성 조성물에 침지된 생 미생물 개체군, 상기 하나 이상의 유기 화합물 이외에 미생물의 생장에 요구되는 하나 이상의 영양소 및 약 17 중량% 이상의 염화나트륨을 포함하는 수성 조성물이다.
본 발명의 또다른 양태는, 15 중량% 이상의 하나 이상의 무기 염, 하나 이상의 유기 화합물, 산소의 존재 하에 수성 조성물에 침지된 생 미생물 개체군, 및 상기 하나 이상의 유기 화합물 이외에 미생물의 생장에 요구되는 하나 이상의 영양소를 포함하되, 상기 하나 이상의 무기 염이 약 80 중량% 이상의 수산화나트륨을 포함하는 통기된 수성 조성물이다.
본 발명의 또다른 양태는, 미생물 및 세포외 중합체 물질을 포함하는 바이오필름으로 코팅되고 약 1 내지 약 200 ㎛ 범위의 평균 입자 크기 및 약 1.5 g/cm3 초과의 입자 밀도를 갖는 입자를 포함하는 조성물이다.
본 발명의 또다른 양태는, 수성 염수 조성물 중의 탄화수소 화합물을 산화시킬 수 있는 염-내성 생 미생물의 수득 방법이며, 상기 방법은
(1) 생 미생물, 하나 이상의 탄화수소 화합물, 산소, 삼투압적으로 허용가능한 농도의, 염화나트륨을 포함하는 2종 이상의 무기 염, 및 임의적으로, 생 미생물의 호흡, 생장 및/또는 번식을 위해 요구되는 하나 이상의 생 미생물용 영양소를 포함하는 수성 조성물을 제공하는 단계, 및
(2) 적어도 일부 미생물이 생존하여 염화나트륨 농도의 변화에 적응하도록 하는 속도로 상기 수성 조성물의 염화나트륨 농도를 증가시키는 단계
를 포함하고, 상기 단계 (2)는, 상기 수성 조성물 중의 다른 무기 염에 대한 염화나트륨의 중량비를 증가시키는 것을 포함한다.
본 발명의 또다른 양태는, 염-내성 생 미생물을 함유하는 하나 이상의 생물반응기(bioreactor) 용기를 포함하는 염수 정제용 생물반응기이며,
이때 상기 염-내성 생 미생물은, 하나 이상의 유기 화합물, 상기 하나 이상의 유기 화합물 이외에 미생물의 생장에 요구되는 하나 이상의 영양소, 및 약 17 중량% 이상의 염화나트륨을 포함하는 염수 용액 및 산소의 존재 하에 생장하도록 적응된 미생물, 및/또는 염-내성 생 미생물을 수득하기 위한 전술한 방법에 의해 수득가능한 미생물이다.
본 발명의 또다른 양태는, 하나 이상의 무기 염, 하나 이상의 유기 화합물, 및 임의적으로 하나 이상의 미생물 영양소를 포함하는 수성 염수 용액; 및 미생물 및 세포외 중합체 물질을 포함하는 바이오필름으로 코팅되고 약 1 내지 약 200 ㎛의 평균 입자 크기 및 약 1.5 g/cm3 초과의 입자 밀도를 갖는 입자를 포함하는 조성물을 함유하는 생물반응기 용기를 포함하는 염수 정제용 생물반응기이다.
본원에 제시된 특정사항은 본 발명의 실시양태의 예로써 예시적 논의를 목적으로 하는 것일 뿐이며 본 발명의 원리 및 개념적 양태를 기술하는데 가장 유용하고 용이하게 이해되는 것으로 여겨지는 것을 제공하기 위하여 제시된 것이다. 이에 관해, 본 발명의 근본적인 이해에 필요한 것보다 더 상세히 본 발명의 구조적 세부사항을 제시하려는 시도는 이루어지지 않았고, 본 발명의 몇가지 형태가 실시시에 구현될 수 있는 방법이 당업자에게 명확해지도록 기술되었다.
달리 언급되지 않는 한, 화합물 또는 성분에 대한 언급은 화합물 또는 성분 그 자체 뿐만 아니라 다른 화합물 또는 성분과의 조합, 예를 들어 화합물들의 혼합물을 포함한다.
본원에 사용된 단수형은 달리 명확하게 지시되지 않는 한 복수형을 포괄한다.
달리 언급되지 않는 한, 본원 명세서 및 특허청구범위에 사용된 성분, 반응 조건 등의 양을 나타내는 모든 수치는 모든 경우에 "약"으로 변형되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 반대로 언급되지 않는 한, 하기 명세서 및 첨부된 특허청구범위에 기재된 수치 변수는 본 발명에 의해 수득되고자 하는 목적 성질에 따라 달라질 수 있는 근사치이다. 최소한, 특허청구범위의 범주에 대한 균등론의 적용을 제한하기 위한 시도로서 간주되지는 않지만, 각각의 수치 변수는 유효 숫자 및 통상적인 반올림 관례 면에서 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서 내의 수치 범위의 인용은 그 범위 내의 모든 수치 값 및 범위의 개시인 것으로 간주된다. 예를 들면, 범위가 약 1 내지 약 50인 경우에는, 예를 들어 1, 7, 34, 46.1, 23.7 또는 상기 범위 내의 임의의 다른 값 또는 범위를 포함하는 것으로 간주된다.
정의
본원에서 사용된 "미생물"이란 용어는 호기성 호흡 및 유기물 분해가 가능한 미생물을 지칭한다.
약어 "ATCC"는 "미국 미생물보존센터(American Type Culture Collection)"를 지칭한다. ATCC는 부다페스트 조약 하에 국제적으로 인정받는 생물학적 기탁 기관이다.
본원에서 미생물과 관련하여 "고정화하다"라는 용어는, 실질적으로 고체 지지체 상에, 미생물의 총 개체 중 상당수(substantial number), 바람직하게는 대부분을 부착 또는 흡착시킴을 지칭한다. 미생물 고정화의 예는 다공성 지지체(예를 들어, 필터 여재) 내의 포획, 및 바이오필름을 통한 고체 지지체로의 미생물의 부착을 포함한다.
본원에서 "바이오필름"이란 용어는, 실질적으로 고체 지지체에 부착된 세포외 중합체 물질(EPS)의 매트릭스 내의 미생물 응집체를 지칭한다. EPS는 미생물에 의해 생성되고/되거나, 미생물에 의해 생성되지 않는 천연 및/또는 합성 중합체에 의해 제공되거나 보충될 수 있다. EPS가 미생물에 의해 생성되는 경우, EPS는 세포외 다당류(exopolysacchride)를 포함할 수 있다. 세포외 다당류는, 바이오필름을 고체 지지체에 부착하는데 중요한 역할을 할 수 있다. 칼로리 세포 에너지(caloric cell energy) 공급원의 농도가 세포 활동을 위해 요구되는 최소한의 농도로 감소되는 경우, 미생물의 EPS 생성은 일반적으로 증가된다.
"BOD"라는 용어는 "5일 생물학적 산소 요구량"을 지칭한다.
"COD"라는 용어는, "화학적 산소 요구량"을 지칭한다.
본원에서 "영양소"라는 용어는, 상기 수성 염수 용액에서 유기 화합물을 분해시킬 수 있는 미생물을 비롯한 생 미생물에 의해 요구되는 질소, 인 및/또는 미량 원소를 제공하는 물질을 지칭한다. 그 예는, 효모 추출물, 우레아(N), 인산(P), Fe, Mn, Se 등을 포함한다. 영양소는 상기 수성 염수 용액의 유기 화합물 및/또는 무기 염 성분들에 포함될 수 있고/있거나 추가적인 성분으로서 상기 수성 염수 용액에 첨가될 수도 있다. 영양소는, 100 중량부의 BOD 당 평균적으로 약 5 중량부의 질소 및 약 1 중량부의 인을 제공하기에 충분한 농도로 존재한다.
본원에서 "총 유기 탄소"(약어로 "TOC")란 표현은, 주어진 조성물 중에 존재하는 유기 화합물 분자 중에 존재하는 탄소 원자의 총 중량으로 표현된, 주어진 조성물 중 유기 화합물의 농도를 지칭한다. 다시 말해서, TOC는, 중량% 또는 ppm의 단위로 유기 화합물의 농도를 계산하는 경우, 유기 분자 내에서 탄소가 아닌 원자들의 유기 분자의 총 중량에 대한 기여를 배제한다. TOC는 또한, 상기 유기 화합물에 존재하지 않는 탄소 원자, 예를 들면 이산화탄소에 존재하는 탄소 원자는 배제한다.
본원에서 "다중하이드록실화된 지방족 탄화수소 화합물(약어로 "MAHC")이란, 2개의 개별적인 인접 탄소 원자에 공유결합된 2개 이상의 하이드록실 기를 함유하고 에터 연결 기는 갖지 않는 화합물을 지칭한다. 이들은 2개 이상의 sp3 혼성화된 탄소를 함유하며, 이들은 각각 OH기를 보유한다. 이들 MAHC는, 고차수의 근접(contiguous) 또는 이웃자리(vicinal) 반복 단위체를 포함하는, 임의의 이웃자리-다이올(예를 들어, 1,2-다이올) 또는 트라이올(예를 들어, 1,2,3-트라이올)-함유 탄화수소를 포함한다. MAHC의 정의는, 예를 들어 하나 이상의 1,3-, 1,4-, 1,5- 및 1,6-다이올 작용기도 포함한다. 예를 들어, 동일 탄소상(geminal)-다이올은 이 부류의 MAHC에서 배제된다.
MAHC는 약 2개 이상, 바람직하게는 약 3개 이상 약 60개 이하, 바람직하게는 약 20개 이하, 더욱 바람직하게는 약 10개 이하, 더더욱 바람직하게는 약 4개 이하, 더더욱 바람직하게는 약 3개 이하의 탄소 원자를 함유하고, 지방족 탄화수소 이외에, 방향족 잔기 또는 헤테로원자(예를 들어, 할라이드, 황, 인, 질소, 산소, 규소 및 붕소 헤테로 원자), 및 이들의 혼합물을 함유할 수 있다. MAHC는 폴리비닐 알콜과 같은 중합체일 수 있다.
"글리세린" 및 "글리세롤"라는 용어 및 이들의 에스터는, 화합물 1,2,3-트라이하이드록시프로판 및 이들의 에스터와 동의어로서 사용될 수 있다.
본원에서 "클로로히드린"이란, 하나 이상의 하이드록실기, 및 2개의 개별적인 이웃자리 지방족 탄소 원자에 공유 결합된 하나 이상의 염소 원자를 함유하고 에터 연결 기는 갖지 않는 화합물을 의미한다. 클로로히드린은, 염화수소첨가반응을 통해 MAHC의 하나 이상의 하이드록실기를 공유결합된 염소로 치환함으로써 수득가능하다. 클로로히드린은 2개 이상, 바람직하게는 3개 이상 약 60개 이하, 바람직하게는 20개 이하, 더욱 바람직하게는 10개 이하, 더더욱 바람직하게는 4개 이하, 더더욱 바람직하게는 3개 이하의 탄소 원자를 함유하고, 지방족 탄화수소 이외에 방향족 잔기 또는 헤테로 원자(예를 들어, 할라이드, 황, 인, 질소, 산소, 규소 및 붕소 헤테로원자), 및 이들의 혼합물을 함유할 수 있다. 2개 이상의 하이드록실기를 함유하는 클로로히드린도 또한 MAHC이다.
"에폭사이드"란 용어는, 탄소-탄소 결합 상에 하나 이상의 산소 브릿지를 함유하는 화합물을 의미한다. 일반적으로, 탄소-탄소 결합의 탄소 원자들은 근접하고, 상기 화합물은 탄소 및 산소 원자 이외의 원자, 예를 들어 수소 및 할로겐을 포함할 수 있다. 바람직한 에폭사이드는 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드, 글리시돌 및 에피클로로히드린 또는 이들의 유도체이다.
"TAFFY 공정"이란 용어는, 수산화나트륨의 존재 하에 비스페놀 A와 에피클로로히드린을 반응시키는, 에폭시 중합체의 제조를 위한 대중적인 산업적 방법을 지칭한다.
본원에서 사용된 "헤테로원자"란 용어는, 탄소 원자 또는 수소 원자 이외의 주기율표의 원자를 지칭한다.
본원에서 사용된 "액상"이란 표현은 소량의 기체 및/또는 고체의 불연속 상을 임의적으로 포함할 수 있는, 기상과 고상 사이의 연속적인 중간 상을 지칭한다. 액상은 하나 이상의 불혼화성 액상을 포함할 수 있으며 하나 이상의 용해된 고체, 예를 들어 하나 이상의 산, 염기 또는 염을 함유할 수 있다.
본원에서 "증기상"이란 표현은, 소량의 액체 및/또는 고체의 불연속 상을 임의적으로 포함할 수 있는 연속적인 기상(예를 들어, 에어로졸)을 지칭한다. 증기상은 단일 기체 또는 혼합물, 예를 들어 2개 이상의 기체의 혼합물, 2개 이상의 액체 불연속 상, 및/또는 2개 이상의 고체 불연속 상일 수 있다.
본원에서 사용된 "통기된(aerated)"이란 용어는, 언급된 액상 물질 또는 조성물이 산소 분자를 단독으로 함유하거나, 하나 이상의 다른 기체와 혼합된 산소 분자를 함유하거나, 또는 상기 물질 또는 조성물에 용해되고/되거나 분산된 산소를 함유함을 의미한다. 산소는, 순수한 기체로서, 다른 기체(예를 들어, 질소)와 혼합된 기체(예를 들어, 공기 또는 산소 기체가 풍부한 공기)로서, 또는 화학적 분해(예를 들어, 과산화수소의 도입에 의한)를 통해 상기 물질 또는 조성물에 도입될 수 있다. 산소의 도입은, 언급된 액상 물질 또는 조성물로의 산소-함유 기체의 주입, 액체 표면의 계면에서의 교반 및/또는 산소-투과성 막을 통해 수행될 수 있다.
당업계에서 일반적으로 허용된 표준 시험법은 본원에서 논의된 파라미터(예를 들어, BOC, TOC 등)로서 사용된다.
수성 염수 용액
본 발명에 따라 처리되는 수성 염수 용액은 하나 이상의 무기 염 및 하나 이상의 유기 화합물을 포함한다.
상기 수성 염수 용액 내의 하나 이상의 무기 염은 약 80 중량% 이상, 약 90 중량% 이상, 약 95 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 약 99 중량% 이상, 더더욱 바람직하게는 약 99.9 중량% 이상의 염화나트륨을 포함할 수 있다.
상기 수성 염수 용액은 바람직하게는 약 10 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 약 14 중량% 이상, 더더욱 바람직하게는 약 17 중량% 이상 포화 이하, 더욱 바람직하게는 약 23 중량% 이하의 무기 염을 포함할 수 있다.
다른 바람직한 실시양태에서, 상기 수성 염수 용액은 바람직하게는 약 10 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 약 14 중량% 이상, 더더욱 바람직하게는 약 17 중량% 이상 포화 이하, 더욱 바람직하게는 약 23 중량% 이하의 염화나트륨을 포함할 수 있다.
상기 하나 이상의 유기 화합물은 임의의 공지된 유기 화합물로부터 선택될 수 있다. 상기 유기 화합물은 바람직하게는, 생물학적 산화를 통해 휘발성 산화물 단편 및/또는 이산화탄소를 형성하도록 처리가능한 잔기를 함유하는 화합물이다. 바람직하게는, 상기 유기 화합물은 하나 이상, 예를 들어 복수개의 탄소 원자, 하나 이상, 예를 들어 복수개의 수소 원자, 및 임의적으로 하나 이상, 예를 들어 복수개의 헤테로 원자를 포함하는 탄화수소 화합물일 수 있다. 상기 헤테로 원자는 O, N 및 할로겐, 예를 들어 Cl 중에서 선택될 수 있다.
상기 유기 화합물은 하나 이상의 작용기를 갖는 탄화수소 화합물일 수 있다. 바람직한 작용기는 하이드록시, 에스터, 산, 글리디실 및 아민 기, 이들의 조합 및 염-형성 작용기의 염, 예를 들어 산 및 아민 기의 염을 포함할 수 있다.
상기 유기 화합물은 약 40 g/몰 이상, 더욱 바람직하게는 약 60 g/몰 이상, 바람직하게는 약 500 g/몰 이하, 더욱 바람직하게는 약 300 g/몰 이하의 수 평균 분자량(MWn)을 가질 수 있다.
바람직한 유기 화합물의 예는, (a) 하나 이상의 다중하이드록실화된 지방족 탄화수소 화합물, 이의 에스터 및/또는 이의 모노에폭사이드, 및/또는 이의 이량체, 삼량체 및/또는 올리고머, 및/또는 이의 할로겐화되고/되거나 아민화된 유도체, (b) 바람직하게는 탄소수 1 내지 약 10의 하나 이상의 유기산, 이의 에스터, 이의 모노에폭사이드 및/또는 이의 염, (c) 하나 이상의 케톨, 예를 들어 1-하이드록시-2-프로판온, (d) 하나 이상의 알킬렌 비스페놀 화합물 및/또는 이의 에폭사이드, 다이올 및/또는 클로로히드린, 및/또는 (e) 아닐린, 톨루엔, 메틸렌 다이아닐린 및/또는 페놀을 포함한다.
바람직한 다중하이드록실화된 지방족 탄화수소 화합물은, 예를 들어 1,2-에탄다이올; 1,2-프로판다이올; 1,3-프로판다이올; 3-클로로-1,2-프로판다이올; 2-클로로-1,3-프로판다이올; 1,4-부탄다이올; 1,5-펜탄다이올; 사이클로헥산다이올; 1,2-부탄다이올; 1,2-사이클로헥산다이메탄올; 1,2,3-프로판트라이올("글리세린" 또는 "글리세롤"로도 공지되어 있고 이들 표현과 함께 본원에서 상호교환적으로 사용됨); 및 이들의 혼합물을 포함한다. 본 발명에 따라 처리된 유출물 중의 MAHC는, 예를 들어 1,2-에탄다이올; 1,2-프로판다이올; 1,3-프로판다이올; 및 1,2,3-프로판트라이올을 포함할 수 있고, 1,2,3-프로판트라이올이 가장 바람직하다.
MAHC의 에스터의 예는 에틸렌 글리콜 모노아세테이트, 프로판다이올 모노아세테이트, 글리세린 모노아세테이트, 글리세린 모노스테아레이트, 글리세린 다이아세테이트 및 이들의 혼합물을 포함한다.
MAHC의 모노에폭사이드의 예는 글리시돌, 다이클로로프로필 글리시딜 에터, 에피클로로히드린 및 이들의 혼합물을 포함한다.
유기산의 예는 폼산, 아세트산, 프로피온산, 락트산 및 글리콜산을 포함한다.
알킬렌 비스페놀 화합물의 예는 비스페놀 A 및 비스페놀 F뿐만 아니라, 에폭사이드 기를 또한 함유할 수 있는 이들 화합물의 유도체도 포함한다.
상기 유기 화합물은 바람직하게는 약 100 ppm 초과, 더욱 바람직하게는 약 500 ppm 초과, 더더욱 바람직하게는 약 1,000 ppm 초과, 더더욱 바람직하게는 약 5,000 ppm 초과의 총 유기 탄소(TOC) 농도로 존재할 수 있다.
바람직한 유기 화합물의 바람직한 양을, 상기 수성 염수 용액 중 각각의 유기 화합물의 총 중량을 기준으로 하기 표 1에 제시한다.
Figure pct00001
상기 수성 염수 용액은 바람직하게는, 수산화나트륨을 포함하는 염기를 분자당 하나 이상의 염소 원자를 갖는 화합물과 반응시켜, 약 80 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 약 90 중량% 이상, 더더욱 바람직하게는 약 95 중량% 이상, 더더욱 바람직하게는 약 99 중량% 이상, 더더욱 바람직하게는 약 99.9 중량% 이상의 염화나트륨을 포함하는 하나 이상의 무기 염을 형성하는 공정의 생성물이다.
하나의 실시양태에서, 상기 단계 (1)에서 제공되는 수성 염수 용액은, 클로로히드린을 수산화나트륨과 반응시킴으로써 클로로히드린을 에폭시화시켜 제조될 수 있다. 클로로히드린은 바람직하게는, 염화수소첨가반응 조건 하에 반응 용기 내에서, 임의적으로 물 및 하나 이상의 촉매의 존재 하에, 다중하이드록실화된 지방족 탄화수소 화합물 및/또는 이의 에스터를 포함하는 반응 혼합물을, 하나 이상의 염소화제를 포함하는 하나 이상의 염소화 공급물 스트림과 접촉시킴으로써 제조할 수 있다. 다중하이드록실화된 지방족 탄화수소 화합물은 바람직하게 글리세롤이다. 바람직하게는, 다중하이드록실화된 지방족 탄화수소 화합물의 약 50 중량% 이상이 글리세롤이다. 글리세롤은 바람직하게는 올레오케미칼(oleochemical) 또는 바이오디젤의 생산으로부터 유래될 수 있다. 이러한 공정은, 예를 들어 국제특허 공개공보 제 2006/020234 호, 국제특허 공개공보 제 2005/05147 호, 국제특허 공개공보 제 2006/100318 호, 유럽 특허원 제 1687248 호, 및 유럽 특허원 제 1762556 호에 개시되어 있다. 전술한 문헌 각각의 관련 개시내용을 본원에서 참고로 인용한다.
전술한 탈염화수소화 반응으로부터 유래하는 염수는 일반적으로 하나 이상의 다중하이드록실화된 지방족 탄화수소 화합물, 이의 에스터, 및/또는 이의 모노에폭사이드, 및/또는 이의 이량체, 삼량체 및/또는 올리고머, 및/또는 이의 할로겐화되고/되거나 아민화된 유도체를 포함한다. 수성 염수 용액 중에 존재할 수 있는 이러한 화합물의 양은 상기 표 1에 명시하였다.
다른 실시양태에서, 상기 단계 (1)에서 제공되는 수성 염수 용액은, 수산화나트륨을 포함하는 수성 염기의 존재 하에 하나 이상의 폴리페놀 화합물을 에폭시화시켜 제조될 수 있다. 바람직한 실시양태에서, 상기 폴리페놀 화합물은 비스페놀 A를 포함하고, 상기 염수는 바람직하게 액체 에폭시 수지를 제조하기 위한 TAFFY 공정으로부터 유래한다. 다른 바람직한 실시양태에서, 상기 폴리페놀 화합물은 비스페놀 F, 및/또는 다이페놀과 알데하이드(예를 들어, 폼알데하이드)의 반응 생성물로서 수득가능한 하나 이상의 레졸이며, 상기 염수는 액체 에폭시 노보락(LEN)의 제조 공정으로부터 유래한다. 에폭시화는 바람직하게는, 수산화나트륨을 포함하는 수성 염기의 존재 하에 하나 이상의 폴리페놀을 에피클로로히드린과 반응시킴으로써 수행된다. 에피클로로히드린은 바람직하게는, 전술한 바와 같이 에피클로로히드린의 제조 공정으로부터 유래한다.
전술한 에폭시화 공정으로부터 유래하는 염수는 일반적으로 하나 이상의 폴리페놀 화합물 및/또는 하나 이상의 폴리페놀 화합물의 글리시딜 에터를 포함한다. 상기 수성 염수 용액 중에 존재할 수 있는 폴리페놀 화합물 및 에폭시화 폴리페놀 화합물의 양은 상기 표 1에 명시하였다.
또다른 바람직한 실시양태에서, 상기 단계 (1)에서 제공되는 수성 염수 용액은, 상기 증기상 유출물로부터 염소화제를 제거하기 위해, 염소화제 및 하나 이상의 유기 화합물을 포함하는 증기상 유출물을 수산화나트륨을 포함하는 수성 염기와 접촉시킴으로써 제조될 수 있다. 바람직한 실시양태에서, 상기 증기상 유출물의 공급원은 화학 반응기이다. 상기 염소화제는 바람직하게는 염화수소이다. 상기 반응 혼합물은 바람직하게는 액상 반응 혼합물이다. 상기 접촉 단계는 증기-액체 접촉 장치를 사용하여 수행된다.
또다른 바람직한 실시양태에서, 상기 단계 (1)에서 제공되는 수성 염수 용액은, 메틸렌 다이아닐린(MDA)((폴리)아이소시아네이트의 제조에 유용함)을 제조하기 위한 폼알데하이드와 아닐린의 반응을 촉진하기 위해 사용된 염화수소의 중화에 의해 제조될 수 있다. 아닐린, 톨루엔 및 기타 적합한 용매는 또한, MDA 및 다른 바람직한 생성물의 추출에 사용될 수 있다. 염화수소의 제거는 바람직하게는 이전 단락에서 기술한 방법에 의해 수행될 수 있다. 상기 중화 단계로부터 유래하는 염수는 일반적으로, 아닐린, 톨루엔(용매로서 사용되는 경우), 메틸렌 다이아닐린 및/또는 페놀을 포함한다.
아닐린, 톨루엔 및/또는 메틸렌 다이아닐린을 함유하는 수성 염수 용액은 바람직하게는, 상기 단계 (1)에서 상기 수성 염수 용액을 제공하기 전에 공비증류되어, 상기 수성 염수 용액 중에 존재하는 아닐린, 톨루엔 및/또는 메틸렌 다이아닐린이 제거될 수 있다. 바람직하게는 아닐린, 톨루엔 및/또는 메틸렌 다이아닐린의 약 50 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 약 80 중량% 이상, 더더욱 바람직하게는 약 90중량 이상은, 상기 단계 (1)에서 수성 염수 용액을 제공하기 전에 상기 수성 염수 용액으로부터 제거될 수 있다. 상기 단계 (1)에서 제공되는 수성 염수 용액은 바람직하게는, 본 발명에 따른 제 1 재용해 조작 전에 아닐린 및/또는 메틸렌 다이아닐린을 제거하기 위한 스트리핑 단위 조작으로 처리되지 않는다.
수성 염수 용액에 존재할 수 있는 아닐린, 메틸렌 다이아닐린 및 다른 화학물질의 바람직한 양은 상기 표 1에 명시하였다.
미생물
본 발명은, 고농도의 염화나트륨을 갖는 수성 염수 용액의 존재 하에 전술한 하나 이상의 유기 화합물의 생분해가 가능한 미생물, 및 이러한 미생물의 단리 및 적응 방법을 포함한다.
본 발명에 따른, 염화나트륨을 포함하는 수성 염수 조성물에서 탄화수소 화합물을 생물학적으로 산화시킬 수 있는 염-내성 생 미생물의 수득 방법은, (1) 생 미생물, 하나 이상의 탄화수소 화합물, 산소, 삼투압적으로 허용가능한 농도의, 염화나트륨을 포함하는 2종 이상의 무기 염, 및 임의적으로 생 미생물의 호흡, 생장 및/또는 번식을 위해 요구되는 하나 이상의 생 미생물용 영양소를 포함하는 수성 조성물을 제공하는 단계, (2) 상기 단계 (1)에서 제공되는 수성 조성물에, 탄화수소 화합물, 산소, 염화나트륨을 포함하는 2종 이상의 무기 염, 및 임의적으로, 물 및/또는 생 미생물의 호흡, 생장 및/또는 번식을 위해 요구되는 하나 이상의 생 미생물용 영양소를 포함하는 하나 이상의 물질을 도입하는 단계; 및 (3) 적어도 일부 미생물이 생존하여 염화나트륨 농도의 변화에 적응하도록 하는 속도로 수성 조성물의 염화나트륨 농도를 증가시키는 단계를 포함하되, 여기서 단계 (3)은 수성 조성물 중 무기 염의 총량에 대한 염화나트륨의 중량%를 증가시키는 것을 포함한다.
상기 수성 조성물 중 무기 염의 총량에 기초한 염화나트륨의 중량%는 바람직하게는 약 1 중량% 이상씩, 더욱 바람직하게는 약 5 중량% 이상씩, 더더욱 바람직하게는 약 10 중량% 이상씩, 더더욱 바람직하게는 약 15 중량% 이상씩 증가시킨다.
미생물의 선택 및/또는 적응 방법은, 바람직하게는 약 15℃ 이상, 더욱 바람직하게는 약 3O℃ 이상, 더더욱 바람직하게는 약 4O℃ 이상, 바람직하게는 약 60℃ 이하, 더욱 바람직하게는 약 5O℃ 이하, 더더욱 바람직하게는 약 46℃ 이하의 온도에서 수행된다.
단계 (a)에서 접촉되는 수성 염수 용액은 바람직하게는 약 6.5 이상, 더욱 바람직하게는 약 7 이상, 바람직하게는 약 8.5 이하, 더욱 바람직하게는 약 8 이하의 pH로 조절 및/또는 유지된다.
상기 염수는 바람직하게는, 상기 접촉 단계 (a) 동안 생 미생물에 대해 상대적인 유속을 갖는 염수 스트림이다. 상기 접촉 단계 (a)는 바람직하게는, 상기 염수 스트림을 위한 하나 이상의 주입구와 하나 이상의 배출구를 갖는 생물반응기 용기에서 수행된다. 상기 염수 스트림의 유속은, 상기 용기 내에서 수력학적 체류 시간이 바람직하게는 약 100시간 미만, 더욱 바람직하게는 약 24시간 미만, 더더욱 바람직하게는 약 12시간 미만, 바람직하게는 약 6시간 초과, 더욱 바람직하게는 약 10시간 초과이도록 하는 것이다.
산소는 다양한 수단에 의해 생 미생물에 제공될 수 있다. 그 예는, 산소-함유 기체(예를 들어, 공기)를 수성 염수 용액에 주입하거나, 또는 미생물 함유 염수 용액을 산소-함유 기체(예를 들어, 공기)에 노출시킴으로써(예를 들어, 염수 용액을 산소-함유 기체를 통해 분무하거나 또는 증기-액체 접촉 장치를 통해 산소-함유 기체와 염수 용액을 접촉시킴으로써) 수성 염수 용액에 통기시키고/시키거나; 고체 지지체 상에 미생물을 고정화시키고, 반복적으로, 상기 고정화된 미생물을 수성 염수 용액에의 침지로부터 산소-함유 분위기(예를 들어, 공기)로 이송하고, 상기 고정화된 미생물을 수성 염수 용액에 재침지시키고/시키거나; 미생물을 산소-투과성 막 상에 고정화시키고, 상기 고정화된 미생물을 갖는 산소-투과성 막의 표면을 처리할 수성 염수 용액에 노출시키고, 상기 산소-투과성 막의 반대면을 산소-함유 기체(예를 들어, 공기)에 노출시키는 것을 포함한다. 산소는, 생 미생물내 호기성 미생물 호흡을 유지하는데 충분한 속도로 제공된다.
염화나트륨의 농도는, 4시간의 수력학적 체류 시간 당 바람직하게는 약 10% 이하, 더욱 바람직하게는 약 6% 이하, 더더욱 바람직하게는 약 1% 이하의 속도로 증가된다. 염화나트륨 농도는, 4시간의 수력학적 체류 시간 당 바람직하게는 약 0.4% 이상의 속도로 증가될 수 있다.
염화나트륨 농도는 바람직하게는, 수성 조성물의 염화나트륨의 농도가 약 15 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 약 17 중량% 이상, 더더욱 바람직하게는 약 19 중량% 이상, 더더욱 바람직하게는 약 20 중량% 이상이 될 때까지, 전술한 방법의 단계 (3)에 따라 증가된다. 상기 단계 (1)에서 제공되는 수성 조성물은, 바람직하게는 약 10 중량% 미만, 더욱 바람직하게는 약 6 중량% 미만, 더더욱 바람직하게는 약 4 중량% 미만의 염화나트륨 농도를 갖고, 바람직하게는 약 1 중량% 이상, 바람직하게는 약 2 중량% 이상, 더더욱 바람직하게는 약 3 중량% 이상의 염화나트륨 농도를 갖는다.
생 미생물은 바람직하게는 유기 화합물의 분해가 가능한 다양한 미생물 개체군이다. 이러한 개체군의 예는, 폐수 처리 플랜트내 활성화된 슬러지로부터의 미생물, 특히 염분이 섞이거나 염분성 폐수를 처리하기 위해 사용된 미생물이다. 이러한 개체군의 다른 예는, 고도의 염수(예를 들어, 사해 또는 미국 유타주 소재의 그레이트 솔트 호)의 자연체(natural body)로부터 단리된 미생물이다.
바람직한 실시양태에서, 상기 생 미생물은 박테리아를 포함한다. 특히 바람직한 실시양태에서, 상기 미생물은 비브리오(Vibrio) 및/또는 할로모나스(Halomonas)에 속하는 박테리아를 포함한다. 특히, 상기 미생물은 비브리오 알지놀리티쿠스(Vibrio alginolyticus), 할로모나스 살리나(Halomonas salina) 및/또는 할로모나스 캄파니엔시스(Halomonas campaniensis) 종에 속하는 박테리아를 포함한다. 이러한 미생물은 미생물 개체군에 천연적으로 존재할 수 있거나, 이러한 미생물의 배양액으로부터 수득되거나 접종될 수 있다.
전술한 방법에 따라 적응된 미생물의 일부 또는 전부는 생물학적 기탁 기관, 예를 들어ATCC에 보관중인 기탁물로부터 배양되고/되거나 수득될 수 있다. 특히, 비브리오 알지놀리티쿠스는 ATCC No. 17749 하에 입수될 수 있고, 할로모나스 살리나는 ATCC No. 49509 하에 입수될 수 있다. 할로모나스 캄파니엔시스는 남부 이탈리아의 캄파니아 지방 근처의 무기물 웅덩이(mineral pool)로부터 단리되었으며, 로마노(Romano) 등의 문헌[Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 55:2236 (2005)]에 특징화되어 있고(상기 문헌 전체를 본원에 참고로 인용함), ATCC No. BAA-966 및 DSM No. 15293로 등록되어 있다.
본 발명의 또다른 양태는, 하나 이상의 유기 화합물, 상기 하나 이상의 유기 화합물 이외에 미생물의 생장에 요구되는 하나 이상의 영양소, 및 17 중량% 이상, 바람직하게는 약 18 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 약 20 중량% 이상, 더더욱 바람직하게는 약 22 중량% 이상의 염화나트륨을 포함하는 염수 용액 및 산소의 존재 하에 생장하도록 적응된 미생물이다. 이러한 적응된 미생물은, 전술한 방법에 따라 적응된 전술한 미생물 및/또는 생물학적 기탁 기관으로부터 수득되고/되거나 배양된 미생물 중 하나 이상의 미생물을 포함할 수 있다.
본 발명의 또다른 양태는, 하나 이상의 유기 화합물, 산소의 존재 하에 수성 조성물에 침지된 생 미생물의 개체군, 상기 하나 이상의 유기 화합물 이외에 미생물의 생장에 요구되는 하나 이상의 영양소, 및 약 17 중량% 이상, 바람직하게는 약 18 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 약 20 중량% 이상, 더더욱 바람직하게는 약 22 중량% 이상의 염화나트륨을 포함하는 수성 조성물이다. 이러한 생 미생물은, 전술한 방법에 따라 적응된 전술한 미생물 및/또는 생물학적 기탁 기관으로부터 수득되고/되거나 배양된 미생물 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 또다른 양태는 약 15 중량% 이상, 바람직하게는 약 18 중량% 이상, 더더욱 바람직하게는 약 20 중량% 이상, 더더욱 바람직하게는 약 22 중량% 이상의 하나 이상의 무기 염, 하나 이상의 유기 화합물, 산소의 존재 하에 수성 조성물 중 침지된 생 미생물의 개체군, 및 상기 하나 이상의 유기 화합물 이외에 미생물의 생장에 요구되는 하나 이상의 영양소를 포함하는 수성 조성물로서, 여기서 상기 하나 이상의 무기 염은 약 80 중량% 이상의 수산화나트륨을 포함한다. 이러한 생 미생물은, 전술한 방법에 따라 적응된 전술한 미생물 및/또는 생물학적 기탁 기관으로부터 수득되고/되거나 배양된 미생물 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 다른 양태는, 약 1 ㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 약 10 ㎛ 이상, 더더욱 바람직하게는 약 60 ㎛ 이상, 더더욱 바람직하게는 약 100 ㎛ 이상, 바람직하게는 약 300 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 약 200 ㎛ 이하 범위의 바람직한 평균 입자 크기 및 바람직하게는 약 1.5 g/cm3 초과, 더욱 바람직하게는 약 2 g/cm3 이상, 더더욱 바람직하게는 약 2.4 g/cm3 이상의 입자 밀도를 갖고 입자의 표면에 부착된 미생물로 코팅된 입자를 포함하는 조성물을 제공한다. 상기 입자는 바람직하게는 실질적으로 응집되어 있지 않고, 더욱 바람직하게는 응집되어 있지 않다. 상기 미생물은 바람직하게는 미생물 및 세포외 중합체 물질을 포함하는 바이오필름을 통해 입자의 표면에 부착된다. 상기 미생물은, 전술한 방법에 따라 적응된 전술한 미생물 및/또는 생물학적 기탁 기관으로부터 수득되고/되거나 배양된 미생물 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
염수 정제 방법
본 발명은 또한, 생화학적 산화에 의한 유기 화합물의 생분해를 통한, 산업적으로 생성된 농축된 수성 염수 용액의 정제 방법을 제공한다. 상기 방법은 수성 염수 용액으로부터 방출되는, 휘발성 산화 생성물, 예를 들어 이산화탄소를 생성한다. 상기 공정으로부터 회수된 정제된 수성 염수 용액을 추가의 단위 조작으로 처리하고/하거나 전기분해로 처리하여, 널리 공지된 염소-알칼리 공정을 통해 염소 기체 및/또는 수산화나트륨 또는 차아염소산염을 형성할 수 있다.
상기 염수 정제 방법은, (1) 하나 이상의 무기 염, 하나 이상의 유기 화합물, 및 임의적으로, 상기 하나 이상의 무기 염과 상기 하나 이상의 유기 화합물에 포함된 미생물 영양소 이외의 하나 이상의 미생물 영양소를 포함하는 수성 염수 용액을 제공하는 단계, 및 (2) 상기 단계 (1)에서 제공되는 수성 염수 용액으로부터 유기 화합물을 제거하기 위한 하나 이상의 단위 조작을 수행하여 제 1 정제된 염수를 수득하는 단계를 포함하되, 상기 수성 염수 용액이 약 10 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 약 15 중량% 이상, 더더욱 바람직하게는 약 18 중량% 이상, 더더욱 바람직하게는 약 20 중량% 이상, 더더욱 바람직하게는 약 22 중량% 이상 포화 이하, 바람직하게는 약 22 중량% 이하의 하나 이상의 무기 염을 함유하고, 상기 하나 이상의 무기 염의 약 80 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 약 90 중량% 이상, 더더욱 바람직하게는 약 95 중량% 이상, 더더욱 바람직하게는 약 98 중량% 이상, 더더욱 바람직하게는 약 99 중량% 이상이 염화나트륨이고; 상기 하나 이상의 유기 화합물이 유기 화합물을 포함하고; 상기 하나 이상의 단위 조작이, (a) 수성 염수 용액을, 산소 존재 하에 유기 화합물을 산화시킬 수 있는 생 미생물과 접촉시키는 단계, (b) 임의적으로, 상기 수성 염수 용액에, 상기 수성 염수 용액으로 충족되지 않은 생물학적 영양소에 대한 미생물의 요구에 비례하는 생물학적 영양소를 첨가하는 단계, 및 (c) 상기 수성 염수 용액으로부터 미생물을 분리하여 제 1 정제된 염수 용액을 수득하는 단계를 포함한다.
생 미생물은 바람직하게는, 전술한 바와 같은 미생물로부터 선택된 하나 이상의 종의 미생물이다.
상기 접촉 단계 (a)는 바람직하게는 약 15℃ 이상, 더욱 바람직하게는 약 30℃ 이상, 더더욱 바람직하게는 약 40℃ 이상, 바람직하게는 약 60℃ 이하, 더욱 바람직하게는 약 50℃ 이하, 더더욱 바람직하게는 약 46℃ 이하에서 수행된다.
단계 (a)에서 접촉되는 수성 염수 용액은 바람직하게는 약 6.5 이상, 더욱 바람직하게는 약 7 이상, 바람직하게는 약 8.5 이하, 더욱 바람직하게는 약 8 이하의 pH로 조정되고/되거나 유지된다.
상기 염수는 바람직하게는 상기 접촉 단계 (a) 동안 생 미생물에 대해 상대적인 유속을 갖는 염수 스트림이다. 상기 접촉 단계 (a)는 바람직하게는, 염수 스트림용 하나 이상의 주입구와 하나 이상의 배출구를 갖는 생물반응기 용기 내에서 수행된다. 상기 염수 스트림의 유속은, 용기 내에서 수력학적 체류 시간이 바람직하게는 약 100시간 미만, 더욱 바람직하게는 약 24시간 미만, 더더욱 바람직하게는 약 12시간 미만, 바람직하게는 약 6시간 초과, 더욱 바람직하게는 약 10시간 초과이도록 하는 것이다.
상기 용기는 실제로, 하나보다 많은 물리적 용기일 수 있다. 이는, 처리될 염수의 요구되는 유속에 부합하도록 2개 이상의 직렬 용기, 또는 2개 이상의 병렬 용기, 또는 2개의 임의의 조합일 수 있다.
산소는 다양한 수단에 의해 생 미생물에 제공될 수 있다. 그 예는, 산소-함유 기체(예를 들어, 공기)를 수성 염수 용액에 주입하거나, 또는 미생물 함유 염수 용액을 산소-함유 기체(예를 들어, 공기)에 노출시킴으로써(예를 들어, 염수 용액을 산소-함유 기체를 통해 분무하거나 또는 증기-액체 접촉 장치를 통해 산소-함유 기체와 염수 용액을 접촉시킴으로써) 수성 염수 용액에 통기시키고; 고체 지지체 상에 미생물을 고정화시키고, 반복적으로, 상기 고정화된 미생물을 상기 수성 염수 용액에의 침지로부터 산소-함유 분위기(예를 들어, 공기)로 이송하고, 상기 고정화된 미생물을 수성 염수 용액에 재침지시키고/시키거나; 미생물을 산소-투과성 막 상에 고정화시키고, 상기 고정화된 미생물을 갖는 산소-투과성 막의 표면을 처리할 수성 염수 용액에 노출시키고, 상기 산소-투과성 막의 반대면을 산소-함유 기체(예를 들어, 공기)에 노출시키는 것을 포함한다. 산소는, 생 미생물내 호기성 미생물 호흡을 유지하는데 충분한 속도로 제공된다.
미생물이 생물반응기 내에 분산되어 있는 경우, 이는 여과, 스트레인화, 원심 분리, 하이드로사이클론 분리, 및/또는 중력 침강에 의해 수성 염수 용액으로부터 분리될 수 있다. 이러한 분리 방법은 각각, 바람직하게는 각각 약 1 ㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 약 20 ㎛ 이상, 더더욱 바람직하게는 약 60 ㎛ 이상, 더더욱 바람직하게는 약 100 ㎛ 이상, 바람직하게는 약 300 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 약 180 ㎛ 이하, 더더욱 더욱 바람직하게는 약 150 ㎛ 이하의 바람직한 평균 입자 크기 및/또는 약 1.5 g/cm3 이상, 더욱 바람직하게는 약 2 g/cm3 이상, 더더욱 바람직하게는 약 2.4 g/cm3 이상의 입자 밀도를 갖는 실질적으로 고체인 입자 상에 미생물을 고정화시킴으로써 용이해진다. 상기 입자는 바람직하게는, 표면에 대한 미생물의 부착을 용이하게 하도록 거친 표면을 갖는다. 상기 입자는 바람직하게는 동일한 이유로 인해 실질적으로 소수성인 표면을 갖는다.
적당한 입자의 예는, 마이크로샌드, 예를 들어 액티샌드(ACTISAND, 등록상표), 약 150 ㎛의 공칭 평균 입자 크기 및 약 2.65 g/cm3의 입자 밀도(비중)를 갖는 석영 샌드(프랑스 상트 마리스-세덱스 소재의 베올리아 워터 솔루션스 앤 테크놀로지(Veolia Water Solutions & Technologies)에서 입수가능함)이다.
상기 미생물은, 입자의 표면에 부착됨으로써 상기 입자의 표면에 고정화된다. 바이오필름을 형성할 수 있는 미생물은, 입자 상에 바이오필름을 발달시키고 미생물로 바이오필름을 콜론화하기에 충분한 시간 동안 EPS 생성을 용이하게 하면서 가벼운 교반 및 미생물의 BOD 감소/소모를 지지하기에 적합한 조건 하에서 생 미생물을 입자와 접촉시킴으로써, 입자에 부착될 수 있다. 입자 상에 안정한 부착성 바이오필름을 형성할 수 없는 미생물은, 미생물이 부착되는 입자와 미생물의 혼합물에 천연 및/또는 합성 접착제 중합체를 첨가함으로써, 입자의 표면상에 고정화될 수 있다. 적합한 천연 중합체의 예는 알부민이다. 적합한 합성 중합체의 예는 폴리아크릴아마이드, 예를 들어 LT22S 양이온성 폴리아크릴아마이드(스위스 바잘 소재의 시바 스페셜티 케미칼스(Ciba Specialty Chemicals)에서 입수가능함)이다.
바람직한 평균 입자 크기를 갖는 입자에 미생물을 고정화시키면 여과 및/또는 스트레인화를 통한 분리가 용이해지는데, 그 이유는, 필터 여재가 미생물 그 자체를 여과해서 제거하기 위해 요구되는 것보다 더 큰 평균 공극 크기를 가짐으로써, 여과에 요구되는 압력 및 미세 입자에 의해 필터 여재가 막히는 속도를 감소시킬 수 있기 때문이다.
바람직한 밀도를 갖는 입자 상에 미생물을 고정시키는 것은, 원심 분리, 하이드로사이클론 분리 및/또는 중력 침강에 의한 분리를 촉진시키기 위해 입자에 밸러스트(ballast)를 제공한다.
상기 수성 염수 용액의 유동에 비해 상대적으로 정지된 상태로 미생물을 유지하면서 상기 수성 염수 용액의 유동을 허용하는 장치와 상기 수성 염수 용액을 접촉시킴으로써, 처리된 수성 염수 용액으로부터 미생물을 분리할 수 있다. 상기 장치는, 예를 들어 미생물을 포함하는 바이오필름을 필터 여재 상에 형성함으로써, 필터 여재를 통해 수성 염수 용액을 통과시키기에 충분한 공극 크기를 갖는 필터 여재 상에 고정화된 미생물일 수 있다. 이러한 장치는 또한, 상기 염수 용액과 접촉하는 표면, 예를 들면 바이오필름을 통해 표면에 부착된 미생물을 갖는, 예를 들어 튜브들의 뱅크(bank) 또는 물결형 표면일 수 있다. 이 장치는 다공성 표면을 갖는 생물반응기 분야에 공지된 중합체성 지지체(이는 임의적으로 활성탄을 포함할 수도 있음)를 포함할 수 있다.
입자 또는 필터 여재 상에 미생물을 고정화시키는 것은, 처리할 수성 염수 용액의 염 농도에 미생물을 적응시키기 전 또는 후에 수행될 수 있다. 고정화가 바이오필름 형성을 통한 경우, 미생물이 더 높은 염 농도에 적응함에 따라 미생물에 대한 보호 환경을 제공하고 신속한 바이오필름 형성을 용이하게 하도록, 적응 전에 바이오필름을 형성하는 것이 바람직할 수 있다.
고농도의 염화나트륨을 함유하는 염수 용액에 적응가능한 미생물을 선택하는 적자생존식 접근법을 통한 미생물 선택 동안 미생물 개체군이 감소하는 경향이 있기 때문에, 상기 염수 용액과 접촉하는 미생물의 미생물 종 다양성이 염화나트륨 농도의 0.5 중량% 증가에 대해 비교적 안정화된 후, 고정화를 수행하는 것이 바람직하다.
상기 미생물은, 상기 수성 염수 용액의 액체 성분에 대해서는 투과성이면서 상기 미생물에 대해서는 불투과성인 막에 수성 염수 용액을 통과시킴으로써 상기 수성 염수 용액으로부터 분리될 수 있다. 적합한 생물반응기는 막 생물반응기(MBR)로서 공지되어 있다. 한외여과 및 나노여과 막으로서 공지된, 본 목적에 적합한 막은 다양한 공급처[예를 들면, 다우 워터 솔루션(Dow Water Solutions)(미국 미시간주 미들랜드 소재의 더 다우 케미칼 캄파니(The Dow Chemical Company))의 상표명 필름테크(FILMTEC, 등록상표) 및 베르그호프(Berghof)(독일 에닌겐 소재)의 상표명 하이퍼름(HYPERM, 등록상표)]에서 시판된다. 상기 막은 바람직하게는 나노여과 범위의 공극 크기를 갖고 바람직하게는 폴리(비닐리덴 플루오라이드; PVDF)에 기초한 중합체로 구성된다. 상기 막은 바람직하게는 방오성 코팅, 예를 들어 양쪽성 그래프트 공중합체 폴리(비닐리덴 플루오라이드)-그래프트-폴리옥시에틸렌 메타크릴레이트(PVDF-g-POEM)를 갖는다.
이러한 추가의 단위 조작으로부터 회수된 정제된 염수는, 통상적인 염소-알칼리 공정을 통해 염소 기체와 수산화나트륨 또는 차아염소산염을 제조하기 위해서 사용될 수 있고/있거나 결정화를 통해 염수 정제로부터 회수된 결정성 염을 세척하기 위한 수성 염수 세척 용액으로서 재순환될 수 있다.
각각의 공정 단계는 배취식, 반-배취식 또는 연속식으로 수행될 수 있다. 각각의 공정 단계는 바람직하게는 연속식으로 수행된다. 상기 단계 (1)에서 수성 염수 용액을 제공하는 것으로부터 본 발명에 따른 정제된 염수 용액을 제조하는 데 까지의 전체 공정은 바람직하게는 연속식으로 수행된다.
본 발명에 따른 생물학적 처리 방법으로부터의 처리된 염수의 임의의 바람직한 유출물 품질을 달성하기 위해서, 추가의 정제 단계가 사용될 수도 있다. 이러한 추가의 정제 단계는 여과, 흡착 및 일반적으로 사용되는 다른 물리-화학적 단위 조작을 포함한다.
본 발명에 따른 방법 및 장치는 바람직하게는, 상기 단계 (1)에서 제공되는 수성 염수 용액의 단위 체적 당 약 90 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 약 95 중량% 이상, 더더욱 바람직하게는 약 98 중량% 이상의 염화나트륨의 양을 수득하도록 조작될 수 있다. 상기 수성 염수 용액은 바람직하게는 본 발명에 따라 약 80% 이상, 더욱 바람직하게는 약 95% 이상, 더더욱 바람직하게는 약 99% 이상의 염화나트륨을 제공하도록 처리될 수 있다.
바람직한 실시양태에서, 상기 방법의 단계 (2)에 따라 처리된 수성 염수 용액 중에 존재하는 염화나트륨 양에 대한 유기 화합물의 중량비는 바람직하게는, 상기 단계 (1)에서 제공되는 수성 염수 용액 중에 존재하는 염화나트륨의 양에 대한 유기 화합물의 양의 중량비의 약 1/10 미만, 더욱 바람직하게는 약 1/100 미만, 더더욱 바람직하게는 약 1/1000 미만이다.
염수 정제 장치
전술한 공정은, 본 발명에 따른 장치를 사용하여 수행될 수 있다. 전술한 공정은 바람직하게는 본 발명에 따른 염수 정제를 위한 생물반응기를 포함한다.
하나의 실시양태에서, 상기 생물반응기는 염-내성 생 미생물을 함유하는 생물반응기 용기를 하나 이상 포함하되, 여기서 상기 염-내성 생 미생물은 전술한 본 발명에 따른 미생물이다.
또다른 실시양태에서, 상기 생물반응기는, 하나 이상의 무기 염, 하나 이상의 유기 화합물 및 임의적으로 하나 이상의 미생물 영양소를 포함하는 수성 염수 용액; 및 상기 기술된 입자의 표면에 부착된 미생물로 코팅된 실질적으로 비응집된 입자를 포함하는 조성물을 함유하는 생물반응기 용기를 포함한다.
본 발명의 또다른 양태는, 수성 염수 용액을 제조하기 위해서 염소 원자 함유 화합물을 수산화나트륨과 반응시키기에 적합한 화학 반응 장치, 및 본 발명에 따른 염수 정제 장치를 포함하는, 정제된 염수를 제조하기 위한 화학 공정 장치이며, 상기 화학 반응 장치는, 수성 염수 용액을 화학 반응 장치로부터의 염수 정제 장치로 이송하기 위해 염수 정제 장치 및/또는 공정에 연결되고, 상기 화학 반응 장치는, 수산화나트륨 수성 용액을 상기 화학 반응 장치로 이송하기 위해 수산화나트륨 수성 용액 공급원에 연결된다. 상기 화학 반응 장치는 에피클로로히드린, 에폭시 수지 또는 메틸렌 다이아닐린의 제조에 적합한 장치일 수 있다.
상기 화학 반응 장치가 클로로히드린을 수산화나트륨과 반응시킴으로써(즉, 탈염화수소 반응을 통해) 에피클로로히드린을 제조하기에 적합한 경우, 상기 화학 공정 장치는 클로로히드린을 제조하기에 적합한 염화수소첨가반응 장치를 추가로 포함할 수 있다. 그다음, 상기 염화수소첨가반응 장치는 바람직하게는, 클로로히드린을 포함하는 스트림을 클로로히드린 제조 장치로부터 화학 반응 장치에 이송하기 위해 상기 화학 반응 장치에 연결된다.
본원에 언급된 모든 참고 문헌을 구체적으로 본원에 참고로 인용한다.
하기 실시예는 단지 예시의 목적을 위한 것이며, 본 발명의 범주를 한정하는 것으로 의도되지 않는다.
[실시예]
실시예 1
본 실시예 1에서, 미생물을 본 발명에 따라 선택하고 적응시켰다.
비브리오 알지놀리티쿠스, 할로모나스 살리나 및/또는 할로모나스 캄파니엔시스 종을 포함하는 다양한 미생물 개체군 3.5 g/ℓ를, 3.5 중량%의 염화나트륨 및 500 mg/글리세롤(ℓ)를 함유하는 수성 염수 용액을 함유하는 생물반응기 용기에 도입하였다. 수성 염수 용액은, 0.1 내지 1.5 kg 글리세롤/(미생물 1 kg·일)의 범위의 속도로 공급하여, 생물반응기 배출구에서 글리세롤 농도를 50 mg/ℓ로 유지하였다. 생물반응기 내에서 일정한 단위 체적을 유지하도록 생물반응기 내의 혼합물을 상응하여 배출하였다. 충분한 영양소를 상기 수성 염수 스트림에 첨가하여, 생물반응기 배출구에서, NH4-N 농도를 10 mg/ℓ로, 오르쏘포스페이트 농도를 5 mg/ℓ로 유지하였다. 미생물의 건강을 모니터하고, 18.5 중량%의 염화나트륨을 함유하는 염수 용액에 적응된 미생물 개체군을 수득할 때까지 생물반응기 배출구에서 NH4-N 농도를 10 mg/ℓ로, 오르쏘포스페이트 농도를 5 mg/ℓ로 유지하도록 영양소 농도를 조절하면서, 염화나트륨 농도를 4시간의 수력학적 체류 시간 당 약 0.5 중량%의 속도로 올렸다. 적응된 미생물 개체군은 비브리오 알지놀리티쿠스, 할로모나스 살리나 및/또는 할로모나스 캄파니엔시스 종을 포함한다.
실시예 2
본 실시예 2는 본 발명에 따른 염수 정제 공정을 예시한다.
17.5 중량%의 염수 및 실시예 1에 따라 적응된 미생물이 3 g/ℓ로 현탁된 배양액을, 약 1.7 ℓ의 액체 수용 부피(holdup volume)를 갖고 44℃의 온도로 유지된 실험실용 호기성 생물반응기에 도입하였다. 이 배양액에, 18 중량%의 염화나트륨 및 413 ppm의 TOC의 농도를 포함하는 염수 스트림, 및 17.5%의 염수로 생물반응기를 유지하기에 충분한 물을 공급하였다. 도입되는 염수의 유속은 약 170 mℓ/시간으로 유지하였다. 생물반응기 내에서 일정한 단위 체적을 유지하도록 생물반응기의 혼합물을 상응하여 배출하였다. 충분한 영양소를 수성 염수 스트림에 첨가하여, 생물반응기 배출구에서, NH4-N 농도를 10 mg/ℓ로, 오르쏘포스페이트 농도를 5 mg/ℓ로 유지하였다.
염수로부터 미생물을 중력 분리시킨 후, 맑아진 배출물의 조성물은 17.5 중량%의 NaCl를 포함하고, TOC의 농도는 80 ppm이었다. 추가의 물리-화학 처리를 사용하여 배출물의 TOC의 농도를 10 ppm 미만으로 줄일 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 추가 처리에 필요한 염수의 양을 최소화하면서 매우 낮은 TOC 농도를 갖는 수성 염수 용액을 회수할 수 있다. 본 발명에 따른 방법은 새로운 물의 소모 및 오염을 최소화하고, 추가의 처리를 위해 요구되거나 결과적으로 염소 기체 또는 차아염소산염 생산량의 순수 감소를 유발하는 화학물질을 도입하지 않는다.
전술된 실시예는 설명하려는 목적으로 제공된 것일 뿐이며 어떤 방식으로든 본 발명을 한정하려는 것이 아님에 주목해야 한다. 본 발명이 예시적인 실시양태를 참조하여 기술되었지만 본원에 사용된 단어는 한정의 단어라기 보다는 기술 및 설명의 단어임을 이해해야 한다. 양태로서 제시된 본 발명의 범주 및 진의로부터 벗어나지 않고, 현재 언급된 바와 같은 특허청구범위 및 보정되는 특허청구범위의 권리범위 내에서 변경이 이루어질 수 있다. 본 발명이 본원에서 특정 수단, 물질 및 실시양태로써 기술되었지만, 본 발명을 본원에 개시된 특정사항으로 한정하고자 하는 것은 아니며, 오히려 본 발명은 첨부된 특허청구범위의 범주 내에 있는 모든 기능적으로 등가의 구조, 방법, 공정 및 용도까지 확장된다.

Claims (71)

  1. (1) 하나 이상의 무기 염, 하나 이상의 유기 화합물, 및 임의적으로, 상기 하나 이상의 무기 염 및 상기 하나 이상의 유기 화합물에 포함된 미생물 영양소 이외의 하나 이상의 미생물 영양소를 포함하는 수성 염수 용액을 제공하는 단계, 및 (2) 상기 단계 (1)에서 제공되는 수성 염수 용액으로부터 유기 화합물을 제거하기 위한 하나 이상의 단위 조작(unit operation)을 수행하여 제 1 정제된 염수 용액을 수득하는 단계를 포함하는 염수 정제 방법으로서,
    상기 수성 염수 용액이 약 10 중량% 이상의 하나 이상의 무기 염을 포함하고, 상기 하나 이상의 무기 염의 약 80 중량% 이상이 염화나트륨이고,
    상기 하나 이상의 단위 조작이, (a) 상기 수성 염수 용액을, 산소의 존재 하에 유기 화합물을 산화시킬 수 있는 생(living) 미생물과 접촉시키는 단계, (b) 임의적으로, 상기 수성 염수 용액에, 상기 수성 염수 용액으로 충족되지 않은 생물학적 영양소에 대한 미생물의 요구에 비례하는 생물학적 영양소를 첨가하는 단계, 및 (c) 상기 수성 염수 용액으로부터 상기 미생물을 분리하여 제 1 정제된 염수 용액을 수득하는 단계를 포함하는, 염수 정제 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 (1)에서 제공되는 수성 염수 용액이 약 15 중량% 이상의 무기 염을 함유하는, 염수 정제 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 (1)에서 제공되는 수성 염수 용액이 약 18 중량% 이상의 무기 염을 함유하는, 염수 정제 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단계 (1)에서 제공되는 수성 염수 용액이 약 500 ppm 초과의 총 유기 탄소 농도를 갖는, 염수 정제 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접촉 단계 (a)가 약 15℃ 내지 약 60℃ 범위의 온도에서 수행되는, 염수 정제 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수성 염수 용액과 접촉된 미생물을, 여과, 스트레인화(straining), 원심 분리, 하이드로사이클론 분리 및/또는 중력 침강에 의해 상기 수성 염수 용액으로부터 분리하는, 염수 정제 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수성 염수 용액과 접촉된 미생물을, 상기 수성 염수 용액의 액체 성분에 대해서는 투과성이면서 상기 미생물에 대해서는 불투과성인 막에 상기 수성 염수 용액을 통과시킴으로써 상기 수성 염수 용액으로부터 분리하는, 염수 정제 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수성 염수 용액과 접촉되는 미생물의 상당수를 고체 지지체 상에 고정화시키고, 상기 단계 (1)에서 제공되는 수성 염수 용액을 상기 고정화된 미생물과 접촉시키고, 상기 접촉되는 수성 염수 용액을 상기 고정화된 미생물로부터 분리하는, 염수 정제 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 고체 지지체가, 약 1.5 g/cm3 초과의 밀도를 갖는 미립자 지지체인, 염수 정제 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유기 화합물이, 복수의 헤테로 원자를 갖는 탄화수소 화합물인, 염수 정제 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유기 화합물이, 하이드록시, 에스터, 산, 글리시딜 및 아민 기, 및 이들의 조합, 및 이들의 염을 포함하는 작용기를 하나 이상 갖는 탄화수소 화합물인, 염수 정제 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 유기 화합물이, (a) 하나 이상의 다중하이드록실화된 지방족 탄화수소 화합물, 이의 에스터 및/또는 이의 모노에폭사이드, 및/또는 이의 이량체, 삼량체 및/또는 올리고머, 및/또는 이의 할로겐화되고/되거나 아미노화된 유도체, (b) 탄소수 1 내지 10의 하나 이상의 유기 산, 이의 에스터, 이의 모노에폭사이드 및/또는 이의 염, (c) 하나 이상의 케톨, (d) 하나 이상의 알킬렌 비스페놀 화합물 및/또는 이의 에폭사이드, 다이올 및/또는 클로로히드린, 및/또는 (e) 아닐린, 메틸렌 다이아닐린 및/또는 페놀을 포함하는, 염수 정제 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 다중하이드록실화된 지방족 탄화수소 화합물이 글리세롤을 포함하는, 염수 정제 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 유기 산이 폼산, 아세트산, 프로피온산, 락트산 및/또는 글리콜산을 포함하고, 상기 하나 이상의 케톨이 1-하이드록시-2-프로판온을 포함하는, 염수 정제 방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 알킬렌 비스페놀 화합물이 비스페놀 A 및/또는 비스페놀 F를 포함하는, 염수 정제 방법.
  16. 제 10 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단계 (1)에서 제공되는 수성 염수 용액이, 클로로히드린을 수산화나트륨과 반응시킴으로써 클로로히드린을 에폭시화시켜 생성되는, 염수 정제 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 클로로히드린이, 염화수소첨가반응 조건 하에 반응 용기 내에서, 임의적으로 물, 하나 이상의 촉매 및/또는 하나 이상의 중질 부산물의 존재 하에, 글리세롤 및/또는 이의 에스터 및/또는 모노클로로히드린 및/또는 이의 에스터를 포함하는 액상 반응 혼합물을, 하나 이상의 염소화제를 포함하는 하나 이상의 염소화 공급물 스트림과 접촉시킴으로써 생성되는, 염수 정제 방법.
  18. 제 10 항, 제 12 항 및 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단계 (1)에서 제공되는 수성 염수 용액이, 하나 이상의 알킬렌 비스페놀 화합물을 에폭시화시켜 생성되는, 염수 정제 방법.
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 단계 (1)에서 제공되는 수성 염수 용액이, 아닐린 및/또는 메틸렌 다이아닐린을 포함하고, 메틸렌 다이아닐린을 제조하기 위한 아닐린과 폼알데하이드의 반응을 촉진하기 위해 사용되는 염화수소의 수산화나트륨 중화에 의해 생성되는, 염수 정제 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 염화수소의 수산화나트륨 중화에 의해 생성된 수성 염수 용액을, 상기 단계 (1)에서 수성 염수 용액을 제공하기 전에 공비 증류시켜, 상기 수성 염수 용액 중에 존재하는 아닐린 및/또는 메틸렌 다이아닐린의 50 중량% 이상을 제거하는, 염수 정제 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 단계 (1)에서 제공되는 수성 염수 용액을, 아닐린 및/또는 메틸렌 다이아닐린을 제거하기 위한 스트리핑 조작으로 처리하지 않는, 염수 정제 방법.
  22. 제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단계 (1)에서 제공되는 수성 염수 용액의 총 유기 탄소(TOC) 농도가 약 200 ppm 이상인, 방법.
  23. 제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단계 (1)에서 제공되는 수성 염수 용액의 무기 염의 약 5 중량% 미만이 탄산나트륨 및/또는 황산나트륨인, 방법.
  24. 제 1 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    [상기 제 1 정제된 수성 염수 용액의 총 유기 탄소(TOC) 농도]:[상기 단계 (1)에서 제공되는 수성 염수 용액의 총 유기 탄소(TOC) 농도]의 중량 비가, 약 1:20 미만인, 염수 정제 방법.
  25. 제 1 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단계 (c)에서 분리된 제 1 정제된 수성 염수 용액이 잔류 유기 화합물을 포함하며, 상기 제 1 정제된 수성 염수 용액 중의 잔류 유기 화합물 농도를 하나 이상의 후속적인 단위 조작에서 추가로 감소시켜 제 2 정제된 수성 염수 용액을 수득하는, 염수 정제 방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 후속적인 단위 조작이 염소분해를 포함하는, 염수 정제 방법.
  27. 제 25 항 또는 제 26 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 후속적인 단위 조작이, 상기 제 1 정제된 수성 염수 용액을 활성탄과 접촉시키는 것을 포함하는, 염수 정제 방법.
  28. 제 25 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 후속적인 단위 조작이 펜톤(Fenton) 산화를 포함하는, 염수 정제 방법.
  29. 제 25 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 후속적인 단위 조작이 전해-산화(electro-oxidation)를 포함하는, 염수 정제 방법.
  30. 제 1 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정제된 수성 염수 용액의 총 유기 탄소 농도가 약 10 ppm 미만인, 염수 정제 방법.
  31. 제 1 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정제된 수성 염수 용액이 전기분해되어 염소 기체 및 수산화나트륨을 형성하는, 염수 정제 방법.
  32. 제 1 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수성 염수 용액 중의 미생물의 체류 시간이 약 10시간 내지 약 100시간 범위인, 염수 정제 방법.
  33. 제 1 항 내지 제 32 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 미생물에 대한 상기 하나 이상의 유기 화합물의 중량 비가 약 0.1 내지 약 1.5 범위인, 염수 정제 방법.
  34. 제 1 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단계 (c)에서 생성된 제 1 정제된 염수가 약 80 ppm 미만의 TOC 농도를 갖는, 염수 정제 방법.
  35. 제 1 항 내지 제 34 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 미생물이 박테리아를 포함하는, 염수 정제 방법.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 박테리아가 비브리오(Vibrio) 및/또는 할로모나스(Halomonas) 속에 속하는, 염수 정제 방법.
  37. 제 36 항에 있어서,
    상기 박테리아가, 비브리오 알지놀리티쿠스(Vibrio alginolyticus), 할로모나스 살리나(Halomonas salina) 및/또는 할로모나스 캄파니엔시스(Halomonas campaniensis) 종에 속하는, 방법.
  38. 하나 이상의 유기 화합물, 상기 하나 이상의 유기 화합물 이외에 미생물의 생장에 요구되는 하나 이상의 영양소 및 약 17 중량% 이상의 염화나트륨을 포함하는 염수 용액 및 산소의 존재 하에 생장하도록 적응된(adapted) 미생물.
  39. 하나 이상의 유기 화합물, 산소의 존재 하에 수성 조성물에 침지된 생 미생물 개체군, 상기 하나 이상의 유기 화합물 이외에 미생물의 생장에 요구되는 하나 이상의 영양소 및 약 17 중량% 이상의 수산화나트륨을 포함하는 수성 조성물.
  40. 15 중량% 이상의 하나 이상의 무기 염, 하나 이상의 유기 화합물, 산소의 존재 하에 수성 조성물에 침지된 생 미생물 개체군, 및 상기 하나 이상의 유기 화합물 이외에 미생물의 생장에 요구되는 하나 이상의 영양소를 포함하되, 상기 하나 이상의 무기 염이 약 80 중량% 이상의 수산화나트륨을 포함하는, 수성 조성물.
  41. 미생물 및 세포외 중합체 물질을 포함하는 바이오필름으로 코팅되고 약 1 내지 약 200 ㎛ 범위의 평균 입자 크기 및 약 1.5 g/cm3 초과의 입자 밀도를 갖는 입자를 포함하는 조성물.
  42. 수성 염수 조성물 중의 탄화수소 화합물을 산화시킬 수 있는 염-내성 생 미생물의 수득 방법으로서,
    (1) 생 미생물, 하나 이상의 탄화수소 화합물, 산소, 삼투압적으로 허용가능한 농도의, 염화나트륨을 포함하는 2종 이상의 무기 염, 및 임의적으로, 생 미생물의 호흡, 생장 및 번식을 위해 요구되는 하나 이상의 생 미생물용 영양소를 포함하는 수성 조성물을 제공하는 단계,
    (2) 상기 단계 (1)에서 제공되는 수성 조성물에, 탄화수소 화합물, 산소, 염화나트륨을 포함하는 2종 이상의 무기 염, 및 임의적으로, 물 및/또는 생 미생물의 호흡, 생장 및/또는 번식을 위해 요구되는 하나 이상의 생 미생물용 영양소를 포함하는 하나 이상의 물질을 도입하는 단계, 및
    (3) 적어도 일부 미생물이 생존하여 염화나트륨 농도의 변화에 적응하도록 하는 속도로 상기 수성 조성물의 염화나트륨 농도를 증가시키는 단계로서, 이 단계 (3)에 따라 염화나트륨의 농도를 증가시키는 것이, 상기 수성 조성물 중에 존재하는 무기 염의 총량에 대한 염화나트륨의 중량비를 증가시키는 것을 포함하는 단계
    를 포함하는, 염-내성 생 미생물의 수득 방법.
  43. 제 42 항에 있어서,
    상기 단계 (2)에 따라 상기 염화나트륨 농도가 약 10 중량% 이상 증가하고, 상기 단계 (2)에 따라 염화나트륨 농도가 증가한 후 상기 수성 조성물의 염화나트륨 농도가 약 17 중량% 이상인, 염-내성 생 미생물의 수득 방법.
  44. 제 42 항 또는 제 43 항에 있어서,
    상기 생 미생물이 박테리아를 포함하는, 염-내성 생 미생물의 수득 방법.
  45. 제 44 항에 있어서,
    상기 박테리아가 비브리오 속 및/또는 할로모나스 속에 속하는, 염-내성 생 미생물의 수득 방법.
  46. 제 45 항에 있어서,
    상기 박테리아가, 비브리오 알지놀리티쿠스(Vibrio alginolyticus), 할로모나스 살리나(Halomonas salina) 및/또는 할로모나스 캄파니엔시스(Halomonas campaniensis) 종을 포함하는, 염-내성 생 미생물의 수득 방법.
  47. 제 1 항에 따른 염수 정제 방법으로 화학 공정의 염수 스트림을 처리하는 것을 포함하는, 화학 공정에서 염수의 유기 오염물 감소 방법으로서,
    정제된 염수의 유기물 함량이, 동일한 화학 공정 또는 다른 화학 공정으로 재순환될 정도로 충분히 낮은, 유기 오염물 감소 방법.
  48. 제 12 항에 있어서,
    상기 화학 공정이 에피클로로히드린 제조 공정이고, 상기 다른 화학 공정이 염소-알칼리(chlor-alkali) 공정인, 방법.
  49. 제 12 항에 있어서,
    상기 화학 공정이, 폴리페놀 화합물을 에피클로로히드린과 반응시켜 에폭시 수지를 제조하는 공정이고, 상기 다른 화학 공정이 염소-알칼리 공정인, 방법.
  50. 제 14 항에 있어서,
    상기 화학 공정이 비스페놀 A 및 에피클로로히드린으로부터 액체 에폭시 수지 또는 고체 에폭시 수지를 제조하는 공정인, 방법.
  51. 제 14 항에 있어서,
    상기 화학 공정이 비스페놀 F 또는 비스페놀 F 올리고머 및 에피클로로히드린으로부터 액체 에폭시 노볼락 수지를 제조하는 공정인, 방법.
  52. 제 12 항에 있어서,
    상기 화학 공정이 염산의 존재 하에 페놀 및 폼알데하이드로부터 메틸렌 다이아닐린 또는 폴리-메틸렌 다이아닐린 올리고머를 제조하는 공정인, 방법.
  53. 제 12 항에 있어서,
    상기 화학 공정이 글리세린으로부터 에피클로로히드린을 제조하는 공정인, 방법.
  54. 제 3 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 재용해 단계에서 수득된 제 2 정제된 염수 용액 중에 존재하는 염화나트륨의 양에 대한 유기 화합물의 양의 중량 비가, 상기 단계 (1)에서 제공되는 수성 염수 용액 중에 존재하는 염화나트륨의 양에 대한 유기 화합물의 양의 중량 비의 약 1/100 미만인, 방법.
  55. 제 1 항 내지 제 54 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 유기 화합물이
    (a) 하나 이상의 다중하이드록실화된 지방족 탄화수소 화합물, 이의 에스터 및/또는 이의 모노에폭사이드, 이의 이량체, 삼량체 및/또는 올리고머, 및/또는 이의 할로겐화되고/되거나 아미노화된 유도체,
    (b) 탄소수 1 내지 10의 하나 이상의 유기 산, 이의 에스터, 이의 모노에폭사이드 및/또는 이의 염,
    (c) 하나 이상의 알킬렌 비스페놀 화합물 및/또는 이의 에폭사이드, 다이올 및/또는 클로로히드린, 및/또는
    (d) 아닐린, 메틸렌 다이아닐린 및/또는 페놀
    을 포함하는, 방법.
  56. 제 20 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 다중하이드록실화된 지방족 탄화수소 화합물이 글리세롤을 포함하는, 방법.
  57. 제 20 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 유기 산이 폼산, 아세트산, 락트산 및/또는 글리콜 산을 포함하는, 방법.
  58. 제 20 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 알킬렌 비스페놀 화합물이 비스페놀 A 및/또는 비스페놀 F를 포함하는, 방법.
  59. 제 20 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단계 (1)에서 제공되는 수성 염수 용액이, 클로로히드린을 수산화나트륨과 반응시킴으로써 클로로히드린을 에폭시화시켜 생성되는, 방법.
  60. 제 24 항에 있어서,
    상기 클로로히드린이, 염화수소첨가반응 조건 하에 반응 용기 내에서, 임의적으로 물, 하나 이상의 촉매 및/또는 하나 이상의 중질 부산물의 존재 하에, 글리세롤 및/또는 이의 에스터 및/또는 모노클로로히드린 및/또는 이의 에스터를 포함하는 액상 반응 혼합물을, 하나 이상의 염소화제를 포함하는 하나 이상의 염소화 공급물 스트림과 접촉시켜 생성되는, 방법.
  61. 제 20 항, 제 23 항 및 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단계 (1)에서 제공되는 수성 염수 용액이 하나 이상의 알킬렌 비스페놀 화합물을 에폭시화시켜 생성되는, 방법.
  62. 제 20 항에 있어서,
    상기 단계 (1)에서 제공되는 수성 염수 용액이, 아닐린, 메틸렌 다이아닐린 및/또는 페놀을 포함하고, 메틸렌 다이아닐린(MDA)을 제조하기 위한 아닐린과 폼알데하이드의 반응을 촉진시키는 데 사용되는 염화수소의 수산화나트륨 중화에 의해 생성되는, 방법.
  63. 제 27 항에 있어서,
    상기 염화수소의 수산화나트륨 중화에 의해 생성된 수성 염수 용액을, 상기 단계 (1)에서 상기 수성 염수 용액을 제공하기 전에 공비증류시켜, 상기 수성 염수 용액 중에 존재하는 아닐린 및/또는 메틸렌 다이아닐린의 50 중량% 이상을 제거하는, 방법.
  64. 제 28 항에 있어서,
    상기 단계 (1)에서 제공되는 수성 염수 용액을, 상기 제 1 재용해 조작 전에 아닐린 및/또는 메틸렌 다이아닐린을 제거하기 위한 스트리핑 조작으로 처리하지 않는, 방법.
  65. 제 1 항 내지 제 64 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단계 (1)에서 제공되는 수성 염수 용액의 총 유기 탄소(TOC) 농도가 약 200 ppm 이상인, 방법.
  66. 제 1 항 내지 제 65 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단계 (1)에서 제공되는 수성 염수 용액의 무기 염의 약 5 중량% 미만이, 카보네이트 및/또는 설페이트 음이온을 갖는 염인, 방법.
  67. 제 1 항 내지 제 66 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단계 (2)에서 수득된 정제된 염수 용액이 약 10 ppm 미만의 총 유기 탄소 농도를 갖는, 방법.
  68. 제 1 항 내지 제 67 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정제된 염수를, 염소-알칼리 공정을 통해 (a) 수산화나트륨 및 (b) 염소 기체 또는 차아염소산염을 제조하기 위한 염수 출발 물질의 적어도 일부로서 전해 셀(cell)의 애노드 쪽에 도입하는, 방법.
  69. 제 1 항 내지 제 68 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법이 연속 공정인, 방법.
  70. 염-내성 생 미생물을 함유하는 하나 이상의 생물반응기(bioreactor) 용기를 포함하는 염수 정제용 생물반응기로서,
    상기 염-내성 생 미생물은, 하나 이상의 유기 화합물, 상기 하나 이상의 유기 화합물 이외에 미생물의 생장에 요구되는 하나 이상의 영양소, 및 약 17 중량% 이상의 염화나트륨을 포함하는 염수 용액 및 산소의 존재 하에 생장하도록 적응된 미생물, 및/또는 염-내성 생 미생물을 수득하기 위한 전술한 방법에 의해 수득가능한 미생물인, 생물반응기.
  71. 하나 이상의 무기 염, 하나 이상의 유기 화합물, 및 임의적으로 하나 이상의 미생물 영양소를 포함하는 수성 염수 용액; 및
    미생물 및 세포외 중합체 물질을 포함하는 바이오필름으로 코팅되고 약 1 내지 약 200 ㎛의 평균 입자 크기 및 약 1.5 g/cm3 초과의 입자 밀도를 갖는 입자
    를 포함하는 조성물을 함유하는 생물반응기 용기를 포함하는 염수 정제용 생물반응기.
KR20107006236A 2007-08-23 2008-08-18 산업적 염수의 정제를 위한 방법, 적응된 미생물, 조성물 및 장치 KR20100044911A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US95767607P 2007-08-23 2007-08-23
US60/957,676 2007-08-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20100044911A true KR20100044911A (ko) 2010-04-30

Family

ID=40260673

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20107006236A KR20100044911A (ko) 2007-08-23 2008-08-18 산업적 염수의 정제를 위한 방법, 적응된 미생물, 조성물 및 장치

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20100261255A1 (ko)
EP (2) EP2183189A2 (ko)
JP (1) JP2010536561A (ko)
KR (1) KR20100044911A (ko)
CN (1) CN101784482A (ko)
BR (1) BRPI0814912A2 (ko)
TW (1) TW200914383A (ko)
WO (1) WO2009026211A2 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013002465A1 (ko) * 2011-06-30 2013-01-03 목포대학교 산학협력단 미생물 소금 및 그 제조방법
KR102069293B1 (ko) * 2019-08-30 2020-02-11 주식회사 엔비전 고농도 염분함유 하수 및 폐수의 생물학적 처리시스템

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101784480A (zh) * 2007-08-23 2010-07-21 陶氏环球技术公司 盐水纯化
KR20100045489A (ko) * 2007-08-23 2010-05-03 다우 글로벌 테크놀로지스 인크. 염소분해를 통해 염수에서 총 유기 탄소(ｔｏｃ)를 감소시키는 방법
US20100206744A1 (en) * 2007-08-23 2010-08-19 Celio Lume Pereira Brine purification
BRPI0815245A2 (pt) * 2007-08-23 2015-03-31 Dow Global Technologies Inc Processo para purificar salmoura, processo para reduzir contaminação orgânica de um corrente de salmoura num processo químico, aparelhagem paa purificação de salmoura e aparelhagem de processo químico para produzir salmoura purificada
WO2010151729A1 (en) * 2009-06-25 2010-12-29 Ditommaso Frank A Method of making pure salt from frac-water/wastewater
JP5077713B2 (ja) * 2009-08-27 2012-11-21 Ｄｉｃ株式会社 α−モノクロロヒドリンの分解方法
US9394182B2 (en) * 2012-07-12 2016-07-19 Akzo Nobel Chemicals International B.V. Free flowing salt composition prepared by evaporative crystallization
KR20160140818A (ko) * 2014-04-30 2016-12-07 사빅 글로벌 테크놀러지스 비.브이. 염수 용액의 정제
CN104556578B (zh) * 2015-02-13 2019-01-29 山东新时代药业有限公司 一种废水的深度处理方法
FI20156009A (fi) * 2015-12-23 2017-06-24 Kemira Oyj Menetelmä ja laite kerrostumien muodostuksen valvomiseksi ja hallitsemiseksi
CN105505777A (zh) * 2016-03-02 2016-04-20 中蓝连海设计研究院 一种耐高盐复合型微生物菌剂的生产方法
CN106007133B (zh) * 2016-05-27 2019-11-05 苏州乔发环保科技股份有限公司 一种脱硫废水浓缩蒸发、结晶、盐分离工艺
JP2019528169A (ja) * 2016-08-25 2019-10-10 コベストロ、ドイチュラント、アクチエンゲゼルシャフトＣｏｖｅｓｔｒｏ Ｄｅｕｔｓｃｈｌａｎｄ Ａｇ 耐塩性ハロモナス種（Ｈａｌｏｍｏｎａｓ ｓｐ．）による高塩分環境からのギ酸塩触媒反応
EP3375862A1 (en) * 2017-01-10 2018-09-19 Covestro Deutschland AG Biodegradation of aniline from hypersaline environments using halophilic microorganisms
EP3502065A1 (en) * 2017-12-19 2019-06-26 Covestro Deutschland AG Biodegradation of organic pollutants by a halophilic archaea
EP3502063A1 (en) * 2017-12-19 2019-06-26 Covestro Deutschland AG Continuous method for reducing the amount of organic compounds in wastewater
CN109942072B (zh) * 2019-04-23 2022-04-22 天津华勘环保科技有限公司 一种天然多酚活化过硫酸盐降解氯代烃的方法
CN112707598A (zh) * 2020-12-29 2021-04-27 河南君和环保科技有限公司 一种合成甾体类激素药物生产废水的处理工艺
CN112723682A (zh) * 2021-01-22 2021-04-30 河南君和环保科技有限公司 一种喹诺酮类抗生素生产废水集成处理方法

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4126526A (en) * 1977-11-16 1978-11-21 The Lummus Company Cyclic process for production of alkylene oxide using electrolysis of brine
US4415460A (en) * 1979-07-30 1983-11-15 The Lummus Company Oxidation of organics in aqueous salt solutions
US4240885A (en) 1979-07-30 1980-12-23 The Lummus Company Oxidation of organics in aqueous salt solutions
NL7908138A (nl) * 1979-11-07 1981-06-01 Gist Brocades Nv Werkwijze voor het bereiden en in stand houden van biomassa op drager.
CA1219384A (en) * 1982-09-29 1987-03-17 Ben B. Buchanan Waste water treatment
KR0168057B1 (ko) * 1990-04-12 1999-03-20 베르너 발데크 에폭시 수지의 제조방법
JPH04371296A (ja) * 1991-06-20 1992-12-24 Nippon Shokubai Co Ltd 高濃度塩化ナトリウムを含有する有機廃水の微生物的処理方法
US5308491A (en) * 1991-09-27 1994-05-03 The Dow Chemical Company Biological wastewater treatment process
US5532389A (en) * 1993-11-23 1996-07-02 The Dow Chemical Company Process for preparing alkylene oxides
US5486627A (en) * 1994-12-02 1996-01-23 The Dow Chemical Company Method for producing epoxides
US5958757A (en) * 1996-09-13 1999-09-28 Envirogen, Inc. Biological conversion of organic compounds
JP3773169B2 (ja) * 2001-06-29 2006-05-10 株式会社荏原製作所 有機性汚水の高速生物処理方法及び装置
EP1642715B1 (en) 2003-07-09 2011-06-08 Asahi Kasei Chemicals Corporation Method and device for manufacturing relief printing plate terminal for seamless printing
US8415509B2 (en) 2003-11-20 2013-04-09 Solvay (Societe Anonyme) Process for producing dichloropropanol from glycerol, the glycerol coming eventually from the conversion of animal fats in the manufacture of biodiesel
CN102516205B (zh) 2004-07-21 2016-05-04 兰科知识产权有限责任公司 多羟基化脂族烃或其酯向氯醇的转化
US7727374B2 (en) * 2004-09-23 2010-06-01 Skyonic Corporation Removing carbon dioxide from waste streams through co-generation of carbonate and/or bicarbonate minerals
EP1762556A1 (en) 2005-05-20 2007-03-14 SOLVAY (Société Anonyme) Process for producing dichloropropanol from glycerol
BRPI0610744A2 (pt) 2005-05-20 2012-10-30 Solvay processo de fabricação de uma cloridrina
JP2008061624A (ja) * 2006-09-11 2008-03-21 Iib:Kk 新規微生物及びこれを用いた廃液処理方法
BRPI0815245A2 (pt) * 2007-08-23 2015-03-31 Dow Global Technologies Inc Processo para purificar salmoura, processo para reduzir contaminação orgânica de um corrente de salmoura num processo químico, aparelhagem paa purificação de salmoura e aparelhagem de processo químico para produzir salmoura purificada
US20100206744A1 (en) * 2007-08-23 2010-08-19 Celio Lume Pereira Brine purification
KR20100045489A (ko) * 2007-08-23 2010-05-03 다우 글로벌 테크놀로지스 인크. 염소분해를 통해 염수에서 총 유기 탄소(ｔｏｃ)를 감소시키는 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013002465A1 (ko) * 2011-06-30 2013-01-03 목포대학교 산학협력단 미생물 소금 및 그 제조방법
KR102069293B1 (ko) * 2019-08-30 2020-02-11 주식회사 엔비전 고농도 염분함유 하수 및 폐수의 생물학적 처리시스템

Also Published As

Publication number Publication date
EP2423165A1 (en) 2012-02-29
TW200914383A (en) 2009-04-01
EP2183189A2 (en) 2010-05-12
WO2009026211A2 (en) 2009-02-26
JP2010536561A (ja) 2010-12-02
CN101784482A (zh) 2010-07-21
US20100261255A1 (en) 2010-10-14
BRPI0814912A2 (pt) 2015-02-03
WO2009026211A3 (en) 2009-09-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20100044911A (ko) 산업적 염수의 정제를 위한 방법, 적응된 미생물, 조성물 및 장치
US8343328B2 (en) Brine purification
Wenten et al. Extractive membrane bioreactor (EMBR): Recent advances and applications
Enzminger et al. Treatment of landfill leachates
EP3375862A1 (en) Biodegradation of aniline from hypersaline environments using halophilic microorganisms
WO2010041041A1 (en) Method, system and apparatus for reducing oxyanion content
Liu et al. Start-up of a membrane bioreactor bioaugmented with genetically engineered microorganism for enhanced treatment of atrazine containing wastewater
Buhari et al. Future and challenges of co-biofilm treatment on ammonia and Bisphenol A removal from wastewater
Khan et al. Wastewater Treatment Using Membrane Bioreactor Technologies: Removal of Phenolic Contaminants from Oil and Coal Refineries and Pharmaceutical Industries
Santos et al. Continuous biotechnological treatment of cyanide contaminated waters by using a cyanide resistant species of Aspergillus awamori
CN104163526B (zh) 一种调节pH强化离子交换去除水中亚硝胺前体物的方法
KR100991758B1 (ko) 1,4-다이옥산의 생물학적 제거방법 및 이의 제거장치
CN111479784B (zh) 通过嗜盐古菌生物降解有机污染物
Hasanbeiki et al. Feasibility of formaldehyde removal from aqueous solutions by advanced oxidation process (UV/H2O2)
Nagda et al. Current treatment technologies available for different types of wastewater
KR100327095B1 (ko) 지하수원으로부터 질산성 질소 이온의 제거방법
Ghosh et al. Comparative study on treatment of kitchen-sink wastewater using single and multichannel ceramic membrane
CN116375300B (zh) 一种含dmf废水处理工艺
Kim et al. Biological Fixed Film
Kumar et al. A Recent Advancement on Treatment Technologies for Handling of Pharma Waste water
JP2019010625A (ja) 低ｐＨのＫＪ株培養水の処理方法
Islama et al. Evaluation from industrial of micro-pollutants wastewater using removal conventional and advanced biological treatment processes
Kumar et al. Microbial Degradation of Endocrine-Disrupting Chemicals
Alfán-Guzmán et al. Anaerobic bioreactors for the treatment of chlorinated hydrocarbons
WKH et al. 6HWHQR. DUDER 2EHG 1WZDPSH DQG-DPHV+ DPXHO'RXJKDUL

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid