KR20160046718A - 신규한 혼합미생물, 이를 포함하는 폐수 처리용 복합 미생물액제 및 이를 이용한 피혁폐수 슬러지의 생물학적 다단 액화 처리방법 - Google Patents

신규한 혼합미생물, 이를 포함하는 폐수 처리용 복합 미생물액제 및 이를 이용한 피혁폐수 슬러지의 생물학적 다단 액화 처리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 특정 미생물을 다수 포함하는 혼합미생물, 이를 포함하는 폐수 처리용 복합 미생물액제 및 이를 이용하여 피혁폐수 슬러지의 생물학적 다단 액화 처리방법에 관한 것으로서, 피혁폐수 처리과정에서 발생되는 유기성 슬러지를 물리 또는, 화학적 전처리를 거치지 않고 생물학적으로 처리할 수 있도록 한 발명에 관한 것이다.

Description

신규한 혼합미생물, 이를 포함하는 폐수 처리용 복합 미생물액제 및 이를 이용한 피혁폐수 슬러지의 생물학적 다단 액화 처리방법{Novel mixed strains BM-S-1A, Complex probiotics containning the same and Biological treatment method for purifying wastewater from leather industry using the same}
본발명은 신규한 혼합미생물, 이를 포함하는 폐수 처리용 복합 미생물액제 및 피혁폐수 처리방법에 관한 것으로서, 특히 피혁폐수 처리과정에서 발생되는 유기성 슬러지를 물리 또는, 화학적 전처리를 거치지 않고 생물학적으로 처리할 수 있도록 한 피혁폐수 슬러지의 생물학적 다단 액화 처리방법을 제공하는데 그 목적이 있다..
일반적으로 피혁폐수 슬러지는 피혁폐수의 처리과정 및 최종 단계에서 발생되며, 탈수하여 제거되기 전 상태의 것을 말한다.
현재, 환경오염으로 인한 각종 자연 재해의 증가 및 이를 통한 인적 물적자원의 피해를 인식하면서 각국에서는 각종 폐수 처리과정의 친환경화 및 폐수 처리과정에서 발생하는 슬러지의 친환경적 처리방안에 대해 많은 연구와 투자를 아끼지 않고 있는 실정이다.
현재까지 국내에서는 피혁폐수 슬러지의 처리에 관한 특별한 규제없이 일반 산업폐수 슬러지에 포함되어 소각이나 매립을 통해 처리되고 있으며, 그 오염도의 심각성과 런던협약의 이행에 따른 해양 투기금지조치에 따른 폐수슬러지의 처리비용이 급속하게 증가되고 있다.
이에 따라, 최근에는 피혁폐수 슬러지의 저감을 위한 생물학적 처리방법이 다양하게 제공되고 있으며, 이에 관련하여는 등록특허 제10-312544호, 등록특허 제10-0293568호 등에 개시된 바와 같다.
그러나, 전술된 종래 기술들은 호기반응과 침전 및 일반적인 미생물을 이용하여 피혁폐수에 대한 슬러지의 저감을 이룰 수 있도록 한 것이지만, 이러한 방법은 통상적인 폐수 처리에 주로 활용되는 기술일 뿐 실질적인 피혁폐수 슬러지의 특성에 최적화된 처리방법은 아님에 따라 그 처리 효과가 우수하지는 않았다.
본 발명은 전술된 종래 기술에 따른 각종 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 높은 오염 농도의 피혁폐수 슬러지 내에 포함된 유기물의 분해효율이 우수한 신규 혼합미생물을 이용하여 오염도가 높은 피혁폐수 슬러지를 친환경적인 생물학적 처리 가능성을 제시하고, 기존 처리방법에 비해 처리비용이 매우 저렴하고 처리가 용이한 새로운 방식의 피혁폐수 슬러지의 생물학적 다단 액화 처리방법을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 신규 혼합미생물은 브라키모나스 디나트리피칸(Brachymonas denitrificans), 티오바실러스 sp(Thiobacillus sp), 티지오렐라(Tissierella), 브루미마이크로비아시에(Brumimicrobiaceae) 및 플라보박테리아(Flavobacteriales)를 포함하는 혼합미생물인 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 복합 미생물액제는 상기 혼합미생물(BM-S-1A)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 피혁폐수 슬러지의 생물학적 다단 액화 처리방법에 따르면 물 100 중량부에 대해 기탁번호 KCTC 12387BP의 혼합미생물(BM-S-1A) 0.5 ~ 1.0 중량부, 당밀 0.50 ~ 2.00 중량부 및 트레할로스 0.50 ~ 1.50 중량부를 혼합한 미생물액제를 20℃ ~ 25℃로 유지하며 복합 미생물액제를 제조하는 복합 미생물액제 제조단계; 제조된 복합 미생물액제에 포함된 미생물의 개체수를 2.54×109 이상으로 증식시키고 활성화시켜 액상의 활성 미생물제제를 완성하는 활성 미생물제제 완성단계; 그리고, 완성된 상기 활성 미생물제제를 피혁폐수 슬러지에 투입하는 투입단계;를 포함하여 진행됨을 특징으로 한다.
여기서, 상기 투입단계에서, 완성된 상기 활성 미생물제제를 상기 피혁폐수 슬러지의 저감을 위한 피혁폐수 슬러지의 오염 부하량이 화학적 산소요구량(COD, Chemical Oxygen Demand) 기준 15,000 ~ 40,000 ppm 및 총 수용성고체(TSS, total soluble solid) 기준 5,000 ~ 30,000 ppm 인 경우 상기 피혁폐수 슬러지 총량의 2% ~ 3%에 해당하는 상기 활성 미생물제제를 연속 접종하여 자체 순환 폭기와 침전 과정을 반복하면서 오염부하량을 감소시키는 과정이 더 포함되어 진행됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 활성 미생물제제 완성단계에서, 상기 복합 미생물액제에 포함된 미생물의 개체수는 24 ~ 48시간당 10배씩 증식시켜 상기 피혁폐수 슬러지의 농도 변화에 따라 액화효율을 증가시켜 처리함을 특징으로 한다.
또한, 상기 미생물제제내 상기 미생물의 개체수는 1mg 당 2.54×109개 이상을 유지하며, 혼합액 현탁고형물(MLSS, mixed liquor suspended solid)의 농도는 10,000 ~ 80,000 ppm을 유지하도록 함을 특징으로 한다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 피혁폐수 슬러지의 생물학적 다단 액화 처리방법에 의하면, 고농도이면서 난분해성으로 알려진 피혁폐수 슬러지를 친환경적인 순생물학적 처리만으로 오염 정화가 가능하여 기존의 매립 및 소각 처리공법과 비교하여 처리비용이 매우 저렴하고 처리효율이 우수할 뿐만 아니라 이의 처리를 통해 환경 오염원의 발생 비율을 현저히 감소시킬 수 있는 유리한 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 피혁폐수 슬러지의 생물학적 다단 액화 처리방법에 의하면, 국가나 지방 자치단체 등의 환경 관리 부담금을 저감시켜 피혁폐수 슬러지 처리를 위한 비용을 획기적으로 절감시킬 수 있는 유리한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 피혁폐수 슬러지의 생물학적 다단 액화 처리방법을 설명하기 위해 간략히 나타낸 순서도
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 활성 미생물제제를 이용한 피혁폐수 슬러지의 저감을 위한 피혁폐수의 생물학적 다단 액화분해처리공정도
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 활성 미생물제제를 이용한 피혁폐수 슬러지의 저감을 위한 가수분해, 산화분해 활성 및 질산화를 위한 침전이 동시에 진행될 수 있도록 하는 슬러지의 생물학적 다단 액화분해조의 설계도
본 발명은 기존에 개발한 한국생명공학연구원에 2010년 10월 20일에 기탁한 기탁번호 KCTC 11789BP의 혼합미생물(BM-S-1)이 유기성 농축 슬러지의 생물학적 액화 처리에는 적합하나, 폐수, 특히 피혁 폐수로부터 수집된 피혁폐수 슬러지의 처리에는 부적합하였고, 부단한 연구 및 실험을 통해서 하기와 같은 신규한 복합미생물을 발명하게 되었다.
이러한, 본 발명의 신규한 복합미생물(BM-S-1A)의 분리과정은 다음과 같다. 토양시료(산림의 부숙토)를 55℃ ~ 65℃에서 20분 ~ 40분 동안 열처리한 후 막자사발에서 곱게 갈아 준비해 둔 다음, 시료 1g을 취하여 0.85 % NaCl 9㎖에 현탁한 후, 100 ~ 10-7로 희석한다. 다음으로, 각각의 희석 현탁액 100 ㎕를 TSA, BL, BBL 배지(DIFCO 사)에 도말하여 27℃ ~ 29℃에서 배양하고, 혐기성 균주를 동정하기 위하여 ANAEROGENTM COMPACT (OXOID 제품)을 사용하여 배양한다. 배양된 균주는 콜로니 형태가 다른 것들을 선발하여 TSA 배지에서 적어도 3회 이상 계대배양하여 단일콜로니로 분리한 후, 분리된 균주는 액체 배양하고 게노믹 DNA(genomic DNA)를 순화하여 16S RNA의 프라이머를 이용하여 증폭한 뒤, 증폭된 부분을 주형(template)으로 하고 519r과 785r 프라이머(primer)를 사용하여 서열을 시퀀싱(sequencing)하는 과정을 거쳐 분리할 수 있다.
상기 과정에 의한 결과물을 NCBI DB에서 조사하여 종을 동정할 수 있으며, 일례로, 16S RNA로 균을 동정하는 데 사용된 프라이머 세트는 "Nucleic acid techniques in bacterial systematics (John Wiley and Sons, England)"와 "nucleic acid research (2000) 28(1):173-174를 참고하여 동정을 수행할 수 있다.
기존의 상기 기탁번호 KCTC 11789BP의 혼합미생물(BM-S-1)은 하기 표 1과 같은 균주로 구성되었으며, 본 발명의 신규한 혼합미생물은 이와 중복되는 균주가 있으나, 많은 부분에서 균주 구성이 다르다.
구분 균주(Name Species) 중량부 구분 균주(Name Species) 중량부
1 Lactobacillus parabuchneri 100.00 59 Lactobacillus otakiensis 0.85
2 Prevotellaceae_uc_s 320.89 60 Lactobacillus oligofermentans 0.85
3 Lactobacillus_uc 256.20 61 Acetobacteraceae_uc_s 0.85
4 Lactobacillaceae_uc_s 94.69 62 Leuconostocaceae_uc_s 0.64
5 Lactobacillus paracasei 83.84 63 Acetobacter malorum 0.64
6 Lactobacillus parafarraginis 62.77 64 Leuconostoc_uc 0.64
7 Lactobacillus camelliae 43.62 65 Lactobacillus zeae 0.64
8 Lactobacillus manihotivorans 34.05 66 Ruminococcaceae_uc_s 0.64
9 Acetobacter lovaniensis 33.41 67 Lactobacillus brevis 0.43
10 Lactobacillus collinoides 32.13 68 Bacillales_uc_s 0.43
11 Lactobacillus vini 28.94 69 Bacillus aryabhattai 0.43
12 Lactobacillus hilgardii 26.39 70 Lactobacillus diolivorans 0.43
13 Lactobacillus pentosus 24.05 71 Acetobacter cerevisiae 0.43
14 Lactobacillus rapi 21.07 72 Bifidobacteriaceae_uc_s 0.43
15 Lactobacillus pantheris 18.73 73 Lactobacillus casei 0.43
16 Ethanoligenens_uc 17.87 74 Lactobacillus farraginis 0.21
17 Lactobacillus similis 17.02 75 Bacillus_g2_uc 0.21
18 Veillonellaceae_uc_s 17.02 76 Gluconacetobacter europaeus group 0.21
19 Lactobacillus harbinensis 15.11 77 Bacillus drentensis 0.21
20 Lactobacillus coryniformis 11.06 78 Enterobacteriales_uc_s 0.21
21 Lactobacillus suebicus 10.43 79 Rhodanobacter_uc 0.21
22 Lactobacillus buchneri 10.43 80 Bacillus oceanisediminis 0.21
23 Acetobacter pasteurianus 10.43 81 Staphylococcaceae_uc_s 0.21
24 Lactobacillus ghanensis 10.00 82 Clostridium_uc 0.21
25 Lactobacillales_uc_s 8.72 83 Bacillus_g3_uc 0.21
26 Sporolactobacillus_uc 8.51 84 AF371496_s 0.21
27 Clostridium tyrobutyricum 8.09 85 Pseudoxanthomonas sacheonensis 0.21
28 Acetobacter orientalis 6.81 86 Pseudonocardiaceae_uc_s 0.21
29 Lactobacillus vaccinostercus 6.81 87 AY395339_g_uc 0.21
30 Rhodospirillales_uc_s 6.60 88 Xanthomonadaceae_uc_s 0.21
31 Bacteroidia_uc_s 6.60 89 Lactobacillus graminis 0.21
32 Acetobacter syzygii 6.38 90 Pediococcus cellicola 0.21
33 Prevotella_uc 5.53 91 Caulobacterales_uc_s 0.21
34 Acetobacter peroxydans 5.53 92 DD216085_s 0.21
35 4P001089_s 5.32 93 Lactobacillus oeni 0.21
36 Lactobacillus plantarum 5.32 94 Methylobacterium thiocyanatum group 0.21
37 Acetobacter tropicalis 5.32 95 Bacillus_g10_uc 0.21
38 Lactobacillus nagelii 4.68 96 CS_o_uc_s 0.21
39 Sporolactobacillaceae_uc_s 4.26 97 EF018295_g_uc 0.21
40 Clostridiales_uc_s 4.04 98 Aeromonadaceae_uc_s 0.21
41 Bacteroidales_uc_s 3.40 99 Clostridium nitrophenolicum 0.21
42 Leuconostoc mesenteroides group 3.40 100 DQ984541_g_uc 0.21
43 Lactobacillus odoratitofui 2.55 101 Bacteroidetes_uc_s 0.21
44 4P001448_s 2.34 102 Flavobacteriaceae_uc_s 0.21
45 Lactobacillus mali 1.92 103 EU335336_g_uc 0.21
46 Lactobacillus paraplantarum 1.92 104 Oenococcus kitaharae 0.21
47 Lactobacillus perolens 1.92 105 Lactobacillus kimchicus 0.21
48 Bacilli_uc_s 1.92 106 Pediococcus_uc 0.21
49 Acetobacter_uc 1.28 107 Ktedonobacterales_uc_s 0.21
50 Firmicutes_uc_s 1.28 108 EF516148_g_uc 0.21
51 Lactobacillus bifermentans 1.28 109 Lactobacillus parakefiri 0.21
52 Microbacterium flavescens 1.06 110 Pediococcus parvulus 0.21
53 4P001445_s 1.06 111 Tolumonas_uc 0.21
54 Lactobacillus rhamnosus 1.06 112 Acidobacterium_uc 0.21
55 Clostridia_uc_s 1.06 113 Bifidobacterium_uc 0.21
56 Lactobacillus paracollinoides 1.06 114 Dialister_uc 0.21
57 Clostridiaceae_uc_s 0.85 115 Lactobacillus kisonensis 0.21
58 Alphaproteobacteria_uc_s 0.85 116 Paenisporosarcina_uc 0.21
그리고, 기존의 상기 기탁번호 KCTC 11789BP의 혼합미생물(BM-S-1)은 표 1의 균주 이외에 하기 표 2의 균주를 극소량 더 포함하고 있었다.
구분 균주(Name Species) 구분 균주(Name Species)
117 Lactobacillus amylovorus 134 FJ479373_s
118 Pseudomonas kilonensis 135 Pseudomonas_uc
119 Pseudomonas brassicacearum subsp. neoaurantiaca 136 EU276559_s
120 Pseudomonas fuscovaginae 137 Gammaproteobacteria_uc_s
121 4P001415_s 138 Bacillus acidiceler
122 Pseudomonas corrugata 139 Paenibacillus peoriae
123 Rhizobiales_uc_s 140 4P001414_s
124 Cupriavidus metallidurans 141 4P001007_s
125 Bacillaceae_uc_s 142 4P000778_s
126 EF516303_g_uc 143 4P001068_s
127 Actinomycetales_uc_s 144 4P001058_s
128 EU335343_s 145 4P001090_s
129 FJ623301_s 146 4P000286_f_uc_s
130 Roseicyclus mahoneyensis 147 Pseudomonadaceae_uc_s
131 Streptococcus lutetiensis 148 Pseudomonadales_uc_s
132 DQ296474_s 149 4P001446_s
133 Acidobacteriales_uc_s
본 발명의 신규한 혼합미생물은 기존의 혼합미생물(BM-S-1)과는 달리, 호기적 탈질균인 브라키모나스 디나트리피칸(Brachymonas denitrificans), 황산화세균인 티오바실러스 sp(Thiobacillus sp), 단백질 분해세균인 티지오렐라(Tissierella), 지질분해세균인 브루미마이크로비아시에(Brumimicrobiaceae) 및 악취저감기능 세균인 플라보박테리아(Flavobacteriales)를 포함한다.
본 발명의 혼합미생물은 상기 브라키모나스 디나트리피칸 100 중량부에 대하여, 티오바실러스 78 ~ 83 중량부, 티지오렐라 65 ~ 68 중량부, 브루미마이크로비아시에 40 ~ 45 중량부 및 플라보박테리아 36 ~ 42 중량부로 포함할 수 있고, 바람직하게는 상기 브라키모나스 디나트리피칸 100 중량부에 대하여, 티오바실러스 79 ~ 82 중량부, 티지오렐라 65.5 ~ 67 중량부, 브루미마이크로비아시에 41.5 ~ 44.5 중량부 및 플라보박테리아 37 ~ 40 중량부로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 상기 복합미생물은 바실러스 소노렌시스(Bacillus sonorensis) 45 ~ 55 중량부, 바실러스 세레우스(Bacillus cereus) 25 ~ 32 중량부, 엔테로박터 sp(Enterobacter sp) 20 ~ 25 중량부, 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis) 12 ~ 17 중량부, 바실러스 마리스모르투이(Bacillus marismortui) 10 ~ 16 중량부, 락토바실러스 아시도필루스(Lactobacillus acidophilus) 4 ~ 9 중량부, 클로스트리디움 부티리쿰(Clostridium butyricum) 0.5 ~ 2 중량부, 엔테로박터 패칼리스(Enterobacter faecalis), 엔테로박터 sp(Enterobacter sp(B901-2)) 0.5 ~ 1.2 중량부, 류코노스톡 파라메센테로이드(Leuconostoc paramesenteroides) 0.5 ~ 1.2 중량부, 보르데텔라 페트리이(Bordetella petrii) 0.5 ~ 1.2 중량부 및 바실러스 올레루니우스(Bacillus oleronius) 0.5 ~ 1.2 중량부 중에서 선택된 2종 이상을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 상기 복합미생물은 락토바실러스 파라지니스(Lactobacillus farraginis), 락토바실러스 파라부네리(Lactobacillus parabuchneri), 락토바실러스 파라카제이(Lactobacillus paracasei), 락토바실러스 파라파라기니스(Lactobacillus parafarraginis), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 바실러스 카멜리에(Lactobacillus camelliae), 락토바실러스 무니호티보란스(Lactobacillus manihotivorans), 아세토박터 로바니엔시스(Acetobacter lovaniensis), 비피도박테리움 sp(Bifidobacterium sp), 락토바실러스 콜리노이데스(Lactobacillus collinoides), 락토바실러스 비니(Lactobacillus vini), 락토바실러스 힐가디(Lactobacillus hilgardii), 락토바실러스 펜토슈즈(Lactobacillus pentosus), 락토바실러스 라피(Lactobacillus rapi), 바실러스 메가테리움(Bacillus megaterium), 락토바실러스 sp(Lactobacillus sp), 락토바실러스 판테리스(Lactobacillus pantheris), 락토바실러스 시밀리스(Lactobacillus similis), 락토바실러스 하비넨시스(Lactobacillus harbinensis) 및 락토바실러스 아미로보러스(Lactobacillus amylovorus) 중에서 선택된 2종 이상을 더 포함할 수도 있다.
또한, 본 발명의 상기 복합미생물은 락토바실러스 코리니포르미스(Lactobacillus coryniformis), 락토바실러스 수에비쿠스(Lactobacillus suebicus), 락토바실러스 부크네리(Lactobacillus buchneri), 아세토박터 파스테리아누스(Acetobacter pasteurianus), 락토바실러스 가네시스(Lactobacillus ghanensis), 클로스티리움 티로부티리쿰(Clostridium tyrobutyricum), 아세토 오리엔탈리스(Acetobacter orientalis), 락토바실러스 바치노스테르쿠스(actobacillus vaccinostercus), 바실러스 아시디셀러(Bacillus acidiceler), 아세토박터 사이자이기이(Acetobacter syzygii), 아세토박터 페록시단스(Acetobacter peroxydans), 락토바실러스 플란타륨(Lactobacillus plantarum), 아세토박터 트로피칼리스(Acetobacter tropicalis), 락토바실러스 나겔리이(Lactobacillus nagelii), 락토바실러스 오더라티도푸이(Lactobacillus odoratitofui), 마이크로박테리움 플라버센스(Microbacterium flavescens), 락토바실러스 말리(Lactobacillus mali), 락토바실러스 파라플란타룸(Lactobacillus paraplantarum), 락토바실러스 페로렌스(Lactobacillus perolens), 락토바실러스 비페르멘탄스(Lactobacillus bifermentans), 락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus), 락토바실러스 파라콜리노이데스(Lactobacillus paracollinoides), 락토바실러스 오타기엔시스(Lactobacillus otakiensis), 락토바실러스 올리고페르멘탄스(Lactobacillus oligofermentans), 아세토박터 말로룸(Acetobacter malorum), 락토바실러스 지에(Lactobacillus zeae), 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis), 바실러스 아리압하타이(Bacillus aryabhattai), 락토바실러스 디오리보란스(Lactobacillus diolivorans), 아세토박터 세레비시아(Acetobacter cerevisiae), 락토바실러스 카세이(Lactobacillus casei), 스트렙토코커스 루테디엔시스(Streptococcus lutetiensis), 패니바실러스 피오리애(Paenibacillus peoriae), 액티노미세스 sp(Actinomyses sp), 쿠프리아비두스 메탈리두란스(Cupriavidus metallidurans), 바실러스 드렌텐시스(Bacillus drentensis), 바실러스 오세아니세디미니스(Bacillus oceanisediminis) 및 슈도탄토모나스 사케넨시스(Pseudoxanthomonas sacheonensis) 중에서 선택된 2종 이상을 더 포함할 수도 있다.
본 발명의 상기 신규한 혼합미생물은 BM-S-1A 복합균주(KCTC 12387BP)로써, 한국생명공학연구원 미생물 자원 센터를 기탁기관으로 하여 2013년 03월 20일에 복합기탁번호 제KCTC12387BP로 기탁된 혼합미생물(BM-S-1A)일 수 있다.
본 발명의 폐수 처리용 복합 미생물액제는 앞서 설명한 상기 혼합미생물을 포함하며, 바람직하게는 상기 폐수는 피혁 폐수일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 피혁폐수 슬러지의 생물학적 다단 액화 처리에 사용되는 복합 미생물액제일 수 있다.
그리고, 본 발명의 폐수 처리용 복합 미생물액제는 물 100 중량부에 대하여, 앞서 설명한 다양한 형태의 혼합미생물 0.5 ~ 1.0 중량부, 당밀 0.50 ~ 2.00 중량부 및 트레할로스 0.50 ~ 1.50 중량부로 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 피혁폐수 슬러지의 생물학적 다단 액화처리방법에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도 1 ~ 도 3을 참조하여 설명한다.
본 발명의 피혁폐수 슬러지의 생물학적 다단 액화처리방법은 앞서 설명한 상기 혼합미생물을 유효성분으로 포함하면서 피혁폐수 슬러지의 저감을 위한 생물학적 다단 액화처리방법을 제공하며, 이를 위해 본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이 복합 미생물액제 제조단계와, 활성 미생물제제 완성단계 및 피혁폐수 슬러지에 투입단계를 포함한다.
이를 각 단계별로 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 복합 미생물액제 제조단계는 피혁폐수 슬러지의 저감을 위해 사용되는 복합 미생물액제를 제조하는 과정이다.
이를 자세히 살펴보면 0.9%식염수 100중량부에 대해 기탁번호 KCTC 12387BP의 혼합미생물(BM-S-1A)(이하, “혼합미생물”이라 함) 0.5 ~ 1.0 중량부, 당밀2.50 ~ 4.00 중량부 및 트레할로스 1.50 ~ 2.50 중량부를 혼합하여 미생물액제를 제조한다.
그리고, 상기 미생물액제를 20℃ ~ 30℃로 유지하며 20 ~ 40ℓ/min의공기를 1.5시간 폭기하고, 4.5시간 정지하는 간흘 폭기방법으로 일일 4회 반복적으로 수행하여 7일간 배양함으로써 복합 미생물액제가 제조된다.
여기서, 상기 폭기 등의 조건은 그 조건에 의해 제조된 복합 미생물액제가 피혁폐수 슬러지의 처리에 가장 우수한 성능을 보일 수 있도록 한 조건이며, 상기 배양조건에 다소의 변형을 가할 수 있으나 그러한 변형이 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않을 것으로 판단된다.
다음으로, 상기 활성 미생물제제 완성단계는 전술된 복합 미생물액제 제조단계를 통해 제조된 복합 미생물액제에 포함된 미생물의 개체수를 증식시키고 활성화시켜 액상의 활성 미생물제제로 제조하는 과정이다.
이와 같은 활성 미생물제제 완성단계는 상기 복합 미생물액제 3.0 ~ 5.0 중량부, 당밀 0.5 ~ 1. 5중량부에 지하수 또는 공업용수 이상의 물을 추가하여 100 중량부가 되게 한 다음 20 ~ 30℃에서 1.5시간 폭기, 4.5시간 정지의 간흘 폭기로 3일간 배양함으로써 수행되며, 이를 통해 상기 복합매생물액제에 포함된 미생물의 개체수가 100배 이상 증식되도록 함과 더불어 활성화된 액상의 활성 미생물제제가 완성될 수 있게 된다.
전술된 바와 같이 복합 미생물액제 제조단계 및 활성 미생물제제 완성단계를 수행하는 이유는 분말 미생물제 상태로 피혁폐수 슬러지에 직접 첨가하는 것에 비해 미생물들의 빠른 기능발휘가 가능하도록 현장에서 활성화된 상태로 투입하는 것이 효과적이기 때문이다.
이와 같이 미생물을 활성화시키기 위하여 분말 미생물제를 물과 희석하여 혼합한 액체 배지상으로 만드는 것이 바람직한데, 이와 같이 활성화된 액상의 미생물제제를 이용하면 미생물의 활성이 높아지고, 피혁폐수 슬러지 내에 포함된 오염물질인 유기물과의 접촉기회를 증가시켜 미생물에 의한 가수분해 및 산화분해 기간을 단축시키고 잔류 유기물의 침전성을 증가시켜 질산화를 촉진 시킬수 있게 된다.
또한, 상기 활성 미생물제제를 제조하는 과정에서는 상기 증식되는 복합 미생물액제에 포함된 미생물의 개체수가 24 ~ 48시간당 10배씩 증식되도록 함으로써 피혁폐수 슬러지의 농도 변화에 따라 액화분해 효율을 증가시켜 처리할 수 있도록 함이 바람직하다.
이때, 상기 활성 미생물제제내 상기 미생물의 개체수는 1mg 당 2.50×109개이상을 유지하며, 혼합액 현탁고형물(MLSS, mixed liquor suspended solid)의 농도는 15,000 ~ 80,000 ppm을 유지하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 혼합액 현탁고형물 즉, MLSS란 피혁폐수 처리공정 중 폭기조 중의 주로 활성슬러지인 부유물질(SS) 농도와 미생물의 농도를 포함한 물에 분산되어 있는 유기물의 농도이다.
다음으로, 상기 투입단계는 완성된 상기 활성 미생물제제를 피혁폐수 슬러지에 투입하는 과정이다.
즉, 완성된 상기 활성 미생물제제를 특수하게 설계된 피혁폐수 슬러지 다단 액화분해조(도 3 참조)(100)에 투입하면 미생물의 생장 증식 과정에서 발생된 각종 효소에 의해 가수분해 및 산소이용을 증가시켜 산화분해를 촉진시켜 높은 COD값 및 고농도의 질소질 등을 함유한 피혁폐수 슬러지를 80% ~ 90% 이상 발생을 저하시키고 방류수는 환경 오염 기준치 이하의 수준으로 관리할 수 있게 되는 것이다.
한편, 본 발명에 따른 완성된 활성 미생물제제는 필요에 따라 여러가지 첨가제, 예를 들면 고형매디아(미생물부착제), 섬유매디아 및 성형화에 사용되는 제제 등을 함유할 수도 있다.
또한, 완성된 활성 미생물제제를 피혁 슬러지 내로 투입하는 방법은 피혁폐수 슬러지가 담긴 다단 액화분해조(100) 내에 활성 미생물제제를 균일하게 분산할 수 있거나 연속적으로 투입시킬 수 있는 것인 한 어떠한 방법이어도 사용할 수 있다.
예를 들면, 다단 액화분해조(100)의 피혁폐수 슬러지 속에 공기를 넣어 폭기 또는, 교반기 등에 의한 교반을 행하면서 활성 미생물제제를 저장용기로부터 정량펌프를 통해 투입하여도 무방하다.
피혁폐수 슬러지를 처리하는 다단 액화분해조(100) 전체의 용량과 피혁폐수 슬러지의 다단 액화분해조(100) 내 체류 시간은 오염 농도에 따라서 다르지만 시험 결과로는 다단 액화분해조(100) 전체에 있어서의 슬러지 체류시간이 최소 48시간 ~ 최장 96시간 정도가 바람직하며, 72시간 ~ 96시간 정도가 되도록 조정되는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 피혁폐수 슬러지의 다단 액화분해조(100) 내 체류시 다단 액화분해조(100) 내부 온도는 20℃ ~ 35℃인 것이 바람직하며, 용존산소(DO, Dissolved Oxygen) 농도는 2 ~ 4ppm 이상이며, 자체 순환량은 150 ~ 300%인 것이 바람직하다.
또한, 구성되는 다단 액화분해조(100)의 수에는 제한은 없지만, 효율 및 장치 비용의 관점으로볼 때 세 개가 바람직하며, 각 단계에서 바닥부분은 침전기능을 갖게하여 월류하는 활성 슬러지의 액화조로의 반송을 통한 활성유지가 반드시 필요하다.
한편, 활성 미생물제제의 처리는 pH, DO(용존산소), 처리 전후의 COD값 등을 측정하여 관리한다. pH는 2.5 ~ 6.0, 바람직하게는 3.0 ~ 4.5이며, 오염 농도에 따라 더욱 좁은 관리폭이 선택될 수 있다.
상기 DO는 2.0 ~ 6.0mg/ℓ 더욱 바람직하게는 3.0 ~ 5.0mg/ℓ이다. DO는 농축 슬러지속에 공기를 넣어 배수정화량의 조절에 의해 제어할 수 있다.
특정 화합물의 농도 측정은 직접적인 정량도 가능하겠지만, 관리상의 실제적 방법으로서는 농도에 대응하는 값으로 하여 CODcr를 이용하는 것이 실제적이다.
상기 CODcr의 측정은 최초 처리조 입구와 최종 처리조의 출구 쌍방의 농도를 측정하는 것이 바람직하다.
또한, 피혁폐수 슬러지 처리과정에서는 미생물의 생육에 적당한 탄소원, 질소원 혹은, 유기영양원, 무기염이 투입될 수 있다. 유기영양원으로서 메탄올, 효모엑기스, 고기엑기스, 당밀등을, 무기영양원으로서 각종 인산염, 칼슘염 등이 투여되고 그 첨가량은 농축슬러지의 0.001 ~ 0.003 중량부, 더욱 바람직하게는 0.001 ~0.002 중량부이며, 무기영양원은 유기영양원의 0.01 ~ 0.05 중량부 정도이다. 이 양은 한정적인 것은 아니고, 오염농도, 오염물질의성질이나 상태에 의해 적절하게 선택된다.
상기한 완성된 활성 미생물제제를 이용한 피혁폐수 슬러지의 저감을 위한 피혁폐수 슬러지의 다단 액화처리방법은 현재의 피혁폐수 처리의 방류수 허용 기준을 만족하는 것일 뿐만 아니라, 피혁폐수 슬러지 처리 효율에 있어서 평균 80 ~ 90%를 감소시켰으며, 더욱이 해양투기가 금지되는 2016년 이후에는 피혁폐수 슬러지 처리비용이 천문학적으로 발생될 것으로 예상되므로, 본 발명에 따른 피혁폐수 슬러지 처리효과에 따른 경제적 이익이 매우 크다는 것을 알수있다.
상기 활성 미생물제 투입단계에서 상기 피혁폐수 슬러지의 오염부하량이 화학적 산소요구량(COD, Chemical Oxygen Demand) 기준 15,000 ~ 50,000 ppm 및 총 수용성고체(TSS, total soluble solid) 기준 15,000 ~ 50,000 ppm 인 경우 피혁폐수 슬러지 총량의 2 ~ 3퍼센트에 해당하는 완성된 상기 활성 미생물제제를 연속접종(농축슬러지가 유입되는 동안 연속적으로 미생물제제를 투입하는 것을 의미함)하여 자체 순환폭기(도 3의 슬러지 다단 액화분해조에서이루어짐)와, 미생물 효소에 의한 가수분해, 산화분해 및 질산화를 유도하여 주처리시스템의 생물반응조에서 오염부하량을 감소시킬 수 있다.
하기에서는, 전술된 본 발명의 피혁폐수 슬러지의 생물학적 다단 액화처리방법에 의한 처리 과정에 대하여 설명한다.
하기 표 3에 나타낸 균주를 포함하는 기탁번호 KCTC 12387BP의 혼합미생물(BM-S-1A)을 준비하였다.
구분 BM-S-1A 균주(Name Species) 중량부 구분 BM-S-1A 균주(Name Species) 중량부
1 Brachymonas denitrificans 100.00 77 Clostridiaceae _ uc _s 1.11
2 Thiobacillus sp 81.03 78 Alphaproteobacteria _ uc _s 1.11
3 Tissierella 66.52 79 Lactobacillus otakiensis 1.11
4 Brumimicrobiaceae 43.72 80 Lactobacillus oligofermentans 1.11
5 Flavobacteriales 38.63 81 Acetobacteraceae _ uc _s 1.11
6 Lactobacillus farraginis 0.75 82 Bacillus thermomylovorans 0.75
7 Prevotellaceae _ uc _s 417.85 83 Leuconostocaceae _ uc _s 0.83
8 Lactobacillus _ uc 333.62 84 Acetobacter malorum 0.83
9 Lactobacillus parabuchneri 130.23 85 Leuconostoc _ uc 0.83
10 Lactobacillaceae _ uc _s 123.30 86 Lactobacillus zeae 0.83
11 Lactobacillus paracasei 109.17 87 Ruminococcaceae _ uc _s 0.83
12 Lactobacillus parafarraginis 81.74 88 Enterobacter sp .(B901-2) 0.75
13 Bacillus subtilis 99.88 89 Leuconostoc paramesenteroides 0.57
14 Lactobacillus camelliae 56.80 90 Lactobacillus brevis 0.55
15 Bacillus sonorensis 50.32 91 Bacillales _ uc _s 0.55
16 Lactobacillus manihotivorans 44.33 92 Bacillus aryabhattai 0.55
17 Acetobacter lovaniensis 43.50 93 Lactobacillus diolivorans 0.55
18 Bifidobacterium sp 43.34 94 Acetobacter cerevisiae 0.55
19 Lactobacillus collinoides 41.84 95 Bifidobacteriaceae _ uc _s 0.55
20 Lactobacillus vini 37.68 96 Lactobacillus casei 0.55
21 Lactobacillus hilgardii 34.36 97 Streptococcus lutetiensis 0.57
22 Lactobacillus pentosus 31.31 98 Paenibacillus peoriae 0.57
23 Lactobacillus rapi 27.43 99 Actinomyses sp 0.57
24 Bacillus cereus 28.27 100 Actinomycetales _ uc _s 0.57
25 Bacillus megaterium 39.57 101 Bordetella petrii 0.57
26 Lactobacillus sp 24.50 102 Bacillus oleronius 0.57
27 Lactobacillus pantheris 24.38 103 Cupriavidus metallidurans 0.38
28 Ethanoligenens _ uc 23.28 104 Bacillus _ g2 _ uc 0.28
29 Lactobacillus similis 22.17 105 Gluconacetobacter europaeus group 0.28
30 Veillonellaceae _ uc _s 22.17 106 Bacillus drentensis 0.28
31 Lactobacillus harbinensis 19.67 107 Enterobacteriales _ uc _s 0.28
32 Enterobacter sp 22.61 108 Rhodanobacter _ uc 0.28
33 Lactobacillus amylovorus 16.39 109 Bacillus oceanisediminis 0.28
34 Bacillus licheniformis 14.32 110 Staphylococcaceae _ uc _s 0.28
35 Bacillus marismortui 13.76 111 Clostridium _ uc 0.28
36 Lactobacillus coryniformis 14.41 112 Bacillus _ g3 _ uc 0.28
37 Lactobacillales _ uc _s 11.36 113 AF371496 _s 0.28
38 Lactobacillus suebicus 13.58 114 Pseudoxanthomonas sacheonensis 0.28
39 Lactobacillus buchneri 13.58 115 Pseudonocardiaceae _ uc _s 0.28
40 Acetobacter pasteurianus 13.58 116 AY395339 _g_ uc 0.28
41 Lactobacillus ghanensis 13.02 117 Xanthomonadaceae _ uc _s 0.28
42 Sporolactobacillus _ uc 11.08 118 Lactobacillus graminis 0.28
43 Clostridium tyrobutyricum 10.53 119 Pediococcus cellicola 0.28
44 Acetobacter orientalis 8.87 120 Caulobacterales _ uc _s 0.28
45 Lactobacillus vaccinostercus 8.87 121 DD216085 _s 0.28
46 Rhodospirillales _ uc _s 8.59 122 Lactobacillus oeni 0.28
47 Bacteroidia _ uc _s 8.59 123 Methylobacterium thiocyanatum group 0.28
48 Bacillus acidiceler 8.48 124 Bacillus _ g10 _ uc 0.28
49 Bacillaceae _ uc _s 8.10 125 CS _o_ uc _s 0.28
50 Acetobacter syzygii 8.31 126 Roseicyclus mahoneyensis 0.38
51 Prevotella _ uc 7.20 127 EF018295 _g_ uc 0.28
52 Acetobacter peroxydans 7.20 128 Aeromonadaceae _ uc _s 0.28
53 Lactobacillus plantarum 6.93 129 Clostridium nitrophenolicum 0.28
54 Acetobacter tropicalis 6.93 130 DQ984541 _g_ uc 0.28
55 Lactobacillus acidophilus 6.97 131 Bacteroidetes _ uc _s 0.28
56 Lactobacillus nagelii 6.10 132 Flavobacteriaceae _ uc _s 0.28
57 Sporolactobacillaceae _ uc _s 5.54 133 EU335336 _g_ uc 0.28
58 Clostridiales _ uc _s 5.26 134 Oenococcus kitaharae 0.28
59 Bacteroidales _ uc _s 4.43 135 Lactobacillus kimchicus 0.28
60 Leuconostoc mesenteroides group 4.43 136 Pediococcus _ uc 0.28
61 Lactobacillus odoratitofui 3.32 137 Ktedonobacterales _ uc _s 0.28
62 Microbacterium flavescens 1.39 138 EF516148 _g_ uc 0.28
63 Lactobacillus mali 2.49 139 Lactobacillus parakefiri 0.28
64 Lactobacillus paraplantarum 2.49 140 Pediococcus parvulus 0.28
65 Lactobacillus perolens 2.49 141 Gammaproteobacteria _ uc _s 0.38
66 Bacilli _ uc _s 2.49 142 Tolumonas _ uc 0.28
67 Acetobacter _ uc 1.66 143 Acidobacterium _ uc 0.28
68 Firmicutes _ uc _s 1.66 144 Bifidobacterium _ uc 0.28
69 Lactobacillus bifermentans 1.66 145 Dialister _ uc 0.28
70 Lactobacillus rhamnosus 1.39 146 Lactobacillus kisonensis 0.28
71 Clostridia _ uc _s 1.39 147 Paenisporosarcina _ uc 0.28
72 Lactobacillus paracollinoides 1.39 148 Bacillus anthracis 0.19
73 Clostridium butyricum 1.32 149 Bacillus badius 0.38
74 Enterobacter faecalis 1.32 150 Bordetella avium 0.19
75 Microbacterium estermaticum 1.32 151 Bordetella hinzii 0.19
76 Bacillus sp . ( NK13 ) 0.94 152 Enterobacter hormaechei 0.19
153 low G+C Gram +bacterium( M51 ) 0.19
그리고, 상기 기탁번호 KCTC 12387BP의 혼합미생물(BM-S-1A)은 하기 표 4의 균주를 극소량 더 포함할 수도 있다.
구분 BM-S-1A 균주(Name Species) 구분 BM-S-1A 균주(Name Species)
154 DQ296474 _s 167 4 P001415 _s
155 Acidobacteriales _ uc _s 168 Pseudomonas brassicacearum subsp. neoaurantiaca
156 FJ479373 _s 169 Pseudomonas fuscovaginae
157 Pseudomonas _ uc 170 4 P001446 _s
158 EU276559 _s 171 4 P001090 _s
159 FJ623301 _s 172 4 P001058 _s
160 EU335343 _s 173 Pseudomonas kilonensis
161 4 P000286 _f_ uc _s 174 4 P000778 _s
162 EF516303 _g_ uc 175 4 P001068 _s
163 Rhizobiales _ uc _s 176 4 P001414 _s
164 Pseudomonas corrugata 177 4 P001445 _s
165 Pseudomonadaceae _ uc _s 178 4 P001448 _s
166 Pseudomonadales _ uc _s 179 4 P001089 _s
167 4 P001415 _s 180 4 P001007 _s
다음으로, 0.9% 식염수 100 중량부에 대해 기탁번호 KCTC 12387BP의 혼합미생물(BM-S-1A) 0.5 ~ 1.0 중량부, 당밀 2.50 ~ 4.00 중량부 및 트레할로스 1.50 ~ 2.50 중량부를 혼합한 미생물액제를 20℃ ~ 30℃로 유지하며 20 ~ 40ℓ/min의 공기를 1.5시간 폭기하고, 4.5시간 정지하는 간흘 폭기방법으로 일일 4회 반복적으로 수행하여 7일간 배양하여 복합 미생물액제를 제조하였다. 그리고, 상기 복합 미생물액제의 총균수는 2.54×107cfu/g 이였다.
그런 다음, 물 100 중량부에 대해, 상기 복합 미생물액제 3 ~ 5 중량부, 당밀 0.5 ~ 1.5 중량부를 넣고 20℃ ~ 30℃로 유지하여 1.5시간 폭기, 4.5시간 정지의 간흘폭기로 3일간 배양하여 피혁폐수 슬러지에 투입하기 위해 제조된 상기 복합 미생물액제에 포함된 미생물의 개체수를 증식시키고 활성화시켜 혼합미생물(BM-S-1A)을 포함한 활성 미생물제제를 완성한다.
다음으로, 본 발명의 피혁폐수 슬러지의 생물학적 다단 액화처리방법을 통해 활성 미생물제제를 제조하고 이를 이용하여 피혁폐수 슬러지에 함유된 유기물의 생물학적으로 처리하는 과정에 대한 실험예를 설명한다.
먼저, 100 리터 탱크에 담수(공업용수 이상 수질) 100 리터, 상기 분말상의 미생물제제 1kg 및 당밀 1,5kg을 넣고 교반하면서 20ℓ/min의 공기로 1.5시간 폭기, 4.5시간 정지의 간흘폭기하면서 7일간 배양하여 액상의 복합 미생물액제를 제조하였다.
그런 다음 상기 복합 미생물액제 4리터를 96리터의 물에 1차 희석하고 당밀 2Kg을 추가하여 72시간동안 20ℓ/min의 공기를 넣으면서 1.5시간 폭기하고 4.5시간 정지하는 간흘폭기로 활성화하여 활성 미생물제제를 제조하였다.
100리터에 든 미생물제제를 1일 5리터씩 처리조인 피혁폐수 슬러지 다단 액화분해조(도2 참조)로 24시간 균등 투입하였으며, 다른 화학적 처리과정은 수행하지 않았다.
그 결과 슬러지 발생량은 거의 없었으며, 악취 및 기타 환경적 저해요인은 발생하지 않았다.
즉, 아래의 [표 1](미생물제제를 활용한 피혁폐수 슬러지에 함유된 유기물의 생물학적 처리의 실험예)에서와 같이 COD 및 T-N 등의 측정값에서 확인할 수 있듯이 처리수질(정확히는 피혁 슬러지액의 오염도)이 획기적으로 개선되었다.
다음은, 활성 슬러지공법의 피혁폐수 처리장 농축슬러지 다단 액화분해조(용량:1,250m³) 시설에 본 발명 실시예에 따른 미생물제제를 적용하였다.
먼저, 5m³탱크에 지하수 5m³를 넣고 간접 가열방식으로 가온하여 물의 온도가 20~25℃가 되게 한 다음, 분말상의 미생물제제 50kg 및 당밀 120kg을 넣고 교반하면서 120ℓ/min의 공기로 1.5시간 폭기하고 4.5시간 정지하는 간흘폭기로 7일간 배양하여 액상 미생물원액을 제조하였다.
9,67m³의 물을 배양탱크에 넣고 간접 가열방식으로 가온하여 물의 온도가 20~25℃가 되게 한 다음 상기에서 제조한 복합 미생물액제 330리터를 넣고 당밀 100Kg을 추가하여 72시간동안 60L/min의 공기를 1.5시간 폭기하고 4.5시간 정지하는 간흘폭기로 활성화하여 액상의 활성 미생물제제를 제조하였다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 활성 미생물제제를 이용한 피혁폐수 슬러지의 생물학적 다단 액화분해조의 설계도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 활성 미생물제제를 1일 8m³씩 피혁폐수 슬러지 다단 액화분해조(용량:1,250m³)(100)로 24시간 균등 투입하였으며, 이때 유입되는 피혁폐수 슬러지의 양은 일일 평균 200 ~ 350m³이였으며, 시간당 30m³용량의 펌프로 2,5시간 간격으로 1시간 펌핑하여 투입하였다. 이때 공기는 100m³/min으로 24시간 폭기하였으며, 72시간 후 다단 액화분해조(100)의 말단 침전조에 반송되는 액화슬러지를 농축슬러지가 최초로 유입되는 다단 액화분해조(100)의 유입부로 반송하였으며, 상등수는 원폐수의 최초 유입부인 집수조로 반송하는 공정을 반복적으로 수행함으로써 피혁폐수 슬러지 다단 액화분해조(100)에 투입된 활성 미생물제제 내의 미생물의 분해 활성이 증가하여 가수분해의 촉진 및 산화분해의 촉진으로 유입 농축슬러지의 오염부하도와 유기물의 분해가 활성화되어 고형유기물의 저감이 현저하게 나타났으며, 악취 및 기타 환경적 저해요인은 발생하지 않았다.
즉, 아래의 표 5(활성 미생물제제를 활용한 피혁폐수 슬러지 다단 액화분해의 실험예)에서와 같이 T-N 및 COD, T-P 등의 측정값에서 확인할 수 있듯이 피혁폐수 슬러지의 오염부하량이 획기적으로 개선되었다.
구분 03월 04월 05월 06월
COD T-N T-P COD T-N T-P COD T-N T-P COD T-N T-P
유입슬러지 6,700 470 20 7,600 400 24 6,700 480 30 7,200 400 48
반송슬러지 870 130 4 800 135 4 750 120 3 680 120 5
처리효율(%) 87.0 72.3 80 89.4 66.2 83.3 88.8 75 90 90.5 70 89.5
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태의 공정 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100 : 다단 액화분해조
한국생명공학연구원 KCTC12387BP 20130327

Claims (11)

  1. 브라키모나스 디나트리피칸(Brachymonas denitrificans), 티오바실러스 sp(Thiobacillus sp), 티지오렐라(Tissierella), 브루미마이크로비아시에(Brumimicrobiaceae) 및 플라보박테리아(Flavobacteriales)를 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합미생물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 혼합미생물은 상기 브라키모나스 디나트리피칸 100 중량부에 대하여, 티오바실러스 78 ~ 83 중량부, 티지오렐라 65 ~ 68 중량부, 브루미마이크로비아시에 40 ~ 45 중량부 및 플라보박테리아 36 ~ 42 중량부로 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합미생물.
  3. 제2항에 있어서, 상기 혼합미생물은 바실러스 소노렌시스(Bacillus sonorensis) 45 ~ 55 중량부, 바실러스 세레우스(Bacillus cereus) 25 ~ 32 중량부, 엔테로박터 sp(Enterobacter sp) 20 ~ 25 중량부, 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis) 12 ~ 17 중량부, 바실러스 마리스모르투이(Bacillus marismortui) 10 ~ 16 중량부, 락토바실러스 아시도필루스(Lactobacillus acidophilus) 4 ~ 9 중량부, 클로스트리디움 부티리쿰(Clostridium butyricum) 0.5 ~ 2 중량부, 엔테로박터 패칼리스(Enterobacter faecalis), 엔테로박터 sp(Enterobacter sp(B901-2)) 0.5 ~ 1.2 중량부, 류코노스톡 파라메센테로이드(Leuconostoc paramesenteroides) 0.5 ~ 1.2 중량부, 보르데텔라 페트리이(Bordetella petrii) 0.5 ~ 1.2 중량부 및 바실러스 올레루니우스(Bacillus oleronius) 0.5 ~ 1.2 중량부 중에서 선택된 2종 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합미생물.
  4. 제2항에 있어서, 상기 혼합미생물은 락토바실러스 파라지니스(Lactobacillus farraginis), 락토바실러스 파라부네리(Lactobacillus parabuchneri), 락토바실러스 파라카제이(Lactobacillus paracasei), 락토바실러스 파라파라기니스(Lactobacillus parafarraginis), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 바실러스 카멜리에(Lactobacillus camelliae), 락토바실러스 무니호티보란스(Lactobacillus manihotivorans), 아세토박터 로바니엔시스(Acetobacter lovaniensis), 비피도박테리움 sp(Bifidobacterium sp), 락토바실러스 콜리노이데스(Lactobacillus collinoides), 락토바실러스 비니(Lactobacillus vini), 락토바실러스 힐가디(Lactobacillus hilgardii), 락토바실러스 펜토슈즈(Lactobacillus pentosus), 락토바실러스 라피(Lactobacillus rapi), 바실러스 메가테리움(Bacillus megaterium), 락토바실러스 sp(Lactobacillus sp), 락토바실러스 판테리스(Lactobacillus pantheris), 락토바실러스 시밀리스(Lactobacillus similis), 락토바실러스 하비넨시스(Lactobacillus harbinensis) 및 락토바실러스 아미로보러스(Lactobacillus amylovorus) 중에서 선택된 2종 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합미생물.
  5. 제5항에 있어서, 상기 혼합미생물은 기탁번호 KCTC 12387BP의 혼합미생물(BM-S-1A).
  6. 제1항 ~ 제5항 중에서 선택된 어느 한 항의 혼합미생물을 포함하는 폐수 처리용 복합 미생물액제.
  7. 제6항에 있어서, 상기 폐수는 피혁폐수인 것을 특징으로 하는 복합 미생물액제.
  8. 물 100 중량부에 대해 제1항 ~ 제5항 중에서 선택된 어느 한 항의 혼합미생물(BM-S-1A) 0.5 ~ 1.0 중량부, 당밀 0.50 ~ 2.00 중량부 및 트레할로스 0.50 ~ 1.50 중량부를 혼합한 미생물액제를 20℃ ~ 25℃로 유지하며 복합 미생물액제를 제조하는 복합 미생물액제 제조단계;
    제조된 복합 미생물액제에 포함된 미생물의 개체수를 2.54×109 이상으로 증식시키고 활성화시켜 액상의 활성 미생물제제를 완성하는 활성 미생물제제 완성단계; 그리고,
    완성된 상기 활성 미생물제제를 피혁폐수 슬러지에 투입하는 투입단계;를 포함하는 피혁폐수 슬러지의 생물학적 다단 액화 처리방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 투입단계에서,
    완성된 상기 활성 미생물제제를 상기 피혁폐수 슬러지의 저감을 위한 피혁폐수 슬러지의 오염 부하량이 화학적 산소요구량(COD, Chemical Oxygen Demand) 기준 15,000 ~ 40,000 ppm 및 총 수용성고체(TSS, total soluble solid) 기준 5,000 ~ 30,000 ppm 인 경우 상기 피혁폐수 슬러지 총량의 2% ~ 3%에 해당하는 상기 활성 미생물제제를 연속 접종하여 자체 순환 폭기와 침전 과정을 반복하면서 오염부하량을 감소시키는 과정이 더 포함되어 진행됨을 특징으로 하는 피혁폐수 슬러지의 생물학적 다단 액화 처리방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 활성 미생물제제 완성단계에서,
    상기 복합 미생물액제에 포함된 미생물의 개체수는 24 ~ 48시간 당 10배씩 증식시켜 상기 피혁폐수 슬러지의 농도 변화에 따라 액화효율을 증가시켜 처리함을 특징으로 하는 피혁폐수 슬러지의 생물학적 다단 액화 처리방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 미생물제제내 상기 미생물의 개체수는 1mg 당 2.54×109개 이상을 유지하며,
    혼합액 현탁고형물(MLSS, mixed liquor suspended solid)의 농도는 10,000 ~ 80,000 ppm을 유지하도록 함을 특징으로 하는 피혁폐수 슬러지의 생물학적 다단 액화 처리방법.
KR1020150129169A 2014-10-21 2015-09-11 신규한 혼합미생물, 이를 포함하는 폐수 처리용 복합 미생물액제 및 이를 이용한 피혁폐수 슬러지의 생물학적 다단 액화 처리방법 KR101815688B1 (ko)

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