KR20170139970A - Bio-complex textile for removing pollutant gas - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to bio-complex textile for removing pollutant gas having a type that microorganism for removing the pollutant gas is coupled to a textile material, a method for manufacturing the bio-complex textile, a method for removing pollutant gas by using the bio-complex textile, a bio-filter including the bio-complex textile, a bio-cover including the bio-complex textile and a method for removing pollutant gas by using the bio-filter or the bio-cover. The bio-complex textile according to the present invention can effectively remove various kinds of pollutant gases even though the microorganism for removing the pollutant gas is used in small quantity and can economically manufacture an apparatus for removing pollutant gas due to physical properties thereof to be widely used in effective removal of pollutant gas. The bio-complex textile comprises: the microorganism for removing pollutant gas or a culture liquid thereof; and the textile material coupled to the microorganism or the culture liquid.

Description

오염가스 제거용 생물복합섬유{Bio-complex textile for removing pollutant gas}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a bio-

본 발명은 오염가스 제거용 생물복합섬유에 관한 것으로, 보다 구체적으로 본 발명은 오염가스 제거용 미생물이 섬유소재에 결합된 형태의 오염가스 제거용 생물복합섬유, 상기 생물복합섬유의 제조방법, 상기 생물복합섬유를 사용하여 오염가스를 제거하는 방법, 상기 생물복합섬유를 포함하는 바이오필터, 상기 생물복합섬유를 포함하는 바이오커버 및 상기 바이오필터 또는 바이오커버를 이용하여 오염가스를 제거하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a biocomposite fiber for removing a pollutant gas, and more particularly to a biocomposite fiber for removing a pollutant gas in which a microorganism for removing a pollutant gas is bonded to a fiber material, The present invention relates to a method for removing polluted gas by using a biocomposite fiber, a biofilter including the biocomposite fiber, a bio-cover including the biocomposite fiber, and a method for removing a pollutant gas using the bio-filter or the bio-cover will be.

혐기성 조건하에서는 유기물은 미생물에 의해 분해되어 메탄과 이산화탄소로 최종분해되며, 이러한 분해과정에서 황화수소, 메틸메르캅탄, 황화메틸, 암모니아, 아민, 지방산 등의 악취물질이 발생하므로, 매립지, 음식물 쓰레기 처리시설, 혐기성 소화조 등과 같은 유기성 폐기물 처리시설 및 공정, 축사 등은 메탄과 악취가 동시에 배출되는 대표적인 시설로 알려져 있다. Under anaerobic conditions, organic matter is decomposed by microorganisms and finally decomposed into methane and carbon dioxide. In this decomposition process, odorous substances such as hydrogen sulfide, methyl mercaptan, methyl sulfide, ammonia, amine and fatty acid are generated, , Anaerobic digestion tanks, etc. are known to be representative facilities where methane and odor are discharged at the same time.

특히, 매립지는 메탄과 악취가 동시에 배출되는 가장 대표적인 시설로, 현재 전국에 227개소(환경부 자원순환국, 2007)가 있으며 총 매립가능 면적과 매립용량은 각각 29,213,000㎡ 및 379,416,000㎥이다. 이들 매립지의 매립가스 처리현황을 살펴보면, 매립가스를 포집하여 고농도 메탄을 자원화할 수 있는 설비를 갖춘 매립지는 전체의 4%(10개소)에 불과하고, 대부분의 매립지(199개소, 89%)에서 매립가스는 대기 중으로 확산되고 있는 실정이다. 우리나라의 경우 매립지의 메탄 발생량은 인위적 메탄발생량의 약 37% 차지하는 것으로 추정되고 있으며, 이들 매립지에서의 메탄 발생 속도는 약 10,000 mg CH4 /㎡/d 정도로 추정되고 있다.In particular, landfills are the most representative facilities where methane and odor are discharged at the same time. There are now 227 places (Ministry of Environment Resource Circulation Bureau, 2007) in the whole country. Total landfill area and landfill capacity are 29,213,000㎡ and 379,416,000㎥ respectively. In terms of landfill gas treatment of these landfills, only 4% (10 sites) of landfills have facilities capable of collecting landfill gas and recycle high-concentration methane, and most landfills (199 sites, 89%) Landfill gas is diffused into the atmosphere. In Korea, it is estimated that the amount of methane generated from the landfill is about 37% of the amount of methane generated, and the rate of methane generation at these landfills is estimated to be about 10,000 mg CH4 / ㎡ / d.

한편, 메탄은 전 지구적 기후변화를 초래하는 온실가스 중의 하나로, 이산화탄소에 이어 그 기여도가 2번째이며, 대기 중 메탄 농도는 산업혁명 이전에는 700ppb이었으나 현재는 1745 ppb로 급격하게 증가하고 있다. 메탄은 적외선 흡수 능력이 이산화탄소보다 25배 강하기 때문에 온실 효과에 대한 영향이 매우 크므로, 메탄은 가장 중요한 비이산화탄소 온실가스이며, 특히, 다른 온실가스와는 달리 메탄의 경우 폐기물 처리분야가 주요 발생원으로 비중을 차지하고 있다.Methane, on the other hand, is one of the greenhouse gases that cause global climate change. Its contribution is second only to carbon dioxide. The methane concentration in the atmosphere was 700 ppb before the Industrial Revolution, but it is now rapidly increasing to 1745 ppb. Methane is the most important non-carbon dioxide greenhouse gas because its infrared absorption capacity is 25 times stronger than that of carbon dioxide. Therefore, unlike other greenhouse gases, methane is a major source of waste treatment Of the total.

아울러, 매립지 등과 같은 유기성 폐기물 처리시설(공정)에 대한 악취 관리는 악취 측정과 모니터링 중심으로 수행되고 있는데, 현재로서는 악취제어대책으로는 탈취제 살포 등 소극적인 대응만 이루어지고 있는 실정이지만, 향후 매립지, 분뇨/가축분뇨 처리시설, 기타 유기성 폐기물 처리시설 등과 같은 공공환경시설에 대한 악취배출시설 설치 신고가 의무화될 예정이므로 이들 시설에 대한 보다 근본적인 악취 저감기술을 개발하려는 연구가 활발히 진행되고 있는데, 주로, 악취 저감 효율이 우수한 기능한 복토재 활용, crack이 발생한 부분에 on-site 바이오필터 설치, 매립가스 포집공에 이동식 바이오필터 설치 등의 관점에서 연구가 진행되고 있다.In addition, odor control for organic waste disposal facilities (processes) such as landfills is performed mainly on the basis of odor measurement and monitoring. At present, only countermeasures such as deodorant spraying are being applied as countermeasures against odor control. However, The research on the odor reduction technology for these facilities is being actively carried out because the report on the establishment of the odor discharge facilities for the public environment facilities such as the livestock manure processing facility and other organic waste processing facilities is going to be mandatory. Research is being conducted from the viewpoints of utilization of functional soil material with excellent abatement efficiency, installation of on-site biofilter at the crack site, and installation of portable biofilter in the landfill gas collection chamber.

예를 들어, 한국등록특허 제392185호에는 중간 복토층의 하부에 투수계수 및 공극율이 크고 비표면적이 넓은 재질로 이루어진 미생물 활성 반응층을 전면적으로 형성함으로써 매립가스의 추출 및 공기, 온도, 수분, pH조절물질 및 영양물질 등과 같은 미생물 반응조절물질의 주입을 용이하게 제어하여 매립진행 중인 매립지 내부에서 발생되는 매립가스를 효율적으로 추출하여 재활용 또는 가스소각하거나 매립가스에 포함되어 있는 온실가스, 악취물질 및 휘발성 유기화합물(VOCs) 등을 호기성 토양 미생물을 이용하여 보다 유해성이 적은 물질로 산화처리하는 미생물 활성 반응층을 이용한 매립가스 추출 및 산화처리방법 및 그 장치가 개시되어 있고, 한국등록특허 제858296호에는 매립지의 복토층이나 지표면을 통해서 대기 중으로 표면 발산하는 메탄가스를 매립지의 복토층 위나 지표면 위에 설치되며 호기성 메탄산화미생물이 활성화되고 메탄가스가 자유롭게 유동할 수 있는 비표면적, 공극률, 투수 계수를 갖고 대기의 온도 변화로부터 메탄산화미생물을 보호할 수 있는 열전도도를 갖는 바이오 메디아를 이용하여 바이오 활성층을 설치하고; 상기 매립지의 복토층이나 지표면에서 표면 발산되는 메탄가스가 상기 바이오 활성층을 통과하는 동안에, 대기확산에 의한 산소공급으로 활성화된 호기성 메탄산화미생물의 메탄산화반응에 의해서 메탄가스가 이산화탄소로 전환된 후 대기로 방출되도록 하는 것을 특징으로 하는 폐기물 매립지의 복토층이나 지표면에서 표면 발산되는 메탄가스를 줄이는 방법 및 이를 위한 메탄가스 저감시스템이 개시되고 있다.For example, in Korean Patent No. 392185, the microbial activity reaction layer made of a material having a large coefficient of permeability and porosity and a large specific surface area is formed entirely at the lower part of the middle ground layer, so that the extraction of the landfill gas, It is possible to easily control the injection of microbial reaction control substances such as regulating substances and nutrients to efficiently extract the landfill gas generated in the landfill under reclamation and to recycle or burn the gas, A method and apparatus for landfill gas extraction and oxidation using a microbial activity reaction layer in which volatile organic compounds (VOCs) and the like are oxidized to a less hazardous substance by using aerobic soil microorganisms are disclosed in Korean Patent No. 858296 Methane that emits from the surface of the landfill or surface to the atmosphere Has a specific surface area, porosity and permeability coefficient, which is installed on the ground surface of the landfill or on the surface of the ground and in which an aerobic methane oxidizing microorganism is activated and methane gas can flow freely and has a thermal conductivity capable of protecting methane oxidizing microorganisms from changes in the atmospheric temperature Installing a bioactive layer using biomedia; The methane gas is converted into carbon dioxide by the methane oxidation reaction of the aerobic methane oxidizing microorganisms activated by the oxygen supply by the atmospheric diffusion while the methane gas that is radiated on the surface of the landfill or the surface of the ground passes through the bioactive layer, Thereby reducing the amount of methane gas emitted from the surface layer of the waste landfill or the surface of the landfill, and a methane gas reduction system therefor.

이러한 배경하에서, 본 발명자들은 보다 효과적으로 매립지로부터 발생되는 다양한 오염가스를 제거하는 방법을 개발하고자 예의 연구노력한 결과, 섬유소재에 오염가스 제거용 미생물을 결합시킨 형태의 생물복합섬유를 사용할 경우, 보다 적은량의 오염가스 제거용 미생물을 사용하여도 효과적으로 오염가스를 제거할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하였다.Under these circumstances, the inventors of the present invention have made extensive efforts to develop a method for removing various pollutant gases generated from a landfill, and as a result, it has been found that when a biocompatible fiber in which a microorganism for removing contaminants is combined with a fiber material is used, It is possible to effectively remove the polluting gas even by using the microorganism for removing the polluted gas. The present invention has been completed based on this finding.

본 발명의 하나의 목적은 오염가스 제거용 미생물이 섬유소재에 결합된 형태의 오염가스 제거용 생물복합섬유를 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a biocomposite fiber for removing pollution gas in which a microorganism for removing pollution gas is bonded to a fiber material.

본 발명의 다른 목적은 상기 생물복합섬유의 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for producing the biocomposite fiber.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 생물복합섬유를 사용하여 오염가스를 제거하는 방법을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a method for removing a contaminated gas using the biocomposite fiber.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 생물복합섬유를 포함하는 바이오필터를 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a biofilter comprising the biocomposite fiber.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 생물복합섬유를 포함하는 바이오커버를 제공하는 것이다.Yet another object of the present invention is to provide a bio-cover comprising the biocomposite fiber.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 바이오필터 또는 바이오커버를 이용하여 오염가스를 제거하는 방법을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a method for removing polluted gas using the biofilter or the bio-cover.

본 발명자들은 보다 효과적으로 매립지로부터 발생되는 다양한 오염가스를 제거하는 방법을 개발하고자 다양한 연구를 수행하던 중, 섬유소재를 오염가스 제거용 미생물의 담체로 사용하는 방법을 개발하였다. 지금까지 오염가스 제거용 미생물을 사용하여 상업적으로 매립지의 오염가스를 제거하기 위하여는, 상기 미생물을 안정적으로 유지할 수 있는 담체를 사용하여 왔는데, 상기 담체에 따라서, 미생물의 생육은 물론 오염가스 제거효율이 변화될 수 있다고 알려져 있다. 아울러, 이러한 담체에 접종된 미생물을 매립지에 고정시키기 위하여 상기 담체를 별도의 기구와 조합하여 사용되고 있다.The present inventors have developed a method of using a fiber material as a carrier of a microorganism for removing contaminants while carrying out various studies in order to develop a method of removing various pollution gases generated from the landfill more effectively. In order to remove the polluted gas commercially from the landfill by using the microorganism for removing the polluted gas, a carrier capable of stably maintaining the microorganism has been used. According to the carrier, not only the growth of microorganisms but also the efficiency Is known to be able to change. In addition, the carrier is used in combination with a separate mechanism to fix the microorganisms inoculated on the carrier to the landfill.

본 발명자들은 상기 담체로서 섬유소재를 사용하는 기술을 개발하였다. 상기 섬유소재는 변형이 자유롭고 미생물과의 흡착활성이 우수하기 때문에, 오염가스 제거용 미생물을 효과적으로 이용하기 위한 새로운 담체로서 사용할 수 있을 것으로 가정하고, 상기 섬유소재에 오염가스 제거용 미생물을 결합시킨 형태의 생물복합섬유(Bio-complex textile )를 제작한 다음, 이의 오염가스 제거효율을 비교하였다. 그 결과, 미생물 배양액을 그대로 사용한 것에 비하여 오염가스 제거효율이 저하됨을 확인하였다.The present inventors have developed a technique of using a fiber material as the above carrier. Since the fibrous material is free from deformation and has excellent adsorption activity with microorganisms, it is assumed that the fiber material can be used as a new carrier for effectively utilizing the microorganisms for removing pollutant gases, and the microorganisms for removing contaminants (Bio-complex textile) were fabricated, and then the efficiency of removing the contaminants was compared. As a result, it was confirmed that the pollutant removal efficiency was lowered compared with the case where the microbial culture liquid was used as it is.

이에, 상기 생물복합섬유를 활용할 수 있는 방안을 개발하기 위하여, 다양한 연구를 수행하던 중, 미생물 배양액을 희석시켜, 미생물의 농도가 저하된 배양액을 사용할 경우에는, 전혀 다른 오염가스 제거효과를 나타냄을 발견하였다. 즉, 미생물 배양액의 원액(100%), 이의 75% 희석액, 50% 희석액, 25% 희석액 또는 10% 희석액을 각각 준비하고, 이들 원액 또는 희석액을 섬유소재에 가하여 각각의 생물복합섬유를 제작한 후, 상기 원액 또는 희석액과 이들을 사용하여 제작된 생물복합섬유의 오염가스 제거효과를 비교한 결과, 원액 또는 75% 희석액의 경우에는 생물복합섬유 보다는 미생물 배양액을 사용할 경우에 더욱 효과적으로 오염가스를 제거할 수 있었으나, 50% 희석액의 경우에는 오염가스의 종류에 따라 상호 동등한 효과를 나타냄을 확인하였고, 25% 및 10% 희석액의 경우에는 미생물 배양액 보다는 생물복합섬유를 사용할 경우에 더욱 효과적으로 오염가스를 제거할 수 있음을 확인하였다. 특히, 오염가스의 일종인 DMS를 대상으로 하여 50% 희석액과 25% 희석액의 효과를 비교한 결과, 미생물 배양액을 사용한 경우에는 25% 희석액의 효과가 50% 희석액의 효과의 약 25%에 불과하였으나, 생물복합섬유를 이용할 경우에는 25% 희석액과 50% 희석액의 효과가 별다른 차이를 나타내지 않음을 확인하였다.In order to develop a method for utilizing the biocomposite fiber, various studies have been carried out. In the case of using a culture solution in which the concentration of the microorganism is decreased by diluting the microorganism culture solution, Respectively. That is, a stock solution (100%), a 75% dilution thereof, a 50% dilution solution, a 25% dilution solution or a 10% dilution solution of the microorganism culture solution are prepared, As a result of comparing the efficacy of removing the contaminated gas from the undiluted solution or diluted solution and the biocomposite fiber produced by using them, it was found that, in the case of the undiluted solution or 75% diluted solution, However, in the case of 50% diluent, it was confirmed that the same effects were obtained depending on the type of pollutant gas. In case of 25% and 10% diluent, it is more effective to remove the pollutant gas Respectively. Especially, when comparing the effect of 50% diluent and 25% diluent on DMS, a kind of polluted gas, the effect of 25% diluent was only 25% of the effect of 50% diluent when using microbial culture solution , And that the effect of 25% dilution and 50% dilution did not show any difference when using biocompatible fiber.

이러한 효과는 종래의 담체에서는 확인되지 않았던 새로운 효과이며, 상기 효과로 인하여, 오염가스 제거용 미생물을 소량으로 사용하면서도 그의 오염가스 제거효과를 극대화 할 수 있으므로, 보다 경제적으로 매립지의 오염가스를 제거할 수 있음을 알 수 있었다.Such an effect is a new effect which has not been confirmed in conventional carriers. Because of this effect, it is possible to maximize the effect of removing the polluted gas while using a small amount of microorganisms for removing the polluted gas, .

아울러, 본 발명에서 제공하는 생물복합섬유는 가공이 용이한 섬유소재의 형태를 나타내기 때문에, 미생물 담체를 별도의 기구와 조합하여 바이오필터 또는 바이오커버의 형태로 제품화할 수 밖에 없었던 종래기술과는 달리, 상기 생물복합섬유 자체만으로도 바이오필터 또는 바이오커버 등의 제품으로 제작할 수 있어, 상기 제품의 생산에 소요되는 시간과 비용을 절감하는 효과를 나타낼 수 있다.In addition, since the biocomposite fiber according to the present invention exhibits a shape of a fibrous material that can be easily processed, the microbial carrier has to be commercialized in the form of a biofilter or a bio-cover in combination with a separate mechanism. Alternatively, the biocomposite fiber itself can be manufactured as a biofilter or a bio-cover, thereby reducing the time and cost required for the production of the product.

본 발명에서 제공하는 생물복합섬유는 지금까지 전혀 개발되지 않았고, 본 발명자에 의하여 최초로 개발되었다.The biocomposite fiber provided by the present invention has not been developed at all and has been developed for the first time by the present inventor.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 일 실시양태로서, 본 발명은 (a) 오염가스 제거용 미생물 또는 그의 배양액; 및 (b) 상기 미생물 또는 배양액이 결합된 섬유소재를 포함하는, 오염가스 제거용 생물복합섬유를 제공한다.As one embodiment for achieving the object of the present invention described above, the present invention provides a method for producing a microorganism, which comprises (a) a microorganism for removing a pollutant gas or a culture thereof; And (b) a fibrous material to which the microorganism or the culture liquid is bound.

본 발명의 용어 "오염가스"란, 매립지, 음식물 쓰레기 처리시설, 혐기성 소화조 등과 같은 유기성 폐기물 처리시설, 공장, 축사 등에서 발생되고, 온실효과를 나타내거나 악취를 발생하는 등의 환경을 오염시키는 효과를 나타내는 가스를 의미한다. 상기 오염가스는 특별히 이에 제한되지 않으나, 일 예로서, 메탄과 같은 비이산화탄소성 온실가스; 황화수소, 메틸메르캅탄, 황화메틸, 암모니아, 아민, 지방산 등의 악취성 물질; 에틸벤젠, 자일렌 등의 휘발성유기화합물(VOC) 등이 될 수 있다.The term "polluted gas" of the present invention refers to an organic pollutant generated in an organic waste treatment facility such as a landfill, a food garbage disposal facility, an anaerobic digestion tank, etc., a factory, a house, etc. and has an effect of contaminating environment such as greenhouse effect or odor generation Means the gas that represents the gas. The pollution gas is not particularly limited, but includes, for example, a non-carbon dioxide greenhouse gas such as methane; Malodorous substances such as hydrogen sulfide, methyl mercaptan, methyl sulfide, ammonia, amine, and fatty acid; Volatile organic compounds (VOC) such as ethylbenzene, xylene, and the like.

본 발명의 용어 "오염가스 제거용 미생물"이란, 상기 오염가스를 분해할 수 있는 미생물을 의미한다. 상기 오염가스 제거용 미생물은 특별히 이에 제한되지 않으나, Methylocystis 속 미생물, Methylosarcina 속 미생물, Methylocaldum 속 미생물, Sphingomonas 속 미생물, Methylocystis 속 미생물, Sphingomonas 속 미생물 등을 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다.The term "microorganism for removing contaminant gas" in the present invention means a microorganism capable of decomposing the contaminant gas. Examples of the microorganisms for removing the pollutant gas include, but are not limited to, Methylocystis microorganisms, Methylosarcina microorganisms, Methylocaldum genus microorganisms, Sphingomonas genus microorganisms, Methylocystis genus microorganisms, and Sphingomonas genus microorganisms.

본 발명의 용어 "섬유소재(textile)"란, 직물 또는 옷감이라고도 하는 섬유로 제조된 제품을 의미한다. 상기 섬유소재는 섬유를 사용하여 직조하는 방식에 따라, 다양한 형태로 제조될 수 있는데, 제직물, 편성제품, 펠트, 그물 등이 될 수 있다.The term "textile" of the present invention means a product made of fibers, also called fabric or cloth. The fibrous material may be fabricated in various forms depending on the method of weaving using fibers, such as woven fabric, knitted fabric, felt, net, and the like.

본 발명에 있어서, 상기 섬유소재는 오염가스 제거용 미생물의 고정화 담체로서 사용될 수 있는 섬유소재인 것으로 해석될 수 있는데, 상기 섬유소재의 일 예로서, 부드러운 성분으로 구성되고 표면에 보풀이 않으며 느슨한 짜임새의 섬유소재, 뻣뻣한 성분으로 구성되고 표면이 매끄럽게 처리되며 조밀한 짜임새의 섬유소재 등이 될 수 있고, 다른 예로서, 원예용 부직포, 토목섬유 등이 될 수 있다.In the present invention, the fiber material can be interpreted as a fiber material that can be used as a carrier for immobilizing a microorganism for removing a pollutant gas. Examples of the fiber material include a soft component, A fiber material made of a stiff material, a surface treated smoothly and a dense textured fiber material, and, as another example, a nonwoven fabric for gardening, a geosynthetic fiber, or the like.

본 발명의 용어 "생물복합섬유(Bio-complex textile)"란, 섬유소재에 오염가스 분해용 미생물을 결합시켜서 제조된 형태의 섬유제품을 의미한다. 상기 생물복합섬유는 섬유소재를 미생물의 고정화 담체로서 사용하여 제조된 것으로서, 섬유제품의 전체 또는 일부에 미생물이 결합 또는 코팅된 형태가 될 수 있다.The term " bio-complex textile "of the present invention means a fiber product formed by bonding microorganisms for decomposing polluting gas to a fiber material. The biocomposite fiber is produced by using a fiber material as a carrier for immobilizing a microorganism, and the microorganism may be bonded or coated on the whole or a part of the fiber product.

본 발명에 있어서, 상기 생물복합섬유는 낮은 농도의 오염가스 제거용 미생물을 포함하여, 상기 미생물의 오염가스 제거활성을 향상시키는 효과를 나타내는 제품으로 해석될 수 있다.In the present invention, the biocomposite fiber may be interpreted as a product exhibiting an effect of improving the activity of removing microbes from the polluted gas, including microbes for removing a pollutant gas at a low concentration.

특히, 상기 생물복합섬유가 미생물 배양액의 25%(v/v) 내지 10%(v/v) 희석액을 포함하는 경우, 상기 생물복합섬유는 상기 희석액 자체 보다도 상대적으로 높은 수준의 메탄 제거활성을 나타낼 수 있다.Particularly, when the biocomposite fiber contains a 25% (v / v) to 10% (v / v) dilution of the microbial culture liquid, the biocomposite fiber exhibits a relatively higher level of methane removal activity than the diluent itself .

아울러, 종래에 사용되었던 미생물 고정화 담체가 그 자체를 가공하기 곤란하기 때문에, 바이오필터 또는 바이오커버와 같은 제품을 제작하기 위하여는 상기 고정화 담체를 다른 장치와 조합하여야만 하는 것과는 달리, 본 발명에서 제공하는 상기 생물복합섬유는 그 자체로서 가공이 용이한 섬유소재의 형태이기 때문에, 상기 생물복합섬유를 직접적으로 가공하여, 바이오필터, 바이오커버 등의 오염가스 제거용 제품으로 제작할 수 있다. 이로 인하여, 본 발명에서 제공하는 생물복합섬유를 사용하면 바이오필터, 바이오커버와 같은 오염가스 제거제품의 제작에 소요되는 비용과 시간을 절감할 수 있어, 보다 경제적으로 오염가스 제거장치를 생산하는데 사용될 수 있다.In addition, since it is difficult to process a microorganism-immobilized carrier conventionally used, it is necessary to combine the immobilized carrier with another device in order to produce a product such as a bio-filter or a bio-cover. Since the biocompatible fiber itself is in the form of a fiber material that can be easily processed, the biocomposite fiber can be directly processed to produce a product for removing a contaminated gas such as a biofilter or a bio-cover. Accordingly, the use of the biocomposite fiber of the present invention can reduce the cost and time required for the production of a pollutant-removing product such as a biofilter and a bio-cover, .

예를 들어, 동일한 오염가스 제거용 미생물을 이용하여 매립지용 바이오커버를 제작하는 경우, 종래의 고정화 담체를 사용할 경우에는 상기 미생물이 포함된 고정화 담체를 별도의 용기에 담고, 상기 용기에 매립지로부터 발생되는 오염가스를 유입할 수 있는 도관과 상기 미생물이 포함된 고정화 담체로부터 방출되는 가스를 배출할 수 있는 도관이 구비된 형태의 바이오커버를 제작할 수 있다.For example, in the case of producing a bio-cover for a landfill by using the same microorganism for removing pollutant gas, when a conventional immobilization carrier is used, the immobilization carrier containing the microorganism is put in a separate container, And a conduit capable of discharging the gas discharged from the immobilization support containing the microorganism is provided.

이에 반하여, 본 발명에서 제공하는 생물복합섬유를 사용할 경우, 상기 미생물을 섬유소재에 고정시켜서 생물복합섬유를 제작하고, 상기 제작된 생물복합섬유의 가장자리에 매립지의 상단에 고정시킬 수 있는 고정수단을 결합시켜서, 바이오커버를 제작할 수 있다.On the other hand, in the case of using the biocomposite fiber provided by the present invention, a fixing means capable of fixing the microorganism to the fiber material to fabricate the biocomposite fiber, and fixing the biocomposite fiber to the upper end of the landfill The bio-cover can be manufactured.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 지렁이분변토로부터 분리한 미생물제제를 원예용 부직포 또는 토목섬유와 같은 섬유소재에 가하여 생물복합섬유(Bio-complex textile)를 제작하고, 상기 미생물제제와 생물복합섬유의 오염가스 제거효과를 비교한 결과, 상기 미생물제제를 일정 수준 이상으로 희석한 경우에는 미생물제제를 그대로 사용하는 것 보다는 생물복합섬유의 형태로 제작하여 사용하는 것이 더욱 효과적으로 오염가스를 제거할 수 있음을 확인하였다(도 2a 내지 2d). 또한, 상기 미생물제제를 펄라이트 또는 토버모라이트와 같은 다양한 담체에 혼합하여 각각의 미생물담체를 수득한 다음, 이를 섬유소재 사이에 도말하여 Biotrap 형태의 생물복합섬유를 제작하고, 제작된 생물복합섬유를 매립지 환경과 유사한 형태의 생물반응기에 적용하여, 이의 오염가스분해효과를 검증하였다. 그 결과, 메탄과 DMS와 같은 오염가스를 효과적으로 분해할 수 있고, 메탄보다는 DMS를 더욱 효과적으로 분해할 수 있음을 알 수 있었다(도 5a 내지 5c).According to one embodiment of the present invention, a micro-organism preparation separated from earthworm-infested soil is added to a fibrous material such as a nonwoven fabric for gardening or geosynthetics to produce a bio-complex textile, As a result of comparing the effect of removing the pollutant gas, it has been found that when the microbial agent is diluted to a certain level or more, it is possible to remove the pollutant gas more effectively by using it in the form of a biocomposite fiber rather than using the microbial agent as it is (Figs. 2A to 2D). In addition, the microorganism preparation is mixed with various carriers such as pearlite or tobermorite to obtain individual microorganism carriers, and then the microorganism carriers are plated between the fiber materials to produce biotrap type biodegradable fibers, It was applied to a bioreactor similar to the landfill environment and its decomposition effect was verified. As a result, it was found that the pollution gas such as methane and DMS could be effectively decomposed and DMS could be decomposed more effectively than methane (FIGS. 5A to 5C).

다른 실시양태로서, 본 발명은 섬유소재에 오염가스 제거용 미생물을 결합시키는 단계를 포함하는 오염가스 제거용 생물복합섬유의 제조방법을 제공한다.In another embodiment, the present invention provides a method for producing a biocomposite fiber for removing a pollutant gas, comprising the step of binding a microorganism for removing a pollutant gas to a fiber material.

상기 섬유소재에 상기 미생물을 결합시키는 방법은 공지된 방법에 의하여 수행될 수 있는데, 일 예로서, 섬유소재에 상기 미생물의 배양액 또는 상기 배양액의 희석액을 가하고, 건조시키는 단계를 포함할 수 있다.The method of binding the microorganism to the fibrous material can be carried out by a known method. For example, the microorganism may be added to the fiber material or a dilution liquid of the microorganism may be added and dried.

아울러, 상기 오염가스 제거용 생물복합섬유를 제조하는 다른 방법으로서, (a) 오염가스 제거용 미생물을 공지된 고정화 담체에 결합시켜서 미생물담체를 수득하는 단계; 및 (b) 상기 미생물담체를 하나의 섬유소재의 일측면 또는 양측면에 도말하고, 상기 도말된 미생물담체 위에 다른 하나의 섬유소재를 각각 적층하여, 상기 섬유소재와 미생물담체를 샌드위치 형태로 고정시키는 단계를 포함할 수 있다.Another method for producing the biocomposite fiber for removing contaminants includes the steps of: (a) binding a microorganism for removing a pollutant gas to a known immobilization carrier to obtain a microorganism carrier; And (b) a step of laminating the microorganism carrier on one side or both sides of one fiber material, laminating another fiber material on the microorganism carrier, and fixing the fiber material and the microorganism carrier in a sandwich form . ≪ / RTI >

본 발명의 용어 "고정화 담체"란, 미생물을 이용한 산업에 사용하기 위하여 미생물을 고정화시키는 기질을 의미하는데, 상기 기질은 목적 미생물을 고농도로 고정화할 수 있고, 복수의 공극을 포함하며, 상기 공극들이 서로 연장되어 형성된 망상 구조의 네트웍 유로(reticulated network of flow channels)가 형성될 수 있고, 탄성 및 압축강도 등의 기계적 강도가 충분하여 산업적 사용에 적합한 내구성을 갖는다. 상기 고정화 담체는 특별히 이에 제한되지 않으나, 일 예로서 펄라이트, 토버모라이트 또는 이들의 조합을 사용할 수 있다.The term "immobilization support" as used herein means a substrate for immobilizing microorganisms for use in industries using microorganisms, wherein the substrate is capable of immobilizing a target microorganism at a high concentration, comprising a plurality of voids, A reticulated network of flow channels extending from each other can be formed and has sufficient mechanical strength such as elasticity and compressive strength to have durability suitable for industrial use. The immobilization support is not particularly limited, but pearlite, tobermorite or a combination thereof may be used as an example.

또 다른 실시양태로서, 본 발명은 오염가스 발생원에 상기 생물복합섬유를 가하는 단계를 포함하는 오염가스를 제거하는 방법을 제공한다.In another embodiment, the present invention provides a method for removing a contaminated gas including the step of adding the biocomposite fiber to a pollutant gas generating source.

상술한 바와 같이, 본 발명에서 제공하는 생물복합섬유는 이에 포함된 오염가스 제거용 미생물과 섬유소재의 조합으로 인하여, 적은양의 미생물을 사용하여 효과적으로 제거할 수 있으므로, 상기 생물복합섬유를 오염가스 발생원에 가하면 상기 발생원으로부터 발생되는 오염가스를 효과적으로 제거할 수 있다.As described above, the biocomposite fibers provided in the present invention can be effectively removed by using a small amount of microorganisms due to the combination of the microorganisms for removing contaminants and the fibrous materials contained therein. Therefore, When it is applied to the generation source, the pollution gas generated from the generation source can be effectively removed.

본 발명의 용어 "오염가스 발생원"이란, 상기 오염가스가 발생되는 원인지역 또는 시설 등을 의미하는데, 일 예로서, 매립지, 음식물 쓰레기 처리시설, 혐기성 소화조 등과 같은 유기성 폐기물 처리시설, 공장, 축사 등이 될 수 있다.The term "source of polluting gas" in the present invention means a region or facility where the pollution gas is generated, and examples thereof include organic waste treatment facilities such as landfill, food waste treatment facility, anaerobic digestion tank, .

또 다른 실시양태로서, 본 발명은 상기 생물복합섬유를 포함하는 오염가스 제거용 바이오필터를 제공한다In yet another embodiment, the present invention provides a biofilter for removing contaminant gas comprising the biocomposite fiber

본 발명에서 제공하는 바이오필터는 바이오필터에 주입되는 오염가스를 제거하기 위해, 상기 생물복합섬유가 구비된 충진부(packing section)를 포함한다. 이때, 상기 충진부는 상기 생물복합섬유 이외의 다른 구성성분을 추가로 포함할 수도 있는데, 예를 들어, 매립지 토양, 지렁이 분변토 등의 구성성분을 추가로 포함할 수 있다.The biofilter provided in the present invention includes a packing section provided with the biocompatible fiber in order to remove the polluted gas injected into the biofilter. At this time, the filling part may further include other components other than the biocompatible fiber. For example, the filling part may further include constituents such as landfill soil and earthworm feces.

아울러, 상기 바이오필터의 오염가스 제거효과를 보다 향상시키기 위하여 상기 충진부 이외에, 가스공급부(blower), 살수시스템(watering system), 드레인저장부(drainage container) 등의 구성요소를 추가로 포함할 수도 있다. 예를 들어, 상기 가스공급부는 오염가스가 발생되는 장소로부터 오염가스를 흡입하여 바이오필터에 공급하는 장치이고; 순환시스템은 순환용 펌프, 살수장치 등으로 구성되어, 바이오필터를 운전하는 동안 충진부의 건조를 방지하고 생물복합섬유의 활성 유지를 위해, 수분함량을 70% 이상 유지하도록 수분을 공급하는 장치이며; 드레인저장부는 상기 살수 시스템에서 공급되었으나 충진부에서 사용되지 않은 여분의 수분을 저장하고, 상기 살수 시스템으로 수분을 공급하며, 상기 생물복합섬유에 포함된 오염가스 제거용 미생물의 성장에 필요한 각종 영양성분을 상기 수분에 공급할 수 있는 장치가 될 수 있으나, 이들 각 장치의 구성 및 추가적으로 포함되는 장치는 본 발명의 바이오필터가 오염가스 제거효과를 나타내는 한, 특별히 이에 제한되지 않는다.In addition, in order to further improve the effect of removing the pollutant gas of the biofilter, components such as a blower, a watering system, and a drainage container may be additionally included in addition to the filling part have. For example, the gas supply unit is a unit for sucking the polluted gas from a place where pollution gas is generated and supplying the polluted gas to the biofilter; The circulation system is composed of a pump for circulation, a water spraying device, and the like to supply moisture to maintain the moisture content of 70% or more in order to prevent drying of the filling part during the operation of the biofilter and to maintain the activity of the biocomposite fiber; The drain reservoir stores the excess water not supplied from the water spraying system but is used in the water spraying system, supplies water to the spraying system, and supplies various nutrients necessary for the growth of microorganisms To the above-mentioned moisture. However, the configuration of each of these devices and the apparatus further included are not particularly limited as long as the biofilter of the present invention exhibits the effect of removing the polluted gas.

또 다른 실시양태로서, 본 발명은 상기 오염가스 제거용 바이오필터를 포함하는 오염가스 제거용 바이오커버를 제공한다.In yet another embodiment, the present invention provides a bio-cover for removing a polluted gas including the bio-filter for removing the polluted gas.

본 발명에서 제공하는 바이오커버는 오염가스가 발생하는 장소에서 실질적으로 오염가스를 제거하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 오염가스의 발생량이 적어 오염가스 포집시설을 설치하기에는 경제적으로 타당성이 맞지 않는 소규모 매립지나 매립 종료 후 어느 정도 시간이 소요되어 자원화하기에는 너무 낮은 농도로 오염가스가 배출되는 매립지의 환기구 또는 가스배출구에 본 발명의 바이오커버를 장착시켜서 상기 매립지로부터 발생되는 오염가스를 제거할 수 있다. The bio-cover provided in the present invention can be used to substantially remove the pollutant gas in a place where the pollutant gas is generated. For example, a small-scale landfill in which the amount of pollution gas generated is insufficient for economically feasible to install a pollution gas collecting facility, or a ventilation hole of a landfill in which pollutant gas is discharged at a concentration too low to be used for some time after landfilling The bio-cover of the present invention may be attached to the gas discharge port to remove the polluted gas generated from the landfill.

아울러, 상기 바이오커버에는 오염물질 제거효과를 보다 향상시킬 수 있도록 상술한 바이오필터에 포함되는 가스공급부, 살수시스템, 드레인저장부 등을 추가로 포함할 수도 있으나, 이들 추가적인 구성요소는 특별히 이에 제한되지 않는다.In addition, the bio-cover may further include a gas supply unit, a sprinkler system, a drain reservoir, and the like included in the bio-filter to improve the pollutant removal effect. However, these additional components are not particularly limited Do not.

또 다른 실시양태로서, 본 발명은 상기 바이오필터 또는 바이오커버를 오염가스가 발생 또는 존재하는 장소에 설치하는 단계를 포함하는 오염가스의 제거방법을 제공한다.In another embodiment, the present invention provides a method for removing a contaminated gas, comprising the step of installing the bio-filter or the bio-cover in a place where pollution gas is generated or present.

이때, 상기 오염가스가 발생 또는 존재하는 장소는 특별히 이에 제한되지 않으나 일 예로서, 매립지, 음식물 쓰레기 처리시설, 혐기성 소화조 등과 같은 유기성 폐기물 처리시설, 공장, 축사 등의 오염가스 발생원이 될 수 있다.At this time, the place where the pollution gas is generated or exists is not particularly limited. For example, it may be a pollution gas generation source such as an organic waste treatment facility such as a landfill, a food waste treatment facility, an anaerobic digestion tank,

본 발명의 생물복합섬유를 이용하면, 오염가스 제거용 미생물을 소량으로 사용하면서도 다양한 오염가스를 효과적으로 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 그의 물성으로 인하여 오염가스 제거용 장치를 경제적으로 생산할 수 있으므로, 오염가스의 효과적인 제거에 널리 활용될 수 있을 것이다.The use of the biocomposite fiber of the present invention not only effectively removes various kinds of contaminated gas while using a small amount of microorganisms for removing the pollutant gas but also can economically produce a device for removing the polluted gas owing to its physical properties, It can be widely used for effective removal of

도 1은 지렁이분변토로부터 수득한 EG 미생물제제의 배양시간의 경과에 따른 메탄과 DMS의 농도 변화를 나타내는 그래프이다.
도 2a는 섬유소재를 가하지 않은 대조군에서 측정된 배양시간의 경과에 따른 메탄과 DMS의 농도 변화를 나타내는 그래프이다.
도 2b는 섬유소재 A에 접종된 EG 미생물제제의 배양시간의 경과에 따른 메탄과 DMS의 농도 변화를 나타내는 그래프이다.
도 2c는 섬유소재 B에 접종된 EG 미생물제제의 배양시간의 경과에 따른 메탄과 DMS의 농도 변화를 나타내는 그래프이다.
도 2d는 상기 도 2a 내지 2c의 결과를 배양산물의 희석액 기준으로 비교한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 3은 토버모라이트 또는 펄라이트를 포함하는 미생물담체의 보관기간에 따른 메탄과 DMS의 분해속도변화를 비교한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 4a는 본 발명에서 제공하는 생물반응기의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 4b는 생물복합섬유가 구비된 생물반응기에 오염가스를 공급하는 방법을 나타내는 개략도이다.
도 5a는 펄라이트(BCT1)를 포함하는 생물복합섬유가 구비된 생물반응기에서 시간의 경과에 따른 메탄 또는 DMS의 농도변화를 비교한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 5b는 토버모라이트(BCT2)를 포함하는 생물복합섬유가 구비된 생물반응기에서 시간의 경과에 따른 메탄 또는 DMS의 농도변화를 비교한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 5c는 펄라이트와 토버모라이트의 1:1(v/v) 혼합물(BCT3)을 포함하는 생물복합섬유가 구비된 생물반응기에서 시간의 경과에 따른 메탄 또는 DMS의 농도변화를 비교한 결과를 나타내는 그래프이다.
FIG. 1 is a graph showing changes in the concentration of methane and DMS with the passage of culture time of the EG microorganism preparation obtained from the earthworm-infested soil. FIG.
FIG. 2A is a graph showing changes in the concentration of methane and DMS with the passage of time measured in a control group to which no fiber material is added. FIG.
FIG. 2B is a graph showing changes in the concentration of methane and DMS over time of the culture time of the EG microorganism preparation inoculated with the fiber material A. FIG.
FIG. 2C is a graph showing changes in the concentration of methane and DMS over time of the culture time of the EG microorganism preparation inoculated with the fiber material B. FIG.
FIG. 2D is a graph showing the results of comparing the results of FIGS. 2A to 2C with the dilutions of the cultured products.
FIG. 3 is a graph showing the results of comparing the decomposition rate changes of methane and DMS according to storage periods of microbial carriers containing tobermorite or perlite.
4A is a schematic view showing the structure of the bioreactor provided in the present invention.
4B is a schematic view showing a method of supplying a contaminated gas to a bioreactor equipped with a biocomposite fiber.
FIG. 5A is a graph showing the results of comparing the concentration changes of methane or DMS over time in a bioreactor equipped with biocomposite fibers containing perlite (BCT1). FIG.
FIG. 5B is a graph showing the results of comparison of changes in concentration of methane or DMS over time in a bioreactor equipped with biocomposite fibers containing tobermorite (BCT2). FIG.
FIG. 5c shows the results of comparing the concentration changes of methane or DMS over time in a bioreactor equipped with a biocomposite fiber comprising a 1: 1 (v / v) mixture of perlite and tobermorite (BCT3) Graph.

이하 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, these examples are for illustrative purposes only, and the scope of the present invention is not limited to these examples.

실시예Example 1: 생물복합섬유의 제작 및 효과검증 1: Fabrication and Effectiveness of Biocomposite Fiber

실시예Example 1-1: 오염가스 분해용 미생물의 배양 1-1: Culture of microorganisms for decomposing polluting gas

매립지가스 성분 중, 온실기체인 메탄과 악취의 원인가스인 DMS(dimethylsulfide)를 분해하기 위해 지렁이분변토로부터 메탄 및 DMS를 동시에 분해할 수 있는 균주를 수득하고, 이를 배양하였다. In order to decompose methane as a greenhouse gas and DMS (dimethylsulfide), which is a cause of malodor, among the landfill gas components, a strain capable of simultaneously decomposing methane and DMS from earthworm feces was obtained and cultured.

먼저, 지렁이분변토 10 g에 증류수 100㎖를 가하고, 150 rpm으로 20분간 교반한 후, 이를 원심분리하여 얻은 상등액을 EG 미생물제제로 준비하였다.First, 100 ml of distilled water was added to 10 g of the earthworm-modified soil, and the mixture was stirred at 150 rpm for 20 minutes. The supernatant was centrifuged and the supernatant was prepared with an EG microbial agent.

다음으로, 600 ㎖ 혈청병에 NMS(Nitrate Mineral Slat) 배지(CaCl2·6H2O 0.2 g/ℓ, MgSO4·7H2O 1.0 g/ℓ, KNO3 1.0 g/ℓ, KH2PO4 0.272 g/ℓ, Na2HPO4·12H2O 0.717 g/ℓ 및 Trace element 0.5 ㎖/ℓ) 18 ㎖를 넣고, 여기에 상기 준비된 EG 미생물제제 2 ㎖를 가하였다. 상기 Trace element의 조성은 다음과 같다: FeSO4·7H2O 200 mg/ℓ, ZnSO4·7H2O 10 mg/ℓ, MnCl2·4H2O 3 mg/ℓ, H3BO3 30 mg/ℓ, CoCl2·6H2O 20 mg/ℓ, NiCl2·6H2O 2 mg/ℓ 및 Na2MoO4·2H2O 3 mg/ℓ.Next, in a 600 ml serum bottle, NMS (Nitrate Mineral Slat) medium (0.2 g / l CaCl 2 .6H 2 O, 1.0 g / l MgSO 4 .7H 2 O, 1.0 g / l KNO 3 and 0.272 g KH 2 PO 4 / l, Na 2 HPO 4 .12H 2 O 0.717 g / l and Trace element 0.5 ml / l) were added to the flask, and 2 ml of the prepared EG microorganism preparation was added thereto. The composition of the trace element is as follows: FeSO 4揃 7H 2 O 200 mg / ℓ, ZnSO 4揃 7H 2 O 10 mg / ℓ, MnCl 2揃 4H 2 O 3 mg / ℓ, H 3 BO 3 30 mg / 20 mg / l of CoCl 2 .6H 2 O, 2 mg / l of NiCl 2 .6H 2 O and 3 mg / l of Na 2 MoO 4 .2H 2 O.

그런 다음, 상기 혈청병을 고무마개와 파라필름으로 봉한 후 실린지를 이용하여 메탄 50,000 ppm과 DMS 5,000 ppm을 주입하였다. 혈청병을 30℃ 및 150 rpm 조건으로 14일 동안 배양하여, 배양산물을 수득하였다. 메탄과 DMS가 전량 소모되면 혈청병을 개봉하여 30분 이상 공기치환 시킨 후, 상기와 동일한 조건으로 메탄과 DMS를 재주입하였다. 영양원 고갈에 따른 균주의 사멸을 방지하기 위해 공기치환을 세 번 반복할 때마다 질소 농축액과 인 농축액을 각 1.0 ㎖씩 가하였다. 이어, 혈청병 내의 메탄과 DMS의 농도 변화를 측정하였다(도 1).Then, the serum bottle was sealed with rubber sponge and para-film, and 50,000 ppm of methane and 5,000 ppm of DMS were injected using a syringe. The sera were cultured at 30 ° C and 150 rpm for 14 days to obtain culture products. When the total amount of methane and DMS was exhausted, the serum bottle was opened and replaced with air for 30 minutes or longer. Methane and DMS were re-injected under the same conditions as above. To prevent the death of the strain due to depletion of the nutrient source, 1.0 ml of each of the nitrogen concentrate and the phosphorus concentrate was added each time the air replacement was repeated three times. Next, the change in the concentration of methane and DMS in the serum was measured (Fig. 1).

도 1은 지렁이분변토로부터 수득한 EG 미생물제제의 배양시간의 경과에 따른 메탄과 DMS의 농도 변화를 나타내는 그래프이다. 도 1에서 보듯이, EG 미생물제제를 메탄 및 DMS 조건에서 배양하였을 때 혈청병 내 탄소원의 농도가 감소함을 확인하였다. 특히, 배양초기 메탄이 분해되는 데에는 6일, DMS가 분해되는 데에는 5일이 소요되었으나, 두 번째 배양 시 탄소원이 분해되는 데에 이틀이 소요됨을 확인하였다.FIG. 1 is a graph showing changes in the concentration of methane and DMS with the passage of culture time of the EG microorganism preparation obtained from the earthworm-infested soil. FIG. As shown in FIG. 1, when the EG microorganism preparation was cultured under methane and DMS conditions, it was confirmed that the concentration of the carbon source in the serum was decreased. In particular, it was confirmed that the initial methane decomposition took 6 days and DMS decomposition took 5 days. However, it took two days to decompose the carbon source in the second culture.

실시예Example 1-2: 오염가스 분해용 미생물을 포함하는 생물복합섬유의 제작 1-2: Fabrication of Biocomposite Fibers Containing Microorganisms for Pollution Gas Decomposition

상기 실시예 1-1에서 수득한 EG 미생물제제 배양산물을 섬유소재에 가하여 생물복합섬유(Bio-complex textile)를 제작하고, 이를 이용한 오염가스 제거효과를 비교하였다. The EG microorganism culture product obtained in Example 1-1 was added to the fiber material to prepare a bio-complex textile, and the effect of removing the contaminant gas was compared.

구체적으로, 원예용 부직포(섬유소재 A: 두께 약 0.30 mm, 색 형광빛 흰색, 부드러운 성분으로 구성되어 있으나 표면에 보풀이 많음, 느슨한 짜임새) 또는 토목섬유(섬유소재 B: 두께 0.25 mm, 색 흰색, 뻣뻣한 성분으로 구성되어 있으나 표면이 매끄럽게 처리되어 있음, 조밀한 짜임새)를 각각 준비하고, 이들을 1 cm × 1 cm 크기로 절단하고, 각각의 절단된 섬유소재를 120 ㎖ 혈청병에 10장씩 넣었다.Specifically, a nonwoven fabric for gardening (fiber material A: thickness of about 0.30 mm, color fluorescent light white, composed of a soft component but a lot of lint on the surface, loose texture) or geosynthetic fiber , A stiff component but smooth surface and a dense texture) were prepared, cut into 1 cm x 1 cm, and each cut fiber material was placed in a 120 ml serum bottle.

한편, 상기 실시예 1-1에서 수득한 EG 미생물제제 배양산물에 멸균수를 가하여 10%, 25%, 50%, 75% 또는 100%(v/v)로 희석된 각각의 시료를 준비하고, 이들 준비된 시료 2 ㎖를 상기 절단된 섬유소재가 담겨진 혈청병에 가한 다음, 2일간 보존하여 수분을 완전히 제거하였다. 이어, 상기 혈청병에 NMS 배지 2 ㎖를 가하고 밀봉한 다음, 실린지를 이용하여 각 혈청병에 오염가스로서 메탄 50,000 ppm과 DMS 5,000 ppm을 주입하였으며, 30℃, 150 rpm 조건에서 14일 동안 배양하면서, 혈청병 내의 메탄과 DMS의 농도 변화를 측정하였다(도 2a 내지 2d). 이때, 대조군으로는 섬유소재를 가하지 않은 것을 사용하였다.Samples diluted with 10%, 25%, 50%, 75%, or 100% (v / v) were prepared by adding sterilized water to the culture product of the EG microorganism preparation obtained in Example 1-1, These prepared samples (2 ml) were added to a serum bottle containing the cut fiber material and then stored for 2 days to completely remove water. Next, 2 ml of NMS medium was added to the sera, and 50,000 ppm of methane and 5,000 ppm of DMS were injected into each of the sera as sludge using the syringe. After 14 days of incubation at 30 ° C and 150 rpm, The change in the concentration of methane and DMS was measured (Figs. 2A to 2D). At this time, as a control group, a fiber material was not added.

도 2a는 섬유소재를 가하지 않은 대조군에서 측정된 배양시간의 경과에 따른 메탄과 DMS의 농도 변화를 나타내는 그래프이다. 도 2a에서 보듯이, 배양산물의 희석배수가 증가하여, 배양산물의 농도가 감소될 수록 메탄과 DMS를 완전히 제거하기 위한 시간이 증가됨을 확인하였다.FIG. 2A is a graph showing changes in the concentration of methane and DMS with the passage of time measured in a control group to which no fiber material is added. FIG. As shown in FIG. 2A, it was confirmed that the time for completely removing methane and DMS was increased as the dilution ratio of the culture product was increased and the concentration of the culture product was decreased.

도 2b는 섬유소재 A에 접종된 EG 미생물제제의 배양시간의 경과에 따른 메탄과 DMS의 농도 변화를 나타내는 그래프이다. 도 2b에서 보듯이, 대조군에 비하여, 소요되는 시간이 증가되기는 하였으나, 모든 배양산물 희석액을 사용할 경우, 메탄과 DMS를 완전히 제거할 수 있음을 확인하였다.FIG. 2B is a graph showing changes in the concentration of methane and DMS over time of the culture time of the EG microorganism preparation inoculated with the fiber material A. FIG. As shown in FIG. 2B, although the time required for the culture was increased compared with the control, it was confirmed that methane and DMS could be completely removed by using diluted culture solution.

도 2c는 섬유소재 B에 접종된 EG 미생물제제의 배양시간의 경과에 따른 메탄과 DMS의 농도 변화를 나타내는 그래프이다. 도 2c에서 보듯이, 가장 낮은 농도로 희석된 배양산물을 사용할 경우, 메탄을 완전히 제거하지 못함을 확인하였다.FIG. 2C is a graph showing changes in the concentration of methane and DMS over time of the culture time of the EG microorganism preparation inoculated with the fiber material B. FIG. As shown in FIG. 2C, it was confirmed that when the culture product diluted to the lowest concentration was used, methane could not be completely removed.

도 2d는 상기 도 2a 내지 2c의 결과를 배양산물의 희석액 기준으로 비교한 결과를 나타내는 그래프이다. 도 2d에서 보듯이, 메탄과 DMS의 제거양상이 각각 서로 상이함을 확인하였다. FIG. 2D is a graph showing the results of comparing the results of FIGS. 2A to 2C with the dilutions of the cultured products. As shown in FIG. 2 (d), the removal patterns of methane and DMS are different from each other.

구체적으로, 메탄의 경우, 배양산물의 50%, 75% 또는 100% 희석액은 섬유소재를 사용하지 않은 대조군이 섬유소재 A 또는 B에 비하여 현저하게 높은 수준의 제거율을 나타내었으나, 이례적으로 배양산물의 10% 또는 25% 희석액을 사용한 경우에는 섬유소재 B가 대조군 또는 섬유소재 A에 비하여 현저하게 높은 수준의 제거율을 나타내었다.Specifically, in the case of methane, the 50%, 75%, or 100% dilution of the cultured product showed a significantly higher removal rate than the fibrous material A or B in the control group without the fiber material, When 10% or 25% diluent was used, the fiber material B showed a significantly higher removal rate than the control or fiber material A.

또한, DMS의 경우, 배양산물의 50%, 75% 또는 100% 희석액은 대조군이 섬유소재 A 또는 B에 비하여 상대적으로 높은 수준의 제거율을 나타내었으나, 배양산물의 10% 또는 25% 희석액은 섬유소재 A가 대조군 또는 섬유소재 B에 비하여 상대적으로 높은 수준의 제거율을 나타내었다.Also, in the case of DMS, the 50%, 75% or 100% dilution of the cultured product showed a relatively high removal rate compared to the fibrous material A or B in the control group, but the 10% or 25% A showed a relatively higher removal rate than the control or fiber material B.

상기 결과로부터, 미생물 배양액을 50% 이하의 수준으로 희석하여 사용할 경우에는, 미생물 배양액을 그대로 사용하는 것 보다는 섬유소재에 미생물 배양액을 가하여 제조된 형태의 생물복합섬유를 사용하는 것이 바람직하고, 오염가스에 따라 적절한 섬유소재를 선택적으로 사용함이 바람직함을 알 수 있었다.From the above results, it is preferable to use a biocomposite fiber prepared by adding a microorganism culture liquid to a fiber material rather than using the microorganism culture liquid as it is when diluting the microorganism culture liquid to a level of 50% or less, It is preferable to selectively use an appropriate fiber material.

실시예Example 2:  2: 담체를The carrier 포함하는 생물복합섬유의 제작 및 효과검증 Fabrication and Effectiveness of Biocomposite Fibers

실시예Example 2-1:  2-1: 미생물담체를Microbial carrier 포함하는  Included BiotrapBiotrap 형태의 생물복합섬유의 제작 Fabrication of Biodegradable Composite Fiber

상기 실시예 1-2에서 제조된 생물복합섬유와는 다른 형태의 생물복합섬유를 제작하고, 이의 활성을 비교하였다.The biocomposite fibers were prepared in a manner different from that of the biocomposite fibers prepared in Example 1-2, and their activities were compared.

구체적으로, 토버모라이트(연한갈색, pH 7.0, 겉보기밀도 0.58g/㎖) 또는 펄라이트(흰색, pH 6.0, 겉보기밀도 0.13g/㎖)을 잘게 부수고, 2 mm 체로 걸러 굵은 입자를 제거하여, 담체입자를 수득하였다. 이어, 상기 담체입자 500 ㎖와 실시예 1-1에서 수득한 EG 미생물제제 배양산물 200 ㎖를 혼합하여 미생물담체를 수득하고, 상기 미생물담체 100 ㎖를 10 cm × 10 cm 크기의 부직포 주머니에 담은 후, 일부를 봉인하여 Biotrap 형태의 생물복합섬유를 제작하고, 14주 동안 밀폐용기내에 보관하면서, 시간의 경과에 따른 수분함량의 변화를 측정하였다(표 1).Specifically, tobromolyte (light brown, pH 7.0, apparent density of 0.58 g / ml) or pearlite (white, pH 6.0, apparent density of 0.13 g / ml) was crushed finely and sieved with a 2 mm sieve to remove coarse particles, Particles were obtained. Then, 500 ml of the carrier particles and 200 ml of the EG microorganism preparation culture product obtained in Example 1-1 were mixed to obtain a microorganism carrier. 100 ml of the microorganism carrier was immersed in a nonwoven fabric pocket having a size of 10 cm x 10 cm , Biotrap type biodegradable composite fiber was prepared by sealing a part of the fiber, and the moisture content was measured with time after storage for 14 weeks in a sealed container (Table 1).

세균 고정화 담체의 수분함량 변화(%)Water content change of bacterial immobilization carrier (%) 보관기간 (주)Storage Period (Week) 토버모라이트Tobermorite 펄라이트Pearlite 2
3
4
6
8
10
14
2
3
4
6
8
10
14
51.07±0.76
49.96±1.97
50.95±0.05
50.87±0.16
50.84±0.53
51.37±0.39
43.77±0.24
51.07 + - 0.76
49.96 ± 1.97
50.95 ± 0.05
50.87 ± 0.16
50.84 + - 0.53
51.37 ± 0.39
43.77 ± 0.24
76.75±0.64
76.31±0.94
75.18±1.33
76.15±1.00
76.25±0.64
76.27±1.17
60.45±0.29
76.75 + - 0.64
76.31 + - 0.94
75.18 ± 1.33
76.15 +/- 1.00
76.25 + - 0.64
76.27 ± 1.17
60.45 + 0.29

상기 표 1에서 보듯이, 담체로서 토버모라이트를 사용한 경우 보다는, 펄라이트를 사용한 경우에 수분함량이 높은 수준으로 유지됨을 확인하였다. 이는 토버모라이트 보다 펄라이트의 보수력(water holding capacity)이 상대적으로 높은 수준이기 때문인 것으로 분석되었다.As shown in Table 1, it was confirmed that the moisture content was maintained at a high level when pearlite was used, rather than using tobermorite as a carrier. This is because the water retention capacity of perlite is relatively higher than that of tobermorite.

실시예Example 2-2: 생물복합섬유의 효과검증 2-2: Verification of the effect of biocomposite fiber

상기 실시예 2-1에서 2, 3, 4, 6 또는 10주 동안 보관된 각각의 생물복합섬유로부터 수득한 미생물담체 40 ㎖를 600 ㎖ 혈청병에 담고, 여기에 NMS 배지 2 ㎖를 가한 다음, 밀봉하였으며, 실린지를 이용하여 각 혈청병에 메탄 50,000 ppm과 DMS 5,000 ppm을 주입하였으며, 30℃, 150 rpm 조건에서 14일 동안 배양하면서, 혈청병 내의 메탄과 DMS의 농도 변화를 측정하여 메탄과 DMS의 분해속도를 산출하고, 이를 비교하였다(도 3).In Example 2-1, 40 ml of the microorganism carrier obtained from each of the biocomposite fibers stored for 2, 3, 4, 6, or 10 weeks was placed in a 600 ml serum bottle, 2 ml of NMS medium was added thereto, Methanol and DMS concentrations were measured by using the syringes, and 50,000 ppm of methane and 5,000 ppm of DMS were injected into each of the serum samples. The concentration of methane and DMS in the serum was measured while the cells were incubated at 30 ° C. and 150 rpm for 14 days. , And these were compared (FIG. 3).

도 3은 토버모라이트 또는 펄라이트를 포함하는 미생물담체의 보관기간에 따른 메탄과 DMS의 분해속도변화를 비교한 결과를 나타내는 그래프이다. 도 3에서 보듯이, 토버모라이트와 펄라이트 모두 10 주 이상 보관하여도 메탄과 DMS 분해능이 유지됨을 확인하였다. FIG. 3 is a graph showing the results of comparing the decomposition rate changes of methane and DMS according to storage periods of microbial carriers containing tobermorite or perlite. As shown in FIG. 3, it was confirmed that both of tobermorite and perlite were retained in methane and DMS resolution even when stored for 10 weeks or more.

따라서, 이번 연구결과를 통해 생물복합섬유 시제품을 중온에서 보관할 경우 보관기간에 상관없이 높은 메탄 및 DMS 분해활성을 기대할 수 있다는 결론을 내릴 수 있다.Therefore, the results of this study suggest that when biocomplex fiber prototypes are stored at moderate temperatures, high methane and DMS degradation activity can be expected regardless of storage period.

실시예Example 3: 생물반응기를 이용한 생물복합섬유의 효과검증 3: Verification of the effect of biocomplex fiber using bioreactor

실시예Example 3-1: 생물반응기의 제작 3-1: Fabrication of bioreactor

본 발명에서 제공하는 생물복합섬유를 매립지 현장에서 사용할 수 있는지를 평가하기 위하여, 매립지 환경과 유사한 형태의 아크릴 소재의 생물반응기를 제작하였다(도 4a). 복층의 원통형 반응기(직경 30mm × 높이 60 mm × 두께 10 mm)가 사용되었다. 반응기의 하층은 단일원통(직경 30mm × 높이 20 mm × 두께 10 mm)으로 구성되었고, 상층은 외부원통(직경 30mm × 높이 40 mm × 두께 10 mm) 안에 내부원통(직경 20mm × 높이 20 mm × 두께 10 mm)이 든 이중원통으로 구성되었다. 반응기의 하층으로 매립지 가스가 유입된 후 생물복합섬유가 있는 상층 내부원통을 거쳐 분해되고, 최종적으로 상층 외부원통으로 빠져나가도록 설계하였다. 상층의 내부원통과 하층은 다공판으로 연결되어 있어 가스의 유입과 유출이 자유롭게 일어나도록 하였다.In order to evaluate whether the biocomposite fibers provided in the present invention can be used in a landfill site, a bioreactor of acrylic type similar to a landfill environment was prepared (FIG. 4A). A multi-layered cylindrical reactor (30 mm in diameter x 60 mm in height x 10 mm in thickness) was used. The lower layer of the reactor consisted of a single cylinder (30 mm in diameter × 20 mm in height × 10 mm in thickness) and the upper layer was an inner cylinder (30 mm in diameter × 40 mm in height × 10 mm in thickness) 10 mm). After the landfill gas is introduced into the lower layer of the reactor, it is decomposed through the upper inner cylinder with the biocomposite fiber, and finally it is designed to escape to the upper outer cylinder. The inner cylinder and the lower layer of the upper layer are connected to each other through a perforated plate so that gas can flow in and out freely.

도 4a는 본 발명에서 제공하는 생물반응기의 구조를 나타내는 개략도이다.4A is a schematic view showing the structure of the bioreactor provided in the present invention.

이어, 상기 제작된 생물반응기에 충전할 물질은 다음과 같이 준비하였다:Subsequently, the materials to be charged into the prepared bioreactor were prepared as follows:

난석은 직경이 10-15 mm인 것과 20-30 mm인 것을 1:1(v/v)로 섞어 사용하였으며, 반응기를 충전하기 전 수돗물로 한 차례 세척되었다. 모래는 2 mm체로 거른 후 사용되었으며, 수돗물을 첨가하여 수분함량이 20-25%가 되도록 조절되었다. 반응기는 하단부 부터 난석 4.0 L와 모래 0.5 L로 충전되었다.Polysaccharides were mixed with 1: 1 (v / v), 10-15 mm in diameter and 20-30 mm in diameter, and washed once with tap water before charging the reactor. Sand was used after sieving with 2 mm sieve, and water content was adjusted to 20-25% by adding tap water. The reactor was charged with 4.0 liters of slag and 0.5 liters of sand from the bottom.

실시예Example 3-2: 생물반응기용 생물복합섬유의 제작 3-2: Fabrication of Biocomposite Fiber for Bioreactor

상기 실시예 3-1에서 제작된 생물반응기에 적용할 수 있는 생물복합섬유를 다음과 같이 제작하였다: The biocomposite fibers applicable to the bioreactor prepared in Example 3-1 were prepared as follows:

먼저, 담체로서 펄라이트(BCT1), 토버모라이트(BCT2) 또는 펄라이트와 토버모라이트의 1:1(v/v) 혼합물(BCT3)을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 2-1과 동일한 방법을 수행하여 각각의 미생물담체를 수득하였다. 상기 수득한 각각의 미생물담체 160 ㎖를 직경 200 mm인 원형의 원예용 부직포 두 장의 사이에 도말하여, 각각의 생물복합섬유를 제작하였다.First, the same procedure as in Example 2-1 was performed except that perlite (BCT1), tobermorite (BCT2) or a 1: 1 (v / v) mixture of perlite and tobermorite (BCT3) Each microorganism carrier was obtained. 160 ml of each of the obtained microorganism carriers was plated between two circular horticultural nonwoven fabrics each having a diameter of 200 mm to prepare respective biocomposite fibers.

상기 제작된 각각의 생물복합섬유를 실시예 3-1에서 제작된 생물반응기에 충전된 모래위에 구비하였다.Each of the prepared biocompatible fibers was provided on the sand filled in the bioreactor manufactured in Example 3-1.

실시예Example 3-3: 생물반응기를 이용한 오염가스 제거효과 분석 3-3: Analysis of the removal effect of pollutant gas using bioreactor

상기 실시예 3-2에 의해 생물복합섬유가 구비된 생물반응기의 하단으로 오염가스인 메탄과 이산화탄소를 40:60(v/v)로 혼합한 혼합가스를 1 ㎖/min의 속도로 28일 동안 주입하고, 그 후에는 상기 혼합가스와 DMS 0.125 ㎖과 콩기름 100 ㎖의 혼합물을 1 ㎖/min의 속도로 함께 22일 동안 추가로 주입하였다. 또한, 상기 생물반응기의 상단부로 공기를 10 ㎖/min의 속도로 유입시켜서 매립지 표층과 유사한 조건을 형성하였다(도 4b). 도 4b는 생물복합섬유가 구비된 생물반응기에 오염가스를 공급하는 방법을 나타내는 개략도이다.A mixed gas obtained by mixing methane and carbon dioxide at 40:60 (v / v) as polluted gas was supplied to the lower end of the bioreactor equipped with the biological composite fiber according to Example 3-2 at a rate of 1 ml / min for 28 days After that, a mixture of the above mixed gas, 0.125 ml of DMS and 100 ml of soybean oil was further injected at a rate of 1 ml / min for 22 days together. Air was introduced into the upper end of the bioreactor at a rate of 10 ml / min to form a condition similar to that of the landfill (Fig. 4B). 4B is a schematic view showing a method of supplying a contaminated gas to a bioreactor equipped with a biocomposite fiber.

상기 오염가스를 80일 동안 주입하면서, 생물반응기의 상단 공기를 분석하여, 메탄 또는 DMS의 농도변화를 측정하고 비교하였다(도 5a 내지 5c).The top air of the bioreactor was analyzed while injecting the polluted gas for 80 days, and the concentration change of methane or DMS was measured and compared (Figs. 5A to 5C).

도 5a는 펄라이트(BCT1)를 포함하는 생물복합섬유가 구비된 생물반응기에서 시간의 경과에 따른 메탄 또는 DMS의 농도변화를 비교한 결과를 나타내는 그래프이고, 도 5b는 토버모라이트(BCT2)를 포함하는 생물복합섬유가 구비된 생물반응기에서 시간의 경과에 따른 메탄 또는 DMS의 농도변화를 비교한 결과를 나타내는 그래프이며, 도 5c는 펄라이트와 토버모라이트의 1:1(v/v) 혼합물(BCT3)을 포함하는 생물복합섬유가 구비된 생물반응기에서 시간의 경과에 따른 메탄 또는 DMS의 농도변화를 비교한 결과를 나타내는 그래프이다.FIG. 5A is a graph showing the results of comparison of changes in concentration of methane or DMS over time in a bioreactor equipped with a biocomposite fiber containing pearlite (BCT1). FIG. (V / v) mixture of perlite and tobermorite (BCT3 (v / v) mixture of perlite and tobermorite) in a bioreactor equipped with a biocomposite fiber ) In a bioreactor equipped with a biocomposite fiber according to the present invention.

도 5a 내지 5c에서 보듯이, 펄라이트와 토버모라이트로 충전한 반응기(BCT1, BCT2)에서는 유도기 없이 메탄이 즉각적으로 제거되기 시작하였고, 펄라이트와 토버모라이트를 1:1 비율로 섞은 것으로 충전한 반응기(BCT3)에서는 운전 일주일만에 메탄이 제거되기 시작하였다. BCT1, BCT2, BCT3의 평균 메탄제거율(removal efficiency, RE)은 26.23±10.42, 19.95±8.77, 52.34±9.41%로 나타나 펄라이트와 토버모라이트를 섞은 담체가 메탄산화세균의 활성을 높이는 데 가장 크게 기여하는 것을 확인할 수 있었다. 운전 29일차부터 5,000 ppm 이하의 DMS를 추가 유입가스로 공급하였으며 DMS 공급과 동시에 세 반응기 모두에서 DMS가 전량분해 됨을 확인하였다. 5A to 5C, in the reactors (BCT1 and BCT2) filled with pearlite and tobermorite, methane was immediately removed without an induction furnace, and the reactor charged with pearlite and tobermorite in a ratio of 1: 1 (BCT3), methane began to be removed within one week of operation. The removal efficiencies (RE) of BCT1, BCT2, and BCT3 were 26.23 ± 10.42, 19.95 ± 8.77, and 52.34 ± 9.41%, respectively, indicating that carriers containing pearlite and tobermorite contributed the most to the activity of methanotrophs . From the 29th day of operation, it was confirmed that the DMS was supplied as an additional inflow gas at less than 5,000 ppm and all the DMS was decomposed in all three reactors simultaneously with the DMS supply.

이상의 설명으로부터, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 이상에서 기술한 실시예 및 실험예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.From the above description, it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. In this regard, it should be understood that the above-described embodiments and experiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention should be construed as being included in the scope of the present invention without departing from the scope of the present invention as defined by the appended claims.

Claims (13)

(a) 오염가스 제거용 미생물 또는 그의 배양액; 및
(b) 상기 미생물 또는 배양액이 결합된 섬유소재를 포함하는, 오염가스 제거용 생물복합섬유.
(a) a microorganism for removing contaminants or a culture thereof; And
(b) a fiber material to which the microorganism or the culture liquid is bound.
제1항에 있어서,
상기 오염가스는 메탄, 황화수소, 메틸메르캅탄, 황화메틸, 암모니아, 에틸벤젠, 자일렌 또는 이들의 조합인 것인 생물복합섬유.
The method according to claim 1,
Wherein the polluting gas is methane, hydrogen sulfide, methyl mercaptan, methyl sulfide, ammonia, ethylbenzene, xylene or a combination thereof.
제1항에 있어서,
상기 오염가스 제거용 미생물은 Methylocystis 속 미생물, Methylosarcina 속 미생물, Methylocaldum 속 미생물, Sphingomonas 속 미생물, Methylocystis 속 미생물, Sphingomonas 속 미생물 또는 이들의 조합인 것인 생물복합섬유.
The method according to claim 1,
Wherein the microorganisms for removing the pollutant gas are microorganisms belonging to the genus Methylocystis , microorganisms belonging to the genus Methylosarcina , microorganisms belonging to the genus Methylocaldum , microorganisms belonging to the genus Sphingomonas , microorganisms belonging to the genus Methylocystis , microorganisms belonging to the genus Sphingomonas , or combinations thereof.
제1항에 있어서,
상기 생물복합섬유가 미생물 배양액의 25%(v/v) 내지 10%(v/v) 희석액을 포함하는 경우, 상기 희석액 자체 보다도 상대적으로 높은 수준의 메탄 제거활성을 나타내는 것인, 생물복합섬유.
The method according to claim 1,
Wherein the biocomposite fiber exhibits a relatively high level of methane removal activity than the diluent itself when the biocomposite fiber comprises 25% (v / v) to 10% (v / v) diluent of the microbial culture.
섬유소재에 오염가스 제거용 미생물을 결합시키는 단계를 포함하는 오염가스 제거용 생물복합섬유의 제조방법.
A method for producing a biocomposite fiber for removing a pollutant gas, comprising the step of binding a microorganism for removing a pollutant gas to a fiber material.
제5항에 있어서,
상기 결합은 섬유소재에 오염가스 제거용 미생물의 배양액 또는 상기 배양액의 희석액을 가하고, 건조시키는 단계에 의해 수행되는 것인 방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the binding is performed by adding a culture liquid of a microorganism for removing contaminants to a fiber material or a dilution liquid of the culture liquid and drying the fiber material.
(a) 오염가스 제거용 미생물을 공지된 고정화 담체에 결합시켜서 미생물담체를 수득하는 단계; 및
(b) 상기 미생물담체를 하나의 섬유소재의 일측면 또는 양측면에 도말하고, 상기 도말된 미생물담체 위에 다른 하나의 섬유소재를 각각 적층하여, 상기 섬유소재와 미생물담체를 샌드위치 형태로 고정시키는 단계를 포함하는, 오염가스 제거용 생물복합섬유의 제조방법.
(a) binding a microorganism for removing contaminants to a known immobilization carrier to obtain a microorganism carrier; And
(b) a step of laminating the microorganism carrier on one side or both sides of one fiber material, laminating another fiber material on the microorganism carrier, and fixing the fiber material and the microorganism carrier in a sandwich form And removing the contaminated gas.
제7항에 있어서,
상기 고정화 담체는 펄라이트, 토버모라이트 또는 이들의 조합인 것인 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the immobilization support is pearlite, tobermorite or a combination thereof.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 생물복합섬유를 오염가스 발생원에 가하는 단계를 포함하는 오염가스의 제거방법.
A method for removing a contaminated gas comprising the step of applying the biocomposite fiber of any one of claims 1 to 4 to a pollutant gas generating source.
제9항에 있어서,
상기 오염가스 발생원은 매립지, 음식물 쓰레기 처리시설, 혐기성 소화조 또는 축사인 것인 방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the pollutant gas generating source is a landfill, a food waste disposal facility, an anaerobic digestion tank, or a barn.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 생물복합섬유를 포함하는 오염가스 제거용 바이오필터.
A biofilter for removing polluted gas, comprising the biocomposite fiber according to any one of claims 1 to 4.
제11항의 바이오필터를 포함하는 오염가스 제거용 바이오커버.
A bio-cover for removing pollution gas, comprising the bio-filter according to claim 11.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 생물복합섬유를 포함하는 오염가스 제거용 바이오필터 또는 상기 바이오필터를 포함하는 바이오커버를 오염가스가 발생 또는 존재하는 장소에 설치하는 단계를 포함하는 오염가스의 제거방법.
A biofilter for removing polluted gas comprising the biocomposite fiber according to any one of claims 1 to 4 or a bio-cover including the bio-filter is provided at a place where pollution gas is generated or present. / RTI >
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11541439B2 (en) 2021-04-28 2023-01-03 Imam Abdulrahman Bin Faisal University Permeable reactive barrier

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0714858A2 (en) * 1994-12-02 1996-06-05 Canon Kabushiki Kaisha Bacterium kb2, process for degrading at least one of aromatic componds and haloorganic compounds using microorganism, and process for remedying environment
JP2988687B2 (en) * 1990-04-27 1999-12-13 日本バイリーン株式会社 Nonwoven fabric for microbial adsorption
KR20010099069A (en) * 2001-08-23 2001-11-09 노창송 Adsorbent for volatile organic compounds and filter using the same
US20080175775A1 (en) * 2005-03-24 2008-07-24 Siemens Vai Metals Tech Gmbh Process and Apparatus For Treating Flue Gas From Sintering Plants
KR20120093641A (en) * 2011-02-15 2012-08-23 이화여자대학교 산학협력단 Novel sphingomonas sp. strain and method for decomposition methane or compounds inducing malodor using the same
KR20140123616A (en) * 2013-04-10 2014-10-23 이화여자대학교 산학협력단 Composition for removing pollutant comprising methanotrophs and uses thereof
KR20140130358A (en) * 2013-12-11 2014-11-10 고신대학교 산학협력단 Pre-treatment system for removing VOCs and the method therefor

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100390010B1 (en) * 2000-08-16 2003-07-04 한국건설기술연구원 Apparatus for the purification of river pollution by tube type media attaching microorganism
KR100538164B1 (en) * 2005-10-06 2005-12-22 한국기술개발 주식회사 Apparatus using exclude odor
KR101518536B1 (en) * 2012-04-25 2015-05-07 이화여자대학교 산학협력단 Immobilized carrier for Methanotrophs and method for removing methane employing the same

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2988687B2 (en) * 1990-04-27 1999-12-13 日本バイリーン株式会社 Nonwoven fabric for microbial adsorption
EP0714858A2 (en) * 1994-12-02 1996-06-05 Canon Kabushiki Kaisha Bacterium kb2, process for degrading at least one of aromatic componds and haloorganic compounds using microorganism, and process for remedying environment
KR20010099069A (en) * 2001-08-23 2001-11-09 노창송 Adsorbent for volatile organic compounds and filter using the same
US20080175775A1 (en) * 2005-03-24 2008-07-24 Siemens Vai Metals Tech Gmbh Process and Apparatus For Treating Flue Gas From Sintering Plants
KR20120093641A (en) * 2011-02-15 2012-08-23 이화여자대학교 산학협력단 Novel sphingomonas sp. strain and method for decomposition methane or compounds inducing malodor using the same
KR20140123616A (en) * 2013-04-10 2014-10-23 이화여자대학교 산학협력단 Composition for removing pollutant comprising methanotrophs and uses thereof
KR20140130358A (en) * 2013-12-11 2014-11-10 고신대학교 산학협력단 Pre-treatment system for removing VOCs and the method therefor

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