KR20180000627A - Bacillus endospores immobilized carrier, and a method of manufacturing - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a bacillus endogenous spore immobilization carrier and a manufacturing method thereof. The bacillus endogenous spore manufacturing method of the microorganism immobilization carrier cultures bacillus microorganism at high concentration and then leaves the bacillus microorganism in anaerobic condition for about 7 days. At this time, the bacillus microorganism forms endogenous spores mostly by being stored in the absence of oxygen. At this time, bacteria other than endospores of bacillus microorganism are sterilized if a culture medium is sterilized at 80 deg. C for about 15 minutes. In the case of the microorganism immobilization carrier made by the above, the bacillus endospores become active again by returning to a developmental state and being germinated in a water waste treatment. By the above, the present invention can stably treat organic matter of high concentration and substances such as nitrogen and phosphorus and provides excellent storage, stability, and usability.

Description

바실러스 내생포자 고정화 담체 및 이의 제조방법{Bacillus endospores immobilized carrier, and a method of manufacturing}[0001] The present invention relates to a Bacillus endospores immobilized carrier, and a method of manufacturing the same,
본 발명은 바실러스 내생포자 고정화 담체 및 이의 제조방법에 관한 것으로서 유기물 및 질소와 인을 동시에 제거할 수 있는 바실러스 미생물을 배양 후 포자화 시켜 다공성의 담체 내외부에 고농도로 포괄 고정화함으로써 하, 폐수 처리시 유기물 및 질소, 인등의 처리 성능을 크게 개선시키고 고정화 담체의 효율성, 저장성, 안정성, 활용성 등을 개선한 오염물 정화용 바실러스 내생포자 고정화 담체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a carrier for immobilizing Bacillus sp. And a method for producing the same, and a Bacillus microorganism capable of simultaneously removing organic substances and nitrogen and phosphorus is cultivated and then spores are immobilized at a high concentration on the inside and the outside of the porous carrier. And a method for producing the Bacillus endospores immobilization support for purification of pollutants, which improves efficiency, storage stability, usability and the like of the immobilized carrier.
국내에서 사용되는 고농도 유기성 폐수 처리공정은 주로 생물학적 처리공정으로 표준활성슬러지법, 장기포기법, 접촉안정법, 살수여상법, 회전원판접촉법 등이 사용되고 있다. The high concentration organic wastewater treatment process used in Korea is mainly biological treatment process, such as standard activated sludge method, long-term aeration method, contact stabilization method, flesh-inducing method, and rotating disk contact method.
이 중 유기물 제거효율이 비교적 높은 활성슬러지 공정이 가장 보편적으로 사용되고 있다. 그러나 고농도 유기성 폐수는 영양염류의 농도가 높아 기존의 활성슬러지 공법으로는 영양염류를 충분히 제거하지 못하는 단점이 있다. Of these, activated sludge processes with a relatively high organic removal efficiency are most commonly used. However, the high concentration of organic wastewater has a high concentration of nutrients, which can not sufficiently remove nutrients by the conventional activated sludge process.
특히, 질소는 하천의 자정작용에 악영향을 미치며 수계에 배출될 때 조류의 이상증식을 조장하여 부영양화 현상을 유발하거나 용존 산소의 소비, 수생 생물에 직접적인 독성을 나타내므로 특별한 처리공정의 기술개발이 이루어지고 있다. Nitrogen adversely affects the mid-flow behavior of rivers. When discharged into the aquatic environment, it promotes the abnormal growth of algae, causing eutrophication, or directly consuming dissolved oxygen and aquatic organisms. ought.
질산화, 탈질화 균을 이용한 질소의 생물학적 처리와 다르게 바실러스 미생물을 이용한 생물학적 하, 폐수 처리기술은 유기물 제거는 물론 질소와 인을 효과적으로 제거하고 고부하의 유기물로 인한 악취문제를 해결할 수 있는 기술로 2000년대 중반부터 하, 폐수 처리 공정에서 많이 이용되어 왔다. Unlike biological treatment of nitrogen using nitrification bacteria and denitrification bacteria, biological wastewater treatment technology using Bacillus microorganism effectively removes nitrogen and phosphorus as well as organic matter and can solve odor problem caused by organic matter of high load. It has been widely used in wastewater treatment processes since mid-year.
바실러스 미생물의 가장 큰 특징은 내생포자를 형성하는 것이다. 내생포자를 형성하는 미생물은 바실러스 과로 분류하고 여기에 해당하는 속과 함께 절대 혐기성 세균 집단인 클로스트리디움 속이 있다. 포자는 일반적으로 영양분 고갈 상태, 불리한 온도, pH와 같이 미생물 성장에 악영향을 줄 때 형성된다. 이 때 생물체는 비활성 상태이며, 포자는 응어리벽에 많은 층을 가지고 있으며, 그 안에는 세포질막, 세포질, 핵 등이 있다. 또한 세포벽을 제외하고는 발육세포와 유사한 성질을 가지고 있다. 바실러스 미생물이 극한 상황에서 포자를 형성하는 특징은 세포에게 열이나 화학적인 공격에 대한 높은 저항력을 부여한다. 성장에 불리한 극한 상황이 해소되면 바실러스는 발육상태로 돌아가 발아하게 되어 다시 활성화 된다. 그렇기 때문에 바실러스와 같이 내생포자를 형성하는 미생물은 일반적인 멸균방법으로는 파괴하기가 어렵다.The greatest feature of Bacillus microorganisms is that they form endogenous spores. The microorganisms that form endogenous spores are classified as Bacillus, and the genus Clostridium, which is an absolute anaerobic bacterium, has a corresponding genus. Spores generally form when adversely affecting microbial growth, such as nutrient depletion, adverse temperature, and pH. At this time, the organism is inactive, and the spore has many layers on the core wall, including cytoplasmic membrane, cytoplasm, and nucleus. It has similar properties to developing cells except for cell walls. The feature of Bacillus microorganisms forming spores under extreme conditions gives cells high resistance to heat or chemical attack. When the extreme situation unfavorable to growth is resolved, Bacillus returns to its development state and germinates and becomes active again. Therefore, microorganisms such as Bacillus that form endogenous spores are difficult to destroy by general sterilization methods.
바실러스 미생물을 이용한 하, 폐수 처리의 대표적인 기술이 B3공법과 망상형 회분식 바실러스 접촉장치(Rotating Activated Bacillus Contactor, RABC) 등이다. 이는 하, 폐수 중의 유기물뿐만 아니라 질소, 인 제거를 위해 바실러스 미생물을 선택 배양하고 우점화 한 후, 이를 포자화시켜 질소 및 인을 직접 섭취하여 제거하는 방법이다. 극한 상황에서 포자를 형성하는 바실러스 미생물은 유기물의 부하변동에 강한 특성이 있다. 이러한 방법을 점감 포기를 통하여 시키는데 이는 하, 폐수중의 용존산소를 낮춰 바실러스 미생물 이외의 호기성 미생물의 활성 및 성장을 낮추고 용존산소가 낮은 상태에서도 생존이 가능한 통성 미생물인 바실러스 미생물의 증식과 포자화를 반복시켜 유기물, 질소 및 인을 제거하는 것이다.Typical techniques for the treatment of wastewater using Bacillus microorganisms are the B3 method and the Retanning Activated Bacillus Contactor (RABC). This is a method of selectively cultivating Bacillus microorganisms for removal of not only organic substances in wastewater but also nitrogen and phosphorus, followed by right burning, followed by spore culture to directly remove nitrogen and phosphorus. Bacillus microorganisms that form spores in extreme conditions are resistant to load fluctuations of organic matter. This method can be achieved by reducing the amount of dissolved oxygen in the wastewater to lower the activity and growth of aerobic microorganisms other than Bacillus microorganisms and to proliferate and sporulate the Bacillus microorganisms that can survive under low dissolved oxygen conditions To remove organic matter, nitrogen and phosphorus.
하지만 이러한 방법은 하, 폐수의 처리과정에서 바실러스 미생물이 생장속도보다 빠르게 반응조내에서 유실되는 등 우점화가 쉽지 않고 인위적으로 용존산소를 낮게 유지하는데 이때 용존산소가 낮을 경우 유기물 및 질소, 인등의 제거에도 영향을 미친다. 이를 개선하기 위해 담체에 미생물을 고정화하는 생물막 공법 등이 변형되어 적용되었지만 자연적으로 담체내 바실러스 미생물의 우점화 등은 결코 쉽지 않다.However, this method is not easy to dominate because the Bacillus microorganisms are lost in the reaction tank faster than the growth rate in the treatment of wastewater, and artificially keep dissolved oxygen low. At this time, when the dissolved oxygen is low, the removal of organic matter, nitrogen and phosphorus It affects. In order to improve this, the biofilm method of immobilizing the microorganisms on the carrier has been modified and applied, but it is not easy to ignite the microorganisms in the carrier.
생물막은 유기물 산화, 질산화 및 탈질 등을 담당하는 다양한 미생물이 여재 표면에 부착 성장하여 점성이 있고 젤리와 같은 구조를 형성하는 집합체로 정의 된다. 또한 생물막은 미생물과 고체 표면에 부착된 체외 고분자의 평평한 층형 응집체로서 하천 및 호소 내부의 자갈, 대수층, 부두, 물이 흐르는 관 등의 표면에 자연발생적으로 형성되거나 인위적으로 고정시켜 생성 된다. 생물막 공정은 매체의 표면에 미생물을 부착시켜 전체적으로 반응조 내 미생물양을 증대시켜, pH 변동 등의 충격부하에 대한 적응성이 강하고 난분해성 물질 유입에 따른 처리성능 저하를 완화할 수 있다. 다음과 같은 처리특성을 필요로 할 경우 매우 효과적이다.Biofilms are defined as aggregates in which various microorganisms responsible for organic matter oxidation, nitrification, and denitrification adhere to and grow on the surface of a filter media to form a structure such as a jelly. The biofilm is a flat layered aggregate of microorganisms and extracellular polymers adhered to the solid surface, and is formed by spontaneous formation or artificially fixed on the surface of gravel, aquifer, quay, water-flowing pipe, etc. inside the river and lake. The biofilm process attaches microorganisms to the surface of the medium to increase the amount of microorganisms in the reaction tank as a whole and has a high adaptability to an impact load such as pH fluctuation and can mitigate deterioration of treatment performance due to introduction of a refractory material. It is very effective when the following processing characteristics are required.
① 특수한 기능을 가진 미생물을 반응조 내 고정화해야 하는 경우① When microorganisms with special functions need to be immobilized in the reactor
② 증식속도가 느려 고정화하지 않으면 유출될 가능성이 있는 미생물이 필요한 경우② If microorganisms that are likely to leak out are needed if they are not immobilized due to slow growth rate
③ 활성슬러지로는 대응할 수 없을 정도의 큰 부하변동이 있는 경우③ When there is a large load fluctuation that can not cope with activated sludge
④ 생물반응의 저해물질 혹은 난분해성 물질이 유입하는 경우④ In case of inhibiting substance of biological reaction or refractory substance
본 발명은 상기한 바와 같이 하, 폐수 처리과정에서 고농도의 유기물 및 질소, 인의 처리가 우수한 바실러스 미생물을 고농도로 배양한 후 무산소 조건에서 내생포자화 시켜 이를 공극률과 기계적 물성이 우수한 담체에 고정화함으로써 저장성, 안정성, 활용성 등이 우수한 오염물 정화용 미생물 고정화 담체를 제조하고 이를 현장에 적용시 빠르게 생물막 공정에서 바실러스 미생물의 우점화를 유도하고 이에 따라 유기물 및 질소, 인 등의 제거효율을 높게 유지하는데 그 목적이 있다.As described above, the present invention relates to a method for culturing a Bacillus microorganism having a high concentration of organic matter, nitrogen and phosphorus at a high concentration in a wastewater treatment process, immersing the bacillus microorganism in an anaerobic condition and immobilizing it in a carrier having excellent porosity and mechanical properties, , Stability, and usability of a microorganism immobilized carrier for purification of pollutants, and when it is applied to the field, it leads to the rapid ignition of Bacillus microorganisms in a biofilm process, thereby maintaining high efficiency of removal of organic substances, nitrogen and phosphorus .
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 미생물 고정화 담체는 다공성의 폴리우레탄(PU), 폴리에틸렌(PE), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리비닐알코올(PVA), 폴리프로필렌(PP) 및 기타 합성고분자 담체 또는 다공성의 유리, 세라믹, 점토볼, 제올라이트 등에서 선택되어진 다공성 담체와, 다공성 담체 표면 및 내부에 형성되며 알지네이트(alginate), 폴리비닐알코올(PVA), 활성탄 및 고농도의 바실러스 내생포자 등의 미생물을 포함하는 코팅부를 포함한다. In order to accomplish the above object, the microorganism immobilization support according to the present invention is a porous microorganism immobilization support comprising porous polyurethane (PU), polyethylene (PE), polyvinyl chloride (PVC), polyvinyl alcohol (PVA), polypropylene A porous carrier selected from a carrier or a porous glass, a ceramic, a clay ball, a zeolite, and the like, and a microorganism such as alginate, polyvinyl alcohol (PVA), activated carbon and a high concentration of Bacillus endospores, And a coating.
코팅부에는 마이크로 포어(micro pore)가 다수 형성된다.A large number of micro pores are formed in the coating portion.
본 발명에 의한 미생물 고정화 담체의 내생포자 제조방법은 바실러스 미생물을 고농도로 배양한 후 무산소 상태에서 약 7일 가량 방치한다. 이때 활성이 있던 바실러스 미생물은 산소가 없는 상태로 보관되어져 대부분 내생포자를 형성한다. 이때 배양액을 80℃에서 15분 가량 멸균시키면 바실러스 미생물의 내생포자를 제외한 균은 멸균된다. 이렇게 만들어진 바실러스 미생물 내생포자를 담체에 고농도로 고정화한 미생물 고정화 담체의 경우 폐수처리시 바실러스 내생포자는 발육상태로 돌아가 발아하게 되어 다시 활성화 된다. 이후 고농도의 유기물과 질소, 인등의 물질을 안정되게 처리할 수 있고 저장성, 안정성 및 활용성에서 매우 뛰어난 효과를 나타낸다. The method for producing an endogenous spore of a microorganism-immobilized carrier according to the present invention is carried out in an anaerobic state for about 7 days after a Bacillus microorganism is cultured at a high concentration. At this time, the active Bacillus microorganisms are stored in the absence of oxygen, forming mostly endogenous spores. At this time, if the culture is sterilized at 80 ° C for about 15 minutes, the bacteria other than endospores of Bacillus microorganism are sterilized. Bacillus microorganisms In the case of a microorganism immobilized carrier immobilized with endogenous spores at a high concentration on the carrier, the Bacillus endospores return to their development state and become germinated and activated again. Since then, it is possible to treat highly concentrated organic matter, nitrogen and phosphorus materials stably, and exhibits excellent effects in storage stability, stability and utility.
또한 폴리우레탄(PU), 폴리에틸렌(PE), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리비닐알코올(PVA), 폴리프로필렌(PP) 및 기타 합성고분자 담체 또는 다공성의 유리, 세라믹, 점토볼, 제올라이트 등에서 선택되어진 다공성 담체에 섞어 주며 혼합액을 분사하여 지지부의 표면에 혼합액을 도포하는 분사 단계와, 지지부에 도포된 혼합액이 경화되어 코팅부를 형성하는 경화 단계를 포함한다. Also selected are polyurethane (PU), polyethylene (PE), polyvinyl chloride (PVC), polyvinyl alcohol (PVA), polypropylene (PP) and other synthetic polymer carriers or porous glasses, ceramics, clay balls, zeolites and the like A spraying step of spraying a mixed solution onto the surface of the support by mixing the solution with a porous carrier, and a curing step of curing the mixed solution applied to the supporting part to form a coating part.
혼합 단계에서, 합성수지는 폴리비닐알코올, 폴리우레탄, 폴리에틸렌에서 선택된 적어도 하나이며, 흡착체는 활성탄 또는 제올라이트이다.In the mixing step, the synthetic resin is at least one selected from polyvinyl alcohol, polyurethane, and polyethylene, and the adsorbent is activated carbon or zeolite.
혼합 단계에서, 미생물은 바실러스(bacillus) 내생포자다.In the mixing step, the microorganism is a vesicle in the bacillus.
바실러스를 활성이 우수한 생균 형태가 아닌 내생포자 형태로 부착하는 이유는 바실러스 세포에게 열이나 화학적인 공격, 공기 혹은 수분의 부족한 환경에 대한 높은 저항력을 가지고 있고 매우 안정적으로 보관이 가능한데 있다. 또한 성장에 불리한 극한 상황이 해소되면 바실러스는 발육상태로 돌아가 발아하게 되어 다시 활성화 되는 특성 때문이다. 일반적으로 기능성 미생물을 담체에 고정화할 경우 미생물 호흡에 필요한 공기와 기본적인 생육에 필요한 수분 및 유기물, 영양염류 등이 필요하다. 그렇지 않을 경우 산소가 충분치 않아 미생물이 사멸되거나 수분 및 영양염류에 의해 부패 되어 안정성 및 저장성이 떨어지고 수분을 과량 포함하면 중량이 무거워져 보관 및 운반 등의 문제가 발생한다. 따라서 국내에 특정미생물을 담체에 고정화한 담체는 상용화되고 있지 않다. 따라서 앞서 언급하였듯이 바실러스를 고농도로 배양후 내생포자를 제외한 미생물을 멸균 시키고 이를 담체에 고정화 할 경우, 공기와 수분이 부족한 상태에서 뿐 아니라 화학적 반응 등에 매우 안정적으로 대처할 수 있고 담체 하중의 증가도 크지 않아 매우 효과적이며 특히 담체의 미생물 고정화 담체의 유통기한을 매우 길게 가져갈 수 있어 매우 효과적이다.The reason for attaching Bacillus to endospores not in the form of live cells with excellent activity is that Bacillus cells are highly resistant to heat or chemical attack, lack of air or moisture, and can be kept very stable. In addition, when the extreme situation unfavorable to growth is resolved, Bacillus returns to its developing state and germinates and is activated again. In general, when a functional microorganism is immobilized on a carrier, air necessary for respiration of microorganisms, moisture and organic substances necessary for basic growth, and nutrient salts are required. Otherwise, oxygen is not enough and microorganisms are killed or decayed due to moisture and nutrients, resulting in poor stability and shelf life. If the water contains too much water, the weight becomes heavy and storage and transportation problems arise. Therefore, a carrier immobilizing a specific microorganism in a carrier is not commercially available. Therefore, as mentioned above, when microorganisms other than endospores are sterilized and immobilized on a carrier after culturing Bacillus at a high concentration, it is possible to cope with not only air and moisture, but also chemical reaction very stably, and increase of carrier load is not large It is very effective, and the shelf life of the microorganism immobilization carrier of the carrier can be very long, which is very effective.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 미생물 고정화 담체를 나타내는 구성도이다.
도 2은 본 발명의 실시예에 의한 미생물 고정화 담체에서 코팅부를 자세히 나타내는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 미생물 고정화 담체의 전자현미경 사진이다.
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a configuration diagram showing a carrier for immobilizing microorganisms according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating a coating part in a microorganism-immobilized carrier according to an embodiment of the present invention.
3 is an electron micrograph of a microorganism immobilization support according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that, in the drawings, the same components are denoted by the same reference symbols as possible. Further, the detailed description of known functions and configurations that may obscure the gist of the present invention will be omitted. For the same reason, some of the components in the drawings are exaggerated, omitted, or schematically illustrated.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 미생물 고정화 담체를 나타내는 구성도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 미생물 고정화 담체에서 코팅부를 자세히 나타내는 개념도이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 미생물 고정화 담체의 전자현미경 사진이다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a configuration diagram showing a carrier for immobilizing microorganisms according to an embodiment of the present invention; FIG. FIG. 2 is a conceptual view showing the coating part in detail in the microorganism-immobilized carrier according to the embodiment of the present invention. 3 is an electron micrograph of a microorganism immobilization support according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 미생물 고정화 담체(1000)는 지지부(1100)와, 코팅부(1200)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the microorganism immobilization support 1000 according to an embodiment of the present invention includes a support part 1100 and a coating part 1200.
지지체(1100, 2100, 3100)는 내부를 관통하는 유체의 통로가 형성되며 합성수지 또는 세라믹을 포함하여 이루어진다. 지지체(1100, 2100, 3100)를 이루는 합성수지로는 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리에틸렌(PE) 및 폴리프로필렌(PP)에서 선택된 적어도 하나일 수 있으며 지지체(1100, 2100, 3100)는 내부에 유체가 흐를 수 있는 통로가 형성되며, 보다 구체적으로 지지체(1100, 2100, 3100)는 속이 빈 튜브나 관, 또는 다공 구조의 형태일 수 있다. 지지체(1100, 2100, 3100)는 내부를 관통하는 유체의 통로가 형성되므로 생분해 등 생물학적 처리의 대상인 유기물이 운반 유체를 통하여 미생물 고정화 담체(1000, 2000, 3000)를 원활히 통과할 수 있도록 한다. 본 발명의 실시예에 의한 미생물 고정화 담체(1000, 2000, 3000)에서는 지지체(1100, 2100, 3100)는 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리에틸렌(PE) 및 폴리프로필렌(PP)에서 선택된 적어도 하나의 합성수지 또는 세라믹 등의 단단한 소재로 형성되어 일정한 높이를 가지도록 이루어질 수 있기 때문에, 압력 또는 무게에 의한 미생물 고정화 담체(1000, 2000, 3000)의 눌림 현상이 방지될 수 있어 미생물 고정화 담체(1000, 2000, 3000)의 활용도를 높인다. 보다 구체적으로, 본 발명의 미생물 고정화 담체(1000, 2000, 3000)는 도 2(a)에서와 같이 기둥 형상의 지지체(1100), 도 2(b)에서와 같이 다공 구조의 지지체(2100), 도 2(c)에서와 같이 격자 구조의 지지체(3100)에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.The supports 1100, 2100, and 3100 are formed of a synthetic resin or a ceramic. The supports 1100, 2100 and 3100 may be made of at least one selected from the group consisting of polyvinyl chloride (PVC), polyethylene (PE) and polypropylene (PP) And more particularly the support 1100, 2100, 3100 may be in the form of a hollow tube, tube, or porous structure. Since the supports 1100, 2100, and 3100 are formed with passages for the fluid passing through the inside of the support bodies 1100, 2100, and 3100, organic materials that are subject to biological treatment such as biodegradation can smoothly pass through the microorganism immobilization supports 1000, 2000, and 3000 through the transporting fluids. In the microorganism-immobilized supports 1000, 2000, and 3000 according to an embodiment of the present invention, the supports 1100, 2100, and 3100 are formed of at least one synthetic resin selected from polyvinyl chloride (PVC), polyethylene (PE), and polypropylene 2000 or 3000 due to the pressure or the weight of the microorganism-immobilized supports 1000, 2000, 3000 can be prevented, because the microorganisms immobilized carriers 1000, 2000, 3000) to increase the utilization. More specifically, the microorganism-immobilized supports (1000, 2000, 3000) of the present invention are formed into a columnar support 1100 as shown in Fig. 2A, a support 2100 having a porous structure as shown in Fig. 2B, And may include at least one selected from the support 3100 having a lattice structure as shown in FIG. 2 (c), but is not limited thereto.
폴리비닐클로라이드(PVC)는 비닐클로라이드 모노머(VCM)를 중합하여 얻어지는 합성수지로서, 분말 형태의 것을 사용하여 기둥 형상의 성형 과정을 거쳐 지지체(1100, 2100, 3100)를 형성한다. 내약품성, 난연성, 전기절연성이 양호하여 지지체(1100, 2100, 3100)의 내구성을 향상시켜줄 수 있으므로 지지체(1100, 2100, 3100)를 성형하기 위한 주재료로 사용될 수 있다.Polyvinyl chloride (PVC) is a synthetic resin obtained by polymerizing a vinyl chloride monomer (VCM), and a supporting body 1100, 2100, 3100 is formed through a columnar molding process using a powder. The durability of the support bodies 1100, 2100, and 3100 can be improved due to good chemical resistance, flame retardance, and electrical insulation, and thus can be used as a main material for forming the supports 1100, 2100, and 3100.
세라믹(ceramics)은 비금속 또는 무기질 재료를 고온에서 가열하여 만든 것으로, 보다 구체적으로는 탄화규소(SiC) 또는 질화규소(Si3N4)로 이루어진 엔지니어링 세라믹(engineering ceramics)이 경도와 내약품성, 난연성, 전기절연성이 양호하므로 지지체(1100, 2100, 3100)의 성형 재료로 사용될 수 있다.Ceramics are made by heating non-metallic or inorganic materials at high temperatures. More specifically, engineering ceramics made of silicon carbide (SiC) or silicon nitride (Si3N4) are used for hardness, chemical resistance, It can be used as a molding material for the supports 1100, 2100 and 3100.
담체부(1200, 2200, 3200)는 알지네이트(alginate), 폴리비닐알코올(PVA), 활성탄 및 미생물을 포함하는 혼합액이 고압 분사에 의하여 지지체(1100, 2100, 3100)의 표면에 얇게 도포된 후 경화되어 형성된 도포막이다. The carrier parts 1200, 2200 and 3200 are formed by applying a mixed solution containing alginate, polyvinyl alcohol (PVA), activated carbon and microorganisms thinly on the surfaces of the supports 1100, 2100 and 3100 by high- .
알지네이트(alginate)는 친수성의 천연 고분자이므로 미생물에 대한 독성이 없으며, 포화 붕산 수용액 또는 염화칼슘 수용액 내에서 가교를 형성하여 경화될 수 있다. 본 발명의 실시예에 의한 미생물 고정화 담체(1000, 2000, 3000)는, 알지네이트가 경화되면서 담체부(1200, 2200, 3200)를 형성할 때 이미 미생물이 알지네이트와 혼합이 완료되어 있는 상태이므로, 담체부(1200, 2200, 3200)에 미생물이 골고루 빠짐없이 분포할 수 있게 된다. Since alginate is a hydrophilic natural polymer, it is not toxic to microorganisms and can be cured by forming crosslinks in an aqueous solution of saturated boric acid or an aqueous solution of calcium chloride. Since the microorganism-immobilized supports 1000, 2000, and 3000 according to the embodiments of the present invention are already in a state where the microorganisms have already been mixed with the alginate when the carrier portions 1200, 2200, and 3200 are formed while the alginate is cured, The microorganisms can be uniformly distributed in the sections 1200, 2200, and 3200.
바실러스 내생포자의 제조방법은 바실러스 미생물을 고농도로 배양한 후 무산소 상태에서 약 7일 가량 방치한다. 이때 활성이 있던 바실러스 미생물은 산소가 없는 상태로 보관되어져 대부분 내생포자를 형성한다. 이때 배양액을 80℃에서 15분 가량 멸균시키면 바실러스 미생물의 내생포자를 제외한 균은 멸균된다. 이렇게 만들어진 바실러스 미생물 내생포자를 담체에 고농도로 고정화한 미생물 고정화 담체의 경우 고농도의 유기물과 질소, 인등의 물질을 안정되게 처리할 수 있고 저장성, 안정성 및 활용성에서 매우 뛰어난 효과를 나타낼 수 있다. The production method of Bacillus endogenous spores is carried out in an anaerobic state for about 7 days after the Bacillus microorganisms are cultured at a high concentration. At this time, the active Bacillus microorganisms are stored in the absence of oxygen, forming mostly endogenous spores. At this time, if the culture is sterilized at 80 ° C for about 15 minutes, the bacteria other than endospores of Bacillus microorganism are sterilized. Bacillus microorganisms In the case of a microorganism-immobilized carrier immobilized with endogenous spores at a high concentration in a carrier, it is possible to stably treat organic matter, nitrogen and phosphorous at a high concentration and exhibit excellent effects in storage stability, stability and utility.
처리 대상 유기물을 분해하기에 적합한 바실러스로는 단백질 분해력이 높은 바실러스 퓨트리피커스(bacillus Putrificus), 살충력이 높은 바실러스 튜링겐시스(bacillus thuringiensis), 유해균 증식을 억제하는 락토바실러스 아시도필루스(lactobacillus acidophilus), 고온에서 생존력이 우수한 바실러스 메센테리커스(bacillus mesentericus)와 바실러스 서브틸리스(bacillus subtilis) 등이 바람직하며, 이에 한정되지 않는다.Bacillus that is suitable for decomposing the organic matter to be treated includes Bacillus putrificus having high proteolytic ability, bacillus thuringiensis having high insecticidal power, lactobacillus lactis such as lactobacillus acidophilus, and bacillus mesentericus and bacillus subtilis, which are excellent in viability at high temperatures.
폴리비닐알코올(PVA)는 수용성의 합성 고분자이며, 붕산 수용액 또는 포화 붕산 수용액에 의하여 단단하게 경화될 수 있다. 폴리비닐알코올은 자기 용적의 98배 가량에 달하는 물을 흡수할 수 있을 정도로 친수성이 강하다. 본 발명의 실시예에 의한 미생물 고정화 담체(1000, 2000, 3000)는 담체부(1200, 2200, 3200)에 폴리비닐알코올을 포함하므로, 처리 대상 유기물과 직접 접촉하게 되는 담체부(1200, 2200, 3200)가 쉽게 건조되지 않을 수 있으며, 따라서 담체부(1200, 2200, 3200)에서 증식되는 미생물의 생육 환경을 일정하게 유지할 수 있으므로, 성능 및 내구성의 관점에서 바람직하다. Polyvinyl alcohol (PVA) is a water-soluble synthetic polymer and can be hardened by an aqueous boric acid solution or a saturated aqueous boric acid solution. Polyvinyl alcohol is highly hydrophilic enough to absorb up to 98 times the volume of water. Since the microorganism immobilization supports 1000, 2000, and 3000 according to the embodiment of the present invention include polyvinyl alcohol in the carrier portions 1200, 2200, and 3200, the carrier portions 1200, 2200, 3200) may not be easily dried, and thus the growth environment of microorganisms propagated in the carrier portions 1200, 2200, 3200 can be kept constant, which is preferable from the viewpoints of performance and durability.
1000, 2000, 3000 : 미생물 고정화 담체
1100, 2100, 3100 : 지지체
1200, 2200, 3200 : 담체부
1000, 2000, 3000: microorganism immobilization carrier
1100, 2100, 3100: Support
1200, 2200, 3200:

Claims (4)

  1. 폴리우레탄(PU), 폴리에틸렌(PE), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리비닐알코올(PVA), 폴리프로필렌(PP) 및 기타 합성고분자 담체 또는 다공성의 유리, 세라믹, 점토볼, 제올라이트 등에서 선택되어진 다공성 담체와
    상기 다공성 담체의 표면에 형성되며, 알지네이트(alginate), 폴리비닐알코올(PVA), 활성탄 및 바실러스 내생포자 미생물을 포함하는 코팅부를 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 고정화 담체.
    Porous materials selected from polyurethane (PU), polyethylene (PE), polyvinyl chloride (PVC), polyvinyl alcohol (PVA), polypropylene (PP) and other synthetic polymer carriers or porous glasses, ceramics, clay balls, zeolites The carrier
    And a coating part formed on the surface of the porous carrier and comprising alginate, polyvinyl alcohol (PVA), activated carbon, and Bacillus sp. Microorganism.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코팅부에는 마이크로 포어(micro pore)가 다수 형성된 것을 특징으로 하는 바실러스 내생포자 미생물 고정화 담체.
    The method according to claim 1,
    Wherein a plurality of micropores are formed in the coating portion.
  3. 제1항에 있어서,
    알지네이트(alginate), 합성수지, 흡착체 및 바실러스 내생포자 미생물을 포함하는 혼합액을 제조하는 혼합 단계와,
    폴리우레탄(PU), 폴리에틸렌(PE), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리비닐알코올(PVA), 폴리프로필렌(PP) 및 기타 합성고분자 담체 또는 다공성의 유리, 세라믹, 점토볼, 제올라이트 등에서 선택되어진 다공성 담체를 섞어 주는 혼합단계와,
    혼합 중인 상기 다공성 담체에 상기 혼합액을 분사하여 상기 다공성 담체의 표면에 상기 혼합액을 도포하는 분사 단계와,
    상기 다공성 담체에 도포된 상기 혼합액이 경화되어 코팅부를 형성하는 경화 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 고정화 담체의 제조방법.
    The method according to claim 1,
    An alginate, a synthetic resin, an adsorbate, and a Bacillus sp. Microorganism;
    Porous materials selected from polyurethane (PU), polyethylene (PE), polyvinyl chloride (PVC), polyvinyl alcohol (PVA), polypropylene (PP) and other synthetic polymer carriers or porous glasses, ceramics, clay balls, zeolites A mixing step of mixing the carrier,
    A spraying step of spraying the mixed solution onto the porous carrier to be mixed to apply the mixed solution to the surface of the porous carrier;
    And a curing step of curing the mixed liquid applied to the porous carrier to form a coated portion.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 혼합 단계에서,
    상기 미생물은 바실러스 미생물을 고농도로 배양한 후 무산소 상태에서 약 7일 가량 방치하는 단계와,
    이때 활성이 있던 바실러스 미생물은 산소가 없는 상태로 보관되어져 대부분 내생포자를 형성하는 단계.
    내생포자 형성 후, 배양액을 80℃에서 15분 가량 멸균시켜 바실러스 미생물의 내생포자를 제외한 균은 멸균하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 고정화 담체의 제조방법.
    The method according to claim 1,
    In the mixing step,
    Wherein the microorganisms are cultured in a high concentration of Bacillus microorganisms and left in an anoxic state for about 7 days,
    At this time, the active Bacillus microorganisms are stored in the absence of oxygen, forming mostly endospores.
    The method for producing a microorganism-immobilized carrier according to claim 1, wherein the culture medium is sterilized at 80 DEG C for about 15 minutes after the endogenous spore formation, thereby sterilizing the bacterium except the endospore of the Bacillus microorganism.
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