KR20230060876A - 미생물 미네랄 복합제 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 미생물 미네랄 복합제에 관한 것으로, 보다 상세하게는 미생물 배양체 분말, 그린 샌드, 제올라이트 미립자 분말이 혼합된 수질 개선제로서, 질소산화물, 녹조 및 부유물질과 같은 수질 오염물질을 친환경적으로 저감시켜 수질 정화 및 악취 제거 효과가 있는 미생물 미네랄 복합제에 관한 것이다.
Description
본 발명은 미생물 미네랄 복합제에 관한 것으로, 보다 상세하게는 미생물 배양체 분말, 그린 샌드, 제올라이트 미립자 분말이 혼합된 수질 개선제로서, 질소산화물, 녹조 및 부유물질과 같은 수질 오염물질을 친환경적으로 저감시켜 수질 정화 및 악취 제거 효과가 있는 미생물 미네랄 복합제에 관한 것이다.
우리나라는 1970년대 이후 급격한 산업화와 도시화에 따라 물의 사용량이 지속적으로 증가하였고, 이에 따라 생활하수, 축산폐수, 공장폐수, 각종 유기물들 또한 증가하여 최근 수질 오염은 각종 환경 오염 중에서도 가장 빈번하고 중요하게 부각되는 심각한 문제로 대두되고 있다.
여기서, 수질 오염이란, 물이 지니고 있는 자연정화 능력을 초과하여 오염물질이 자연수역에 배출됨으로써 더 이상 이용목적에 적합하지 않게 된 상태를 말하며, 이는 크게 부영양화와 독성물질에 의한 두 종류의 오염으로 구분할 수 있다.
일반적으로, 우리나라의 하천이나 호수, 댐 등은 위와 같은 오염물질에 쉽게 노출되어 있어 부영양화가 쉽게 발생할 수 있고 부영양화된 저수지에는 녹조나 적조가 발생되고, 스컴 등이 발생하여 오염뿐만 아니라 악취가 발생한다.
부영양화는 생활하수나 산업폐수, 가축의 배설물, 등의 유기물들, 즉 영양염류의 유입이 증가되면서 일어나는 현상으로, 조류 종이 감소하게 되고, 특정 조류의 대량증식으로 수 표면에 조류의 덩어리를 형성한다.
이는, 영양염류인 질소, 인 등이 풍부하여 수온, 햇빛 등의 환경 조건이 맞으면, 과다한 번식으로 남조류 등에 의한 독성 물질 배출하고 과다하게 번식된 조류는 사멸시 퇴적되어 저질을 혐기화시켜 2차 오염을 유발한다.
이를 방지하기 위해, 하천이나 호수 댐 등에 인공습지를 조성하는 것과 같이 자정작용을 극대화하는 방법이 적용되고 있으나, 이러한 인공습지의 조성은 막대한 건설비가 소요될뿐만 아니라 유의한 효과를 얻기까지 장기간이 소요되는 문제점이 있다.
다른 방법으로, 하천이나 호수 댐 등에 황토와 같은 천연물질을 투입하였으나, 이는 수질 정화 처리효율 대비 투입되는 양이 과도하여 댐이나 하천 바닥에 두껍게 퇴적되는 문제가 발생한다.
이로 인해, 종래에는 석회계 수처리제, 산화제 등의 화학 약품을 살포하는 방법, 초음파를 이용해 세포를 파괴하는 초음파 처리법, 오존을 통한 오존 처리법, 수생식물을 이용하여 조류의 발생을 저감시키는 방법 등을 사용하였다.
그러나, 위와 같은 방법들은 지속적 사용시 유해성이 있거나 일시적이고, 경제성 및 효율성이 높지 않아 널리 쓰이지 않고 있는 실정이며, 화학 약품들을 사용하여 처리하는 방법은 지속적으로 투입시 2차 오염에 의해 자연 생태계가 파괴되어 수생생물의 서식 환경을 파괴할 수 있는 위험성이 있다.
따라서, 시간과 비용이 많이 소요되지 않고 자연 생태계가 파괴되지 않으면서 수질 정화 및 악취 제거가 가능한 수질개선제 개발이 필요하다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 수질 오염을 유발하는 각종 유해 물질을 친환경적으로 제거할 수 있어 수질 정화 및 악취 제거 효과가 있는 미생물 미네랄 복합제를 제공하는 것이다.
상술된 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 미생물 배양체 분말 45 내지 55 중량부; 그린 샌드 5 내지 15 중량부; 및 제올라이트 미립자 분말 35 내지 45 중량부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 미네랄 복합제를 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 미생물 배양체 분말은 고초균, 광합성세균, 질산화성균 및 젖산균을 각각 배양하여 분쇄한 분말을 혼합한 혼합분말이다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 고초균은 바실러스 리체니포미스(Bacillus licheniformis), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 바실러스 튜링겐시스(Bacillus thuringiensis) 및 바실러스 아밀로리퀘페시언스(Bacillus amyloliquefaciens)를 포함하고, 상기 광합성세균은 로도박터 스페로이드스(Rhodobacter sphaeroides)와 로도박터 캡슐라터스(Rhodobacter capsulatus)를 포함하고, 상기 질산화성균은 니트로소모나스 sp.(nitrosomonas sp.)와 니트로박터 sp.(nitrobacter sp.)를 포함하고, 상기 젖산균은 락토바실러스 플란타럼(Lactobacullus plantarum)과 락토바실러스 아시도필루스(Lactobacillus acidophilus)이다.
본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 갖는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 미네랄 복합제에 의하면, 미생물 배양체 분말, 그린 샌드 및 제올라이트 미립자 분말이 혼합된 수질 개선제를 사용하여 수질 오염을 유발시키는 질소화합물, 녹조, 인과 같은 각종 유해 물질을 저감시킬 수 있어 친환경적이면서 효과적인 수질 정화 및 악취 제거를 할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 미네랄 복합제로 질소화합물 저감 효과를 보여주는 그래프,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 미네랄 복합제로 수질 오염을 유발하는 각종 유해물질 저감 효과를 보여주는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 미네랄 복합제로 수질 오염을 유발하는 각종 유해물질 저감 효과를 보여주는 그래프이다.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.
이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.
그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 미네랄 복합제는 오염수가 흐르는 물이나 정제된 하천, 호소, 댐, 양식장 등에서 친환경적으로 수질을 개선할 수 있는 미생물 미네랄 복합제로, 미생물 배양체 분말, 그린 샌드 및 제올라이트 미립자 분말을 포함하여 이루어진다.
상기 미생물 배양체 분말은 미생물을 배양하고 동결건조 후 분쇄하여 분말화한 미생물 배양체 분말로, 고초균, 광합성세균, 질산화성균 및 젖산균이 각각 배양된 미생물 배양체 분말을 혼합한 미생물 배양체 혼합분말이다.
여기서, 상기 미생물 배양체 분말은 45 내지 55 중량부로 혼합될 수 있으며, 바람직하게는, 50 중량부로 혼합될 수 있다.
상기 고초균은 수중의 암모니아, 아질산, 질산, 유화질소 등을 흡수 분해하여 수질 정화 및 악취 제거할 수 있는 미생물로, 본 발명에서는 바실러스 리체니포미스(Bacillus licheniformis), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 바실러스 튜링겐시스(Bacillus thuringiensis) 및 바실러스 아밀로리퀘페시언스(Bacillus amyloliquefaciens)가 사용된다.
상기 광합성세균은 수중의 탄소, 질소, 황화합물 등을 제거하고 유해세균을 억제하는 향균물질을 생산하여 수질 정화 및 악취 제거할 수 있는 미생물로, 본 발명에서는, 로도박터 스페로이드스(Rhodobacter sphaeroides) 및 로도박터 캡슐라터스(Rhodobacter capsulatus)가 사용된다.
상기 질산화성균은 수중의 암모니아태 질소를 질산의 형태로 전환할 수 있고, 유해물질을 산화환원하여 수질 정화할 수 있는 미생물로, 본 발명에서는 니트로소모나스 sp.(Nitrosomonas sp.) 및 니트로박터 sp.(Nitrobacter sp.)가 사용된다.
상기 젖산균은 수중의 녹조를 제거할 수 있고, 유기산으로 병원성균의 생육을 억제하여 수질 정화할 수 있는 미생물로, 본 발명에서는 락토바실러스 플란타럼(Lactobacullus plantarum) 및 락토바실러스 아시도필루스(Lactobacillus acidophilus)가 사용된다.
한편, 본 발명에서는 상기 미생물 배양체 분말의 50 중량부 중 위에서 설명한 고초균 4가지, 광합성세균 2가지, 질산화성균 2가지 및 젖산균 2가지를 각각 배양하여 분쇄한 10가지 미생물 배양체 분말이 각각 5 중량부로 혼합되는 것이 바람직하다.
상기 그린 샌드는 주로 토양 조절제로 활용되는 글로코나이트로, 석회, 인산, 칼륨, 실리카, 산화철 등 다양한 미네랄이 함유되며, 유기물을 흡착하여 산화 환원하는 작용을 수행한다.
여기서, 상기 그린 샌드는 5 내지 15 중량부로 혼합될 수 있으며, 바람직하게는, 10 중량부로 혼합될 수 있다.
상기 제올라이트 미립자 분말은 알칼리 금속 또는 알칼리토류 금속을 함유하는 함수 알루미늄 규산염 광물을 미립자로 분쇄한 분말로, 양이온 교환 작용으로 불포화 탄화수소와 같은 극성물질을 강하게 흡착하는 성질로 인해 수중 속 유해 물질을 흡착하여 정화시킬 수 있으며, 실리카 및 알루미나의 구성비를 바꿔 산성도를 조절하는 작용을 한다.
이때, 상기 제올라이트 미립자 분말은 35 내지 45 중량부로 혼합될 수 있으며, 바람직하게는 40 중량부로 혼합될 수 있다.
즉, 본 발명의 미생물 미네랄 복합제는 미생물 배양체 분말 45 내지 55 중량부, 그린 샌드 5 내지 15 중량부 및 제올라니트 미립자 분말 35 내지 45 중량부로 혼합되는 것이 바람직하다.
이하에서는 본 발명의 미생물 미네랄 복합제의 수질 정화 성능을 증명하기 위한 실험을 수행하였다.
<실험예 1> - 미생물 미네랄 복합제 투여에 따른 질소화합물의 농도 측정
질소화합물이 포함된 물에 본 발명의 미생물 미네랄 복합제를 투여한 후 130일 동안 질소화합물(NH3, NO2)의 농도를 측정하였으며, 130일 동안 질소화합물인 암모니아(NH3) 및 이산화질소(NO2)의 농도 변화를 확인하였다.
도 1을 참조하면, 별도의 수질 개선제가 투여되지 않은 물의 질소화합물(NH3, NO2) 농도와는 달리, 본 발명의 미생물 미네랄 복합제가 투여된 물의 질소화합물(NH3, NO2) 농도는 암모니아(NH3)의 농도가 0.5mg/L 및 이산화질소(NO2)의 농도가 0.1mg/L 이상으로 높아지지 않는 것으로 나타나 본 발명의 질소화합물 저감 효과가 뛰어난 것을 확인할 수 있다.
<실험예 2> - 수질 오염의 척도를 나타내는 항목의 농도 측정
수질 오염을 유발하는 유해 물질들이 포함된 물에 본 발명의 미네랄 복합제를 투여하기 전과 투여한 후의 농도를 측정하였으며, 수질 오염의 척도를 나타내는 각종 항목의 농도 변화를 통해 본 발명의 성능을 확인하였다.
한편, 실험예 2에서는 수질 오염의 척도를 나타내는 각종 항목으로 엽록소a(Chlorophyll a,Chl-a), 부유물질(Suspended solid,SS), 아질산성질소(Nitrite nitrogen,NO2-N), 질산성질소(Nitrate nitrogen,NO3-N), 암모니아태 질소(Ammonia nitrogen,NH4-N), 총질소(Total nitrogen,TN), 인산염인(Phosphorate phosphorus,PO4-p), 총인(Total phosphorus,TP) 및 물 오염정도(Biochemical oxygen demand,BOD)를 사용하였다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 미생물 미네랄 복합제 투여 전과 비교하여 각 항목들의 농도는 소정의 비율로 감소하였으며, 특히 부유물질(Suspended solid,SS), 총인(Total phosphorus,TP), 물 오염정도(Biochemical oxygen demand,BOD), 암모니아태 질소(Ammonia nitrogen,NH4-N) 및 인산염인(Phosphorate phosphorus,PO4-p)은 각각 65%, 70%, 75%, 49%, 40%로 저감 효과가 확연하게 나타난 것을 확인할 수 있다.
<실험예 3> - 녹조유발 생물의 밀도 측정
대표적인 녹조유발 생물인 남조류(Oscillatoria), 규조류(Synedra) 및 고조류(Closterium)가 각각 일정 밀도로 포함된 물에 본 발명의 미생물 미네랄 복합제를 투여하기 전의 밀도와 투여하고 15일 후의 밀도를 측정하였으며, 녹조유발 생물의 밀도 변화를 확인하였다.
| 종 |
처리전 밀도 (cell/ml) |
15일 후 처리후 밀도 (cell/ml) |
제거율(%) |
| Oscillatoria | 5,200 | 590 | 88.6 |
| Synedra | 5,500 | 840 | 84.7 |
| Closterium | 4,800 | 250 | 94.8 |
표 1을 참조하면, 본 발명의 미생물 미네랄 복합제를 투여하기 전과 투여하고 15일 후의 밀도 변화를 보면, 녹조유발 생물 제거율이 각각 88.6%, 84.7%, 94.8%로 녹조유발 생물이 확연하게 줄어든 것으로 나타나, 본 발명의 미생물 미네랄 복합제가 녹조유발 생물 제거 성능이 뛰어난 것을 확인할 수 있다.
<실험예 4> - 수질오염공정 시험법에 따른 성능 측정
수질오염공정 시험법에 따라 100리터의 시험액량에 본 발명의 미생물 미네랄 복합제를 투여하기 전과 투여하고 24시간 후의 농도를 측정하였으며, 수질오염공정 시험법 각 항목의 측정값 변화를 확인하였다.
| 처리 전 (mg/L) |
처리 후 (mg/L) |
처리 효율 (%) |
|
| 총질소 | 448.6 | 68.3 | 84.8(감소) |
| 총인 | 102.5 | 15.3 | 85.1(감소) |
| 용존유기탄소 | 120.4 | 134 | 11.3(증가) |
| PH | 8.12 | 4.25 | - |
| 부유물질 | 360 | 18.9 | 94.3(감소) |
표 2를 참조하면, 수질오염공정 시험법에 따른 항목들은 총질소, 총인, 용존유기탄소, pH, 부유물질이며, 본 발명의 미생물 미네랄 복합제를 투여하기 전과 투여한 후의 농도 변화를 보면, 총질소, 총인, 부유물질의 처리 효율은 각각 84.8%, 85.1%, 94.3%로 감소하였고, 용존유기탄소의 처리 효율은 11.3%로 증가한 것으로 나타나, 본 발명은 수질오염공정 시험법의 각 항목에서도 뛰어난 수질 개선 효과를 나타내는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명의 미생물 미네랄 복합제는 미생물 배양체 분말, 그린 샌드, 제올라이트 미립자 분말이 유효성분으로 포함됨으로서, 자연생태계를 파괴하지 않고 친환경적으로 수질 정화 및 악취 제거를 할 수 있을뿐만 아니라, 처리방법이 간단하여 시간 소요와 비용을 최소화할 수 있는 장점이 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
Claims (3)
- 미생물 배양체 분말 45 내지 55 중량부;
그린 샌드 5 내지 15 중량부; 및
제올라이트 미립자 분말 35 내지 45 중량부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 미네랄 복합제.
- 제 1 항에 있어서,
상기 미생물 배양체 분말은 고초균, 광합성세균, 질산화성균 및 젖산균을 각각 배양하여 분쇄한 분말을 혼합한 혼합분말인 것을 특징으로 하는 미생물 미네랄 복합제.
- 제 2 항에 있어서,
상기 고초균은 바실러스 리체니포미스(Bacillus licheniformis), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 바실러스 튜링겐시스(Bacillus thuringiensis) 및 바실러스 아밀로리퀘페시언스(Bacillus amyloliquefaciens)를 포함하고, 상기 광합성세균은 로도박터 스페로이드스(Rhodobacter sphaeroides)와 로도박터 캡슐라터스(Rhodobacter capsulatus)를 포함하고, 상기 질산화성균은 니트로소모나스 sp.(Nitrosomonas sp.)와 니트로박터 sp.(Nitrobacter sp.)를 포함하고, 상기 젖산균은 락토바실러스 플란타럼(Lactobacullus plantarum)과 락토바실러스 아시도필루스(Lactobacillus acidophilus)인 것을 특징으로 하는 미생물 미네랄 복합제.
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| KR1020210145561A KR20230060876A (ko) | 2021-10-28 | 2021-10-28 | 미생물 미네랄 복합제 |
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|---|---|---|---|---|
| KR20210058354A (ko) | 2019-11-14 | 2021-05-24 | 동명생명과학원 주식회사 | 수질개선제 및 이를 이용한 수질개선용 물 제조방법 |
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