KR960008086B1 - 미생물 부착을 촉진시키는 입자의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

미생물 부착을 촉진시키는 입자의 제조방법

제1도는 퍼라이트가 도포되지 않은 상태의 폴리스틸렌 입자형태를 40배 확대한 현미경 사진.

제2도는 퍼라이트가 도포된 폴리스틸렌 입자형태를 40배 확대한 현미경 사진.

제3도는 제2도의 입자에 미생물이 부착된 형태를 40배 확대한 현미경 사진.

본 발명은 미생물 부착을 촉진시키는 입자의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 생물학정 폐수처리를 위한 역생물막 유동층반응기 및 생물막 유동층 반응기에서 사용할 수 있는 지지매체의 제조방법에 관한 것이다.

종래 유기성 폐수를 처리하는 생물학정 방법으로는 활성슬러지법이 주로 사용되어 왔으나, 슬러지 팽화현상이나 순간적인 유입농도변화 및 독성물질 투입에 따른 대응 등 운전관리의 문제점이 발생하므로, 최근에는 입자에 미생물을 부착시킨 미생물막(biofilm)을 이용한 생물학적 폐수처리방법이 많이 연구되고 있는 실정이다.

특히, 생물막 유동층 반응기가 물질전달효과의 탁월성, 반응기내 높은 미생물농도 유지가능 및 설치부지절감 등의 뛰어난 성능으로 인하여 많은 연구가 진행되고 있다.

본 발명자들은 생물막 유동층 반응기의 장점을 살리면서 지지매체를 반응기 상부에서 하부로 유동시키는 방법을 채택하게 된다면, 기존 유동층 생물막 반응기에서 요구되는 동력을 보다 적게 사용하여 운전할 수 있으며, 미생물이 부착된 입자를 유동하여 운전하게 됨으로써 반응기내 미생물 농도를 3,000mg/l-20,000mg/l로 유지할 수 있을 것이며, 슬러지 팽화현상이나 입자간의 궁극폐쇄현상 등 기존방법에서의 단점을 극복할 수 있을 것임에 착안하여 이 역생물막 유동층 반응기에서 사용할 수 있는 물보다 가벼운 지지매체를 제조하기에 이르렀다.

즉, 역생물막 유동층 반응기는 물보다 가벼운 지지매체를 반응기 상부에서 하부로 유동시키는 방법으로써, 역생물막 유동층 반응기를 경제적 또는 안정적으로 운전하기 위해서는 우선 물보다 가벼운 지지매체를 선정하는 것이 중요하다. 폴리스틸렌 입자를 발포시키면 물보다 비중은 낮게 할 수 있으나, 조도(표면거칠기)와 다공성이 거의 없어 지지매체로 사용하기에는 불가능하므로, 본 발명에서는 미생물이 쉽게 부착될 수 있는 성능을 지닌 다공성미세입자인 퍼라이트(perlite)를 폴리스틸렌(Expandable Polystyrene : EPS)입자표면에 도포시키는 방법을 채택하기에 이르렀다.

본 발명은 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

폴리스틸렌 입자에 퍼라이트를 도포시키는 방법은 일정한 크기의 폴리스틸렌 입자를 끓는 물에 투입하여 발포시켰으며, 체(silver, 10/30, mesh)를 사용하여 건조된 입자를 크기별로 분류한 후, 일차적으로 입자표면에 겔(gel)상태의 실리콘(organopolysiloxanes)피막을 입혔다.

실리콘 피막이 형성된 입자를 실리콘이 마르기전에 퍼라이트가 담긴 통에 넣어 입자에 퍼라이트가 도포되면서 입자가 개체로 분리되도록 한다.

이렇게 퍼라이트가 도포된 입자를 다시 체를 사용하여 크기를 다시 분류하면 원하는 크기의 퍼라이트가 도포된 폴리스틸렌 입자를 얻을 수 있다. 본 발명에서는 실리콘 라텍스 이외에 천연, 합성고무 라텍스 및 겔상태의 합성수지를 사용하여 피막을 형성시킬 수 있다.

본 발명에서는 유동층에도 사용할 수 있는 지지매체를 제조하기 위하여 PVC 또는 PE 등의 기타 고분자물질을 사용하여 상기와 같은 방법으로 미생물부착을 촉진시키는 입자를 제조하였다.

또한 다공성 미세입자로서는 퍼라이트 이외에도 다공성인 미세분말 활성탄을 사용할 수 있다.

본 발명에서 발포입자의 비중과 크기는 미생물의 부착성능에는 영향을 미치지 않으며, 단지 역 유동층 생물막 반응기에서의 유동현상에 입자의 비중이 영향을 미칠 뿐이다.

또한 라텍스가 형성하는 피막의 두께와 구성 미세입자의 도포두께는 미생물 부착에는 영향을 미치지 않으며, 전 표면에 골고루 도포되었는가가 미생물 부착에 더 많은 영향으로 미치게 된다. 이때 입자에 도포된 두께는 50㎛정도가 적당하며, 이 이상 부착하게 되면 경제적인 측면에서 바람직하지 못하게 된다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같으며, 본 발명이 실시예로 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

폴리스틸렌 입자(제1도)를 끓는 물에 투입하여, 발포 폴리스틸렌 입자를 얻은 후, 실리콘 피막을 하고 퍼라이트로 도포하여 비중 0.52, 입자크기 1,240㎛인 퍼라이트가 도포된 발포 폴리스틸렌 입자(제2도)를 얻었으며, 생물학적 폐수처리를 위한 역 생물막 유동층 반응기에서 미생물 부착에 관한 실험을 한 결과, 1~2일내에 미생물 입자에 모두 부착될 정도로 뛰어난 미생물 부착능력을 보였으며(제3도), 또 입자에 미생물막이 형성된 상태에서 약12개월 이상 침전이 되지 않고, 안정성이 우수하게 역 유동층 생물막 반응기에서 운전가능하였다.

실시예 2

폴리스틸렌 입자 대신에 PVC를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다. 실시예 1과 마찬가지로 1~2일내에 미생물이 부착되었고 10개월 이상 안정적으로 유동층 생물막 반응기에서 운전되었다.

실시예 3

실리콘 라텍스 대신 천연고무 라텍스로 피막을 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다. 역시 실시예 1과 동일한 결과를 얻을 수 있다.

실시예 4

퍼라이트 대신 다공성 미세분말 활성탄을 사용한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 실시하였다. 역시 실시예 3과 동일한 결과를 얻을 수 있었다.

비교예 1

퍼라이트를 도포시키지 않은 폴리스틸렌 입자로 역생물막 유동층 반응기에서 미생물 부착에 관한 실험을 한 결과, 미생물이 전혀 부착되지 않음을 볼 수 있었다.

Claims (1)

1. 폴리스틸렌 입자 및 기타 고분자물질 입자에 실리콘 라텍스, 천연, 합성고무 라텍스 및 겔상태의 합성수지를 사용하여 피막을 형성시키고, 퍼라이트, 활성탄 등의 다공성 미세입자를 도포시킴을 특징으로 하는 미생물 부착을 촉진시키는 입자의 제조방법.