KR910006526B1 - Waste water purifying agent using microorganism - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 폐수중 유기물질의 분해능력이 우수한 미생물을 이용한 폐수정화제의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 특정의 미생물로 캔디다속의 캔디다 유틸리스(Candida Utilis), 톨루로프시스속의 톨루로프시스 칼리쿨로스(Torulopsis caliculose), 클로스트리디움속의 클로스트리디움 부틸리쿰(Clostridium butylicum), 마이크로코커속의 마이크로코커스 루테우스(Micrococcs luteus), 슈도모나스속의 수도모나스 플루오르신스(Pseudomonas fluorescens), 바실러속의 바실러스 썹틸리스(Bacillus subtilis)에 속하는 미생물을 특정배지 조건하에서 배양한 다음, 미생물이 혼합된 배양액을 건조, 분쇄하고 여기에 슈크로오즈, 아스파라긴, KH2PO4, FeSO4, CaHPO4, SiO2및 계면활성제를 혼합하여서 된 폐수정화제의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a waste water purification agent using microorganisms excellent in the ability to decompose organic matter in wastewater, and more specifically, to a specific microorganism, Candida Utilis, Candida Utilis, Tolurosis Calicolos, Tolulopsis caliculose, Clostridium butylicum in Clostridium, Micrococcs luteus in Microcokers, Pseudomonas fluorescens in Pseudomonas, and Bacillus in Bacillus The microorganisms belonging to Bacillus subtilis were incubated under specific medium conditions, and then the culture medium containing the microorganisms was dried and pulverized, followed by sucrose, asparagine, KH 2 PO 4 , FeSO 4 , CaHPO 4 , SiO 2 and The present invention relates to a method for producing a waste water purification agent by mixing a surfactant.
근래에 대두되어 오고 있는 수질오염의 환경오염은 산업 및 도시구조의 발달에 따라 생성되는 각종 산업폐기물, 폐수 및 분뇨 등의 양이 증가하므로 해서 더욱 가중되고 있어 이의 처리방법에 대한 연구가 다각적으로 행하여지고 있는 실정이다.Recently, the environmental pollution of water pollution, which has emerged in recent years, has been aggravated by the increase in the amount of various industrial wastes, wastewater, and manure, which are generated in accordance with the development of industrial and urban structures. It is losing.
이러한 환경을 오염시키는 물질을 정화하거나 또는 처리하기 위한 방법으로는 종래 화학적 방법, 물리적 방법 및 생물학적 방법 등이 있으나, 본 발명은 그 중에서도 연구가 활발하게 진행되고 있는 미생물에 의한 즉, 생물학적 방법에 의한 폐수의 정화방법에 관한 것이다.As a method for purifying or treating a substance polluting such an environment, there are conventional chemical methods, physical methods, and biological methods. However, the present invention is based on microorganisms that are being actively researched, that is, by biological methods. It relates to a method for the purification of waste water.
생물학적 방법에 의한 폐수의 정화방법은 일세기 이상 상하수 처리수단으로 이용되어 온 방법으로 폐수처리장에서 미생물을 이용하여 폐수중에 있는 유기물질을 산화하여 무기질형태로 바꾸어 나가도록 하는 것으로 혐기적 소화법, 호기적인 활성오니법 등이 있으며 호기적인 활성오니법에서는 산소의 공급을 충분히 하여 호기성균의 활성을 높이기 위한 폭기조 등이 개발이용되고 있으며 호기성균의 증식에 알맞은 온도, pH, 또는 폐수에 함유된 분해대상 유기물에 따른 별도의 균주의 투입 등에 관한 다양한 기술이 개발되어 있으나 날로 늘어가는 폐수를 생물학적 방법으로 좀 더 효과적으로 처리기 위해서 오늘날 폐수처리에 큰 과제로 대두되고 있는 것은 처리시간의 단축이다.The method of purifying wastewater by biological method is a method that has been used for water and sewage treatment for more than a century. The wastewater treatment plant uses microorganisms to oxidize organic substances in wastewater and convert them into inorganic forms. Active sludge method is used in the aerobic sludge process, and aeration tanks are developed and used to increase the activity of aerobic bacteria by supplying sufficient oxygen, and are subject to decomposition in temperature, pH, or wastewater suitable for growth of aerobic bacteria. A variety of techniques have been developed for the introduction of separate strains according to organic matter, but in order to treat the growing wastewater more effectively by biological methods, it is a short time to treat the wastewater treatment.
본 발명가는 폐수를 폭기조에서 활성오니 방법으로 처리하여 BOD와 COD를 짧은 시간내에 단축처리시키는 방법을 오랫동안 연구 한 끝에 폭기조내에 1) 혐기성균으로 고농도 BOD의 주원인인 탄수화물을 분해하는 캔디다 유틸리스 및 톨루로프시스 칼릴쿨로스와 2) 혐기성균으로 저분자 탄소화물을 각종 유기산 등으로 분해하는 클로스트리디움 부틸리쿰과, 통성혐기성균으로 저분자 탄수화물을 아세트산 및 각종 유기산 등으로 분해하는 슈도모나스 플루오르신스와 3) 호기성균으로 단백질등 질소유지 화합물을 분해하는 바실러스 썹틸리스와 마이크로코커스 루테우스를 일정 방법으로 배양, 일정량을 동량으로 첨가함으로써 단시간내에 BOD와 COD를 획기적으로 감소시킬 수 있는 방법을 발명하게 된 것이다.The present inventors have studied for a long time how to shorten the BOD and COD in a short time by treating the wastewater by the activated sludge method in the aeration tank. Ropessis kalyculose, 2) Anaerobic bacteria, Clostridium butylicum, which decomposes low-molecular carbohydrates into various organic acids, etc .; By culturing Bacillus chittlis and micrococcus luteus, which break down nitrogen-containing compounds such as proteins into a certain amount of bacteria, a method of dramatically reducing BOD and COD in a short time by adding the same amount in the same amount has been invented.
캔디다속균은 탄수화물을 분해하는 혐기성균으로서, 전분함유 폐수에서 전분등의 당류를 자화시키는 방법이 일본 특허 공보 소 56.31158에 의하여 알려져 있고 클로스트리디움 부틸리쿰은 혐기성균으로 탄수화물을 각종 유기산으로 분해하는 균으로서, 이를 고농도의 BOD 함유 폐수처리에 이용한 방법은 일본 특허공보 소 63.56846에 의하여 알려져 있으며 슈도모나스 플루오르신스는 저분자 탄수화물을 아세트산으로 분해하는 통성혐기성균으로 알려져 있다. 또한 바실러스 썹틸리스는 호기성균으로 질소함유 유기화합물을 분해하는 균으로서, 이를 아크릴아미드 분해에 이용한 방법은 특허공보 공고번호 제1387호 및 일본 특허공보 소 566.15318에 발표된 바 있으며 마이크로 코커스 루테우스는 호기성균으로 글라이실-글라이실 단백질결합을 제외한 나머지 단백결합을 끊음으로써 단백질을 분해하는 균으로서, 도시 하수처리에 이용한 방법 또한 일본 특허공보 소 57.35080에 발표된 바 있다.Candida genus is an anaerobic bacterium that decomposes carbohydrates. Japanese Patent Publication No. 56.31158 is known to magnetize sugars such as starch in starch-containing wastewater. Clostridium butylicum is an anaerobic bacterium that breaks down carbohydrates into various organic acids. As a bacterium, a method of using the same for high concentration BOD-containing wastewater treatment is known from Japanese Patent Publication No. 63.56846, and Pseudomonas fluorine is known as an anaerobic bacterium that decomposes low molecular carbohydrates into acetic acid. Bacillus chitilis is an aerobic bacterium that decomposes nitrogen-containing organic compounds, and the method used to decompose acrylamide has been disclosed in Japanese Patent Publication No. 1387 and Japanese Patent Publication No. 566.15318. As a bacterium that breaks down proteins by breaking off protein binding except for glycyl-glycyl protein binding, a method used for urban sewage treatment has also been disclosed in Japanese Patent Publication No. 57.35080.
실제로 폐수처리에 관여하는 미생물은 거의 무한대에 가깝고, 원생동물, 조류, 균류 등이 각기 조건에 따라 다양하게 참여하게 되며 이에 폐수중의 유기물의 종류에 따라 각종 균을 첨가하는 방법이 연구되었으나 특정유기물의 분해 또는 일반적인 처리방법으로 분해되기 힘든 유기물의 분해 등의 효과를 얻었을 뿐 본 발명에서와 같이 처리시간을 크게 단축할 수 있는 방법은 없었다.In fact, the microorganisms involved in wastewater treatment are almost infinite, and protozoa, algae, and fungi participate in various ways according to their conditions.However, various kinds of microorganisms have been studied. There was no method of greatly reducing the treatment time as in the present invention, as well as obtaining an effect such as decomposition or decomposition of organic matter which is difficult to decompose by a general treatment method.
본 발명에서 이와 같이 처리시간을 단축하는 효과를 거둘 수 있게 된 것은 첫째 통상의 폭기조에서는 호기성균에만 의존한 반면 본 발명에서는 폭기조 내부 깊은 곳의 혐기적 분위기에서도 고농도 BOD의 주원인이 되는 탄수화물의 혐기적 분해가 이루어지도록 한 것으로 이때, 전분등 일차 고분자 탄수화물을 저분자 탄수화물로 분해하는 균과, 저분자 탄수화물을 호기적으로 쉽게 분해하고 또 원생동물 먹이도 될 수 있는 각종 유기산으로 분해하는 균을 동량첨가하여 혐기적 분해를 거친 유기물이 쉽게 호기적 분해가 이루어지도록 하여 결과적으로 처리시간을 크게 단축할 수 있는 것이며, 둘째 질소 함유 유기화합물을 분해하는 호기성균을 추가하여 폐수나 오수 또는 분뇨에 혼합되어 있는 기지의 미생물에 의한 통상의 탄수화물 분해 후 2단계에서 분해되는 질소 함유 유기화합물의 분해시간을 단축케하고, 셋을 처음부터 다단계 과정에서 필요하는 각종 균을 상당량 투여함으로서 다단계 분해 과정이 처음부터 동시에 이뤄질 수 있도록 하고, 탄수화물과 질소함유 유기화합물이 균형있게 분해되도록 함으로 분해시간을 현격하게 단축할 수 있기 때문인 것이다.In the present invention, it is possible to achieve the effect of reducing the treatment time. First, the conventional aeration tank depends only on aerobic bacteria, while in the present invention, the anaerobic of carbohydrates which is the main cause of high concentration of BOD in the anaerobic atmosphere deep inside the aeration tank At this time, it is anaerobic by adding microorganisms that decompose primary polymer carbohydrates such as starch into low molecular carbohydrates, and bacteria that decompose low molecular carbohydrates into various organic acids that can be easily aerobicly decomposed and can be fed to protozoa. The decomposed organic material can be easily aerobicly decomposed, resulting in a significantly shortened treatment time. Second, the known microorganisms mixed with wastewater, sewage, or manure by adding aerobic bacteria that decompose nitrogen-containing organic compounds. In two stages after normal carbohydrate decomposition by It reduces the decomposition time of decomposed nitrogen-containing organic compounds, and by multiplying three kinds of bacteria necessary in the multi-stage process from the beginning, the multi-stage decomposition process can be carried out at the same time, and the carbohydrate and nitrogen-containing organic compounds are balanced. This is because the decomposition time can be significantly reduced by allowing the decomposition.
한편, 상기와 같이 이종의 미생물을 같은 비로 증식·보관·투여하기에 알맞도록 하기 위해서 상기의 각 균주를 각각 슈크로오즈, 아스파라긴과 Na2HPO4, MgSO4및 Na2CO3가 적량 혼합된 액체 배지에서 배양한 후 혼합살균한 소맥피, 미강, 맥강, 제오라이트분말을 넣어 수분함량이 60%가 되도록 35℃에서 48시간 동안 배양·건조·분해 한 후 다시 슈크로오즈, 아스파라긴, KH2PO4, MgSO4, FeSO4. CaHPO4, SiO2및 소량의 계면활성제를 혼합하여 완성하는 것이다.Meanwhile, in order to be suitable for propagating, storing, and administering heterologous microorganisms at the same ratio as described above, each of the above strains is appropriately mixed with sucrose, asparagine, Na 2 HPO 4 , MgSO 4, and Na 2 CO 3. After culturing in a liquid medium, mixed sterilized wheat bran, rice bran, gingko, zeolite powder were added, cultured, dried and decomposed for 48 hours at 35 ° C. for 60% water content, and then again sucrose, asparagine and KH 2 PO. 4 , MgSO 4 , FeSO 4 . It is completed by mixing CaHPO 4 , SiO 2 and a small amount of surfactant.
다음의 실시예와 비교예는 본 발명을 좀더 구체적으로 설명할 것이다.The following examples and comparative examples will more specifically illustrate the present invention.
[실시예]EXAMPLE
증류수 1ℓ, 슈크로오즈 100g, 아스파라긴 2.5g, KH2PO41.0g 및 MgSO43.0g의 조성을 갖는 액체배지에 캔디다속, 톨루로프시스속, 클로스티리디움속에 속하는 미생물을 증류수1, 슈크로오즈 30g, 아스파라긴 10g, Na2HPO42.0g, MgSO40.4g 및 Na2CO32.5g의 조성을 갖는 액체배지에 마이크로코커스속 슈도모나스속 및 바실러스속에 속하는 미생물을 각 33℃에서 48시간 배양한 후, 미생물이 포함되어 있는 배양액 21에 살균한 소맥피 5㎏, 미강 2.5㎏, 맥강 2.5㎏, 제오라이트분말 10㎏을 혼합하고 수분의 함량을 60%가 되도록하여 35℃에서 48시간 배양하였다.Microorganisms belonging to the genus Candida, Tolurosis and Clostridium were collected in a liquid medium having a composition of 1 L of distilled water, 100 g of sucrose, 2.5 g of asparagine, 1.0 g of KH 2 PO 4 and 3.0 g of MgSO 4 . Microorganisms belonging to the genus Micrococcus pseudomonas and Bacillus were incubated at 33 ° C. for 48 hours in a liquid medium having a composition of 30 g, 10 g of asparagine, 2.0 g of Na 2 HPO 4 , 0.4 g of MgSO 4 and 2.5 g of Na 2 CO 3 . Sterilized barley bran 5kg, rice bran 2.5kg, lagoon 2.5kg, zeolite powder 10kg were mixed in a culture solution 21 containing microorganisms and incubated at 35 ° C. for 48 hours at 60% water content.
배양이 완료된 후 얻어진 배양액을 수분함량이 10%가 되도록 통풍건조시키고, 이를 분해기로 60메시 정도가 되도록 분쇄하였다.After the incubation was completed, the culture solution obtained was ventilated to a water content of 10%, and ground to a mesh of about 60 mesh with a digester.
얻어진 분쇄물에 슈크로오즈 50g, 아스파라긴 1.5g, KH2PO4,1.0g, MgSO41.5g, FeSO41.0g, CaHPO41.0g 및 SiO20.5g과 계면활성제 0.5g을 혼합하여 제품으로 하였다.50 g of sucrose, 1.5 g of asparagine , 1.0 g of KH 2 PO 4, 1.0 g , 1.0 g of MgSO 4 , 1.0 g of FeSO 4, 1.0 g of CaHPO 4 , 0.5 g of SiO 2 and 0.5 g of a surfactant were mixed into the obtained ground product. It was.
[비교예][Comparative Example]
폭기조의 모형에 준하는 1ℓ의 소형 플라스틱 용기에 약 1,500ppm의 BOD 함유 폐수 약 80㎖를 채우고 종균제를 0.5g 넣어 폭기를 시키면서 시간에 따른 변화를 관찰하였다.A small plastic container of approximately 1,500 ppm of BOD containing about 80 ml of wastewater containing 1,500 ppm of BOD and 0.5 g of spawn was aerated to observe the change over time.
1) 비교예의 수치는 하기 균주들에 의하여 종균은 실시예에 따라 만들었다.1) The value of the comparative example was made according to the Example by the following strains.
1. 캔디다 유틸리스1. Candida Utility
2. 톨루로프시스 칼리쿨로스2. Tolulopsis Caliculus
3. 클로스트리디움 부틸리쿰3. Clostridium Butylcum
4. 마이크로코커스 루테우스4. Microcaucus Luteus
5. 슈도모나스 플루오르신스5. Pseudomonas Fluorine
6. 바실러스 썹틸리스6. Bacillus brow tilis
본 발명에 의한 정화제의 폐수처리능력을 최종확인하기 위하여 실험용 폭기조에 대구염색공업공단내 폐수처리장의 응집수 17.6ℓ를 시료로 정량펌프를 사용, 주입하고 여기에 본 발명에 의한 정화제를 ℓ당 10㎎ 투여한 후 요소와 인산을 첨가하여 사용된 미생물의 영양평형을 유지시키고 폭기조의 체류시간 단축을 위해 부하를 증가시키면서 처리수의 수질을 분석하고 이를 표 1에 기재하였다.In order to finally confirm the wastewater treatment capacity of the purifying agent according to the present invention, 17.6 liters of agglomerated water of the wastewater treatment plant in Daegu Dyeing Industrial Complex was injected into the experimental aeration tank using a metering pump as a sample. After administration of mg, urea and phosphoric acid were added to maintain the nutritional balance of the microorganisms used and to increase the load to shorten the residence time of the aeration tank.
주: 1) COD : 화학적 산소요구량Note: 1) COD: chemical oxygen demand
2) CODMN : 과망간산 칼륨에 의해 측정된 화학적 산소요구량2) CODMN: chemical oxygen demand measured by potassium permanganate
3) BOD : 생화학적 산소요구량3) BOD: Biochemical Oxygen Demand
4) BOD 5일간의 생화학적 산소요구량4) Biochemical oxygen demand for 5 days of BOD
5) MLSS : 혼합액 부유고형물5) MLSS: Mixed Liquid Suspended Solids
6) 용존산소량6) dissolved oxygen
이상에서 설명된 바와 같이 본원 발명은 호기성 처리조에서 전분 등 탄수화물을 분해하는 혐기성균, 저탄수화물을 유기산으로 분해하는 2종의 균, 질소함유 유기화합물을 분해하는 2종의 균을 조합투입함으로써 혐기층에서의 혐기반응을 촉진함과 동시에 투입초기부터 혐기적 분해가 개시되고, 1차적 전분 등 탄수화물의 분해와 그로부터 유기산으로 분해하는 2차 분해가 동시에 이루어지도록 하고 탄수화물에 의한 높은 BOD값이 거의 처리된 다음에 2단계로 분해되는 질소함유 유기화합물에 의한 BOD값을 정상적 BOD로 처리함에 있어, 탄수화물과 균형있게 분해케 함으로써 결과적으로 탄수화물을 주성분으로 하고 질소함유 유기화합물이 상당량 포함되어 있는 일반 폐수의 처리시간을 크게 단축할 수 있고 특히 일반 폐수처리공정인 폭기조에 균을 조합 투입함으로써 처리시간을 20시간 이내로 단축할 수 있게 되는 획기적인 효과를 얻었다.As described above, the present invention provides an anaerobic layer by combining an anaerobic bacterium that decomposes carbohydrates such as starch, two bacteria that decompose low carbohydrates into organic acids, and two bacteria that decompose nitrogen-containing organic compounds in an aerobic treatment tank. In addition to promoting anaerobic reaction at the same time, anaerobic decomposition is started from the beginning of the input, and the decomposition of carbohydrates such as primary starch and secondary decomposition to decompose into organic acid from it is carried out simultaneously and high BOD value by carbohydrates is almost treated. Next, in treating BOD values by nitrogen-containing organic compounds decomposed in two stages into normal BODs, they are balanced with carbohydrates, resulting in the treatment of general wastewater containing carbohydrates as a main component and containing a large amount of nitrogen-containing organic compounds. Time can be greatly reduced, and bacteria are combined in aeration tanks, which are general wastewater treatment processes. A significant effect is that the processing time can be shortened to within 20 hours by the addition.
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