用于下水和废水处理的物质、内含该物质的载体及其制法制造技术

本发明专利技术提供用于生物学的下水和废水处理的活性物质，内含有该活性物质的微生物载体及其制造方法。所述载体，从活性物质中涌出的铁、钾、镁、钙、钠、锰、硅、铝等必须营养素传到形成于载体表面的微生物膜中，对于提高微生物群落的活性度是非常有效的。因此，可以用生物学的方法高效地处理下水和废水。进而，从本发明专利技术的活性物质中涌出的铝、钙、铁、镁等阳离子，通过与处理水中的磷酸盐结合而有效地降低最终处理水的总磷的浓度。此外，本发明专利技术的活性物质没有２次污染问题，除了天然材料的黄土之外，由于活用如高炉炉渣、净水场污泥、蛋壳、贝或牡蛎等贝壳这样的废弃物，原材料自身低廉且即使在再循环方面也是非常经济的，特别是发挥环境亲和的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于生物学的下水和废水处理的活性物质、内含有该活性物质的微生物载体及其制造方法。更详细而言，本专利技术涉及在用于生物学的下水和废水处理的微生物载体中内含以能够供给黄土和各种无机物质的废弃物作为原料的活性物质，能够实现载体内的微生物成长和提高活性度，由此能够提供易于微生物成长的空间和条件的用于生物学的下水和废水处理的活性物质，内含有该活性物质的微生物载体及其制造方法。
技术介绍
现在，在生活下水和废水处理中广泛利用活性污泥法(activated sludge)。活性污泥是指，在下水和废水处理场的生物学处理中所用的微生物的总称，作为上述活性污泥法的普通技术方法，有以除去生化需氧量(BOD)为主的标准活性污泥技术方法，有将其改变而同时除去氮(N)和磷(P)的生物学的高度处理技术方法。上述生物学的高度处理技术方法被大致区分为浮游成长式技术方法和附着成长式技术方法。上述浮游成长式技术方法是进行搅拌和曝气而使微生物与下水接触来进行处理的技术方法，上述附着成长式技术方法是使用微生物能够附着的载体的技术方法。近年来，人们大举开发为了用于上述浮游成长式技术方法的上述附着成长式技术方法，装入在曝气槽的微生物载体，通过增大与微生物的接触表面积使微生物附着量增大，其结果具有能够缩短水力学的滞留时间的优点。进而，上述微生物载体由于不进行已有处理设施的大规模改造就能够装入，因此还具有能够以最低成本提高处理效率的优点。这种微生物载体一般根据其材质不同被分成如聚氯乙烯、聚乙烯、聚氨酯等的有机系和如多孔性沸石、粒状活性炭、陶瓷等的无机系。以往的载体开发，为了使微生物大量地附着在表面上而不断向主要是增大气孔率、比表面积及表面粗糙度的方向发展。作为与此相关的技术，已知有如下技术利用活性炭粉末一起形成细孔，从而使海绵的比表面积增大的技术<参照专利文献1>；在颗粒载体的表面覆盖微粉体而使比表面积增大的技术<参照专利文献2>；通过调节煅烧时间和发泡量来具有大的比表面积且均匀地使微细的气孔形成，从而制造微生物附着性能优异的陶瓷多孔性载体的技术<参照专利文献3>等。然而，利用以往技术使微生物附着量增大时，如果该附着量超过规定的临界值，则从微生物载体解脱的微生物的量也增大，因此存在处理水的水质管理困难的问题。进而，还存在由于微生物过多附着而导致载体堵塞的问题，而且还存在为了适当地维持溶解氧，在曝气方面花费大量动力的问题。另一方面，为了微生物的成长和增殖，能量和细胞的构成成分是必需的。即，微生物的约80％是含有水和其他各种高分子的，这些高分子由多个单分子形成。因此，为了生成微生物的细胞，必须制造单分子，此时，要求必须的各种营养物质，无论其他营养素的浓度如何，必须营养素的缺乏或不均衡都会限制微生物的成长。上述微生物所必需的营养物质各自不同，其量也不同，但是作为细胞所必需的营养素，有必须为较多量(10-4M或更多)的定量营养素(macro-nutrient)和必须为少量的微量营养素(micro-nutrient)。上述定量营养素有碳(C)、氮(N)、氧(O)、氢(H)、磷(P)、硫(S)、钾(K)、镁(Mg)，其中，微生物的细胞构成所要求的碳、氮及磷等在下水、废水中大量地含有。氢从碳化合物中被一次供给；硫作为蛋白质(PROTEIN)或一部分酶的生成所必需的物质，以(NH4)2SO4的硫酸盐形态或含有硫的氨基酸形态被供给。氧通过从大气中或人为地注入空气来供给。作为上述微量营养素最普遍需要的微量元素，有铁(Fe)、锰(Mn)、锌(Zn)等；作为在特定的成长条件下必需的微量元素，有钙(Ca)、钠(Na)、铜(Cu)、钴(Co)、钼(Mo)、氯(Cl)、镍(Ni)、硒(Se)等。此外，作为必须为少量的微量元素有铝(Al)、硅(Si)、硼(B)、铬(Cr)等，这些元素需要极少量地供给(10-6M或更少)，达到10-4M或更多时显示毒性。如果对上述营养素进行更详细的说明，则上述钾是所有微生物所必需的营养素，微生物在各种酶的代谢(特别是蛋白质代谢)中必需有钾，镁由于具有使核糖体、细胞膜及核酸稳定化的功能而被用于各种酶的活动中。另一方面，上述铁是存在于铁氧化还原蛋白(ferredoxin)和细胞色素(cytochrome)中的重要的辅助因子而主要被用于细胞呼吸中，锰作为辅酶使酶反应活化。上述钙主要具有使微生物细胞壁稳定化、使内生孢子稳定化的作用。上述钠在细胞内少而主要存在于细胞外的液体中，是正确地保持渗透压、对于几种特定微生物的成长是必需的。上述硅对于合成脱氧核糖核酸(DexyriboNucleic Acid、DNA)及其聚合酶(polymerase)发挥重要的作用。大部分这样的营养素在下水和废水中含有，但根据下水和废水的特性不同，存在的浓度也不同，有时出现一部分必须营养素的缺乏现象，营养素不足时，会发生延迟期(lag phase；直到活跃的细胞增殖发生为止的时间)变长、收率降低的不良情况。大韩民国特许公开第2004-0100224号公报大韩民国特许公开第2005-0121494号公报大韩民国特许公开第2004-0068824号公报
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述情况完成的，其目的在于提供如下的用于生物学的下水和废水处理的活性物质、内含有该活性物质的微生物载体及其制造方法不仅实现微生物载体中微生物附着量的增加，而且可以直接供给微生物所必需的必须营养素，由此促进对污染物质的除去发挥直接作用的有用附着微生物的活性度，从而能够大为提高处理效率。本专利技术的其他目的在于提供如下的用于生物学的下水和废水处理的活性物质、内含有该活性物质的微生物载体及其制造方法从上述活性物质中可以涌出能够与水中的磷酸盐结合的离子而降低处理水中的磷的浓度，能够进一步提高下水和废水的处理功能。本专利技术的其他目的在于提供如下的用于生物学的下水和废水处理的活性物质、内含有该活性物质的微生物载体及其制造方法在制造上述活性物质时，通过主要再循环天然材料和废弃物而在环境亲和性方面优异、且经济方面也优异。上述目的是利用用于生物学的下水和废水处理的活性物质而完成的，其特征在于，含有高炉炉渣、净水场污泥、蛋壳或贝壳中的任意一种或二种或更多种以及黄土。上述本专利技术的目的是利用用于生物学的下水和废水处理的微生物载体而完成的，其特征在于，上述活性物质内含于载体中。上述本专利技术的目的是利用用于生物学的下水和废水处理的微生物载体的制造方法而完成的，其特征在于，包括如下步骤提供作为活性物质原料的高炉炉渣、净水场污泥、蛋壳或贝壳的任意一种或二种或更多种以及黄土的步骤(S1)；从上述活性物质原料中挑选和分离粉末粒子的步骤(S2)；配合上述粉末粒子，与水混合的步骤(S4)；把上述混合物成形为所希望的形状的步骤(S5)；煅烧上述成形体的步骤(S6)；以及使上述烧结体内含于载体中来制造微生物载体的步骤(S7)。在上述S1步骤中，优选进一步包括将上述高炉炉渣和蛋壳粉碎的步骤(S1-1)。在上述S1步骤中，优选进一步包括将上述净水场污泥干燥的步骤(S1-2)。在上述S2步骤中，优选使上述原料分别通过200～250目的筛子来挑选和分离粉末粒子，特别是更优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于生物学的下水和废水处理的活性物质，其特征在于，含有高炉炉渣、净水场污泥、蛋壳或贝壳中的任意一种或二种或更多种以及黄土。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：崔龙洙，洪锡垣，李相协，朴钟勋，
申请(专利权)人：韩国科学技术研究院，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]