커뮤니티 > 효소enzyme



효소enzyme 폐수처리에 이용되는 미생물과 효소 혼합물
2013-08-23 10:20:18
이엠생명과학연구원

폐수처리에 이용되는 미생물과 효소 혼합물

 

 

1) 미생물의 오염제어 이용

 

생물정화 (bioremediation)

현장 생물정화 (in situ biorestoration)

생물증대 (bioaugmentation): 분해미생물 접종 → 처리효율 증대

생물촉진 (biostimulation): 환경개선 → 분해미생물 증식 → 처리효율 증대

 

2) 종균 (microbial seeds) 생산

 

분리 → 농화배양 → 돌연변이 → 배양기에서 증식 → 분리/여과 → 동결건조 → 시판

 

 

3) 폐기물 처리에서 생물증대법의 사용

선택분리균주 (자연계 서식) 사용: 단독/혼합 미생물제재 → 생분해력 유지/증가

적용 예:

1. BOD 제거효율 증가

2. 슬러지 부피 감소

3. 슬러지 소화에 혼합배양 이용

4. 탄화수소 폐기물의 생물처리

5. 유해폐기물의 생물처리

생물증대법의 단점: 적응기 요구, 짧은 생존기간, 생장부진 등

해결방안: 농화기-반응기 공정 (enricher-reactor process) → 순응배양 세균 첨가

 

 

4) 효소를 이용한 폐기물 처리

세포외 효소 (exoenzyme): 온도, pH, 독성물 등 안정된 환경조건 유지 필요

가수분해효소 (hydrolase)

중합체 분해효소 (depolymerase)

peroxidase (HRP) (고추냉이 페록시다제) → 방향족 화합물 산화

laccase (부휴균; rot fungi) → 염화페놀화합물, 리그닌 분해

극한 효소 (extremozyme): 열수공, 온천 등 극한 환경에 서식하는 미생물의 효소

Thermus aquaticus → Taq protein (PCR에 이용)

 

고정화 세포를 이용한 폐기물 처리

 

고정화 (immobilization): 세포, 효소 → 고체표면 부착

살수여상 여재, 활성슬러지의 미생물 응집제, 유동상 반응기의 충진재

 

1) 고정화 기술 (immibilization techniques)

세포, 세포소기관 → 담체 고정

담체 결정: 고정능, 독성, 크기 등을 고려

크기 → 산소 전달이 제한되지 않을 크기의 bead 사용

 

2) 폐기물 처리에 적용된 고정화 세포의 예

1. 갈색 리그닌 화합물의 제거: 백색부휴균 (white-rot fungi) → 제지공장 방류수 처리

2. 시안 분해: 진균류의 cyanide hydratase (cyanide → formamide로 전환)

3. 페놀화합물 생분해: 많은 연구결과

4. methane 생성: 고정화 메탄생성세균 (산생성균 + 메탄생성균)

5. 방향족 염소화합물의 탈할로겐화

6. 질소제거: 질화세균 → 부유성보다 부착세균의 활성이 우수

탈질세균 + 메탄생성세균 → 메탄올 분해, 메탄 생성

7. 활성슬러지 미생물

8. 고정화 조류: 방류수의 미량 영양소 (N, P) 제거

 

3) 고정화 세포와 효소의 생물감지기술 이용

생물감지기 (biosensor)의 구성: 생물요소 + 변환기

생물학적 감지요소 (고정화 미생물, 효소, 핵산, 항체 등)

변환기 (전위, 전류, 전도, 저항, 광, 열 등으로 변환)

 

1. BOD 감지기 (BOD sensor)

구성: 고정화 미생물 + DO probe (막, KCl 용액, 산소전극)

원리: 미생물의 산소소비 → 전류 감소의 원인

 

2. 메탄 생물감지기

산소전극 + 메탄영양세균 (methylotroph) → 산소소비 → 전류 측정

 

3. 암모니아와 질산염 생물감지기

산소전극 + 질화세균 → 산소소비/질산염 증가 → 전류 측정/농도 측정  




대전광역시 유성구 문지동 KAIST문지캠퍼스강의동L605호 대표이사:(원장)서범구 사업자번호:314-86-01479
전화번호:1800-0250 팩스번호:07074559748 관리자이메일:puom9@naver.com
이엠생명과학연구원. All Rights Reserved