총유기탄소량(TOC) 저감 미생물 혼합균주 5종 ⓒ국립낙동강생물자원관
총유기탄소량(TOC) 저감 미생물 혼합균주 5종 ⓒ국립낙동강생물자원관

[더케이뷰티사이언스]  동성이앤씨(E&C)가 화장품, 식품 등 폐수배출시설 총유기탄소량 저감 제품을 올해 안에 출시할 예정이다. 총유기탄소량(TOC, Total Organic Carbon)은 수질 분석지표의 하나로 시료를 고온(550℃ 이상)으로 태워 발생하는 이산화탄소량을 측정하여 연소된 유기물질의 총량을 계산해 표현하는 값이다. 동성이앤씨는 1997년에 설립되어, 환경(수처리)⋅농업 분야에 사용되는 폐수처리 약품, 비료 등을 전문으로 제조⋅유통하는 기업이다.

환경부 산하 국립낙동강생물자원관(관장 유호)은 자체 개발한 유기탄소 분해 미생물 혼합균주를 동성이앤씨와 기술이전 계약 체결할 후 올해 안으로 상용화할 계획이라고 지난 2월 12일 밝혔다.

이 계약은 수질개선용 담수 미생물제제의 연내 상용화를 목표로 하고 있으며, 총유기탄소량 배출허용기준을 준수해야 하는 산업체의 어려움을 해소하는 데 도움을 줄 것으로 기대된다. 물환경보전법 시행규칙에 따라 폐수배출시설은 2022년부터 사업장에 따라 총유기탄소량을 25~75mg/L 이하로 유지하도록 규정되어 있다.

동성이앤씨는 미생물 혼합균주(미생물 5종)를 대량으로 배양하여 제품화 과정을 거친 후 올해 안으로 상용화 제품을 출시할 계획이다.

5종의 균주(로도코커스 조스티 CP3-1, 노보스핑고비움 플루비 HK2, 스핑고비움 야노이구애 A3, 데보시아 인슐레 N2-112, 마이콜리시박테리움 프리데리스버젠스 N2-52)로 구성된 이 미생물 혼합균주는 산업체 현장 폐수에서 총유기탄소량(TOC) 농도를 저감시키는 효과가 입증되어 2021년도에 특허(난분해성 유기탄소물질 제거 기능이 우수한 미생물 혼합 균주 및 폐수처리 방법(출원번호 제10-2021-0185806, 2021.12.23.)) 가 출원됐다. 난분해성 유기탄소는 페놀, 톨루엔 등 화학 구조상 탄소 원자 화합물을 기본 골격으로 갖는 화합물을 통틀어 부르는 것으로 자연적인 상태에서 분해되기가 어려워 폐수를 정화할 때 많은 비용이 발생된다.

이 미생물들은 국립낙동강생물자원관이 2017년부터 국내 담수 환경에서 찾아낸 난분해성 유기탄소 분해 미생물 42종 중에서 선별됐다.

국립낙동강생물자원관 연구진은 2021년 말 특허출원 당시 이번 미생물 혼합균주를 화장품, 식품 등 제조업 3곳의 폐수에 처리한 결과, ‘물환경보전법’ 상의 폐수배출시설 총유기탄소량 배출허용기준인 25~75mg/L 이하를 만족시키는 것을 확인했다.

예를 들어 향료 업체의 40톤의 폐수 정화시설에 미생물 혼합균주를 투입했을 때 최고 80mg/L이던 총유기탄소량 농도가 평균 20mg/L 이하로 낮아진 것이다.

연구진은 이후 후속 연구를 진행하여, 또 다른 화장품 업체 폐수에 미생물 혼합 균주를 3일 간격으로 추가 6회 처리했을 때 총유기탄소량 저감 효율이 14.2% 더 증진되어 30일 이후 16.7mg/L로 낮아진 총유기탄소량 농도를 확인했다.

식품 제조업 폐수에서는 1회 처리했을 때 총유기탄소량 농도가 192mg/L에서 10.8mg/L로 저감되었으며, 이는 다양한 성상의 산업폐수에 이번 미생물 혼합균주를 적용할 수 있음을 의미한다.

정남일 국립낙동강생물자원관 미생물연구실장은 “물환경보전법의 수질오염물질 중 유기물질에 의한 오염을 나타내는 지표가 총유기탄소(TOC)로 변경·적용되면서, 최근 다양한 수계 또는 폐수에서 TOC 저감할 수 있는 기술에 대한 산업체의 관심과 수요가 크게 증가하고 있다”면서 “이번 상용화 추진으로 국립낙동강생물자원관에서 개발한 미생물 소재가 산업현장에서 배출된 오염물질을 감소시키는데 도움을 줄 수 있을 것”이라 고 말했다.

미생물 혼합균주의 산업체(화장품, 식품) 폐수 적용 = 산업체 현장의 폐수 정화 시설에 있는 활성슬러지(수중에 존재하는 유기물질이나 무기물질을 섭취하고 분해하는 능력을 가진 미생물 집단이 서로 뭉쳐진 침전물로 주로 하·폐수 처리 공정에 이용됨)를 단독으로 처리했을 때와 활성슬러지와 미생물 혼합균주를 동시에 처리했을 때 TOC 저감 효과를 비교함. 화장품 업체 폐수에 미생물 혼합 균주 1회 처리 후 30일 후 평균 40.3±5.4mg/L의 TOC 농도를 보였다. 3일 간격으로 6회 추가 처리 이후 TOC 저감 효율이 더 증진되어 16.7±0.5mg/L으로 안정적인 TOC 값을 보임. 식품 제조업 폐수에 미생물 혼합 균주 처리 72시간 후 TOC가 10.8ppm으로 낮춰 TOC 저감 효율이 94.3%로 향상됨
미생물 혼합균주의 산업체(화장품, 식품) 폐수 적용 = 산업체 현장의 폐수 정화 시설에 있는 활성슬러지(수중에 존재하는 유기물질이나 무기물질을 섭취하고 분해하는 능력을 가진 미생물 집단이 서로 뭉쳐진 침전물로 주로 하·폐수 처리 공정에 이용됨)를 단독으로 처리했을 때와 활성슬러지와 미생물 혼합균주를 동시에 처리했을 때 TOC 저감 효과를 비교함. 화장품 업체 폐수에 미생물 혼합 균주 1회 처리 후 30일 후 평균 40.3±5.4mg/L의 TOC 농도를 보였다. 3일 간격으로 6회 추가 처리 이후 TOC 저감 효율이 더 증진되어 16.7±0.5mg/L으로 안정적인 TOC 값을 보임. 식품 제조업 폐수에 미생물 혼합 균주 처리 72시간 후 TOC가 10.8ppm으로 낮춰 TOC 저감 효율이 94.3%로 향상됨

 

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