Bio-Chip(바이오칩)

막힘 없는 유동상여재(담체)

 

활성 표면적이 최대 5,500m²/m³ (1,677ft²/ft³) 인 반면, 다른 경쟁 제품들은 500~800m²/m³ (152.5-244ft²/ft³)에 불과하다. 이 특성 만 고려하더라도Eco-Chip의 m³ 당 오염물 제거 성능은 월등하다. 또한, Bio-Chip은 오염물 제거 성능을 향상시키는 특성이 있다. 기공 내부에 형성된 바이오 필름은 여재 외부에서 작용하는 전단력에 의한 자체 세척으로 인해 매우 얇게 유지된다 (캐리어의 움직임으로 인해 발생함). 얇은 바이오 필름이 필요한 이유는 미생물이 물에 있는 최적의 기질 과 산소를 잘 전달받기 위해 필수적이다. 유동성과 관련하여 비슷한 부피의 여재를 넣고 Bio-Chip의 생분해 속도를 기존의 다른 접촉여재를 비교했을 때 기존의 여재를 사용한 것보다 최대 10 배의 높은 효율이 나왔다.

막힘없음
Bio-Chip은 최대 5,500m²/m³ (1,677ft²/ft³)의 넓은 표면적을 제공하는 매우 미세하고 정교한 기공 시스템을 갖추고 있다. Bio-Chip의 바이오 필름은 기공 내부에 형성된다(Inside the pores system). 이러한 내부 기공 시스템으로, 생물막은 외부의 물리적 영향으로부터 보호된다 (예를들어 전단력으로 인한 영향). 담체의 막힘현상은 많은 기존의 튜브형 담체, 특히 쉽게 생분해 가능한 COD가 높은 폐수에서 관찰될 수 있는 미생물의 의도치 않은 과잉 성장을 의미한다. Bio-Chip은 특정 모양과 움직임의 특성으로 인해 막힘이 방지된다. 여과조에서 Bio-Chip의 유동성으로 인해 담체 외부에서 전단력을 생성하여 공극에서 바이오 매스의 과잉성장을 제한한다. 결과적으로, 생물막은 영구적으로 얇게 형성되어 여재의 모든 생물막 층으로 폐수의 기질, 영양분 및 산소의 최적 전달이 보장된다. 여재가 막히게 되는 요소는 (아래 그림 참조) 두꺼운 바이오 필름 때문이며, 깊은 바이오 필름 층에는 기질, 영양분 및 산소가 공급되지 않는다. 결과적으로, 바이오 필름의 레이어가 깊을수록 생물학적으로 활성이 끊겼거나 거의 활성상태가 아니기 때문에, 두꺼운 바이오 필름은 활성 미생물을 부착시키는 표면적을 줄여 생분해 능력을 감소시키는 결과를 낳는다.

일정한 오염물 제거율 = 공정의 안정성을 높인다

Bio-Chip은 전단력으로 인한 자체 세척 효과로 최적의 얇은 바이오 필름 두께가 형성되기 때문에 오염물 제거 효율이 매우 일정한 수준으로 유지된다. (“기존의” 접촉 여재에서 볼 수 있는 두꺼운 바이오 필름 형성에 의한 성능 저하는 없음) 언제나 안전한 수질을 유지할 수 있도록 하는 생물학적 처리 공정의 안정성은 여과조 선정에 있어 매우 중요한 기준이다.

반응조 용량 감소 = 건설 비용 절감

Bio-Chip은 적은 부피로도 높은 생분해 성능을 나타나기 때문에 “기존” 접촉 여재보다 여재량을 적게 사용할 수 있다. 반응조 크기가 작아짐으로 비용을 절감할 수 있기 때문에 고객에게 매우 유용하며, 새로운 여과조를 건축하는데 공간이 한정되어 있는 경우, 여재의 부피가 적어서 반응조 크기가 작아도 되는 방법이 있다면 신축 공법 선정에 매우 중요한 선택 요소가 될 것이다.

예비 용량 = 언제든지 쉽고 빠른 업그레이드

“기존의” 접촉여재용도로 설계된 반응조를 이용하거나 기존 접촉여재를 Bio-Chip으로 대체할 경우, 반응조에 비해 Bio-Chip을 아주 소량만 넣어도 될 수 있다(여재 m3 당 표면적이 높기 때문).  충진 접촉여재를 Bio-Chip으로 대체함으로서 발생되는 이와같은 낮은 충진율로 인해 경쟁사와 동일한 충진 비율에 도달할 때까지 Bio-Chip을 추가해 주면 처리량을 늘릴 수 있게 된다. 이는 양식장의 생산 증가로 인해 더 높은 부하 및/또는 유량을 생물여과조에서 처리해야하는 상황에서 도움이 된다. 기존의 담체 (예비 용량 없이 최대 충진율60 % 충진) 를 사용하면 이미 설계된 용량의 최대치를 사용했기 때문에 처리 용량을 간단하게 업그레이드 할 수 없어 추가 반응 탱크를 만들어야 하는 상황이 된다. 즉, 추가 비용이 많이 든다. 그러나 접촉여재를 Bio-Chip으로 바꾸므로서 같은 반응조에서 훨씬 많은 물 처리를 감당할 수 있게 한다.

에너지 절약 잠재력

미생물이 부착된Bio-Chip의 비중과 특수한 모양은 특정 움직임을 유발하여 여재를 물속에서 부유 상태로 유지하기 위해 필요한 에너지가 최소화된다. Bio-Chip을 사용하면 운영비를 크게 절약할 수 있다.

마모

Bio-Chip은 크기에 비해 질량이 매우 낮다. 결과적으로, 여재끼리 서로 접촉할 때 전달되는 충격이 적어 마모가 적다. 그와는 반대로, 여러 관형 담체들은 (종종 사출 성형 및 크기와 관련하여 무거움) 일정 운전 시간이 지나면 파손되는 경우가 많으며, 그 결과 파손된 여재가 양식수조의 수면에서 발견되기도 한다.

가소제 없음 = 건강 및 환경에 대한 위험 없음

무엇보다도 바이오 필름 접촉여재는 양식 분야에서 질소의 산화 및 제거를 위해 많이 사용된다. 하지만, 마모된 부품 (위의 그림을 참조), 분해 제품 및 플라스틱 여재에 의해 방출된 기타 물질은 환경을 오염시킬 수 있다. 그것은 강, 호수 및 바다로 들어가고 물고기에 의해 직접 섭취되기 때문에 결과적으로 사람에게로 돌아온다.

예를들어 플라스틱 재성형화 (재활용 플라스틱 재료)로 만든 여재는 사용된 플라스틱 출처를 알 수 없는 플라스틱은 Bisphenol A (BPA)와Phthalate를 방출할 수 있으며 이는 암을 유발하고 호르몬 교란 효과를 유발할 수 있다.

생물학자들은 이미 해로운 물질들을 사람의 혈액에서 발견했고 사람의 장기에 누적된 것을 볼 수 있었다. Phthalate esters 와 같은 저분자 phthalate는 과학적으로 입증된 바와 같이 독성이 다른 물질과 결합하여 강화되기 때문에 문제가 되는 것으로 밝혀졌다. 또한 phthalate는 당뇨병을 일으키는 것으로 의심된다.

가소제가 없으면 부서지기 쉬운 플라스틱으로 만든 수처리용 중공체 (즉, 바이오 필름 접촉여재, 소형 플라스틱 휠)는 탄성 부족으로 인해 쉽게 파손된다. 가소제는 열가소성 범위를 저온으로 이동시키므로, 플라스틱 재료가 운전 온도 범위 내에서 원하는 “탄성” 특성을 나타낼 수 있도록 하기 위하여 기존 접촉여재에서는 가소제를 사용한다.

이와 반대로 Bio-Chip은 phthalates 또는 기타 가소제가 전혀 없고, Bisphenol A 또는 기타 방향족 화합물이 포함되어 있지 않다. Eco-Chip은 순수한 polyethylene (재활용 PE 없음), 무기 필러, 소량의 glyceric acid의 monoester (코코넛 지방으로 생산; 절대 무해함), citric acid 및 소다 Na₂CO₃로 만들어진다.

재활용 플라스틱 사용하지 않음 = 확실한 재료 밀도

원자재 비용 절감과 관련된 여러 가지 이유로 사출 성형 “기존”바이오 필름 접촉여재들은 재활용 플라스틱으로 (재성형) 만들어진다. 이러한 재성형에 사용된 플라스틱의 원래 성분과 구성비율을 정확하게 알 수 없기 때문에 재성형물은 제품의 내구성에 (고체, 내파 단성) 안 좋은 영향을 미칠 수 있는 각종 플라스틱이 상당 비율로 구성될 수도 있다. 운전 조건에 있어서 접촉 여재의 재료 밀도가 가장 중요하다. 다양한 유형의 재활용 플라스틱 재료와 그 이전의 용도로 인해, 재성형은 재료 밀도에서 상당한 편차와 변동을 보일 수 있다. 이러한 편차는 생산 과정에서 새로운 밀도 상태로 거의 일관되게 조정할 수 없다. 그로 인해 접촉여재의 적합한 유동성에 결함이 될 수 있다.

Bio-Chip은 순수 PE로 (재활용 소재가 아님) 제작되었기 때문에 생산 공정 중에 고성능 여재의 재료 밀도를 완벽하게 제어할 수 있어 운영 중 최적의 모션 특성을 제공할 수 있다.