옥수수 등으로 대표되는 식량자원인 1세대 바이오매스는 환경적, 윤리적 측면에서 지속가능하지 못하고, 목재 등으로 대표되는 2세대 바이오매스는 한국과 같이 협소한 국토를 지닌 나라에서는 경제적으로 확보하는 것이 난망하다. 이에 따라 미세조류와 같이 수계에서 배양 가능한 바이오매스가 3세대 바이오매스로 주목받고 있다. 본 논문에서는 폐수를 이용하여 미세조류 바이오매스를 경제적으로 배양하면서 동시에 수질 오염을 저감하는 방안을 실험을 통해 고찰하였다. 첫 번째 실험으로, 혼합 미세조류를 염색폐수, 가축분뇨, ...
옥수수 등으로 대표되는 식량자원인 1세대 바이오매스는 환경적, 윤리적 측면에서 지속가능하지 못하고, 목재 등으로 대표되는 2세대 바이오매스는 한국과 같이 협소한 국토를 지닌 나라에서는 경제적으로 확보하는 것이 난망하다. 이에 따라 미세조류와 같이 수계에서 배양 가능한 바이오매스가 3세대 바이오매스로 주목받고 있다. 본 논문에서는 폐수를 이용하여 미세조류 바이오매스를 경제적으로 배양하면서 동시에 수질 오염을 저감하는 방안을 실험을 통해 고찰하였다. 첫 번째 실험으로, 혼합 미세조류를 염색폐수, 가축분뇨, 슬러지 소화 탈리액을 이용하여 배양하였다. 배양 시작 13일 후, 인은 각 폐수 내에서 완전히 고갈되었다. 염색폐수와 가축분뇨에서의 질소 제거율은 70% 이상이었다. 염색폐수를 성장배지로 사용할 때 최대성장률과 바이오매스 생산량을 각각 0.419 d-1 와 0.4 g/L (휘발성 고체, VS)를 얻을 수 있었다. 두 번째 실험으로, 염색폐수를 이용한 혼합 미세조류의 유가식 배양을 수행하였다. 다섯 번의 주기 동안 배양한 결과 최대 성장률 1.24 d-1를 달성하였고, 이 때의 바이오매스 농도, 화학적 산소요구량 제거율, 질소 제거율, 인 제거율, 색도 제거율은 각각 4.8 g/L, 50%, 68%, 68.56%, 72% 였다. 본 연구를 통해 폐수를 배지로 활용한 비멸균 상태에서의 미세조류 배양과 영양염류 제거의 가능성을 확인하였다. 추후에는 보다 다양한 하폐수 조건에의 적용 타당성, 미세조류 배양 및 영양염류 제거 효율 최적화, 배양된 조류의 수거 및 재활용 방안 등에 대한 연구가 필요한 것으로 사료된다. 옥수수 등으로 대표되는 식량자원인 1세대 바이오매스는 환경적, 윤리적 측면에서 지속가능하지 못하고, 목재 등으로 대표되는 2세대 바이오매스는 한국과 같이 협소한 국토를 지닌 나라에서는 경제적으로 확보하는 것이 난망하다. 이에 따라 미세조류와 같이 수계에서 배양 가능한 바이오매스가 3세대 바이오매스로 주목받고 있다. 본 논문에서는 폐수를 이용하여 미세조류 바이오매스를 경제적으로 배양하면서 동시에 수질 오염을 저감하는 방안을 실험을 통해 고찰하였다. 첫 번째 실험으로, 혼합 미세조류를 염색폐수, 가축분뇨, 슬러지 소화 탈리액을 이용하여 배양하였다. 배양 시작 13일 후, 인은 각 폐수 내에서 완전히 고갈되었다. 염색폐수와 가축분뇨에서의 질소 제거율은 70% 이상이었다. 염색폐수를 성장배지로 사용할 때 최대성장률과 바이오매스 생산량을 각각 0.419 d-1 와 0.4 g/L (휘발성 고체, VS)를 얻을 수 있었다. 두 번째 실험으로, 염색폐수를 이용한 혼합 미세조류의 유가식 배양을 수행하였다. 다섯 번의 주기 동안 배양한 결과 최대 성장률 1.24 d-1를 달성하였고, 이 때의 바이오매스 농도, 화학적 산소요구량 제거율, 질소 제거율, 인 제거율, 색도 제거율은 각각 4.8 g/L, 50%, 68%, 68.56%, 72% 였다. 본 연구를 통해 폐수를 배지로 활용한 비멸균 상태에서의 미세조류 배양과 영양염류 제거의 가능성을 확인하였다. 추후에는 보다 다양한 하폐수 조건에의 적용 타당성, 미세조류 배양 및 영양염류 제거 효율 최적화, 배양된 조류의 수거 및 재활용 방안 등에 대한 연구가 필요한 것으로 사료된다.
옥수수 등으로 대표되는 식량자원인 1세대 바이오매스는 환경적, 윤리적 측면에서 지속가능하지 못하고, 목재 등으로 대표되는 2세대 바이오매스는 한국과 같이 협소한 국토를 지닌 나라에서는 경제적으로 확보하는 것이 난망하다. 이에 따라 미세조류와 같이 수계에서 배양 가능한 바이오매스가 3세대 바이오매스로 주목받고 있다. 본 논문에서는 폐수를 이용하여 미세조류 바이오매스를 경제적으로 배양하면서 동시에 수질 오염을 저감하는 방안을 실험을 통해 고찰하였다. 첫 번째 실험으로, 혼합 미세조류를 염색폐수, 가축분뇨, 슬러지 소화 탈리액을 이용하여 배양하였다. 배양 시작 13일 후, 인은 각 폐수 내에서 완전히 고갈되었다. 염색폐수와 가축분뇨에서의 질소 제거율은 70% 이상이었다. 염색폐수를 성장배지로 사용할 때 최대성장률과 바이오매스 생산량을 각각 0.419 d-1 와 0.4 g/L (휘발성 고체, VS)를 얻을 수 있었다. 두 번째 실험으로, 염색폐수를 이용한 혼합 미세조류의 유가식 배양을 수행하였다. 다섯 번의 주기 동안 배양한 결과 최대 성장률 1.24 d-1를 달성하였고, 이 때의 바이오매스 농도, 화학적 산소요구량 제거율, 질소 제거율, 인 제거율, 색도 제거율은 각각 4.8 g/L, 50%, 68%, 68.56%, 72% 였다. 본 연구를 통해 폐수를 배지로 활용한 비멸균 상태에서의 미세조류 배양과 영양염류 제거의 가능성을 확인하였다. 추후에는 보다 다양한 하폐수 조건에의 적용 타당성, 미세조류 배양 및 영양염류 제거 효율 최적화, 배양된 조류의 수거 및 재활용 방안 등에 대한 연구가 필요한 것으로 사료된다. 옥수수 등으로 대표되는 식량자원인 1세대 바이오매스는 환경적, 윤리적 측면에서 지속가능하지 못하고, 목재 등으로 대표되는 2세대 바이오매스는 한국과 같이 협소한 국토를 지닌 나라에서는 경제적으로 확보하는 것이 난망하다. 이에 따라 미세조류와 같이 수계에서 배양 가능한 바이오매스가 3세대 바이오매스로 주목받고 있다. 본 논문에서는 폐수를 이용하여 미세조류 바이오매스를 경제적으로 배양하면서 동시에 수질 오염을 저감하는 방안을 실험을 통해 고찰하였다. 첫 번째 실험으로, 혼합 미세조류를 염색폐수, 가축분뇨, 슬러지 소화 탈리액을 이용하여 배양하였다. 배양 시작 13일 후, 인은 각 폐수 내에서 완전히 고갈되었다. 염색폐수와 가축분뇨에서의 질소 제거율은 70% 이상이었다. 염색폐수를 성장배지로 사용할 때 최대성장률과 바이오매스 생산량을 각각 0.419 d-1 와 0.4 g/L (휘발성 고체, VS)를 얻을 수 있었다. 두 번째 실험으로, 염색폐수를 이용한 혼합 미세조류의 유가식 배양을 수행하였다. 다섯 번의 주기 동안 배양한 결과 최대 성장률 1.24 d-1를 달성하였고, 이 때의 바이오매스 농도, 화학적 산소요구량 제거율, 질소 제거율, 인 제거율, 색도 제거율은 각각 4.8 g/L, 50%, 68%, 68.56%, 72% 였다. 본 연구를 통해 폐수를 배지로 활용한 비멸균 상태에서의 미세조류 배양과 영양염류 제거의 가능성을 확인하였다. 추후에는 보다 다양한 하폐수 조건에의 적용 타당성, 미세조류 배양 및 영양염류 제거 효율 최적화, 배양된 조류의 수거 및 재활용 방안 등에 대한 연구가 필요한 것으로 사료된다.
World energy demand have grown each every year, which renewable and sustainable energy should take part for the replace crude oil or fossil fuel usage. Microalgae is considered as third generation biomass feedstock with a promising alternative way to replace biofuel carriers derived from first and s...
World energy demand have grown each every year, which renewable and sustainable energy should take part for the replace crude oil or fossil fuel usage. Microalgae is considered as third generation biomass feedstock with a promising alternative way to replace biofuel carriers derived from first and secondary feedstocks such as agricultural and forestry biomass. However, finding alternative and cost-effective growth medium for efficiently culturing microalgae biomass is essential for the consideration of whole process of biofuel technology. First study, mixed microalgae have been examined in three of organic waste streams such as textile wastewater (TW), animal manure (AM) and digestate (D) providing mainly N (nitrogen) and P (phosphorous) sources without any extra nutrient addition. After of 13 days of cultivation day, P presented inside each medium as completely depleted. Over 70% of Nitrogen removal was archived for TW and AM. the peak growth rate and biomass production of 0.419d-1 and 0.4 g/L (in terms of volatile solids, VS) was achieved using TW as growth medium. Secondly, fed-bed reactor was studied to evaluate the effect of harvesting cycles on the performance of mixed microalgae consortia cultivation in a fed batch reactor using textile wastewater. 5 cycles of microalgae cultivation have been evaluated to observed harvesting time and nutrient uptake ability resulted in over 50% of chemical oxygen demand (COD), 68% of total nitrogen 68.56% of total phosphorus have been efficiently removed where optimum biomass production was at 4.8 g/L. Highest growth rate was achieved at 1.24 d-1. Decolorization was achieved in the range of 68-72% in all cycles. To sum up, microalgae cultivation with wastewater showed environmental friendly technology as it treats industry effluent and providing rapid biomass production with a cheap growth medium towards industrial purposes. World energy demand have grown each every year, which renewable and sustainable energy should take part for the replace crude oil or fossil fuel usage. Microalgae is considered as third generation biomass feedstock with a promising alternative way to replace biofuel carriers derived from first and secondary feedstocks such as agricultural and forestry biomass. However, finding alternative and cost-effective growth medium for efficiently culturing microalgae biomass is essential for the consideration of whole process of biofuel technology. First study, mixed microalgae have been examined in three of organic waste streams such as textile wastewater (TW), animal manure (AM) and digestate (D) providing mainly N (nitrogen) and P (phosphorous) sources without any extra nutrient addition. After of 13 days of cultivation day, P presented inside each medium as completely depleted. Over 70% of Nitrogen removal was archived for TW and AM. the peak growth rate and biomass production of 0.419d-1 and 0.4 g/L (in terms of volatile solids, VS) was achieved using TW as growth medium. Secondly, fed-bed reactor was studied to evaluate the effect of harvesting cycles on the performance of mixed microalgae consortia cultivation in a fed batch reactor using textile wastewater. 5 cycles of microalgae cultivation have been evaluated to observed harvesting time and nutrient uptake ability resulted in over 50% of chemical oxygen demand (COD), 68% of total nitrogen 68.56% of total phosphorus have been efficiently removed where optimum biomass production was at 4.8 g/L. Highest growth rate was achieved at 1.24 d-1. Decolorization was achieved in the range of 68-72% in all cycles. To sum up, microalgae cultivation with wastewater showed environmental friendly technology as it treats industry effluent and providing rapid biomass production with a cheap growth medium towards industrial purposes.
World energy demand have grown each every year, which renewable and sustainable energy should take part for the replace crude oil or fossil fuel usage. Microalgae is considered as third generation biomass feedstock with a promising alternative way to replace biofuel carriers derived from first and secondary feedstocks such as agricultural and forestry biomass. However, finding alternative and cost-effective growth medium for efficiently culturing microalgae biomass is essential for the consideration of whole process of biofuel technology. First study, mixed microalgae have been examined in three of organic waste streams such as textile wastewater (TW), animal manure (AM) and digestate (D) providing mainly N (nitrogen) and P (phosphorous) sources without any extra nutrient addition. After of 13 days of cultivation day, P presented inside each medium as completely depleted. Over 70% of Nitrogen removal was archived for TW and AM. the peak growth rate and biomass production of 0.419d-1 and 0.4 g/L (in terms of volatile solids, VS) was achieved using TW as growth medium. Secondly, fed-bed reactor was studied to evaluate the effect of harvesting cycles on the performance of mixed microalgae consortia cultivation in a fed batch reactor using textile wastewater. 5 cycles of microalgae cultivation have been evaluated to observed harvesting time and nutrient uptake ability resulted in over 50% of chemical oxygen demand (COD), 68% of total nitrogen 68.56% of total phosphorus have been efficiently removed where optimum biomass production was at 4.8 g/L. Highest growth rate was achieved at 1.24 d-1. Decolorization was achieved in the range of 68-72% in all cycles. To sum up, microalgae cultivation with wastewater showed environmental friendly technology as it treats industry effluent and providing rapid biomass production with a cheap growth medium towards industrial purposes. World energy demand have grown each every year, which renewable and sustainable energy should take part for the replace crude oil or fossil fuel usage. Microalgae is considered as third generation biomass feedstock with a promising alternative way to replace biofuel carriers derived from first and secondary feedstocks such as agricultural and forestry biomass. However, finding alternative and cost-effective growth medium for efficiently culturing microalgae biomass is essential for the consideration of whole process of biofuel technology. First study, mixed microalgae have been examined in three of organic waste streams such as textile wastewater (TW), animal manure (AM) and digestate (D) providing mainly N (nitrogen) and P (phosphorous) sources without any extra nutrient addition. After of 13 days of cultivation day, P presented inside each medium as completely depleted. Over 70% of Nitrogen removal was archived for TW and AM. the peak growth rate and biomass production of 0.419d-1 and 0.4 g/L (in terms of volatile solids, VS) was achieved using TW as growth medium. Secondly, fed-bed reactor was studied to evaluate the effect of harvesting cycles on the performance of mixed microalgae consortia cultivation in a fed batch reactor using textile wastewater. 5 cycles of microalgae cultivation have been evaluated to observed harvesting time and nutrient uptake ability resulted in over 50% of chemical oxygen demand (COD), 68% of total nitrogen 68.56% of total phosphorus have been efficiently removed where optimum biomass production was at 4.8 g/L. Highest growth rate was achieved at 1.24 d-1. Decolorization was achieved in the range of 68-72% in all cycles. To sum up, microalgae cultivation with wastewater showed environmental friendly technology as it treats industry effluent and providing rapid biomass production with a cheap growth medium towards industrial purposes.
학위논문 정보
저자
후이 멩후어
학위수여기관
Daegu University, Graduate school of Daegu University,
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