초록 ▼

본 연구사업의 내용은 아래와 같다.
1. 소각재의 물리·화학적 성상 및 다이옥신 농도 분석
2. 도시쓰레기 소각재 다이옥신 농도 분석
3. 다이옥신 분해균의 탐색 분리 및 확보
4. Prototype 생물반응기의 제작 및 공정 변수 파악
5. 분리된 우수 미생물의 특성 및 분자계통학적 연구
6. 미생물을 이용한 다이옥신의 분해 특성 연구
7. 다이옥신 제거용 lab-scale 생물반응기 개발
8. 소각재 다이옥신 제거용 고효율 pilot plant의 제작 및 운전
9. 분해능이 우수한

본 연구사업의 내용은 아래와 같다.
1. 소각재의 물리·화학적 성상 및 다이옥신 농도 분석
2. 도시쓰레기 소각재 다이옥신 농도 분석
3. 다이옥신 분해균의 탐색 분리 및 확보
4. Prototype 생물반응기의 제작 및 공정 변수 파악
5. 분리된 우수 미생물의 특성 및 분자계통학적 연구
6. 미생물을 이용한 다이옥신의 분해 특성 연구
7. 다이옥신 제거용 lab-scale 생물반응기 개발
8. 소각재 다이옥신 제거용 고효율 pilot plant의 제작 및 운전
9. 분해능이 우수한 미생물의 대량배양 및 제제화

Abstract ▼

Contents of result of this project are as follows;
1. Determination of physico-chemical properties of incinerator ash.
2. Analysis of dioxin in incinerator ash of municipal waste
3. Screening and Isolation of microorganisms degrading dioxins
4. Design of prototype bioreacoter and determi

Contents of result of this project are as follows;
1. Determination of physico-chemical properties of incinerator ash.
2. Analysis of dioxin in incinerator ash of municipal waste
3. Screening and Isolation of microorganisms degrading dioxins
4. Design of prototype bioreacoter and determination operation parameter.
5. Characterization and phylogenetic analysis of isolated microbial strains.
6. Characterization of degradation kinetics of dioxins by microorganisms.
7. Development of lab-scale bioreactor for treatment of dioxin.
8. Development and operation of pilot plant for treatment of dioxin.
9. Mass culture and production of dioxin-degrading strains as microbial products.

목차 Contents

• 제출문 ...1
• 요약문 ...3
• SUMMARY ...11
• CONTENTS ...19
• 목차 ...25
• 제1장 서론 ...31
• 제1절 연구개발의 필요성 ...31
• 1. 도시 생활쓰레기의 발생량 및 성상 ...33
• 2. 도시 생활쓰레기 소각 비율의 확대 ...34
• 가. 소각재의 발생 현황 ...35
• 나. 소각재중 오염물질의 분포 ...36
• 제2절 소각재의 다이옥신 ...37
• 1. 환경호르몬 다이옥신의 발생 ...37
• 2. 소각재 다이옥신의 검증 ...37
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ...39
• 제1절 국외 기술개발 현황 ...39
• 1. 다이옥신의 분석 기술 ...39
• 2. 다이옥신의 생물학적 처리 기술 ...39
• 3. 오염 환경의 정화를 위한 생물공정 기술 ...41
• 제2절 국내 기술개발 현황 ...42
• 1. 다이옥신의 분석 기술 ...42
• 2. 다이옥신의 생물학적 처리 기술 ...43
• 3. 오염 환경의 정화를 위한 생물공정 기술 ...43
• 4. 소각장 비산재의 처리 ...44
• 제3절 Composting 처리에 의한 물질전환 ...45
• 1. Composting 공정 ...45
• 2. 호기성 미생물을 이용한 퇴비화 ...46
• 3. 혐기성 미생물을 이용한 퇴비화 ...47
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ...48
• 제1절 도시쓰레기 소각재의 물리화학적 성상 분석 ...48
• 1. 분석용 소각재 시료 ...48
• 2. 물리화학적 성상 분석 ...48
• 가. 밀도 분석 (bulk density) ...48
• 나. 재질 분석 ...49
• (1) ICP 분석 ...49
• (2) XRD 분석 ...51
• 다. 용출 시험을 통한 중금속 농도 분석 ...52
• 라. 용출 분율 ...58
• 마. 광학 현미경 입자 분석 ...58
• 제2절 소각재내 다이옥신의 농도 분석 ...61
• 1. 다이옥신 농도 분석 ...61
• 가. 채취 시료의 건조 ...61
• 나. 분석 방법 ...61
• 다. 시료의 전처리 ...62
• (1) 추출 ...62
• (2) 정제용 내부표준물질의 첨가 ...62
• (3) 황산 처리 ...63
• (4) 다중 실리카겔 컬럼크로마토그래피 ...63
• (5) 알루미나 컬럼크로마토그래피 ...63
• (6) 실린지 첨가용 내부표준물질의 첨가 ...64
• 라. 고분해능 가스크로마토그래프/질량분석계 (HRGC/HRMS)에 의한 분석 ...64
• (1) 분석용 시약 ...64
• (가) 정제용 내부표준물질 ...65
• (나) 실린지첨가용 내부표준물질 ...66
• (다) 검량선 작성용 표준액 ...66
• (2) 가스크로마토그래프(GC) ...67
• (3) 질량분석계(MS) ...67
• (4) 질량검정(mass calibration) ...68
• (5) 정성 분석 ...69
• (6) 정량 분석 ...69
• (가) 검량선 작성 ...70
• (나) 농도계산 ...70
• (다) 결과의 표시 ...71
• 2. 소각재 다이옥신 농도 분석 ...73
• 가. 실험에 사용될 비산재 (소각재)의 채취와 균질화 ...73
• 나. 다양한 소각재의 다이옥신 농도 ...74
• 다. D시 소재 소각장 비산재의 다이옥신 이성질체별 농도 ...77
• 라. 비산재 입자크기에 따른 다이옥신의 농도 분포 ...78
• 제3절 다이옥신 분해균의 탐색 분리 및 확보 ...80
• 1. 다이옥신 분해 미생물의 탐색 ...80
• 가. 회분식 농화배양 ...80
• 나. 연속식 농화배양 ...82
• 다. 다이옥신 분해균의 분리 ...85
• 2. 다이옥신 분해균의 동정 ...87
• 가. DNA의 추출 및 16S rDNA의 PCR 증폭 ...87
• 나. 16S rDNA 염기서열 분석 ...88
• 3. 국내외 다이옥신 분해 미생물의 확보 ...92
• 가. 다이옥신 분해 미생물의 확보 ...92
• 나. 확보된 미생물의 다이옥신 분해 특성 연구 ...93
• 4. 다이옥신제거용 곰팡이의 동정 ...96
• 5. 다이옥신배지에서 미생물의 생육 및 분해산물분석 ...102
• 가. 다이옥신을 유일한 탄소 원으로 하는 배지에서의 미생물 성장 ...102
• 나. 배지에서의 다이옥신의 감소 ...102
• 다. 분해 산물의 확인 ...103
• 라. 1,2,3,4-TCDD 와 1,2,3,4,7,8-HxCDD 분해 ...103
• 마. 분해 산물 분석 방법 ...103
• 6. 분해균주의 특성 ...104
• 가. 세균 균주 Pseudomonas sp. PH-03의 특성 및 성장곡선 ...104
• 나. 세균 균주 Pseudomonas sp. PH-03의 다이옥신분해 ...107
• 다. 다이옥신과 염화 다이옥신으로 부터의 분해 산물 측정 ...108
• 라. 산소 소모속도 측정 ...111
• 마. 분해 산물의 정량 분석 ...112
• 바. Sphingomonas wittichii RW1의 다이옥신분해 ...114
• 제4절 Prototype 생물반응기의 설계와 운용조건 ...125
• 1. 다이옥신 분해효율에 대한 공정변수의 영향 파악 ...125
• 가. 액체배양의 pH ...125
• 나. 소각재와 배지 혼합물의 pH ...127
• 다. 배양 온도 ...128
• 라. 용존 산소 ...129
• 마. 소각재가 함유된 배지에서의 미생물 배양 ...131
• 바. 소각재 중금속에 의한 다이옥신 분해균의 영향 ...131
• 사. 배지와 소각재의 혼합비율에 따른 점도 분석 ...140
• 2. Prototype 생물반응기 ...142
• 가. 생물반응기 설계 ...142
• (1) 중금속 흡착제를 이용한 Bioslurry reactor ...144
• (2) Bioreactor with dioxin extraction ...144
• 제5절 미생물의 소각재 적용 연구 ...146
• 1. 분리 확보된 미생물의 다이옥신 분해 특성 연구 ...146
• 2. 균주 RW1의 소각재 적용 연구 ...148
• 3. 다이옥신 분해용 미생물제제의 제조 및 다이옥신 분해활성 ...151
• 가. 다이옥신 분해 미생물의 배양 및 미생물제제의 제조 ...151
• (1) 세균 제제 ...151
• (2) 곰팡이 제제 ...151
• (3) 다이옥신 분해용 미생물 제제 ...152
• (4) 미생물제제용 부용제 ...152
• (5) 미생물제제의 생균수 측정 ...153
• 나. 미생물제제의 dibenzofuran 분해 활성 ...154
• 4. 소각재 다이옥신 제거 생물반응기 형태의 결정 및 공정의 확립 ...157
• 가. 다이옥신 제거 생물반응 공정의 결정 ...157
• 나. 소각재의 채취 및 균질화 ...158
• 다. Lab-scale 소각재 처리 ...159
• (1) 미생물제제의 함량 결정 ...159
• (2) 교반기의 결정 ...159
• (3) Impeller의 결정 ...160
• 5. 미생물제제를 이용한 소각재 다이옥신의 분해 - Lab scale ...161
• 가. Lab scale -1차 ...161
• 나. Lab scale -2차 ...170
• 다. Lab scale -3차 ...178
• 6. 미생물제제를 이용한 소각재 다이옥신의 분해 - 소각재 20 Kg처리 ...185
• 가. 미생물제제 조제 ...185
• 나. 소각재 20 Kg의 생물학적 처리구의 다이옥신 ...186
• 제6절 소각재 다이옥신의 생물학적 제거기술 현장적응 - 소각재 1 ton의 생물학적 처리 ...202
• 1. 미생물 배양용 1 ton 배양기 5개의 설계 및 설치 ...202
• 가. 배양기의 설계 및 사양결정 ...202
• 나. 1 ton 배양기의 설치 ...203
• 2. 소각재 1 ton 처리용 미생물제제 생산 ...205
• 가. 미생물 배양 ...205
• 나. 미생물 배양체와 질석등의 혼합 (혼합기, 5000 L) ...205
• 다. 미생물 제제의 후발효 ...206
• 3. 소각재 1 Ton의 현장처리 (D시 소재 소각장) ...208
• 가. 1000 liter 용 혼합기의 설치 ...208
• 나. 미생물제제와 소각재 1 ton의 반응 및 composting ...209
• 다. 시료 채취 및 Dioxin 분석 ...212
• 제7절 소각재 다이옥신 제거용 생물제제의 미생물 모니터링 ...234
• 1. 미생물 모니터링을 위한 Denaturing Gradient Gel Electrophoresis ...234
• 가. 소각재 시료로부터 DNA 분리 ...236
• 나. 세균 특이적인 유전자의 증폭 ...236
• 다. 곰팡이 특이적이 유전자의 증폭 ...238
• 2. 소각재내의 세균의 DGGE ...239
• 3. 소각재내 곰팡이의 DGGE ...241
• 제4장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 ...242
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ...245
• 제6장 참고문헌 ...246
• 표목차 ...249
• 그림목차 ...253
• 부록 -원데이터- ...258