초록 ▼

지구 온난화로 전 세계 기온이 지난 100년간 0.74 ℃상승하였고 21세기에는 더욱 가속화될 전망이다(’07년 IPCC). 특히 한반도의 기후변화 진행 속도는 전세계 평균을 상회하고 있어 기후변화 전반에 걸친 적극적 대응으로의 정책 전환이 필요한 시점이다.
기후변화 대응을 위해 국제사회가 모든 노력을 경주하고 있는 가운데 저탄소 녹색기술로 조류(藻類)를 이용한 대체연료 개발에 많은 관심이 집중되고 있다. 국제에너지협회(IEA) 보고서에 의하면 2050년에는 운송에 사용되는 전체연료의 27%가 바이오연료가 차지할 것으로 예측하

지구 온난화로 전 세계 기온이 지난 100년간 0.74 ℃상승하였고 21세기에는 더욱 가속화될 전망이다(’07년 IPCC). 특히 한반도의 기후변화 진행 속도는 전세계 평균을 상회하고 있어 기후변화 전반에 걸친 적극적 대응으로의 정책 전환이 필요한 시점이다.
기후변화 대응을 위해 국제사회가 모든 노력을 경주하고 있는 가운데 저탄소 녹색기술로 조류(藻類)를 이용한 대체연료 개발에 많은 관심이 집중되고 있다. 국제에너지협회(IEA) 보고서에 의하면 2050년에는 운송에 사용되는 전체연료의 27%가 바이오연료가 차지할 것으로 예측하고 있다. 조류를 이용한 대체연료 생산은 야자나 콩 등 다른 작물원료에 비해 연료생산성이 10배 이상 높아 새로운 바이오자원으로 떠오르고 있다. 또한 광합성세균인 조류를 이용하여 하수 방류수의 질소, 인 고도처리가 가능하고, 하수처리장 포기조에서 방출되는 CO2를 포집하여 탄소원으로 사용함으로써 대기방출을 저감할 수 있다.
바이오연료의 생산기술 개발은 각국에서 국가 전략산업으로 추진 중인데 일본은 ‘90년부터 생물학적 이산화탄소 고정화 연구를 추진하고 있다. 미국 에너지성(DOE, Department of Energy) 주관으로 추진하고 있는 GTL(Genomes To LIfe) 프로그램은 2001-2010/20의 장기 연구프로그램으로 미생물의 유전체연구를 통하여 지구온난화, 에너지고갈 등 21세기 당면문제 해결을 목표로 추진되고 있으며, 최근에 지질함량이 높은 것으로 알려진 Botryococcus braunii의 유전체분석을 시작하였다. Greenfuel Technology는 발전소배가스를 적용한 광생물반응기를 개발하여 바이오디젤 생산용 조류배양 시범사업을 진행 중이다. 우리나라는 1998년 과학기술부의 환경기반기술개발사업으로 이산화탄소의 생물학적 고정화 및 유용물질생산 연구가 시작되었으며, 최근에는 신성장동력 종합추진계획(’09. 05)으로 해양생물을 이용한 바이오에너지 생산 실증플랜트를 건설중에 있다. 세계적으로 조류를 이용한 바이오연료 생산연구는 2008년 이후 급격히 증가하고 있으며, 최근 들어서는 하폐수처리와 연계된 바이오연료 생산연구도 활발히 이루어지고 있다.

Abstract ▼

Potential feasibility of advanced treatment of municipal wastewater and biofuel production was evaluated by microalgae culture. For exploration of indigenous species that could be possibly converted into biodiesel, distribution of microalgae was investigated in fresh water including lake and river.

Potential feasibility of advanced treatment of municipal wastewater and biofuel production was evaluated by microalgae culture. For exploration of indigenous species that could be possibly converted into biodiesel, distribution of microalgae was investigated in fresh water including lake and river. Green algae such as Chlorella and Scenedesmus sp., well known for possibility of biodiesel production with high lipid content, were observed in both summer and autumn season. However another species with high lipid content, botryococcus sp., was not observed in this study. In mixed culture that the sampled microalgae were inoculated into synthesized wastewater medium, those green algae were found to grow dominantly, comparing to other species of diatoms and blue-green algae. And they were also capable of removing nitrogen and phosphorus in batch experiments. During the culture period of 14 days, removal efficiencies of nitrate and phosphorus were 30% and 82%, respectively. Furthermore, content of intracellular lipi extracted from algae cell was as favorable as 12 ~ 30% in the mixed culture where Scenedesmus and Chlorella sp. predominated. Therefore, it was confirmed that microalgae could be applied for biofuel production and wastewater treatment,
even though there are economic barriers to overcome in the future.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 표목차 ... 4
• 그림목차 ... 5
• Abstract ... 6
• Ⅰ. 서 론 ... 7
• Ⅱ. 연구내용 및 방법 ... 9
• 1. 연구내용 ... 9
• 가. 국내외 연구 및 기술동향 조사 ... 9
• 나. 국내 조류 탐색 및 분포 조사 ... 9
• 다. 조류배양 및 하수고도처리 ... 9
• 라. 바이오연료 고생산성 조류 발굴 ... 10
• 2. 연구방법 ... 10
• 가. 조사지점 ... 10
• 나. 시료채취 및 배양 ... 10
• 다. 하수고도처리 기초실험 ... 12
• 라. 조류 고액분리 ... 13
• 마. 지질 추출 및 함유량 측정 ... 13
• Ⅲ. 연구결과 및 고찰 ... 15
• 1. 연구 결과 및 고찰 ... 15
• 가. 국내외 연구 및 기술동향 ... 15
• 2. 국내 수계 조류분포 특성 ... 17
• 3. 조류배양 및 고도처리 ... 21
• 가. 조류 배양 ... 21
• 나. 질소 제거 ... 24
• 다. 인 제거 ... 26
• 라. N/P 비의 영향 ... 27
• 4. 활성슬러지 플록의 생물응집 특성을 이용한 조류의 분리수확 ... 28
• 5. 지질(lipid) 생산 ... 29
• Ⅳ. 결 론 ... 33
• 참고문헌 ... 35