초록 ▼

● 대표적인 유기성 폐기물인 하수 슬러지와 음폐수의 혼합 처리 공정 적용 사례 및 한계점에 대해서 파악한 후 회분식 혼합공정을 통해 하수슬러지와 음폐수의 최적 혼합비를 도출하였음. 또한, 본 연구팀이 개발한 하수슬러지 저감 공정을 음폐수를 대상으로 각기 다른 HRT에 적용하여 최적 HRT를 도출하였음.
● Synechocystis sp.의 바이오매스 생산성 증대를 위해 표적 대사경로로 오탄당인산경로를 선정하였으며, 해당 효소를 코딩하는 zwf 유전자를 과발현시켜 오탄당인산경로를 활성화함으로써 NADPH 생산을 증대시키는 전략을

● 대표적인 유기성 폐기물인 하수 슬러지와 음폐수의 혼합 처리 공정 적용 사례 및 한계점에 대해서 파악한 후 회분식 혼합공정을 통해 하수슬러지와 음폐수의 최적 혼합비를 도출하였음. 또한, 본 연구팀이 개발한 하수슬러지 저감 공정을 음폐수를 대상으로 각기 다른 HRT에 적용하여 최적 HRT를 도출하였음.
● Synechocystis sp.의 바이오매스 생산성 증대를 위해 표적 대사경로로 오탄당인산경로를 선정하였으며, 해당 효소를 코딩하는 zwf 유전자를 과발현시켜 오탄당인산경로를 활성화함으로써 NADPH 생산을 증대시키는 전략을 수립한 후 오탄당인산경로 활성화를 위해 vector를 설계 및 제작하였음.
● 고농도 유기성 폐기물 (하수슬러지, 음식물류 폐기물, 축산분뇨) 처리수의 특성을 분석하여 미세조류 배양 전략을 설계하고 실험을 통해 영양염류 흡수율과 생장 능력이 뛰어난 미세조류를 선별한 뒤 배양조건에 따른 미세조류의 지질 생산성을 비교하였음. 또한, 하․폐수에 이미 존재하는 토착 미세조류와 미생물들을 활용하여 공생적 상호작용이 극대화된 생물학적 처리 및 바이오매스 생산 시스템을 구축하기 위해 인근 하수처리장의 유입하수, 1차침전조 유출수, 생물반응조 유출수, 2차 침전조 유출수, 최종유출수와 가축 분뇨 처리시설의 유출수에서 토착 미세조류를 분리 동정하고 배양조건에 따른 커뮤니티 다양성을 분석하였음.
● 미세조류 바이오매스를 대상으로 온도 변화에 따른 생산 가능한 유기산의 농도 및 종류와 혐기 산 발효 공정 기초 운전 인자를 확인 하였고, 거대조류 바이오매스의 혐기 산 발효 공정에서 생산된 유기산을 이용하여 oleaginous yeast의 지질 생산 가능성 및 지질 축적 유도를 위한 기초 배양 조건을 확보하였음.

(출처 : 보고서 요약서 4p)

Abstract ▼

Ⅲ. Results
1) Development of an integrated process to treat food waste leachate and sewage sludge simultaneously
● Several critical factors for treating food waste leachate and sewage sludge simultaneously were investigated, and optimal mixing ratio of those for enhancing methane production wa

Ⅲ. Results
1) Development of an integrated process to treat food waste leachate and sewage sludge simultaneously
● Several critical factors for treating food waste leachate and sewage sludge simultaneously were investigated, and optimal mixing ratio of those for enhancing methane production was demonstrated by batch tests. The optimal hydraulic retention time was also demonstrated.
2) Bioethanol production from genetically engineered cyanobacteria strains
● To increase the biomass productivity of synechocystis sp., pentose phosphate pathway was selected, and designing vector was completed for increased NADPH production by pentose phosphate pathway activation.
3) Microalgae cultivation using effluents from low-cost organic waste treatment systems
● The characteristics of effluents from sewage sludge, food waste, and manure treatment systems were investigated and strategies for cultivating high-density microalgae were obtained.
● Several strains, which can not only absorb high nutrient concentration but also maintain high cell density, were selected for augmenting microbial lipid production.
● Indigenous microalgae isolation was conducted using municipal wastewater and microbial community analysis demonstrated the relationship between microalgae and bacteria.
4) Development of integrated systems treating organic wastes and producing bioenergy simultaneously
● An integrated process that consists of a sewage sludge fermentation system producing volatile fatty acids (VFAs) and mixotrophic cultivation of microalgae was operated to produce microbial lipids economically, and the results demonstraed that VFAs produced from the sewage sludge fermentation system are favorable carbon sources for cultivating microalgae.
● The effect of operating temperature on VFAs production from microalgal biomass was identified, and the increased microbial lipid production from oleaginous yeast using organic acids produced from a macroalgae fermentation system was demonstrated.

(출처 : SUMMARY 8p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 4
• 요 약 문 ... 5
• S U M M A R Y ... 8
• C O N T E N T S ... 10
• 목차 ... 11
• 제1장. 연구개발과제의 개요 ... 12
• 제 1절. 연구개요 ... 12
• 제 2절. 연구개발의 필요성 ... 13
• 제 3절. 연구개발의 최종 목표 ... 17
• 제 4절. 연구개발의 추진체계 ... 17
• 제2장. 국내외 기술개발 현황 ... 19
• 제 1절. 저가 유기성 폐기물 처리수를 이용한 미세조류 배양기술 ... 19
• 제 2절. 국내외 연구현황 ... 19
• 제 3절. 연구결과가 국내외 기술개발현황에서 차지하는 위치 ... 20
• 제3장. 연구개발수행 내용 및 결과 ... 23
• 제 1절. 2단계 1년차 연구개발수행 내용 및 결과 ... 23
• 제 2절. 2단계 2년차 연구개발수행 내용 및 결과 ... 34
• 제 3절. 2단계 3년차 연구개발수행 내용 및 결과 ... 48
• 제4장. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 57
• 제 1절. 연차별 연구개발 목표 ... 57
• 제 2절. 연차별 세부연구목표 및 평가의 착안점 ... 58
• 제 3절. 연차별 연구개발목표의 달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 59
• 제5장. 연구개발결과의 활용계획 ... 61
• 제 1절. 연구결과의 활용방안 및 기대효과 ... 61
• 제6장. 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 62
• 제 1절. 미세조류 유래 바이오 연료 생산 현황 ... 63
• 제 2절. Oleaginous Yeast를 이용한 바이오연료 생산연구 ... 63
• 제7장. 참고문헌 ... 64
• 끝페이지 ... 67