보고서 정보
주관연구기관 |
이화여자대학교 Ewha Womans University |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
|
발행년월 | 2017-09 |
과제시작연도 |
2015 |
주관부처 |
환경부 Ministry of Environment |
등록번호 |
TRKO201900002602 |
과제고유번호 |
1485013989 |
사업명 |
환경융합신기술개발 |
DB 구축일자 |
2019-06-29
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키워드 |
고집약 바이오커버.생물복합섬유.악취.메탄.매립가스.메타게놈.High-compact biocover.Biocomplex textile.Odor.Methane.Landfill gas.Metagenome.
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초록
▼
□ 개발 목적 및 필요성
메타게놈 정보를 활용하여 면(점)오염 악취 및 메탄 동시 저감 소재 실용 기술 개발을 위해, 안정화 단계 매립지 관리를 위한 고집약 하이브리드 바이오커버 시스템(High-compact & Hybrid biocover system)과 사용 단계 매립지 관리를 위한 생물복합섬유(Biocomplex textile) 시제품을 개발
□ 연구개발결과
○ 매립지 토양 복토층에서 배출되는 악취 및 메탄 발생 정보 구축:
• 복합악취 배출 강도: 7 ∼ 20,801 OU(공기희석배수)
•
□ 개발 목적 및 필요성
메타게놈 정보를 활용하여 면(점)오염 악취 및 메탄 동시 저감 소재 실용 기술 개발을 위해, 안정화 단계 매립지 관리를 위한 고집약 하이브리드 바이오커버 시스템(High-compact & Hybrid biocover system)과 사용 단계 매립지 관리를 위한 생물복합섬유(Biocomplex textile) 시제품을 개발
□ 연구개발결과
○ 매립지 토양 복토층에서 배출되는 악취 및 메탄 발생 정보 구축:
• 복합악취 배출 강도: 7 ∼ 20,801 OU(공기희석배수)
• 복합악취 flux: 0.17 ∼ 70.36 OU m-2 min-1
• 메탄 농도: 0.1 ∼ 62.51%
• 메탄 flux: 0.69 ∼ 312.70 mg-CH4 m-2 min-1
○ Prototype 바이오커버 현장 연구:
• 시공방식이 다른 4종의 prototype 바이오커버의 악취 및 메탄 저감 성능평가 자료 확보 및 고집약 하이브리드 바이오커버 설계인자 확보
• 주요 악취 분해 미생물: Acinetobacter, Rhodanobacter, Dokdonella
• 주요 메탄 분해 미생물: Methylobacter, Methylocaldium, Methylomonas,Methylophilus
○ 고집약 하이브리드 바이오커버의 실용 기술 개발 :
• 기존 바이오커버의 1/50 면적으로 처리 가능한 고집약 바이오커버 개발:450 m2(30 x 15 m) 매립공간에 9 m2(3 x 3 m)의 고집약 바이오커버 설치
• 복합악취 배출 강도: 비동절기- 363 OU, 동절기- 308 OU
• 유입 복합악취 강도 대비 복합악취 제거효율: 비동절기- 90%, 동절기- 84%
• 메탄 배출 농도: 비동절기- 5.3%, 동절기- 3.4%
• 유입 메탄 농도 대비 메탄 제거효율: 비동절기- 85%, 동절기- 91%
• 면/점오염원 동시 처리시 악취 및 메탄 제거 가능
• 메탄산화세균의 점유율이 초기 10%에서 40%까지 증가, Methylobacter와 Methylocaldum이 우점
○ 사용 단계 매립지 악취 및 메탄 배출 저감을 위한 생물복합섬유 개발 :
• Perlite와 tobermolite를 미생물 고정 담체로 활용한 생물복합섬유 개발
• 복합악취 배출 강도: 55 OU
• 대조군 토양 복토층 대비 복합악취 제거효율: 99%
• 메탄 배출 농도: 0.32%
• 대조군 토양 복토층 대비 메탄 제거효율: 99%
• 주요 악취 및 메탄 분해 미생물: Stenotrophomonas, Pseudomonas,Thermomonas, Methylocaldum, Methylobacter 등
□ 성능사양 및 기술개발 수준
○ 기존 바이오커버의 1/50 면적으로 악취와 메탄을 동시 처리하며, 면/점오염원에 대해 탄력적으로 적용 가능한 고집약 하이브리드 바이오커버 기술
○ 고집약 바이오커버의 복합악취 처리 성능: 동절기/비동절기 500 OU 이하
○ 고집약 바이오커버의 메탄 제거 효율: 동절기/비동절기 85% 이상
○ 복토용 토양의 대체재로 사용 단계 매립지 악취/메탄 저감용 생물복합섬유
□ 활용계획
○ 고집약 하이브리드 바이오커버 기술의 상용화
○ 복토용 토양의 대체재로서 생물복합섬유의 제품화
○ 매립 완료 혹은 운영 중인 매립지 매립가스(악취/온실가스) 관리에 활용
○ 혐기성 소화조, 퇴비화 시설, 축산 처리 시설 등 다양한 환경기초시설에서 배출되는 악취 및 온실가스 관리에 활용
(출처 : 요약서 4p)
Abstract
▼
Ⅳ. Results
◦ Construction of odor and methane emission informations from landfill cover soil :
• Complex odor emission intensity (air dilution ratio, OU): 7 ∼ 20,801(Median: 2,080, Average: 4,070±4,956)
• Complex odor flux (OU m-2 min-1): 0.17 ∼ 70.36 (Median: 0.78, Av
Ⅳ. Results
◦ Construction of odor and methane emission informations from landfill cover soil :
• Complex odor emission intensity (air dilution ratio, OU): 7 ∼ 20,801(Median: 2,080, Average: 4,070±4,956)
• Complex odor flux (OU m-2 min-1): 0.17 ∼ 70.36 (Median: 0.78, Average: 7.66±16.47)
• Methane concentration (%): 0.1 ∼ 62.51 (Median: 6.90, Average: 19.28±21.07)
• Methane flux (mg-CH4 m-2 min-1): 0.69 ∼ 312.70 (Median: 25.61, Average: 47.99±78.78)
◦ Prototype biocover filed test :
• Construction of design factors for high-compact & hybrid biocover by evaluating odor and methane removability in 4 different-type biocovers
• Major odor-degrading bacteria: Acinetobacter, Rhodanobacter, Dokdonella
• Major methane-degrading bacteria: Methylobacter, Methylocaldium, Methylomonas, Methylophilus
◦ Development of practical technology for high-compact & hybrid biocover :
• Development of high-compact biocover that can be processed with only 1/50 of conventional biocover area: Installation of 9 m2-bicover (3 x 3 m) in 450 m2-landfill area (30 x 15 m)
• Complex odor emission intensity: Non-winter season- 363 OU, Winter season- 308 OU
• Removal efficiency of complex odor based on Inlet complex odor intensity: Non-winter season- 90%, Winter season- 84%
• Methane emission concentration: Non-winter season- 5.3%, Winter season- 3.4%
• Removal efficiency of methane based on Inlet methane concentration: Non-winter season- 85%, Winter season- 91%
• Possibility of odor and methane removal potential in the condition of simultaneous treatment of area/point sources
• Increasing the dominance of methanotrophs from 10% to 40% in the total bacterial community, Detecting Methylobacter and Methylocaldum as dominant methanotrophs
◦ Development of biocomplex textile for simultaneous mitigation of odor and methane in operational landfills :
• Developing biocomplex textiles using perlite and/or tobermolite as microbial carriers
• Complex odor emission intensity: 55 OU
• Removal efficiency of complex odor based on landfill cover soil: 99%
• Methane emission concentration: 0.32 %
• Removal efficiency of methane based on landfill cover soil: 99%
• Major odor and methane-degrading bacteria: Stenotrophomonas, Pseudomonas, Thermomonas, Methylocaldum, Methylobacter
(출처 : SUMMARY 15p)
목차 Contents
- 표지 ... 1
- 제출문 ... 3
- 요약서 ... 4
- 요약문 ... 7
- SUMMARY ... 13
- 목차 ... 18
- 표목차 ... 22
- 그림목차 ... 28
- 1. 연구개발과제의 개요 ... 35
- 1-1. 연구개발 목적 ... 37
- 1-2. 연구개발의 필요성 ... 40
- 가. 기술적 중요성 ... 40
- 나. 경제・사회・산업적 중요성 ... 42
- 다. 선행연구 정보 및 주요 결과 ... 43
- 1-3. 연구개발 범위 ... 50
- 2. 국내외 기술개발 현황 ... 51
- 2-1. 해외 기술 개발 현황 ... 53
- 가. 악취 저감 기술 ... 53
- 나. 메탄 저감 기술 ... 57
- 2-2. 국내 기술개발 현황 ... 61
- 가. 악취 저감 기술 ... 61
- 나. 메탄 저감 기술 ... 63
- 3. 연구수행내용 및 결과 ... 65
- 3-1. 연구개발내용(범위) 및 최종목표 ... 67
- 가. 연구개발의 최종목표 ... 67
- 나. 연도별 연구개발의 목표 및 내용 ... 68
- 다. 연도별 연구개발의 추진일정 ... 70
- 라. 연구개발의 추진전략 ... 71
- 마. 연차별 추진체계 ... 73
- 3-2. 연구개발 결과 및 토의 ... 74
- 가. 현장 연구 대상 매립지의 악취 및 메탄 발생 정보 구축 ... 74
- 나. Prototype 바이오커버 현장 1단계 연구 ... 109
- 다. Prototype 바이오커버 현장 2단계 연구 ... 174
- 라. 파일럿 규모 고집약 바이오커버 현장 연구 ... 196
- 마. 고집약 바이오커버의 면/점오염 동시 처리 현장 연구 ... 250
- 바. 생물복합섬유 개발을 위한 요소 기술 구축 ... 263
- 사. Prototype 생물복합섬유 현장 연구 ... 282
- 3-3. 연구개발 결과 요약 ... 308
- 4. 목표달성도 및 관련분야 기여도 ... 313
- 4-1. 목표달성도 ... 315
- 가. 최종 및 연도별 연구개발목표 달성도 ... 315
- 4-2. 관련분야 기여도 ... 319
- 가. 기술분야 기여도 ... 319
- 나. 환경분야 기여도 ... 319
- 다. 경제・산업분야 기여도 ... 319
- 5. 연구결과의 활용계획 ... 321
- 5-1. 연구개발결과의 활용방안 ... 323
- 5-2. 사업화계획 및 효과 ... 324
- 가. 사업화계획 ... 324
- 나. 기대효과 ... 326
- 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 329
- 6-1. 바이오필터 기술 ... 331
- 6-2. 바이오윈도우 기술 ... 332
- 6-3. 대체 복토재 기술 ... 333
- 7. 연구개발결과의 보안등급 ... 335
- 8. NTIS에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 339
- 9. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 343
- 9-1. 기술적 위험 요소 분석 ... 345
- 9-2. 안전 관리 대책 ... 345
- 가. 연구실 안전 점검 체계 및 실시 ... 345
- 10. 연구개발과제의 대표적 연구실적 ... 347
- 11. 기타사항 ... 351
- 12. 참고문헌 ... 355
- 끝페이지 ... 365
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