초록 ▼

연구개요
○ 본 연구의 최종 목표는 페놀계 산업폐수의 고율 바이오가스화를 달성하기 위한 Magnetite 투입을 통한 개선 효과를 검증하고 투입 전략을 개발하는 것임. 이를 통해 공정 안정성과 효율(속도)의 개선을 도모하고 추후 해당 폐수처리 바이오가스화 기술의 국내보급 및 시장개척을 위한 기초연구 결과를 제공하고자 함.

연구 목표대비 연구결과
○ 페놀계 화합물 바이오가스화 공정 대상 Magnetite 투입 효과 검증 연구를 통해 Magnetite 투입으로 페놀 분해 메탄생산반응의 속도가 획기적으로 개선됨(4

연구개요
○ 본 연구의 최종 목표는 페놀계 산업폐수의 고율 바이오가스화를 달성하기 위한 Magnetite 투입을 통한 개선 효과를 검증하고 투입 전략을 개발하는 것임. 이를 통해 공정 안정성과 효율(속도)의 개선을 도모하고 추후 해당 폐수처리 바이오가스화 기술의 국내보급 및 시장개척을 위한 기초연구 결과를 제공하고자 함.

연구 목표대비 연구결과
○ 페놀계 화합물 바이오가스화 공정 대상 Magnetite 투입 효과 검증 연구를 통해 Magnetite 투입으로 페놀 분해 메탄생산반응의 속도가 획기적으로 개선됨(46%)을 검증하였음. 또한, Magnetite 이용 페놀 바이오가스화 균주의 경우 순응에 적정 수준의 시간이 필요하며, 연속식 공정의 경우 Magnetite의 단발성 투입이 아닌 지속적 농도 유지가 필요할 것으로 사료됨.
○ Magnetite 최적 투입량 조사연구를 통해 20 mM Magnetite가 페놀 바이오가스화를 극대화하기 위한 최적의 투입량임을 도출하였으며, 특정 농도 이상의 투입량은 저해를 유발함을 확인하였음. 연속식 반응기 운영 시 Magnetite 투입을 통한 공정 개선효과 극대화를 위해서는 투입량, 유출량 조절을 통해 Magnetite가 적정 농도 범위로 반응기 안에 체류할 수 있도록 관리해주는 전략이 필요할 것으로 사료됨.
○ Magnetite 이용 페놀계화합물 바이오가스화 주요 균주 조사 연구를 통해 Magnetite 투입 조건에서 페놀계화합물인 크레졸과 주요 중간물질인 프로피온산을 혐기성 조건에서 분해 및 바이오가스화하는 주요 세균 및 메탄균을 판별할 수 있었음. 세균의 경우 Thermovigra는 크레졸 분해에, Syntrophobacter sulfatireducens는 프로피온산 분해에 주요한 역할을 하는 것으로 생각되며, 메탄생성균의 경우 수소이용성 메탄균인 Methanoculleus와 아세트산이용성메탄균인 Methanosaeta가 전체 메탄생성균의 97% 이상을 차지하여 Magnetite 이용 메탄생산반응에 주요 역할을 하며, 서로 적절한 균형이 해당 공정의 안정적 운영을 위해 필수적일 것으로 사료됨.

연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
○ 본 연구는 적정량의 Magnetite 투입이 페놀계화합물 바이오가스화 공정의 전체 공정속도의 획기적인 개선 효과가 있음을 실험적으로 검증하였으며, 이는 페놀계화합물의 바이오가스화에 Magnetite를 접목시킨 중요 초기 연구로 양질의 저널에 논문게재를 통해 학술적 인지도 제고 효과 기대됨. 또한 얻은 결과를 토대로 추후 추가적으로 다양한 관련 후속 연구(연속식 공정 검증, 타 공정 적용 등)를 수행할 수 있어 새로운 연구분야 개척의 시발점이 될 수 있을 것으로 사료됨.
○ 국내에서 발생하는 유기성 산업폐수의 유기물 부하량은 2017년 기준 258만 kg VS/일에 달하나 바이오가스화는 전무한 상황임. 본 연구 결과를 기반으로 후속연구가 진행되고 추후 산업화를 거쳐 해당 기술이 시장에 성공적으로 안착될 경우 이와 같은 미활용 바이오매스의 바이오가스화를 통해 폐수처리 비용 절감 및 에너지 생산 증대에 크게 이바지할 것으로 예상됨.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 연구의 목적 및 필요성 ... 4
• 2) 연구의 목표 및 연구범위 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 12
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 12
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4) 목표 미달 시 원인 분석(해당 시) ... 13
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 참고문헌 ... 14
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 16
• 끝페이지 ... 17