초록 ▼

□ 연구개요
본 연구는 에너지 다소비 시설인 하수처리시설의 에너지자원을 최대한 활용하여 “에너지 Positive”를 달성하기 위해 수행되었다. 아직 국내에서 본격적으로 연구된 바 없는 고속활성슬러지 공법의 기초적인 공정인자를 제안하고, 우점 미생물을 분리배양하여 향상된 유기물 제거효율과 에너지 회수율 등을 분석하여 유기물 회수를 위한 원천기술을 제공한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
고속활성슬러지 공법은 접촉안정화 공정과 접목되어 일반 고속활성슬러지법과 비교평가 되었다. 공정 운영을 위한 기본적인 공정 인자와

□ 연구개요
본 연구는 에너지 다소비 시설인 하수처리시설의 에너지자원을 최대한 활용하여 “에너지 Positive”를 달성하기 위해 수행되었다. 아직 국내에서 본격적으로 연구된 바 없는 고속활성슬러지 공법의 기초적인 공정인자를 제안하고, 우점 미생물을 분리배양하여 향상된 유기물 제거효율과 에너지 회수율 등을 분석하여 유기물 회수를 위한 원천기술을 제공한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
고속활성슬러지 공법은 접촉안정화 공정과 접목되어 일반 고속활성슬러지법과 비교평가 되었다. 공정 운영을 위한 기본적인 공정 인자와 유기물, 질소, 인등의 제거 대상물질의 제거 효율을 평가하고, 사전 연구 사례들을 통해 고속접촉안정화 공법의 우수성을 증명하였다.
고속접촉 안정과 공법의 중요한 인자인 Contact/Stabilization의 운영 시간을 각각 1, 0.6, 0.33, 0.17로 선정하여 유기물 제거효율과 에너지 회수율을 평가하였다. 이를 통해 입자성, 용존성 COD의 제거가 어떠한 조건에서 높은 제거율을 나타내는지 관찰하고, 가장 높은 에너지의 회수가 가능한 조건을 찾아내었다.
배양된 고속접촉안정화 슬러지에서 우점배양된 미생물을 분리배양하여 대표균주로 Klebsiella pneumoniae 종을 확인하였다. HiCS에 특화된 미생물 종을 하수처리의 접종원으로 사용했을 시에 유기물 제거효율과 에너지 회수율을 평가하였다. 유기물 제거효율은 기존 HiCS공정보다 낮았지만 에너지 회수효율이 극대화 되는 것을 확인하였다. 추후 연구를 통해 분리배양된 종의 유기물 제거효율을 개선한다면 하수처리에 에너지 자립도가 획기적으로 향상될 것으로 기대된다.
본 연구의 당초 목적이었던 고속활성슬러지공정 기초연구의 관점에서 목표가 달성되었으며, 본 연구과제의 지원으로 여러 논문을 발간하였다. 후속 연구로서 우수신진연구(2021~2026)를 수주받아 연구 중에 있다. 향후 목표는 고속활성슬러지 공정의 단점을 개선하고 Feast-Famine기작의 핵심 기능성 유전체와 대사조절 인자를 규명하는 것이다.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
기존의 활성슬러지 공법은 미생물의 산화작용을 위한 산소공급에 막대한 에너지를 사용하고, 에너지 잠재력이 높은 유기물을 대부분 온실가스인 이산화탄소로 전환한다.
이를 해결하기 위해서는 하수처리시설로 유입되는 유기자원을 혐기성소화를 통해 메탄가스로 최대한 회수하여야한다. 고속활성슬러지 공정은 하수의 에너지 잠재력을 이용하는 대표적인 방법이나 국내에는 아직 본 기술을 다룬 선행 연구가 진행된바 없다. 본 연구에서는 고속접촉안정화공정의 기초적인 연구부터 진행하여 공정인자를 확립하고, 유기물 제거, 에너지 회수율을 평가하였다. 또한, HiCS 군집에서 우점하고 있는 미생물균주를 확보하여 보다 향상된 에너지회수율을 달성하였다. 그리고 기존에 건조 처리될수 있는 활성슬러지나 고도화학침전 슬러지의 활용 가능성을 제시하였다. 본 연구에서 평가된 자료는 유기물 회수를 최대화할 수 있는 원천기술을 제공하여 하수처리시설을 에너지 생산형 시설로 전환가능하게 할 것으로 예상된다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 2.1 이론/실험적 접근방법 ... 4
• 2.2 연차별 연구개발 수행 과정 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 5
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 5
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 13
• 3) 목표 달성 수준 ... 13
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 1) 학문적 성과 도출 ... 13
• 2) 환경공학적 활용 ... 13
• 2) 생물공학적 활용 ... 14
• 6. 참고문헌 ... 15
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 16
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 17
• 끝페이지 ... 27