초록 ▼

◻ 연구개요
암모니아스트리핑, 결정화 등의 방법을 통하여 가축분뇨 내 질소·인을 자원형태로 회수하려고 시도하고 있지만 실제 가축분뇨 내에는 직접회수가 가능한 질소(암모늄 이온)와 인(인산염)의 함량이 상당히 낮아 기존의 방법으로는 회수량을 높이는 데 한계가 있으며, 본 연구에서는 촉진기술을 활용한 고효율 생물발효 공정 기술 개발을 통해 기존 기술의 단점을 해결하고자 하며 상세 연구 목표는 아래와 같이 설정하였음.
- 장내토착미생물을 활용한 신개념의 가축분뇨 암모니아발효 공정 개발
- 생물학적 발효 속도 및 효율 증진

◻ 연구개요
암모니아스트리핑, 결정화 등의 방법을 통하여 가축분뇨 내 질소·인을 자원형태로 회수하려고 시도하고 있지만 실제 가축분뇨 내에는 직접회수가 가능한 질소(암모늄 이온)와 인(인산염)의 함량이 상당히 낮아 기존의 방법으로는 회수량을 높이는 데 한계가 있으며, 본 연구에서는 촉진기술을 활용한 고효율 생물발효 공정 기술 개발을 통해 기존 기술의 단점을 해결하고자 하며 상세 연구 목표는 아래와 같이 설정하였음.
- 장내토착미생물을 활용한 신개념의 가축분뇨 암모니아발효 공정 개발
- 생물학적 발효 속도 및 효율 증진을 위한 미생물간 직접전자전달 촉진 기술 개발

◻ 연구 목표대비 연구결과
- 암모니아발효 공정을 국내 최초로 개발하였고, 세계 최고 수준을 달성하여 암모니아 회수 시 에너지 소모량을 크게 줄일 수 있었음.
(1) 세계최초로 10 g/L 이상의 암모니아발효액을 생성 (100%달성)
(2) 암모니아 농도를 높여서 단위 kg N당 에너지 소모량을 1/3이하로 낮춤 (100% 달성)
(3) 고농도 암모니아 저해 기작 규명

◻ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
(1)가축분뇨 내 질소·인 농도 감소를 통한 하수처리비용 감소
- 하수처리장의 처리비용 상승(비경제적) → 농가: 자원 회수 및 판매(경제적)
(2) 고효율 질소·인 회수를 통한 새로운 수익 창출
- 그동안 수입에 의존하던 질소와 인의 대체 효과를 통한 신규 수익 창출
- 암모니아 형태로 질소를 회수 시 수소 생성이 가능하므로 수소 시장 진출 가능
(3) 단백질의 혐기발효 메커니즘 및 모델링 기술 확보
- 생물학적 발효가 진행되는 동안 단백질의 최종 부산물 예측 및 처리 방안도출 가능
- 단백질 분해 미생물 데이터 구축(NGS, Metagenomics analysis 등)

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• (1) 아미노산을 기질로 사용한 암모니아 발효 실험 ... 6
• (2) 젤라틴을 기질로 사용한 암모니아 발효 실험 ... 7
• (3) 가축분뇨로부터 암모늄 이온 생산을 위한 최적 생물학적 발효조건 도출 ... 8
• (4) 가축분뇨 및 슬러지케이크 내 암모늄 이온 생산 증대 ... 8
• (5) 슬러지케이크 활용 암모니아 발효 실험 ... 9
• (6) 단백질 혐기성 조건 분해 모델링 기술 개발 ... 10
• (7) 미생물 분석 ... 12
• (8) 개발공정의 환경성 평가 ... 13
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 14
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 14
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• 3) 목표 달성 수준 ... 15
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 15
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 15
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 15
• 6. 자체점검표 ... 16
• 7. 참고문헌 ... 16
• 끝페이지 ... 24