Quorum Quenching Energy Saving Technology in Membrane Bioreactor for Wastewater Reuse to cope with global water scarcity

연구목표

기후변화로 인해 세계적으로 심각해지는 물 부족 현상을 해결하기 위한 대책으로 분리막 생물반응기(Membrane bioreactor, MBR)공정이 제시되고 있지만, 생물막오염으로 인한 고에너지 소비는 MBR공정의 빠른 성장과 광범위한 적용을 막는 장애물로 작용하고 있다. 정족수감지억제(Quorum quenching, QQ)는 신호전달물질을 차단하는 기술로 생물막형성을 억제하는 방법으로 잠재력을 인정받고 있다. 세 나라(한국, 독일, 터키)의 연구팀은 국제공동협력을 통해 정족수감지억제에 의한 에너지절약형 분리막 생물반응기(Qourum Quenching Energy Saving Technology in MBR, QQEST-MBR)를 개발한다.

연구내용

국제적으로 유명한 세 연구팀(서울대학교[한국], HTW Berlin[독일], MEMTEK[터키])이 협력해 정족수감지억제 미생물을 이용한 QQEST-MBR을 개발한다. 잠재력을 인정받은 QQ기술을 다양한 환경 및 조건에서 운전되는 실제 대형 MBR 공정에 적용하기 위해서 다음과 같은 연구를 수행한다. 1) MBR내 신호전달물질(정족수감지)에 관한 문헌조사 수행2) 신호분자물질을 탐지하기 위한 적절한 분석방법 고찰3) 실제 MBR내 새로운 정족수감지억제 미생물 분리, 동정에 관한 문헌조사 수행4) 정족수감지억제 미생물 고정화 용기(Microbial-vessel) 제작5) 정족수감지억제 미생물 고정화 유동성 담체(Microbial-beads)제작6) Microbial-vessel이 적용된 QQEST-MBR공정의 간헐여과(filtration/relaxation or backflush)조건으로 장기간 운전 시 에너지 및 운영비용 저감 측정7) Microbial-beads가 적용된 QQEST-MBR공정의 간헐여과조건으로 장기간 운전 시 에너지 및 운영비용 저감 측정8) 한국과 유럽의 QQ기술 및 MBR공정에 관한 활발한 지식 교류

기대효과

국제공동협력(한국, 독일, 터키)연구로 MBR내 생물막오염을 효과적으로 억제하는 QQEST-MBR공정을 개발하여 다음과 같은 효과를 기대한다. 1) 기존의 MBR공정에 비해 에너지/화학소비 및 운영/유지비용 저감 효과2) 에너지 절약형인 QQEST-MBR을 개발함으로써 천연자원의 소비 저감 효과3) 현재 예상치(2015년 까지 13.7% 성장)이상으로 세계 MBR 시장의 확장 효과4) 한국과 유럽 간 기술이전의 기폭제 효과5) QQEST-MBR공정에 사용되는 Microbial-vessel과 beads의 대량 제작으로 인한 새로운 기업 탄생 및 고용창출 효과