This system is made up of two main elements, recovery scenarios and resource allocation. The recovery scenarios provides the system with an optimized restoration process through wide analysis based on various data related with six main infrastructure facilities(dam, slope, bank, and etc) damage around waterside. The best recovery resource could be inferred from the resource allocation module based on the result of recovery evaluation. So, this disaster recovery decision support system offers the appropriate information from both main factors to administrator handling or controlling emergency catastrophe situations.

We developed the Parameter-elevation Regressions on Independent Slopes Model(PRISM)-based Dynamical downscaling Error correction(PRIDE)-Wind speed(WS) model version 3.0 to produce highresolution( 1km) grid data at a monthly time scale by using observation and Regional Climate Model(RCM) wind speed data. We consequently produced monthly wind speed grid data during the observation period(2000~2014) and the future period(2021~2100) for Representative Concentration Pathway(RCP) 2 type scenarios by using the PRIDE-WS model. The PRIDE-WS model is constructed by combining the MK(Modified Korean)-PRISM-Wind, the RCM anomaly and Cumulative Density Function(CDF) fitting, basically based on Kim et al.(2016)’s algorithm applied for daily precipitation. The upper level wind(80m altitude) was estimated by Deacon equation using surface wind speed that was produced by the PRIDE-WS model. The results show that the wind speed at the upper level generally increased during the summer season while it decreased during the spring, autumn and winter seasons.

Bakanae (foolish seedling) disease caused by Gibberella fujikuroi creates serious problems in the foremost rice growing countries. This study was conducted to identify new resistance genetic sources to Bakanae disease. Bioassay showed that 11 varieties including Gwangmyeongbyeo, Hawn, Wonseadaesoo, Erguailai etc. were resistant to bakanae disease among 254 rice germplasm. Mismatch ratio between phenotype on bakanae disease bioassay and allele type of RM9, a SSR marker closely linked the bakanae disease resistant QTL, qBK1, were 38.3%. These results suggest that RM9 might be used for selecting qBK1, but it cannot be used for wide range of rice germplasm. Resistant germplasm in this study might be have resistant genes different from qBK1. The eleven varieties resistant to selected in this study will be used to identify new resistant alleles or genes to improve bakanae disease resistance in rice.

This study aims to analyze region-specific trends in changing greenhouse gas emissions in incineration plants of local government where waste heat generated during incineration are reused for the recent five years (2009 to 2013). The greenhouse gas generated from the incineration plants is largely CO2 with a small amount of CH4 and N2O. Most of the incineration plants operated by local government produce steam with waste heat generated from incineration to produce electricity or reuse it for hot water/heating and resident convenience. And steam in some industrial complexes is supplied to companies who require it for obtaining resources for local government or incineration plants. All incineration plants, research targets of this study, are using LNG or diesel fuel as auxiliary fuel for incinerating wastes and some of the facilities are using LFG(Landfill Gas). The calculation of greenhouse gas generated during waste incineration was according to the Local Government's Greenhouse Emissions Calculation Guideline. As a result of calculation, the total amount of greenhouse gas released from all incineration plants for five years was about 3,174,000 tCO2eq. To look at it by year, the biggest amount was about 877,000 tCO2eq in 2013. To look at it by region, Gyeonggido showed the biggest amount (about 163,000 tCO2eq annually) and the greenhouse gas emissions per capita was the highest in Ulsan Metropolitan City(about 154 kCO2eq annually). As a result of greenhouse gas emissions calculation, some incineration plants showed more emissions by heat recovery than by incineration, which rather reduced the total amount of greenhouse gas emissions. For more accurate calculation of greenhouse gas emissions in the future, input data management system needs to be improved.

To develop various usable water from coal seam gas (CSG) water that needs to be pumped out from coal seams for methane gas production, a feasibility study was carried out, evaluating and analysing a recent report (Coal Seam Gas Water Management Policy 2012) from Queensland State Government in Australia to suggest potential CSG water treatment options for fit-for-purpose usable water production. As CSG water contains intrinsically high salinity-driven total dissolved solid (TDS), bicarbonate, aliphatic carbon, Ca+2, Mg+2 and so on, it was found that appropriate treatment technologies are required to reduce the hardness below 60 mg/L as CaCO3 by setting the reduction rates of Ca+2, Mg+2 and Na+ concentrations, as well as TDS reduction. Also, Along with fiber filtration and membrane separation, an oxidation degradation process was found to be required. Along with salinity reduction, as CSG water contains organic compounds (TOC: 248 mg/L, C6 -C9: <20 mg/L and C10 - C36: <60 mg/L), compounds with relatively high molecular weights (C10 - C36) need to be treated first. Therefore, this study suggests a combined system design with filtration (Reverse osmosis) and oxidation reduction (electrolysis) technologies, offering proper operating conditions to produce fit-for-purpose usable water from CSG water.

Miscanthus has been considered as the most promising bioenergy crop for lignocellulosic biomass production. In Korea, M. sacchariflorus and M. sinensis can be found easily in all regions. It is a great advantage to utilize as important species with respect to genetic and cross-breeding programs materials for creation of novel hybrids. For successful breeding programs, it is important to precisely understand the variability of flowering traits among Miscanthus species as breeding parents materials. In this study, flowering traits were observed daily in 960 germplasms of two Miscanthus species (M. sacchariflorus and M. sinensis) for growing seasons over 2 years. The flowering process was divided into three stages. ST (sprouting time) was recorded when first leaf of the plant emerged on soil. FS1 (flowering stage 1) and FS2 (flowering stage 2) were recorded when flag leaf was firstly observed, and 1 cm of panicle was showing on at least one stem, respectively. For 2013 and 2014, the latest germplasms exerted flag leaf, i.e. September 30 (DOY of FS1 164.1) and September 4 (DOY of FS1 141.0) occurred M. sacchariflorus cv. Geodae 1 and M. sacchariflorus cv. Uram collected from Southern Korea (Jeollanam-do), while Miscanthus germplasms collected from northern Korea (Gyeonggi-do) which emerged the earliest flag leaf in July and August, significantly decreased DOY. For DOY from ST to FS2, M. sacchriflorus germplasms ranged from 140 to 190 days, and 110 to 170 days for 2013 and 2014. The highest frequency showed to 160 days for 2013, and 150 days for 2014. In M. sinensis germplasms, the highest frequency showed to 180 days for 2013, and 170 days for 2014. In the results of correlation between the day of years from ST to FS2 for 2013 and 2014, M. sacchriflorus and M. sinensis showed high coefficient of correlation (0.70 and 0.89). It can be supposed that flowering characteristics of Miscanthus are largely affected by the unique phenotypic characteristic of native habitat than environmental factors of the current planted site. This study for flowering traits of Miscanthus may provides an important information in order to expedite the introduction as breeding materials for creation of new hybrid.

Thirty-eight Pea (Pisum sativum L.) genotypes were screened to identify varieties to be suitable for sprout. Based on seed yield and sprout qualities such as whole length and sprout yield, five genotypes (PI269803, PI343278, PI343283, PI343300 and PI 343307) were primarily selected as candidates for pea sprouts. In order to determine optimal cultivation condition for pea sprouting, growth characteristics were investigated according to the change of germination temperature and days for sprouting. Whole length and hypocotyl length were observed to increase as a time dependent manner at each tested temperature (20, 23, and 25°C). However, whole length, hypocotyl length, and sprout yield were highly increased at 23°C compared to 20 and 25°C. Especially, PI269803 and PI343300 showed higher sprout yield than the others. In addition, the effect of the change of germination temperature on antioxidant properties was estimated by measuring total phenolic content (TPC) and free radical scavenging activity (DPPH and ABST activity). TPC and DPPH/ABST activities of PI269803 and PI343300 were higher at 23°C than at 20 and 25°C, while antioxidant properties of PI343278 and PI343283 were decreased in a temperaturedependent manner. The results show a high degree of correlation between TPC and antioxidant activities and suggest that the temperature change for pea sprouting could be responsible for antioxidant properties. Taken together, these results provide optimal cultivation conditions for pea sprouting and suggest that PI269803 and PI343300 with high sprout yield and antioxidant properties could be used for pea sprouts.

Recently many research and investment have been made for waste biomass to bio solid fuel development in Korea. In this study, monte-carlo simulation is applied to estimate the bio solid fuel product quality made from various biomass as raw materials. Commercial biomass and waste biomass raw material samples were collected to investigate the basic properties and to predict mixed effect to solid bio-fuel product. The results show that predicted subject properties about applying a single quality items was reasonable, but for mixed biomass raw material, correlations and logical relevance of several items will be need to assume that require additional consideration for it. The stochastic techniques established through this study will be applicable to bio-solid fuel product development with a variety of waste biomass.

섬유염색산업은 유기오염물질을 다량 함유한 배기가스로 인한 대기환경오염문제가 지속적으로 대두되고 있으며 사회적 문제와 산업공단 인근 주민들의 보건환경을 위협하고 있다. 지난 3월 보도된 환경부의 “○○염색산단 주변지역 주민건강영향조사 결과” 에 따르면 산업단지에서 배출되는 대기오염물질이 주변지역 환경과 주민의 인체노출에 영향을 미치고 있고, 호흡기계 증상 경험 및 유병율이 높은 경향이 있는 것으로 파악되어 대기 배출원에 대한 관리강화 등 대책 마련이 필요한 것으로 나타났다. 섬유염색산업의 대표적인 대기오염물질 유발시설로는 염색 후 가공공정 중에 하나인 텐터공정(열처리 가공 공정)으로 염색한 섬유원단을 단순 건조시키는 건조기(Dryer)와는 구별되며, 섬유유연제 및 광택제 등의 각종 섬유조제(기능성 약품)가 투입되고, 섬유의 세탁 시 발생되는 수축 및 이완까지 고려하여 작업이 진행되는 열처리 가공공정이다. 텐터공정은 보통 150~220℃ 범위에서 열처리가공을 진행하며 고온의 열에 의해 섬유에 포함된 방직유(직물무게의 약 4~8%), 섬유유연제, 체인오일 등이 기화되어 유증기(Oil mist) 형태로 배기가스에 포함되어 배출된다. 그리고 텐터공정은 열매체보일로 또는 직화버너를 이용하여 챔버(Chamber) 내부의 온도를 상승시키는데 연료의 사용량이 타 염색가공장치에 비해 많은 유틸리티 비용을 소모하게 되는데, 텐터공정 배기가스(130℃ 이상)에서 폐열을 회수하여 공정에 재이용한다면 기업의 경쟁력 확보에 많은 이점이 있으나 배기가스에 포함된 섬유분진 및 유적성분 등으로 인하여 많은 애로가 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 “무필터 유적회수형 폐열회수장치” 를 개발하여 배기가스 300 m³/min 규모의 텐터가공 장치에 적용하여, 폐열을 회수하여 공정에 재활용하는 동시에 배기가스에 함유된 섬유분진 및 유적성분을 제거함으로서 에너지 회수 및 오염물질 제거가 가능하였다. 텐터 가공설비 배기가스 열량은 837,000kcal/hr(150℃기준)였으며, 폐열회수에 의한 온도변화 30℃(입구온도) → 70℃(출구온도)로 40℃가 상승하는 효과를 나타내었으며, 이에 따른 폐열회수 열량은 223,200kcal/hr(26.7% 열에너지 회수)로 확인되었다. 아울러 폐열회수 과정에서 문제점으로 지적되는 섬유분진과 유적성분에 의한 열교환장치 내부의 폐색은 무인 청소가 가능한 Auto Scraper를 이용하여 제거하여 회수함으로서 문제점을 해결하는 동시에 부산물이 폐오일을 확보할 수 있었다.

정상적으로 포장되어 출하되지 못하는 폐캡슐의 가장 큰 원인중 하나는 캡슐 수분함량에 의해 결정된다. 수분함량이 16% 이상일 경우 캡슐 변형 및 Sticky가 발생되기 쉬운 상태가 되어 불량이 된다. 또한 12.5% 이하인 경우에도 캡슐이 수축되고 해지기 쉬운 상태가 되기 때문에 가장 좋은 수분 조건은 12.5 ~ 16.0% 이다. 폐캡슐 발생에 따른 문제점은 환경오염 문제를 야기 시킨다는 점이다. 매립이나 소각을 시킬 경우 젤라틴 및 충진물 혹은 색소제 등이 함유되어 있기 때문에 토양 또는 대기오염원이 될 가능성이 높으며 95% 이상 수입되고 있는 캡슐의 원료인 젤라틴과 같은 유기성 물질의 손실 때문에 자원 및 비용이 낭비되게 된다. 현재 국내기술로 현장에서 발생하는 폐캡슐을 전량 재활용하는 곳은 없으며 시급히 대안이 만들어져야 하는 실정이다. 그 동안의 사전연구를 통해 회수된 젤라틴에 대한 평가 결과를 아래 표에 나타내었다. 점도와 밀도에서는 문제가 없었지만 색도부분이 너무 탁하게 나와 불순물이 다량 함유되어 있는 것으로 판단되며 이는 결국 수율에도 영향을 주는 것으로 해석할 수 있다. 따라서 본 과제에서는 그 동안의 사전연구를 토대로 장치를 Scale-up하여 현장에 구축한 후 운전조건을 확립하고 발생처 및 수요기업과의 자원순환 네트워크 구축을 통해 폐캡슐을 정제하여 접착제 원료로 회수하는 정치를 사업화할 수 있는 기틀을 마련하고자 하였다.

유기성 폐자원(음식물류 폐수, 가축분뇨, 하수슬러지 등)의 해양투기 금지 및 폐자원 바이오매스 에너지화 정책에 따라 유기성 폐자원 에너지화는 중요한 국가적 과제로 부각되고 있다. 유기성 폐자원 처리의 경우 단독 처리시설은 38개소, 병합처리시설은 17개소가 운영 중에 있으나 개소당 처리량은 병합처리시설이 더 많은 것으로 나타났다(단독처리시설: 198천톤/년; 병합처리시설: 345천톤/년). 가축분뇨의 경우 타 유기성 폐기물에 비해 C/N 비가 높고 유기물 함량(Volatile Solids, VS 기준)이 낮아 에너지 전환 효율이 낮은 것으로 보고되고 있다. 이에 반해 음식물류 폐수의 경우 유기물 함량이 높고 C/N 비가 낮다. 따라서 가축분뇨와 음식물류 폐수 병합처리 시 가축분뇨의 원료적 단점을 보완할 수 있다. 병합처리시설 중 음식물류 폐수와 가축분뇨 병합처리 시설은 총 5개소가 운영 중에 있으며 혼합 비율은 1:0.5 ~ 182.5 (음식물류 폐수 기준)로 넓은 범위로 나타났다. 또한 소화효율(VS 기준)은 15.1 ~ 95.1%로 넓은 분포를 나타내었다. 이렇듯 음식물류 폐수와 가축 분뇨의 적정 혼합 비율에 관한 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 음식물류 폐수와 가축분뇨의 병합 비율에 따른 유기물 특성(Excitation-Emission Matrix (EEM), SUVA254, SUVA280 등)과 메탄 잠재량을 평가하였다. SUVA254와 SUVA280분석 결과에 따르면 가축분뇨는 음식물류 폐수에 비해 각각 6.8 및 8.1배 높은 것으로 나타났다. 회분식 메탄 잠재량 평가 결과, 가축분뇨의 비율이 낮아질수록 최대 메탄 발생량은 증가되는 경향으로 나타났다. 그러나 혼합 비율 대비 시너지효과를 평가한 결과, 1:1.5 (음식물류 폐수 기준) 비율에서 14.9%로 가장 높게 나타났다.

가축분뇨의 퇴/액비를 통한 자원화는 경종농가에서의 화학비료 사용으로 인한 양분집적 문제가 발생하고 있다. 따라서 가축분뇨 및 공동자원화시설과 연계한 질소 회수 기술 개발 및 적용을 통해 지역별 양분관리 기술 제공 및 양분총량제에 대응한 가축분뇨 자원화 기술 제공이 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 가축분뇨 내에 존재하는 암모니아를 50% 회수함으로써 경제성을 증가 시키고 공정에서 발생하는 악취 문제를 2차적으로 해결함으로써 부가적인 효율을 증대시킬 수 있다. 또한 회수된 암모니아를 이용하여 암모니아수, 황산암모늄 등 암모니아화합물을 제조하여 제품화함으로써 부가가치를 창출할 수 있어 시설 투자비와 운전비 대비 부가가치 창출을 기대할 수 있다. 이에 실험실 규모에서의 50% 암모니아 회수 최적 조건과 회수된 암모니아를 이용하여 암모니아화합물 생성 최적 조건을 도출하였다.

현재의 배설물 처리는 많은 문제점을 가지고 있다. 수세식 변기는 1회 물 내림 시 대변 9-15 리터, 소변 5리터의 물을 소비한다. 수세식 변기 사용을 위해 다량의 상수를 공급해야 하고, 변기에서 나온 물은 하수가 되어 운반과 처리에 막대한 비용이 들어간다. 또한, 하수에 포함된 질소와 인이 처리가 안 된 상태로 하천에 방류되면 부영양화로 조류가 발생한다. 이 때문에 일부 하수처리장에서는 하수의 고도처리를 위하여 막대한 돈과 에너지를 투입하고 있다. 이 모든 것의 원인은 수세식 변기로부터 발생한다. 배설물을 처리하는 문제는 인류의 역사상 커다란 숙제였다. 한국인의 조상들은 물을 쓰지 않고 똥장군과 오줌장군을 쓰며 대변과 소변을 따로 모아서 비료로 환원했다. 이런 배설물 처리에 대한 철학을 돌아볼 때, 바람직한 화장실 상은 무수분뇨분리변기를 사용하며 모이는 배설물을 비료로 쓰는 것이다. 본 연구는 실험실 규모의 장치를 이용하여 물을 사용하지 않는 새로운 분뇨분리변기를 개발하여, 그 효율을 살펴보고 6×106 nitrosomonas europaea cells / 100mL 미생물 솔루션을 이용하여 분의 부피감소와 뇨의 비옥함을 평가하였다. 그 결과, 20 ml 미생물 솔루션 (1.2×106 cell수)를 사용했을 때, 분의 부피감소가 60%로 나타났고, 10 ml 미생물 솔루션 (1.2×106 cell수)을 사용했을 때, 뇨의 비옥함이 제일 높게 나타났다. 또한 뇨의 암모니아 손실이 제일 낮게 나타났는데, 이는 냄새가 가장 덜 나는 것을 의미한다. 본 연구에 따르면, 물을 사용하지 않는 분뇨분리변기를 이용해 배설물을 비료로 환원하는 것은 기술적으로 가능하지만 이변기를 사용하려면 사회적인 도전이 있다. 그러나 현재의 수세식 변기는 물 사용량, 영양염류의 하천방류 등 여러 가지 측면에서 개선할 필요가 있다. 선진국에서는 물을 적게 사용하거나, 소, 대변을 분리하는 등 새로운 개념의 변기가 첨단기술로서 선을 보이고 있다.

우리나라의 음식물류폐기물은 수분함량이 80~85% 정도로 높고 부패되기 쉬운 유기성 물질로서 수집과 운반과정에서 악취 및 침출수 유출로 인해 심각한 환경오염을 유발하고 있으며, 특히 음식물자원화 공정에서 고농도의 유기성 폐수(이하 “음폐수”라 함)가 다량 발생되고 있다. 현재 음식물자원화 공정에서 발생하는 음폐수는 공공수역 방류를 위해 자체처리 또는 하수처리장 등 환경기초시설과의 연계처리가 필요하나, 방류수 수질기준 준수부담으로 인해 음폐수를 자체처리한 후에 그 처리수를 하수처리장으로 연계 이송시켜 처리하는 방법이 육상처리법으로 주로 사용되고 있다. 하지만 처리비용 부담 및 처리시설 부족 등으로 육상처리보다 해양배출을 선호하고 있는 실정이다. 그러나 2013년부터 런던협약 󰡔‘96 의정서󰡕의 발효에 따라 해양배출의 제약사항이 강화되었고, 이에 따라 가축분뇨 및 하수오니, 음식물류폐기물 등이 순차적으로 해양배출이 금지되어 앞으로 이들 폐기물의 육상처리가 불가피해진 상황에 처해 있다. 이러한 이유로 정부에서는 “음식물류폐기물 처리시설 발생폐수 육상처리 및 에너지화 종합대책(2008~2012)”을 마련하여 추진하고 있으나 현재까지 실증설비가 없어 업체와 정부가 확실한 공법과 수행 가능한 사업비 예측에 어려움을 겪고 있다. 또한 외국의 사례를 바탕으로 음식물류폐기물을 고형폐기물로 혐기성 소화 처리하는 방법을 도입하여 국내에 적용하고 있지만 음식물류폐기물 성상이 상이하여 부적절한 전처리, 혐기성 소화에 대한 이해 부족, 유기물부하, 낮은 메탄회수율, 소화조 운영 경험미숙 등의 기술적 한계로 인한 운영상 어려움을 격고 있는 실정이다. 따라서 해양배출 금지라는 측면과 더불어 기술･경제적인 측면에서도 음폐수를 바이오가스로 전환․자원화하기 위한 혐기성 공정의 개발이 시급한 상태이다. 본 연구에서는 “고순환형 고온 혐기성 소화공정(N-HTAD, High circulating type Thermophilic Anaerobic Digestion System)” 이라 불리우는 고농도 유기성 음폐수의 처리공정을 개발하였으며, 공정구성은 음폐수 유입 → 음폐수집수조 → 음폐수집진기 → 산생성조 → 메탄생성조 → 가압부상조 → 연계처리조 → 방류의 순서로 이루어져 있다. 또한 본 연구에서는 실증시설(음폐수 처리 설계용량 258.4㎥/일)의 실험을 통해 N-HTAD System의 음폐수 처리특성 및 효율을 평가하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 1. 음폐수 일일 평균 투입수량은 261.8㎥였고, 이에 따른 VS 평균 부하량은 11,906kgVS/일, VS 평균 제거율은 86.6%로써 이때 바이오가스 생산효율은 1.15㎥/kg투입VS와 1.18㎥/kg제거VS로 나타났다. 2. 본 처리공정에서는 33.6~63.4㎥/㎥음폐수(평균 50.4㎥/㎥음폐수, 표준편차 6.3㎥/㎥음폐수)의 범위로 바이오가스가 발생되었고, 메탄(CH4)함량은 64.1~69.6%(평균 66.9%, 표준편차 1.4%)로서 시스템이 매우 안정적으로 운전되고 있음을 보여주었다. 3. 약 12개월의 실증실험 기간 동안에 산생성조와 메탄생성조의 pH는 각각 5.0~5.8 및 7.2~7.7이고 온도는 각각 55±2℃및 54±2℃로써 자동계측․제어장치를 통해 이들 운전인자들의 안정성을 높일 수 있었다.

선진국(미국, 일본, 독일 등)들은 산업원료로 활용되는 금속자원의 40%이상을 폐금속 자원 순환을 통해서 확보하고 있으며 국내 비철금속 및 희유금속 회수 재활용은 15% 정도로 우리나라의 재활용률은 매우 저조한 실정이다. 현재 우리나라 폐금속 자원 순환은 대부분 Oil Burner 용해로를 사용하고 있어 에너지 및 자원 회수율이 낮고 환경오염이 심하다. 따라서 폐자원의 적절한 처리시설의 개발이 시급한 문제로 다가오고 있으며 이를 동시에 해결할 수 있는 방안이 개발 되어야 할 것이다. 본 연구는 전기로(SAF)를 이용하여 폐자원으로부터 자원 회수공정을 제시하고 이를 바탕으로 실험실 규모의 설비를 구성하여 검증하고 그 결과를 바탕으로 2톤/일 규모의 설비를 제작하여 자원회수량을 평가하였다. AC Type의 전기로(SAF)를 기초로 하여 변압기, 급전설비(3상), 로 본체, 승하강 Roof, 원료투입설비로 구성하였다. 로내 Slag장입 후 예열, 용융, 출탕 순서로 조업(3시간/공정)하였으며 이상의 공정을 통해 폐자원으로부터 동 90%를 회수하였다.