Since 2005 the landfilling of food waste has been prohibited, and many recycling facilities (private, domestic, animalfeed conversion, public composting) have been constructed and operated as waste-treatment centers. However, due to the negative attitude of users on the domestic animal feed and compost produced from food waste, the byproducts of waste have created a vicious cycle, needing treatment themselves. In addition, the London Convention prohibited the discharge of organic waste such as sewage sludge into the ocean in 2012 and of food-waste leachate in 2013. An alternative to landfilling and incineration is to treat biomass with anaerobic digestion. However, the anaerobic-digestion efficiency of the Daejeon City bioenergy facility, which has adopted a mixed digestion process of food waste and food waste leachate, has not been reproduced in other municipalities due to a misunderstanding of anaerobic digestion and a lack of operating skill. Thus, the anaerobic-digestion efficiency of the bioenergy facility in Deajeon is analyzed, and it provides basic information for the anaerobic co-digestion of organic wastes.

This study firstly provides basic data for selection of cultivatable bioenergy grass in barren reclaimed lands applied with solidified sewage sludge. The experimental plots consisted of a plot containing reclaimed land mixed with solidified sewage sludge (MSS 50), a plot covered by solidified sewage sludge (CSS 100), and an original reclaimed soil plot (ORS). The growth, biomass production of bioenergy grasses and soil chemical properties were investigated in each experimental plot for 5 years. The organic matter (OM) and total nitrogen (T-N) content in both MSS 50 and CSS 100 were considerably higher than those in ORS. In bioenergy grasses, M. sacchariflorus cv. Geodae 1 showed an excellent growth and adaptability on reclaimed land applied with solidified sewage sludge. The application of solidified sewage sludge may provided soil nutrition in the reclaimed land due to the fact that bioenergy crops grew better in soils applied with solidified sewage sludge than in untreated soils, and treated soils had higher OM and T-N content than untreated soils. This study suggests that M. sacchariflorus cv. Geodae 1 is the most suitable biomass feedstock crop for biomass production and that solidified sewage sludge may be used as a soil material

This study firstly provides basic data for selection of cultivatable bioenergy grass in barren reclaimed lands applied with solidified sewage sludge. The experimental plots consisted of a plot containing reclaimed land mixed with solidified sewage sludge (MSS 50), a plot covered by solidified sewage sludge (CSS 100), and an original reclaimed soil plot (ORS). The growth, biomass production of bioenergy grasses and soil chemical properties were investigated in each experimental plot for 5 years. The organic matter (OM) and total nitrogen (T-N) content in both MSS 50 and CSS 100 were considerably higher than those in ORS. In bioenergy grasses, M. sacchariflorus cv. Geodae 1 showed an excellent growth and adaptability on reclaimed land applied with solidified sewage sludge. The application of solidified sewage sludge may provided soil nutrition in the reclaimed land due to the fact that bioenergy crops grew better in soils applied with solidified sewage sludge than in untreated soils, and treated soils had higher OM and T-N content than untreated soils. This study suggests that M. sacchariflorus cv. Geodae 1 is the most suitable biomass feedstock crop for biomass production and that solidified sewage sludge may be used as a soil material

국내에서 발생하는 음식물쓰레기는 퇴비화･액비화, 사료화, 바이오가스화 등의 방법으로 처리되고 있으나 사료화 및 퇴비화 시 과다한 에너지 소비로 인한 비효율성이 대두되면서 음식물쓰레기의 에너지 가치 및 바이오에너지화에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 또한, 가정용 음식물쓰레기 분쇄기(디스포저)를 이용할 경우 음식물쓰레기 보관, 배출, 수거, 운반 등으로 인한 환경적 문제를 해소하고 분쇄물의 메탄화로 에너지 생산이 가능하다. 현재 판매가 허용된 디스포저 제품은 본체와 2차 처리기(거름망, 회수기)가 함께 있는 일체형으로, 그 규격을 음식물쓰레기가 고형물 무게 기준 80% 이상 회수되거나 하수관으로의 배출량이 20% 미만인 제품으로 규정하고 있다. 그러나 현재 개발되어 있는 디스포저를 이용한 음식물쓰레기 처리 시 투입되는 수돗물로 인해 가용 성분이 씻겨나가는 문제가 발생할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 표준음식물쓰레기를 디스포저로 처리 후 배출되는 오수를 체거름하여 각 시료의 3성분을 분석하고 가연분 함량에 따른 가스발생량 및 바이오에너지화 가능성을 확인하고자 한다. 한국환경산업기술원에서 제시하고 있는 방법에 따라 표준음식물쓰레기를 만들고 회분식 디스포저(KD 132, National社, Japan)를 이용하여 디스포저 오수를 제조하였다. 제조한 디스포저 오수는 6.70, 4.00, 0.71, 그리고 0.25 mm 크기의 체를 연속으로 설치하여 고형물을 분리하였으며 각 크기의 체로 인해 걸러진 고형물과 0.25 mm 이하의 부유물이 포함된 액상의 3성분을 분석하였다. 시료의 3성분 분석은 국내 폐기물공정시험법에 따라 수행되었으며, 이를 바탕으로 수분함량, 회분함량 및 가연분 함량을 구하였다. 분석 결과, 회수된 총 휘발성 고형물(VS)은 6.70 mm 이상이 전체 발생된 음식물쓰레기 중 휘발성 고형물 무게의 30.3%, 6.70 mm 에서 4.00 mm 사이가 25.0%, 4.00 mm 에서 0.71 mm 까지 20.3%, 0.71 mm 에서 0.25 mm 까지 21.0% 이었으며, 0.25 mm 이하의 액상에서 3.3%가 회수되었다. 체거름 후 회수된 액상에도 0.25 mm 이하의 부유물로 인한 휘발성 고형물이 포함되어 있는 것으로 확인되었으며, 이로 인한 가스발생 및 회수가능성이 있을 것으로 판단된다. 이에 Biochemical Methane Potential(BMP) test 등 추가 연구를 통해 음식물쓰레기 분쇄기 오수의 메탄발생량 및 바이오에너지화 가능성의 보다 상세한 분석이 필요할 것으로 사료된다.

The rice stem borer (Chilo suppressalis Walker) was one of the most destructive pest of rice for the 1960s and 1970s in Korea. Recently, it is newly recognized as a potential risk factor to the biomass yield of bioenergy crops. The current research was firstly conducted to investigate overwintering larvae population density and pattern of rice stem borer attacking Miscanthus sacchariflorus cv. Geodae 1 which is referred to as an ideal lignocellulosic bioenergy crop in Korea. Population density of larvae per 1 m2 in stems and rhizomes at the Miscanthus experimental plots and rates of damage (wormhole, abscission) of M. sacchariflorus cv. Goedae 1 were investigated from October 2012 to March 2013. The population of larvae per 1 m2 in stems of Miscanthus were 23, 4, 1, and 1 in October, November, December 2012, and January 2013, respectively. Over the same period, the population of larvae in basal stem rots and rhizomes were increased, whereas decreased in stems. Interestingly, the positions of larvae for overwintering in Miscanthus were confirmed to 5~10 cm below the soil surface such as basal stem rot and rhizome, whereas the most common overwintering position known in rice is a part of stem on the ground such as rice straw and rice stubble. It would suggest that the larvae gradually moved to bottom of stems and rhizomes in soil in line with decline in temperature. Moreover, the damage rates of stems per 1 m2 were up to more than 50% in some places. In conclusion, this might be the first report that rice stem borer could affect the productivity of biomass of Miscanthus in case of mass cultivation. Moreover, it should be necessary to make a decision in insect control management for this bioenergy feedstock and other related crops.

전 세계적인 인구증가는 도시하수 및 축산폐수 발생량 증가로 인한 심각한 수질오염과 화석에너지 고갈을 초래하였고, 이에 대한 대응방안으로 에너지 자립형 폐수처리 기술개발이 이슈화되고 있다. 국내 폐수처리 시설의 경우 질소‧인에 의한 부영양화 심화로 폐수고도처리의 필요성이 대두되고 있지만, 기존의 활성슬러지 공법을 이용한 폐수 처리 시 낮은 효율성과 발생된 슬러지 처리 운전비용의 경제적 문제점으로 인해 적절한 대안기술이 필요한 실정이다. 최근 재생에너지 분야 중 바이오매스의 환경/에너지 원천기술 개발이 주목받고 있는 가운데, 폐수처리장 내 미세조류 기술 적용 시 수중 유･무기탄소, 질소, 인 및 중금속 등을 효율적으로 제거하고, 생산된 바이오매스는 바이오연료 생산 원료 (바이오에탄올/바이오디젤)로 이용이 가능하여 기존 공법의 한계점을 개선할 수 있는 대안기술로 모색되고 있다. 본 연구에서는 미세조류 O. multisporus 는 C시 양돈폐수 처리장으로부터 채취하여 분리되었으며, W시 하수종말처리장 내 유입수(유입수), 생물학적 처리 후 배출수(2차 배출수) 및 UV 처리 후 배출수(3차 배출수)와 양돈폐수 방류수에서 배양하여, 폐수 내 유･무기탄소, 질소, 인의 제거 효율과 동시에 생산된 바이오매스의 에너지 전환가능성을 검토하였다. 실험은 SS(Suspended Solid) 측정방법으로 폐수 내 미세조류의 성장을 측정, Chromotropic acid method와 Ascorbic acid method를 이용하여 질소, 인 농도 분석, 그리고 Dubios method와 Direct transesterification method로 탄수화물과 지질함량을 분석하였다. 실험결과, 하수에서 10일 동안 배양 시 바이오매스 생산량은 0.2-0.22 g/L로 양돈폐수에 비해 생산량이 높았으며, 질소, 인 제거효율은 각각 94와 95% 이상으로 나타났다. 바이오매스 내 탄수화물 및 지방산 함량은 하수에서 배양 시 양돈폐수 배출수 적용 시 보다 각각 최대 31 및 9% 증가되었다. 또한, 지방산 성분 중 고품질 바이오디젤 생산에 적합한 올레산 (C18:1n9c) 함량이 하수에서 배양 시 양돈폐수 배출수보다 약 2.5배 이상 증가되어 O. multisporus 종은 하수에서 배양 시 고도폐수처리 및 고품질 바이오연료 전환에 적합하다고 판단된다.

Biomass resources might be recognized as a promising way to alter fossil fuels, such as petroleum oil, natural gas and coal and to prevent the emission of greenhouse gases which will bring about global warming. Therefore many countries have tried to identify and secure available biomass resources. In this study, the energy potential of Korean biomass resources, such as agricultural biomass wastes, municipal solid wastes, and livestock wastes, was analyzed and calculated by using various data. The available energy potential in 5 major cities in Korea was over 3.5 M TOE. Especially the municipal solid wastes was over 1.5 M TOE, so the conversion of municipal solid wastes might be easily adopted.

억새 수집종의 초장 길이를 조사한 결과, 개화 전과 후 전체 생육기간 동안 200 cm 이상 우량한 생육을 나타낸 개체 자원은 India에서 수집한 억새 MS013이며, 개화 후에는 MS005, MS010, MS011, MS014 억새도 200 cm 이상의 생육을 보여주었다. 대부분의 억새 수집종의 경우 분얼수가 2-3개 정도로 나타났다. 엽장의 길이가 100 cm 이상인 수집종은 MS001, MS002, MS005, MS012, MS013, MS014로 6종이며, 엽폭은 1-2 cm 사이가 63%이상으로 대부분의 수집종들이 이에 속하였으며, MS002, MS003, MS005 억새의 엽폭은 2 cm 이상으로 잎이 넓은 것을 확인할 수 있었다. MS005 억새는 초장, 간경, 마디수, 분얼수 뿐만 아니라, 엽장, 엽폭에 있어서도 다른 지역에서 수집한 억새보다 수치가 높은 것을 확인하였으며 바이오에너지용 억새로서의 가치가 있다고 사료된다.

열대작물인 자트로파의 염과 가뭄 스트레스에 따른 생리적 반응과 유전자 발현의 연구를 통해 바이오에너지 작물로서의 기초적 자료를 얻고자 본 실험을 수행하였다. 1. 100~cdot200~cdot300 mM NaCl의 염 스트레스와 5~cdot10~cdot20~cdot30 % PEG의 가뭄 스트레스를 처리하여 잎의 생장, 기공의 전도도, 엽록소 형광, 전해질 유출량을 조사하였다. 자트로파의 잎의 생장, 기공의 전도도, 엽록소 형광, 전해질 유출량을 통한 생육조사 결과 가뭄 스트레스 보다 염 스트레스에서 더 많은 피해를 입었다. 2. 수분 수송과 관련된 아쿠아포린 중에서 JcPIP2가 뿌리, 줄기, 떡잎 그리고 잎에서 모두 고르게 발현하고 있음을 확인하였다. 잎의 JcPIP2는 대조구와 가뭄 스트레스 처리구에서 모두 발현하는 반면, 200 300 mM NaCl 처리구에서는 잎에서 발현하지 않았다. 3. 염과 가뭄 스트레스에서 JcPIP2가 상반되는 반응을 보이는 것은 JcPIP2가 염 스트레스 관련 주요 내재 단백질과 같은 기능을 하는 것으로 판단된다. 4. 자트로파는 염 스트레스보다 가뭄 스트레스에 더 내성을 보이므로 간척지보다는 가뭄지역에서 재배하는 것이 더 유리할 것으로 보인다.

1. 수수 성숙기에 간장 길이를 조사한 결과 6개체(12.2%) 가 300 cm 이상의 길이로 바이오매스가 우량한 것으로 파악되었으며, 10개체(20.4%)정도는 200~300 cm 사이의 평균 길이를 나타내었다. 2. 성숙기의 수수 줄기 직경에는 큰 차이를 보여준 개체는 없었으며, 대부분의 수수 수집종들은 2.2±0.1 cm 정도의 직경을 갖는 것으로 드러났다. 3. 본 연구에 시험한 수수 수집종들은 엽장이 60~70 cm 정도의 길이에 속하는 유전자원이 22 개체가 되는 것으로 나타났으며, 7개체는 70 cm 이상되는 것으로 나타났다. 4. 엽형은 49% 정도의 개체가 협단으로 분류되었고, 대부분의 엽맥색은 백색으로 나타났다. 5. 본 연구에 사용된 대부분의 수수의 수형은 반밀수 타원형이 많은 것으로 나타났으며, 수장은 평균적으로 20~30 cm에 달하는 것으로 나타났다.

본 연구는 수수의 성숙 종자로부터 캘러스유기 및 재분화 효율 조사하기위하여 수행되었다. 배발생 캘러스 형성을 살펴보기 위해 생장조절제 효과를 조사하였다. 수수 성숙종자로부터 캘러스 유기에 적합한 생장조절제 종류와 농도는 2 mg/L 2,4-D인 것으로 나타났다. 배발생 캘러스의 고효율 빈도는 B5 배지에 2 mg/L 2,4-D을 첨가하였을 때 가장 양호한 것으로 나타났다. 배발생 캘러스로부터 식물체 재분화는 BAP와 IBA를 넣은 MS 배지가 가장 적절한 것으로 나타났다. BAP 농도가 높을수록 신초재분화가 활발하였다. 따라서, 본 연구 결과로부터 수수 기내배양시 신초와 발근 형성에 효과적인 생장조절제 조합은 0.5 mg l-1 BAP와 0.25 mg l-1 IBA인 것으로 나타났다.