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폐수에서 미세조류(microalgae)를 이용한 영양염류 회수 : 현황과 전망

전문가 제언: ○ 미세조류는 광합성을 하는 미생물을 총칭하며 전 세계 20~30만 종이 분포하고 있다. 또한 생존력이 뛰어나 극지방, 적도, 사막 등 열악한 환경에도 적응하며, 빠른 것은 조건만 맞으면 5~6시간 만에 두 배로 분열하여 성장한다. 미세조류는 잘 통제되는 환경에서 폐수에 함유되어 있는 질소, 인 및 독성금속을 효과적으로 제거하는 것으로 알려져 있다.

○ 미세조류의 환경정화능력은 최근 주목받기 시작한 바이오디젤의 생산과 결합하여, 미세조류의 배양에 필요한 영양분을 폐수내의 영양분에서 얻으면서 동시에 폐수처리를 하고, 필요한 이산화탄소를 발전소 및 공장의 배기가스에서 얻으면서 이산화탄소를 고정화하여 배양된 미세조류로 바이오디젤을 생산한 후, 남은 미세조류 찌꺼기를 이용해 중금속 흡착에 활용하는 일석사조의 효과를 얻을 수 있다.

○ 미세조류가 함유하고 있는 TAG(triacyle glycerol)는 간단한 에스터교환 반응으로 글리세롤과 디젤로 분리되며 상용 디젤과 혼합하여 일반 경유차의 연료로 사용이 가능하다. 또한 일부 기업은 미세조류로부터 제트유를 생산하기도 하며, 미세조류로부터 추출된 연료로 미해군은 2010년 초계정 운항과 2011년 군사용 헬기 시험비행을 마쳤다.

○ 급격한 국제유가 상승과 기후변화협정에서 이산화탄소의 방출량 감축을 의무화함에 따라 전 세계의 시장과 산업 구조는 저탄소 친환경체제로 빠르게 재편되고 있으며, 특히 선진국을 중심으로 바이오에너지에 대한 투자와 개발이 크게 늘어나고 있다. 그 중 바이오매스 3세대인 미세조류는(1세대 곡물류, 2세대 목질계) 고갈위기의 화석연료를 대체할 수 있는 유일한 대안으로 대두되고 있다.

○ 폐수에서 미세조류 이용은 미세조류 선발에서부터 생장특성 분석, 개량, 대량배양, 수확, 지질추출, 정제, 잉여물질 활용 등의 많은 과정들이 필요하며, 각 과정의 효율성을 극대화 할 수 있는 기술들이 개발되어야 한다. 한국에도 2~3만종 정도의 미세조류가 서식하는 것으로 알려져 있는데, 이 중 한국의 기후와 수질에서 대량배양과 수확이 가능한 토착 미세조류를 선발하는 것이 가장 중요한 출발점이 될 것이다.

저자: Ting Cai, Stephen Y. Park, Yebo Li
자료유형: 학술정보