전북대학교 환경생물공학시스템연구실(EBBL)은 미생물 시스템을 활용한 수처리 및 폐수처리 공학 분야에서 선도적인 연구를 수행하고 있습니다. 본 연구실은 미생물의 생리적 특성과 대사 경로를 심층적으로 분석하여, 수질 오염물질의 효과적인 제거와 자원화에 중점을 두고 있습니다. 이를 위해 시스템 설계, 실험적 세팅, 운전, 샘플 분석, 데이터 해석, 수치 모델링 및 시뮬레이션 등 다양한 공정 단계를 통합적으로 연구하고 있습니다. 특히, 미생물 연료전지(MFC), 혐기성 소화, 막생물반응기(MBR), 광생물반응기(PBR) 등 첨단 생물공정 기술을 적용하여, 유기성 폐기물 및 고농도 폐수의 고효율 처리와 동시에 바이오에너지(메탄, 수소, 바이오디젤 등) 생산을 실현하고 있습니다. 이러한 연구는 실험실 규모를 넘어 파일럿 및 현장 적용까지 확장되고 있으며, 다양한 산업 현장과의 협력을 통해 실용적 기술 개발에 앞장서고 있습니다. 나아가, 수질 오염물질의 정밀 분석과 공정 최적화를 위한 수치해석 및 인공지능 기반 데이터 해석 기법도 적극 도입하고 있습니다. 이를 통해 미생물 기반 수처리 시스템의 효율성과 안정성을 극대화하고, 지속가능한 환경기술의 발전에 기여하고 있습니다.

연구실은 환경생명공학적 접근을 바탕으로, 재생 가능하고 지속 가능한 탄소중립형 바이오에너지 생산 및 자원순환 시스템 개발에 주력하고 있습니다. 축산폐수, 하수슬러지, 음식물쓰레기 등 다양한 유기성 폐자원을 미생물 및 미세조류를 활용하여 고도 처리함과 동시에, 바이오매스, 바이오가스(메탄), 바이오디젤 등 유용 자원으로 전환하는 기술을 연구합니다. 특히, 광독립영양 미세조류의 성장 특성을 활용한 폐수 내 오염물질 제거와 바이오디젤 생산, 혐기성 소화를 통한 에너지화, 그리고 폐기물의 Zero화 전략이 주요 연구 주제입니다. 이 과정에서 미생물 및 미세조류의 생리적 특성, 최적 배양 조건, 전이-에스테르화(trans-esterification) 등 다양한 생물학적 및 화학적 공정이 융합적으로 적용됩니다. 또한, 저온플라즈마, 막여과, 고도산화공정 등 첨단 환경기술과의 융합을 통해 난분해성 유기물, 항생제, 미량오염물질 등 기존 공정에서 처리하기 어려운 오염물질까지 효과적으로 제거할 수 있는 시스템을 개발하고 있습니다. 이러한 연구는 탄소중립 사회 실현과 자원순환형 사회 구축에 기여할 뿐만 아니라, 환경오염 저감, 에너지 자립, 산업적 활용 등 다양한 사회적·경제적 파급효과를 창출하고 있습니다. 연구실은 국내외 다양한 연구기관 및 산업체와의 협력을 통해 실용화 및 현장 적용을 적극 추진하고 있습니다.

연구실은 저온플라즈마(cold plasma) 및 고도산화공정(AOP)을 활용한 난분해성 유기물, 항생제, 미량오염물질 등의 첨단 폐수처리 기술 개발에 집중하고 있습니다. 산업화 및 축산업의 확대로 인해 발생하는 도축폐수, 축산폐수 등에는 기존 생물학적 처리로는 제거가 어려운 난분해성 오염물질이 다량 포함되어 있습니다. 저온플라즈마 기술은 강력한 산화력을 가진 라디칼 및 활성종을 생성하여, 이러한 오염물질을 효과적으로 분해할 수 있습니다. 연구실은 글로우 고압방전, 공기 및 산화제 보조 플라즈마, 막여과와의 융합 등 다양한 저온플라즈마 공정의 최적화 연구를 수행하고 있습니다. 또한, 플라즈마 처리 후 생성되는 부산물의 독성 저감, 수질 개선, 에너지 효율성 향상 등 다각적인 성능 평가와 함께, 인공지능 및 빅데이터 기반의 스마트 관리기법도 적극 도입하고 있습니다. 이를 통해 플라즈마 기반 폐수처리 시스템의 실용화와 현장 적용 가능성을 높이고 있습니다. 이러한 첨단 산화공정 연구는 환경규제 강화, 신종 오염물질 증가 등 미래 환경문제에 대응할 수 있는 핵심 기술로 주목받고 있습니다. 연구실은 관련 특허, 산학협력, 정부과제 등을 통해 기술의 고도화와 상용화에 앞장서고 있습니다.