• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제35권12호
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• pp.3521-3526
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• 2014

A magnetic sonophotocatalyst $Fe_3O_4@SiO_2@TiO_2$ is synthesized for the enhanced biodegradability of organophosphate pesticide. The as-prepared catalysts were characterized using different techniques, such as X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM). The radial sonophotocatalytic activity of $Fe_3O_4@SiO_2@TiO_2$ nanocomposite was investigated, in which commercial dichlorvos (DDVP) was chosen as an object. The degradation efficiency was evaluated in terms of chemical oxygen demand (COD) and enhancement of biodegradability. The effect of different factors, such as reaction time, pH, the added amount of catalyst on $COD_{Cr}$ removal efficiency were investigated. The average $COD_{Cr}$ removal efficiency reached 63.13% after 240 min in 12 L sonophotocatalytic reactor (catalyst $0.2gL^{-1}$, pH 7.3). The synergistic effect occurs in the combined sonolysis and photocatalysis which is proved by the significant improvement in $COD_{Cr}$ removal efficiency compared with that of solo photocatalysis. Under this experimental condition, the $BOD_5/COD_{Cr}$ ratio rose from 0.131 to 0.411, showing a remarkable improvement in biodegradability. These results showed that sonophotocatalysis may be applied as pre-treatment of pesticide wastewater, and then for biological treatment. The synthesized magnetic nanocomposite had good photocatalytic performance and stability, as when it was used for the fifth time, the $COD_{Cr}$ removal efficiency was still about 62.38%.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.425-425
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• 2015

본 연구는 밭에서 발생하는 비점오염원의 저감 효과를 분석하기 위하여 최적관리기법(BMPs) 중 경운방법과 침투짚단을 하여 효과를 분석하고자 하였다. 시험포 1개의 면적은 $150m^2$ (폭 5 m, 경사장 30 m)이며, 모두 사질토의 특성을 가진 토양이다. 시험포는 총 8개(경사도 3% 4개, 8% 4개)로 각각 무경운 시험포 2개와 경운 시험포 1개 그리고 침투 짚단을 설치한 경운 시험포 1개로 경사도와 영농방법을 다르게 조성하였다. 실험의 오차를 줄이기 위하여 강우지속시간과 강우량 그리고 강우강도가 일정한 인공강우 실험을 수행하였으며, 실험시 바람에 의한 강우량의 오차를 줄이기 위해 날씨가 맑은 날에 실시하였다. 또한, 선행무강우일수 7일로 유지하여 토양의 함수비를 동일한 조건이 되도록 하였다. 총 3회의 인공강우실험에서 강우강도는 30 mm/hr 이였으며, 강우로 인해 발생한 유출수는 수위를 측정한 뒤, 수위-유량곡선식을 이용하여 유량으로 환산하였으며, 이때 수질시료를 채취하였다. 채취된 수질시료는 $BOD_5$, $COD_{Cr}$, $COD_{Mn}$, TN, TP, DOC 등의 6개 항목을 분석하였다. 연구결과 경사도 3%의 침투짚단 시험포에서 오염부하는 경운 시험포 대비 $BOD_5$는 25.4%, $COD_{Cr}$은 20.5%, $COD_{Mn}$은 2.1%, DOC는 40.8%, 영양염류인 TN과 TP는 각각 23%와 8.7%가 저감되는 것으로 나타났다. 또한 경사도 3%의 무경운 시험포에서 오염부하는 경운 시험포 대비 $BOD_5$는 57.5%, $COD_{Cr}$은 59.8%, $COD_{Mn}$은 65%, TN과 TP는 65.4%와 75%로 저감되었다. 그리고 경사도 8%에서 경운 시험포대비 침투짚단 시험포의 오염부하는 $BOD_5$ 19.6%, $COD_{Cr}$과 $COD_{Mn}$은 각각 7.8%와 10% 그리고 영양염류인 TN은 15.5%, TP는 11.2%가 저감되는 것으로 나타났다. 경사도 8%에서 무경운 시험포에서는 경운 시험포 대비 $BOD_5$ 70.9%, $COD_{Cr}$과 $COD_{Mn}$은 각각 74.9%와 81.3% 그리고 영양염류인 TN은 70.2%, TP는 70.1%가 저감된 것으로 나타났다. 본 연구결과와 같이 경운을 하는 관행방법에 비해 토양의 침투능이 유지할 수 있는 무경운 방법이나 침투짚단을 활용하는 방법이 밭에서 발생하는 비점오염원을 저감할 수 있는 것으로 나타났다. 그러나, 본 연구의 결과는 3번의 인공강우 실험을 통해 분석된 결과로써 추가적인 연구를 통해 다양한 경사도와 영농방법에 따른 비점오염물질의 저감효과를 분석해야 할 것으로 보여진다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권8호
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• pp.768-774
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• 2008

하수슬러지 고화물이 매립지에 미치는 영향을 평가하기 위하여 모형매립조 실험을 수행하였다. 모형매립조는 총 3기를 제작하였으며, 충전물질은 퇴비와 사료, 모래를 각각 10 : 10 : 80으로 혼합하여 충전하였고, 복토재는 개발한 중성계 고화제로 하수 슬러지를 고화한 G고화물(LR1), 알칼리성 고화재로 고화한 A고화물(LR2), 마사토(LR3)로 하였다. 이를 30 $\pm$ 2$^{\circ}C$의 항온실에서 약450일 동안 운전한 결과 누적발생가스발생량과 VS성분에 따른 가스발생량, CO$_2$와 CH$_4$의 누적발생량은 LR2 > LR1 > LR3순 나타났다. 그리고 LR1, LR2, LR3의 COD$_{Cr}$변화를 살펴본 결과 LR1의 COD$_{Cr}$농도는 LR3와 같이 지속적으로 감소하는 것으로 나타나 G고화물은 침출수의 COD$_{Cr}$에는 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. LR2는 250일경 재슬러리화되어 COD$_{Cr}$농도가 증가하고 있다. 그리고 T-N, T-P농도에 있어서도 LR3의 농도가 높은 것으로 보아, 하수슬러지고화물 복토에 의한 침출수의 T-N, T-P에는 영향이 미미한 것으로 판단된다.

• 한국환경과학회지
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• 제31권8호
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• pp.677-689
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• 2022

In order to photocatalytically treat organic matter (COD_Cr) and chromaticity effectively, chemical coagulation and sedimentation processes were employed as a pretreatment of the leachate produced from landfill in Jeju Island. This was performed using FeCl₃·6H₂O as a coagulant. For the treated leachate, UV/TiO₂ and UV/TiO₂/H₂O₂ systems were investigated, using 4 types of UV lamps, including an ozone lamp (24 W), TiO₂ as a photocatalyst, and/or H₂O₂ as an initiator or inhibitor for photocatalytic degradation. In the chemical coagulation and sedimentation process using FeCl₃·6H₂O, optimum removal was achieved with an initial pH of 6, and a coagulant dosage of 2.0 g/L, culminating in the removal of 40% COD_Cr and 81% chromaticity. For the UV/TiO₂ system utilizing an ozone lamp and 3 g/L of TiO₂, the optimum condition was obtained at pH 5. However, the treated COD_Cr and chromaticity did not meet the emission standards (COD_Cr: 400 mg/L, chromaticity: 200 degrees) in a clean area. However, for a UV/TiO₂/H₂O₂ system using 1.54 g/L of H₂O₂ in addition to the above optimum UV/TiO₂ system, the results were 395 mg/L and 160 degrees, respectively, which were within the emission standard limits. The effect of the UV lamp on the removal of COD_Cr, and chromaticity of the leachate decreased in the order of ozone (24 W) lamp > 254 nm (24 W) lamp > ozone (14 W) lamp > 254 nm (14 W) lamp. Only COD_Cr and chromaticity treated with the ozone (24 W) lamp met the emission standards.

• KSBB Journal
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• 제27권3호
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• pp.145-150
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• 2012

This study was accomplished using packed bed column reactors that contain nonsurface-modified polypropylene media and surface-modified media from hydrophobic surface property into hydrophilic property by ion beam irradiation. The objectives of this research was investigated the characteristics of organic compounds removal and microbe attachment from sewage of school cafeteria in these reactors. In 736.8 mg/L of the average inflow $COD_{Cr}$ concentration the reactors with and without surface modification showed 81.8% and 70.3% of average $COD_{Cr}$ removal efficiencies, respectively, which proves the $COD_{Cr}$ removal efficiency of surface-modified media reactor is higher than that of nonsurface-modified media reactor. After 90 days, there were maximum differences between modified system and non-modified system. In that time the maximum removal efficiency of $COD_{Cr}$ was 96.5% in modified system and was 85.2% in non-modified system that showed removal efficiency of surface-modified media system is 11.3% higher than that of nonsurface-modified media system. The average removal efficiency of SS was 80.4% for the surface modified system and 61.6% for the non-modified system under same condition. Also, the reactor of surface-modified media has advantage on microbe attachment and biofilm formation.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제7권3호
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• pp.21-29
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• 2006

난분해성 염색폐수를 처리하기 위한 화학적 처리 방법으로 오존단독처리와 3가지 경우의 고도산화공정[AOPs($O_3/H_2O_2$, $O_3/UV$, $O_3/H_2O_2/UV$)]의 처리특성을 실험적으로 검토하였다. 각각의 처리방법에서 합성 염색폐수를 대상으로 $COD_{cr}$ 및 색도의 제거효율, 생분해도(biodegradability)향상에 대한 처리특성을 상대적으로 비교 평가하였고 pH, 온도, 주입량, 순환유량 등을 주요운전인자로 하여 각 산화공정의 최적운전 조건을 파악하였다. 대상으로 한 모든 공정에서 염색폐수의 색도는 단시간에 대부분 제거되었지만, $COD_{cr}$ 제거측면과 생분해도 향상에서는 $O_3/H_2O_2/UV$ 공정이 가장 좋은 처리효율을 나타냈다.

• KSBB Journal
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• 제14권2호
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• pp.153-159
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• 1999

경기도 구리시의 장자연못으로부터 15가지의 균주를 선별하였다. 그 중 폐하수의 COD 제거율이 우수한 두 균주 Pseudomonas sp. BLP2052와 Flauobacterium sp. BLP20515를 분리 및 동정하였으며, 두 균주 모두 생장 최적 조건은 pH $70^{\circ}C$, $30^{\circ}C$ 였으며 넓은 pH 범위에서 생장이 가능하였다. 회분식 반응조를 이용하여 단일균주 및 복합균주를 이용한 폐하수의 분해능을 조사하였다. 분리된 두 균주 Pseµdomonas sp. BLP2052와 Flavobacterium sp BLP20515의 COD 제거율은 각각 66.0%, 65.7%였으며, 타 균주에 비해 폐하수에 COD 제거율이 우수현 균주임을 획인하였다 분리된 단열균주에 비해 복합균주의 경우 약 15%정도 COD 제거율이 우수하였으며, 선별된 균주를 폐하수에 추가 점종시 약 5%정도의 COD 제거율 향상을 확인할 수 있었다. 선별된 균주를 이용하여 84시간 반응조 운전 후 85.6%의 폐하수의 COD 제거율을 확인하였다. 생물폐하수 처리 중 갑작스럽게 유입될 수 있는 저해물질에 대한 실험에서 미생물의 활성에 영향을 미치는 크기는 저해제의 양이 lO0ppm이하의 경우에는 Fe, Zn, Al, phenol, Cr 순으로 줄어드는 경향을 보였으며, 300 ppm이상의 경우에서는 Cr, Fe, Zn, Al, phenol 순으로 줄어드는 경향을 보였다.

• Environmental Engineering Research
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• 제12권1호
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• pp.8-15
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• 2007

Two phase UASB reactors for treating wastewater with sulfate were operated to assess the performance and competition of organics between sulfate reducing bacteria(SRB) and methane producing bacteria(MPB), and the change of characteristics of microorganisms. The reactors were fed in parallel with a synthetic wastewater of 4,000-5,000 mgCOD/L and sulfate concentration of $800-1,000\;mgSO_4/L$. In the MPR(methane producing reactor) and CR(control reactor), COD removal efficiencies were 90% and 60%, respectively, at the OLR(organic loading rate) of 6 gCOD/L, while the amount of biogas and methane content were 6.5 L/day and 80%, and 3 L/day and 50%, respectively. However, the portion of electron flow used by SRB at the OLR of 6 gCOD/L day in MPR and CR was 3% and 26%, respectively. This indicated that the increase of OLR of wastewater containing high sulfate like CR resulted in activity decrease and cell decay of MPB, while SRB was adapted immediately to new environment. The MPB activities in MPR and CR were 2 and $0.38\;kgCH_4-COD$/gVSS day at the OLR of 6 gCOD/L. This indicated hat SRB dominated gradually over MPB during long-term operation with wastewater containing sulfate as a consequence of outcompeting of SRB over MPB. In addition, the solution within AFR was maintained around pH 5.0, the MPB such as Methanothrix spp. which was very important to formation of granules was detached from the surface of granules due to the decrease of activity by limitation of substrate transportation into MPB. Therefore, a significant amount of sludge was washed out from the reactor.

• 환경정책연구
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• 제10권4호
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• pp.61-80
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• 2011

생분해성 물질 지표인 BOD 중심의 환경규제와 환경기초시설의 집중 투자로 인하여 전국적인 BOD 오염도는 지속적으로 개선되었다. 그러나 COD 등의 난분해성 물질은 주요 상수원을 포함하여 전국적으로 정체 또는 증가 추세를 보임에 따라 BOD 관리체계의 한계를 드러냄과 동시에 정체수역 증가와 같은 수체 특성변화의 반영 등 달라진 환경여건을 반영할 수 있는 지표의 필요성이 끊임없이 제기되고 있다. 따라서 본 논문에서는 수체의 변화된 유기물질 오염상태를 적절히 관리할 수 있는 유기물질 관리지표를 선정하였다. 지표전환의 항목으로 $COD_{Cr}$와 TOC를 검토해 본 결과 $COD_{Cr}$보다는 TOC를 향후 유기물질 관리지표로 선정함이 적정한 것으로 나타났다. TOC는 유기물지표로서 대표성,국제적 통용성, 모니터링 프로그램의 용이성, 분석기술의 유무, 정밀도 및 정확도, 분석에 소요되는 시간, 운전의 용이성, 소독부산물의 관리, 기존정책과의 연계성, 외국사례여부, 국내적용사례, 수생태계와의 상관성 등에 대한 평가 결과 타당한 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권2호
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• pp.313-321
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• 2000

본 연구는 AFMR(Anaerobic Floating Media Reactor) 공정을 이용하여 폐광산폐수로부터 중금속을 제거하기 위한 연구로서 본 연구에서는 두 개의 AFMR 반응조를 HRT 3일, COD/sulfate 비는 0.3~0.8, 운전온도는 $30^{\circ}C{\sim}35^{\circ}C$, 알칼리도는 1,000 mg/l(as $CaCO_3$)으로 운전하였다. 실험결과 AFMR 반응조는 COD/sulfate 비 0.5, 운전온도 $35^{\circ}C$에서 환원된 $SO{_4}^{2-}$양/제거된 COD양(mg/mg) 비는 약 1를 유지하였으며, 중금속 Cr, Pb, Fe은 99.99%, Cd 98%, Mn 90%의 제거효율을 나타내었다. 운전온도를 $35^{\circ}C$에서 $30^{\circ}C$로 감온시킬 때 AFMR 반응조내의 환원된 $SO{_4}^{2-}$양/제거된 COD양(mg/mg) 비는 1.37배로 증가하였다. 또한 운전온도 $30^{\circ}C$, COD/sulfate 비는 0.4일 때 최대의 황산염 환원을 보였으며 이때 유입되는 중금속인 Fe, Pb, Cr은 99.99%, Zn, Cd, Cu는 99.9%, Mn 97.3%의 중금속 제거효율을 보였다.