• 대한환경공학회지
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• 제28권10호
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• pp.1090-1097
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• 2006

판지공장 인쇄폐수에 무산소 활성오니공정을 적용한 결과 $TCOD_{Mn}=90{\sim}94%$, $Color=58{\sim}81%$의 높은 제거효율을 얻었다. 산업현장 판지공장 폐수에 대한 무산소 활성오니공정의 설계분석을 위하여 Monod식에 의한 동력학적계수를 추정한 결과 $K_{max}$(최대 기질제거속도)=0.52 $day^{-1}$, $K_s$(반포화 기질농도)=314 mg/L, $K_d$(내생호흡계수)=0.274 $day^{-1}$, y(미생물의 합성계수)=0.908 mg/mg, ${\mu}_{max}$(최대 비생장속도)=0.472 $day^{-1}$로 산출되었다. 설계분석을 위한 부하인자의 값은 F/M비=$0.043{\sim}0.07$ kg-$TCOD_{Mn}$/kg-SS-day, BOD 용적부하=$0.18{\sim}0.3$ kg-$TCOD_{Mn}/m^3-day$, ${\theta}_x$(미생물 체류시간)=$=6.8{\sim}26.4$ day로 현장 검증되었다. 이러한 부하인자의 값을 미생물의 성장 동력학과 연계시켜 볼 때 F/M비는 ${\theta}_x$에 반비례하고, 단위측면에서 F/M비는 ${\mu}_{max}$와 같아야 하나 F/M비와 ${\mu}_{max}$는 상당한 차이가 있음을 알 수 있었다. 따라서 미생물의 성장 동력학을 이용한 무산소 활성오니공정을 설계하고자 할 때에는 충분한 안전율이 요구되는 것으로 사료되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.478-478
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• 2012

국내의 하수도 보급률은 90%에 달하고 있으며, 하수의 고도처리와 처리기술이 향상된 신기술개발 등으로 수질개선 효과가 크게 개선되어 있고, 전국 각지에 활발하게 하수처리장의 건설이 추진 중에 있지만, 다양한 오염원의 증가와 함께 환경기준은 점차적으로 강화되고 있어 기존 하수처리장은 강화되고 있는 환경기준을 만족시키기 어려운 실정으로 새로운 처리법의 도입이 절실히 요구되고 있는 실정이다. 시설이 노후화된 하수종말처리장의 경우에는 경제적인 부담감을 이유로 기존 공법 개선을 통한 수질기준을 만족하기 위하여 노력하고 있으며, 특히, 방류수 수질 중에서 총질소(T-N)와 총인(T-P)의 기준을 평상시와 겨울철(12월 1일부터 3월 31일까지)로 구분하여 적용하여 왔지만, 2012년부터는 이를 동일하게 적용함으로써 겨울철 생물학적 처리 공정에서의 효율저하로 인한 기준치 만족이 어려운 상황이다. 본 연구에서는 인천의 하수처리장을 대상으로 동절기 수온의 저하에 따른 생물학적 공정을 개선시키기 위하여 운전조건을 변경하여 수질개선 증대 방안을 도출하고자 하였으며, 생물학적 공정인 MLE공법으로 동절기 외부 온도의 영향을 받는 조건을 갖는 사업소를 대상으로 실내 실험장치를 구성하여 조건을 변화하면서 개선 효과를 검토하였다. 생물반응조의 공정위치 변화, 미생물농도 그리고 체류시간변화 등의 실험조건으로 하수 처리 효율을 분석하였으며, 운전 중 외부반송 유량, 내부반송 유량 등의 운전인자는 일정하게 유지하였고, 동절기 온도인 $10^{\circ}C$로 유지하여 실험을 진행하였다. 실험 결과 대상 하수처리장의 생물학적 공정의 개선방향은 공정 배열을 변화하였을 때, 현재의 공정 배열 조건인 무산소조 1개, 호기조 4개의 공정보다 호기조 1개, 무산소조 1개, 호기조 3개로 수정하는 경우 현재 공정보다 질소는 7%, 유기물은 9.2% 처리효율이 개선되는 것으로 분석되었다. 미생물 농도 변화를 주어 수질 개선 효과를 검토한 결과 하수처리장 설계농도인 3,500ppm의 경우보다 미생물 농도를 5,970ppm으로 증가시킨 경우 17.4% 처리효율의 개선효과를 보여 질소 제거를 위해 미생물의 농도를 증가시키는 것이 바람직한 것으로 판단하였다. 또한, 체류시간(HRT)을 변화한 경우에는 현재 체류시간(HRT)인 8시간 보다 10시간으로 증가시켰을 경우 유기물은 3.2%, 질소는 2.6%의 처리효율이 개선되는 것으로 분석되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권6호
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• pp.1093-1101
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• 2000

본연구의 목적은 국내의 기존 하 폐수처리장에 생물막을 적용하여 BNR공정으로 전환 및 개조하거나 생물막 공법을 적용한 BNR공정을 3차 처리로 적용할 수 있는 새로운 공정을 개발하는 데 있다. 우리 나라 하수의 $SCOD_{cr}/T-N(NH_4{^+}-N+NOx-N) $ 비는 다른 나라에 비하여 상대적으로 낮기 때문에 완전한 탈질화를 얻기 위해서는 외부탄소원을 반드시 공급해야만 한다. 본 연구에서의 $SCOD_{cr}/NH_4{^+}-N$비는 2.49이었으며, 실험기간 동안 유입수 $NH_4{^+}-N$농도는 25에서 37 mg/L로 변화되었다. 하수처리시 질소제거능을 향상시키기 위하여 R-1(무산소/중간침전조/호기성/무산소/호기성)과 R-2(호기성/중간침전조/무산소/무산소/호기성)의 생물막을 이용하는 두 공정을 적용하였다. 외부탄소원을 투여하지 않은 조건에서 $NH_4{^+}-N$와 T-N의 유출수질과 제거효율은 R-1공정이 R-2공정에 비하여 하수로부터 질소제거에 보다 적절한 것으로 평가되었다. 무산소 반응조의 $SCOD_{cr}/NOx-N$비와 T-N제거효율을 고려하였을 때, R-1공정이 원하수내 유기물질의 분배에 있어서 더 효과적인 것으로 사료되었다. R-1 공정과 R-2공정에서 1 g의 $NH_4{^+}-N$를 제거하는데 요구되는 알칼리도는 R-1과 R-2 각각 5.18과 5.76(g $CaCO_3/g$ removed $NH_4{^+}-N$)이었으며, 이는 활성슬러지 BNR공정에 비하여 낮았다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제9권1호
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• pp.87-94
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• 2004

물중의 ο-cresol을 흡착ㆍ제거할 때 여러 조건으로 전처리한 GAC의 흡착능을 조사하고 발생되는 변형반응을 관찰하여 전처리조건 및 그에 따른 용존산소가 GAC 흡착능에 미치는 영향을 조사하였다. 전처리를 하지 않은 원 GAC와 산소, 산 및 염기로 전처리한 GAC를 흡착제로써 사용하였고 유산소 및 무산소조건을 적용하여 실험을 수행하였다. ο-Cresol에 대한 흡착능은 GAC 전처리방법에 따라 물중의 용존산소에 의해 다르게 영향을 받았다. 즉 원 GAC의 경우 용액중에 DO가 존재할 경우 GAC의 흡착능이 증가하였으나 산소로 전처리한 GAC의 경우 DO 존재여부와 무관하게 별다른 흡착능의 변화가 관찰되지 않았다. 또 산처리 및 염기처리 GAC는 원 GAC에 비해 상대적으로 DO의 영향을 크게 받은 것으로 관찰되었다. 산처리 GAC 및 염기처리 GAC 모두 초기단계에 빠르게 ο-cresol을 흡착하는 것으로 관찰되었으며 접촉시간이 길어질수록 상대적으로 점차 흡착이 느려졌다. 그러나 산처리 GAC의 경우 약 5일이면 평형에 도달하였으나 염기처리 GAC는 10일 이상 접촉하여야만 평형에 도달하는 것으로 관찰되었다. 흡착속도 실험에서 관찰한 시점에 분리된 GAC로부터 소형 soxhlet 용출기구를 이용하여 흡착된 ο-cresol을 용출하였다. 초기 약 1시간이내에 두 조건(산 또는 염기처리 GAC사용)모두에서 용출율이 감소하는 경향을 나타내었다. 약 1시간이후에는 용출율의 감소 또는 증가 경향이 관찰되지 않았으며 상대적으로 일정한 경향을 나타내어 약 35∼50%의 용출율을 나타내었다. 이러한 실험결과에 따르면 흡착 중 용액에 존재하는 용존산소는 물론이고 대상물질 흡착전에 GAC와 접촉시킨 $O_2$도 GAC 흡착능에 영향을 미치는 것으로 관찰되었다.

• 한국환경농학회지
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• 제25권3호
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• pp.202-210
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• 2006

자연정화공법에 의한 농촌 전원 독립가구 하수처리공법 개발을 위하여 호기성조와 혐기성조가 분리된 소형 하수처리 장치에서 혐기성조 위에 호기성조를 포갠 일체형으로 공법을 개선한 소형 하수처리장치를 설계 및 시공하여 하수처리공법별, 하수 부하량 및 하수 주입방법에 따른 수처리 효율을 조사하였다. 소형 하수처리장치의 최적공법은 호기-무산소-혐기조건이었으며, 최적여재는 쇄석이었고, 최적 하수 부하량은 $1,200L/m^3{\cdot}day$이었다. 이러한 조건에서 농촌 전윈 독립가구에서 간헐적으로 배출되는 하수에 대한 대응성을 조사하기 위해 하수 주입방법에 따른 하수처리효율을 조사한 결과 농촌 전원 독립가구 하수처리공법으로 개발된 호기-무산소-혐기조건인 소형 하수처리장치는 실제 농촌 전원독립가구에서 간헐적으로 발생되는 하수에 그대로 적용하더라도 현행 방류수 수질기준인 BOD 20 mg/L, COD 40 mg/L, SS 20 mg/L, T-N 60 mg/L 및 T-P 8 mg/L을 만족할 뿐만 아니라, 방류수 수질기준이 앞으로 BOD 10 mg/L, T-N 20 mg/L 및 T-P 2 mg/L로 강화되더라도 안정적으로 처리될 수 있을 것으로 판단된다. 이상의 결과에서 농촌 전원 독립가구 하수처리공법으로 개발한 호기-무산소-혐기조건인 소형 하수처리장치는 BOD 99%, COD 95%, SS 99%, T-N 83% 및 T-P 96%초 질소 처리효율을 호기성조와 혐기성조가 분리된 소형 하수처리장치에 비해 17%정도 향상시켰으며, 모든 조가 일체형이므로 부지면적을 최소화할 수 있다. 따라서 본 공법은 자연정화공법의 단점을 보완할 수 있으므로 농촌 전원 독립가구에 적합할 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제15권4호
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• pp.590-594
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• 2005

황토볼을 담체로 사용하여 혐기조${\rightarrow}$호기조${\rightarrow}$무산소조의 순서로 진행되는 폐수처리 시스템(F-STOP PROCESS)에서 폐수의 조성이 COD 200, 총질소 40 (ppm)정도의 합성폐수를 처리하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 총질소 성분의 평균 제거율은 $83.0\%$이였으며, 암모니아성 질소는 평균 제거율이 $84.4\%$이였다. 또한 질산성 질소는 호기조의 평균 질산화율은 $60.2\%$이였는데 유출수의 pH범위가 $4.8\~6.0$인 것을 고려하면 양호한 결과를 보였으며, 무산조의 질산성 질소의 제거율은 $96.3\%$으로 상당히 좋은 결과를 보이고 있다. 최종 방류조의 유출수 COD는 12.8ppm으로 평균 제거율 $93.6\%$이였으며, SS의 경우에는 평균발생량은 7.0ppm이였다. 이러한 결과치는 하수종말처리장(특별대책지역 및 잠실수중보권지역) 기준 및 폐수처리시설(농공단지 오 폐수처리시설 포함) 기준 이내의 기준에 해당하는 영양염류의 수치로 양호한 결과를 보여주었다. 그러나 이러한 결과를 유지하기 위해서는 폐수성상에 따른 시스템 순서의 변경, 비정상상태에서 정상운전에 이르는데 요구되는 시간을 줄이는 것 등이 관건으로 되어 있으며, 향후 이러한 방향으로 보다 연구가 진행되어야할 필요성이 있다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제46권2호
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• pp.251-260
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• 2004

SBR 처리공정의 자동제어 인자로서의 ORP, pH, DO의 안정성과 유용성을 비교 평가하였다. 시스템 운전동안 ORP와 pH(mV)-time profile 상에서 요염물질의 특이적인 변화시점을 나타내는 NBP와 NKP가 잘 나타났으며 이 시점은 MSC(moving slope change)를 이용하여 쉽게 인식될 수 있는 것으로 밝혀졌다. 그러나 부하량과 포기량 혹은 시스템 OUR이 불균형일 때는 DO나 ORP-time profile 상에서 NBP로 잘못 인식될 수 있는 가짜 제어시점이 여러 번 발생하거나 혹은 제어시점으로 인식할만한 변화가 전혀 발생하지 않음을 알 수 있었다. 그러나 pH(mV)-time profile에서는 어떤 운전조건과 상태에서도 항상 뚜렷한 NBP가 발생하고 MSC를 이용한 제어시점 인식이 가능함을 알 수 있었다. 따라서 호기적 처리과정 중의 시스템 진단과 자동제어 인자로 ORP나 DO 보다 pH(mV)가 안정적임을 알 수 있었다. 반면 무산소 상태의 모니터나 제어에 있어서는 pH(mV)-time profile에서 NKP를 안정적으로 인식하는 데에는 한계가 있었으나 ORP에서는 매우 안정적인 것으로 나타나 무산소 처리과정의 진단/제어인자로는 ORP가 다른 인자들 보다 유용함을 알 수 있었다. 이러한 결과로 미뤄 SBR 공정의 안정적인 자동제어를 위해서는 ORP 혹은 pH(mV)를 단독으로 이용하는 것 보다는 병용하는 것이 바람직하며, 이러한 자동제어기술은 유입수내 오염물질의 농도 변이와 운전여건에 상관없이 항상 오염물질의 완전제거를 가능케 함은 물론 처리시간 및 처리용량의 최적화를 위한 실용적 기술이 될 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제55권6호
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• pp.727-736
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• 2022

얼음쐐기는 영구동토 지역의 토양층에서 관찰되는 얼음체로, 형성 당시의 강수 및 토양이 유입되어 형성되며, 높은 농도의 용질 및 고체함량을 가진다. 이러한 얼음쐐기는 그 형성 및 분포적 특성으로 인해 최근 고기후 및 고환경 복원을 위한 연구에 활용될 수 있는 가능성이 제시되고, 이에 대한 연구가 제한적으로 시작되고 있다. 하지만 얼음쐐기에 포함된 용질 및 고체 혹은 광물입자들을 고기후 및 고환경 복원 프록시로 사용하기 위해서는 이들의 물리화학적 특성 보존이 필수적이다. 만약 얼음쐐기 시료의 해동과정에 의한 물리화학적 특성 변화가 야기된다면, 이를 활용한 고기후 및 고환경 해석에 오류를 야기할 수 있다. 본 연구에서는 동시베리아 쑤야(Cyuie) 지역에서 채취된 얼음쐐기를 이용하여 해동조건이 얼음쐐기 내 용질 및 고체상에 미치는 영향을 조사하였다. 쑤야(Cyuie) 지역의 얼음쐐기 시료에 대해 해동온도와 산소유무를 고려하여 네 가지 해동조건(4℃-유산소, 4℃-무산소, 23℃-유산소 혹은 23℃-무산소)에서 회수된 용액 및 고체시료의 특성을 분석하였다. 온도와 산소의 영향이 가장 제한적일 것으로 예상되는 4℃-무산소 조건에서 측정된 결과를 기준으로 비교한 결과, 얼음쐐기 내 고체입자들에 대한 해동조건의 영향은 미미하였다. 반면, 용액의 화학적 특성(pH, 전기전도도, 알칼리도와 주양이온 및 미량원소의 농도)은 기준조건에 비해 4℃-유산소 조건에서 일관성 있게 유의미한 차이를 보였다. 본 연구결과, 얼음쐐기 시료의 해동조건에 따라 시료의 화학적 특성에 변화를 야기할 수 있으며, 이는 시료처리 방법 및 절차가 얼음쐐기를 이용한 고기후 및 고환경 복원 결과에 중요한 영향을 미칠 수 있음을 시사한다.

• 공업화학
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• 제17권5호
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• pp.521-526
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• 2006

폐수를 재이용하기 위한 고도처리 시스템으로서 분리막 생물반응조(Membrane Bioreactor, MBR)는 기존의 활성슬러지 공정(Activated Sludge Process, ASP)에 비하여 많은 장점을 가지고 있다. 도시 하수 중에 포함된 유기물과 영양염류를 동시에 제거하기 위하여 침지형 정밀여과(Microfiltration, MF) 막을 이용한 무산소/호기(Anoxic/Oxic, A/O)형 MBR에서 투과플럭스를 $10.2L/m^2{\cdot}h$로 일정하게 유지하면서 고형물 체류시간(Solids Retention Time, SRT) 변화에 따른 막 여과 특성을 조사하였다. 실험 결과, SRT를 증가시킬수록 체외고분자물질(Extracellular Polymeric Substances, EPS)내 단백질/탄수화물(Protein/Carbohydrate, P/C) 비가 높아져서 막 오염이 빠르게 진행되었다. A/O MBR에 RO막을 결합한 A/O MBR-RO 공정을 폐수의 고도처리에 적용하고자 하였으며, 성능평가를 위해 A/O MBR-RO 공정과 기존의 활성슬러지 공정에 MF와 RO막을 결합한 ASP-MF-RO 공정의 유기물 및 영양염류 제거율을 비교하였다. 실험 결과 A/O MBR-RO 공정이 ASP-MF-RO 공정보다 더 우수한 처리효율을 나타내었다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권5호
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• pp.519-524
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• 2005

국내 하수의 낮은 C/N비를 나타내는 특성으로 인하여 질소와 인의 효과적인 제거를 위해서는 추가적인 보조 탄소원의 주입이 필요한 실정이다. 여러 가지 적용 가능한 외부 탄소원 중, 음식폐기물은 다량의 유기물을 함유하고 있어 다양한 전처리를 통하여 하 폐수 고도처리 공정의 외부탄소원으로 이용가치가 높다고 할 수 있다. 본 연구에서는 음식폐기물 고속발효건조 과정에서 발생하는 음식폐기물 응축수를 A/O 공정으로 구성된 막 결합 생물반응조의 외부탄소원으로 적용 가능성에 대해 평가하고 다양한 운전 조건에서의 질소 인 성분의 제거 효율을 살펴보았으며, 막 오염에 영향을 미칠 수 있는 다양한 인자들에 대한 평가를 실시하였다. 실험 결과 무산소 조건에서 0.19 g $NO_3-N/g$ VSS/day의 탈질율을 얻을 수 있었으며 연속운전에서는 음식폐기물 응축수 주입을 통하여 총질소와 인 성분의 제거율을 각각 최대 64%, 41% 향상 시킬 수 있었다. 또한 유입수 유량의 0.5% (vol/vol)의 외부탄소원 주입 조건에서도 효과적인 처리효율을 얻을 수 있었으며, 전체 공정의 수리학적 체류시간 8시간 이상, 무산소조와 호기조의 체류시간은 각각 3시간, 5시간에서 최적의 처리효율을 나타내었다. 실제 생환하수 처리 시, 질소와 인의 제거효율은 증진되었으나 막 결합 생물 반응조 내의 전체 입자의 크기 증가 및 미생물 체외고분자 물질 중 단백질 성분의 증가로 인하여 전체 막 저항 값이 증가하는 경향을 보였으며, 유입수의 고형물질의 조절을 통하여 막 오염을 줄일 수 있었다.