• 멤브레인
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• 제15권1호
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• pp.70-83
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• 2005

폭기조를 간헐 폭기로 운전하여 호기/무산소(oxic/anoxic) 시간 비율과 무산소 조건에서 호기 조건으로의 전환시 공기세정이 투과플럭스 및 투과압력에 미치는 영향을 조사하였으며, 호기조건에서 무산소 조건으로 전환 시 펌프의 회전력에 의한 흡인압력이 투과플럭스와 투과 압력에 주는 영향을 조사하였다. 또한 긴 슬러지체류시간(SRT; Sludge Retention Time)과 고농도의 MLSS 유지시에 발생하는 미생물 대사산물이 분리막에 미치는 영향과 응집제를 투여하였을 때 분리막에 작용하는 플러스 효과에 대하여 조사하여 보았다. 호기/무산소(oxic/anoxic)의 시간비율에 따른 유기물 및 질소 제거효율을 조사해본 결과 폭기 40 비폭기 20분의 시간배분 조건에서 처리효율이 가장 양호하였으므로 호기/무산소(oxic/anoxic) 조건을 40/20분으로 한 조건(step-7)에서 약품주입 실험을 수행하였다. 액체 명반을 폭기조에 직접 투여할 경우 약품의 농도가 질산화 및 탈질 미생물에 많은 영향을 주는 것을 알 수 있었으며, MBR공정에서 인 1 mg/L를 제거하기 위해서는 약 0.7 mg/L의 액체명반이 필요한 것으로 확인되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제9권3호
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• pp.35-43
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• 2008

본 연구는 소규모 하수고도처리시설에 대해 변형 연속회분식공정을 적용하여 그 효용성을 평가하였다. 변형 연속회분식공정은 단일 반응조 내에서 유기물질 및 질소, 인 등이 제거되며 유입수의 유량 및 수질특성에 의해 적합한 운전방식을 선택할 수 있다. 각 공정의 기능 향상을 위해 원수 유입조건의 제어, 간헐 폭기방식에 의한 무산소 및 호기조건의 적절한 분배 그리고 처리수와 잉여슬러지의 고액분리를 위한 처리수 배출장치의 적용으로 설계된 유량 및 수질에 비해 낮은 부하 조건임에도 1일 3Cycle 운전모드로써 안정적인 처리효율을 나타냈다. 평가결과 유기물질 제거효율은 BOD의 경우 평균 120.4mg/L에서 6.8mg/L로 94.4%, CODMn은 95.7mg/L에서 11.0mg/L로 88.5%의 처리효율을 나타냈다. T-N의 제거효율은 평균 32.2mg/L의 유입수 농도에 대해서 약 69.6%, T-P의 경우는 유입수 농도 4.65mg/L에 대해 73.6%의 처리효율을 나타냈다. 동절기 평균 T-N과 T- P의 처리효율은 58.8%, 68.5%로 약간 감소하였지만 안정적인 처리효율을 나타냈다. 1차 무산소 호기조건에서 BOD는 90%, T-N은 67% T-P는 46%정도로 제거되었으며 T-P는 2차 무산소 호기조건에서 약 70%정도 제거되었다. 따라서 유입수의 간헐유입과 무산소 호기조건의 적정한 분배에 의해 질산화, 탈질 및 인의 과잉섭취에 유기물이 적절히 이용된 것으로 평가되어 소규모 고도하수처리시설에 적합한 공정으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권5호
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• pp.861-867
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• 2000

무산소 조건에서의 인섭취를 이용한 질소, 인 화합물의 동시 제거 가능성을 연속회분식반응기(SBR)를 사용하여 고찰하였다. 혐기-호기상의 AO SBR 반응기에 점차적으로 무산소상을 도입함으로써 질산염을 전자수용체로 사용하여 탈질이 가능한 인섭취 미생물들(DPAOs)을 다량으로 축적하였다.(혐기-호기-무산소-호기상의 $(AO)_2$ SBR). 무산소상과 호기상에서의 인섭취율을 비교해 보았을 때, 전체 인제거 미생물 내에서 DPAOs의 비율이 약 10%에서 64%까지 증가하였다. $(AO)_2$ SBR은 안정된 질소, 인제거 성능을 보였으며, 유기물질, 질소, 인 화합물의 제거율은 각각 92%, 88%, 100%였다. $(AO)_2$ SBR의 운전결과와 회분식 실험으로 부터 아질산염은 무산소상에서의 인제거 반응에 어떠한 악영향도 미치지 않으며, 오히려 질산염과 함께 전자 수용체로 사용되어짐을 알 수 있었다.

• 한국농공학회논문집
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• 제52권1호
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• pp.25-31
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• 2010

네덜란드 브리젠빈 하폐수처리장 최종방류수의 $NH_4$-N 및 TN(Total Nitrogen)농도를 방류수 수질기준인 각각 4 mg/L와 10 mg/L에 맞추기 위한 최적의 운전조건을 도출하기 위해 다양한 제어시스템이 시뮬레이션 되었다. 본 연구에 사용된 모델은 IWA(International Water Association) 활성슬러지 모델 No.1 (ASM No.1)이었고, GPS-X가 시뮬레이터로 사용되었다. 모델링을 위한 매개변수 민감도 분석결과 ASM No.1의 총 19개 매개변수 중 8개 변수 ($Y_H$, ksh, koh, $b_H$, ${\mu}_a$, $k_{NA}$, kh, ka)가 방류수 수질에 영향을 미치는 것으로 조사되었고 이들 매개변수에 대해 보정을 수행하여 사용하였다. SRT, 호기/무산소기간, 외부탄소원 주입시간 변화에 따른 방류수질 변화를 시뮬레이션하였는데, 호기/무산소 11h/1h인 조건에서 SRT가 20일에서 25일로 증가되면 $NH_4$-N가 5.0 mg/L에서 2.9 mg/L로 감소되었고 호기/무산소 2h/1h의 조건에서는 SRT증가에 따라 $NH_4$-N은 큰 감소를 보이지만, 바이패스되는 유입수량의 감소로 탈질율이 낮아 방류수 TN이 11.1~11.5 mg/L로 예측되는 결과가 도출되었다. 탈질율을 높이기 위한 아세트산 주입은 동일한 양의 아세트산을 무산소 전기간 (1h)동안 균일 주입하는 것 보다는 무산소 초기 15분내에 주입하는 것이 효율적인 것으로 나타났다.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 2003년도 가을 학술발표회 발표논문집
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• pp.47-48
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• 2003

무산소조의 HRT가 3.5시간에서는 탈질이 일어날 수 있는 조건을 이루지 못하였다. Phase 4에는 무산소조를 3.7시간으로 고정하고 호기조와 혐기조의 HRT를 조절하여도 전체적인 효율에는 큰 영향을 미치지 않았다. 또한 슬러지 반송만으로 높아질수 있는 NO3-N 농도를 무산소조의 HRT로 조절함과 동시에 호기조에서의 DO농도를 1.5로 주입함으로써 높은 질산화로 인해 발생되는 낮은 탈질률을 막아줌으로써 인제거율에도 효과를 나타냄을 알 수 있다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 2000년도 추계 총회 및 국제학술발표회
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• pp.127-130
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• 2000

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 2006년도 학술발표회 발표논문집
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• pp.401-402
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• 2006

본 연구는 서로 다른 조건에서 질산화를 유도한 반응기의 군집동태를 살피기 위해 DGGE를 이용하여 반응기 초기의 슬러지 구성 군집의 상태와 질산화 유도후의 군집변화를 살펴보고자 하였다. DGGE의 전체 profile에 의하면 군집을 조성하는 개체군의 수가 상당히 축소되었다는 점과 비배양적인 질산화균이 여전히 많다는 점, 그리고 호기조건과 미호기/무산소 조건에 공존하는 band가 많은 것으로 볼 때 예상보다는 산소에 대해 내성이 있는 질산화균이 많다는 것을 알 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권10호
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• pp.1757-1763
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• 2000

본 연구는 토양미생물을 활성화한 영양염류 제거 공정의 질소, 인 제거 특성을 Denitrifying Phosphorus removing Bacteria(DPB)의 영향에 의한 관점에서 파악하고자 행하였으며, 또한 DPB의 무산소 상태 하에서의 탈질 및 인 섭취 특성에 대해서도 연구가 진행되었다. Batch test 결과, 토양미생물을 이용한 영양염류 제거 공정에서의 질소, 인 제거는 무산소 상태에서 탈질과 동시에 인을 섭취하는 DPB(Denitrifying Phosphorus removing Bacteria)의 영향이 상당한 것으로 나타났으며 무산소 상태에서의 DPB에 의한 인 섭취 속도가 호기상태에서의 약 50%에 달하였고 초기 nitrate 농도가 DPB의 인 섭취 속도에 대한 영향인자임을 알 수 있었다. 그리고 영양염류 제거 공정에서의 DPB의 존재는 전체 공정의 효율을 증대시키는 것으로 판단되었다.

• 생명과학회지
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• 제12권6호
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• pp.700-707
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• 2002

높은 COD 농도의 유입수질에 따른 Bacillus 균주의 유기물 및 영양소 제거특성을 파악하고자 실험실 규모의 3가지 다른 기질 조성을 가지는 회분식 반응조(Rl, R2, R3)를 운전하였다. $NH_4^+$-N 및 $COD_{cr}$, 농도는 호기적 상태에서 95% 이상 제거되었으며, 각 반응조의 $NH_4^+$-N 및 $COD_{cr}$, 제거율은 각각 22.6 와 90.5%(Rl), 23.9 와 65.8%(R2), 30.2와 86.4%(R3)이었다. $NH_4^+$-N의 제거는 $NO_3^{-}$-N의 농도가 충분히 공급이 될 경우 제거효율이 높은 것으로 나타났고, 초기 nitrite의 농도가 높을 시에는 COD 처리효율을 크게 떨어뜨림을 알 수 있으며, 탈질에 이용되는 탄소량은 거의 없었다. 따라서, Bacillus 균주에 의한 탈질과정에서는 일반적 전자공여체 대신에 암모니아성 질소가 전자공여체로서 이용될 수 있다는 가능성을 보였다. $NO_3^{-}$-N농도는 무산소 조건에서 거의 탈질 되는 것으로 나타났으며, R3 반응조의 경우에만 호기상태에서도 10%의 제거가 일어났다. 총질소(TN)와 총인(TP)의 제거율은 각각 41.8 와 49.5%(Rl), 40.1와 35.8%(R2) 및 47.0 와 57.6%(R3) 이었다. Alkalinity는 호기조건에서 alkalinity의 농도가 많이 소모되었다가 다시 무산소 조건에서 탈질반응에 의하여 회복됨을 알 수 있었는데, 호기적 조건하에서 1 mg/L의 $NH_4^+$-N이 산화될 때 소모된 alkalinity는 Rl, R2, R3 반응조에서 각각 4.96, 5.41, 3.93 mg/L($CaCO_3$으로 환산한 농도로서)이었으며, 무산소 조건하에서는 1 mg/L의 $NO_3^{-}$-N이 제거되는 동안 회복되는 alkalinity는 각각 3.06, 3.17, 2.60 mg/L.($CaCO_3$으로 환산한 농도로서)이었다 Rl, R2, R3 각 반응조의 SOUR 값을 구해보면, 각각 38.5, 52.7 및 42.0 mg $O_2$/g MLSS/hr으로서 기존의 활성슬러지보다 높은 미생물 활성을 보였다. 각 반응조의 유기물질 용적부하율(OLR) 및 슬러지 생산량을 계산하면 각각 0.69 와 0.28(Rl), 0.77 와 0.20(R2) 및 0.61 kg COD/$m^3$/day 와 0.25 kg MLSS/kg COD(R3)이 었다. 유기물 부하율이 상당히 높은데 반해 슬러지 생산량은 다른 공법에 비해 다소 낮은 것으로 나타났다. 초기 $NO_3^{-}$-N 농도가 높은 R3 반응조는 무산소 조건하에서의 $NH_4^+$-N 1 mg 제거 당 가장 많은 양의 $NO_3^{-}$-N 제거 및 COD 1 mg 제거 당 가장 많은 $NO_3^{-}$-N 량이 제거되었다. Rl, R2 반응조에서의 $NH_4^+$-N 1 mg 당 제거된 COD mg수는 10.41-12.63으로서 호기적 탈질을 일으킨다고 보고된 T. pantotropha 균주를 사용한 실험결과와 비슷한 값을 나타내었고, $N_2$로의 변환에 의한 질소제거를 N-balance로부터 구해보면, R3 반응조의 경우가 가장 높은 제거율(40.9%)을 보였다. 이상의 결과들을 볼 때, Bncillus 균주는 호기적 탈질을 일으킬 수 있는 가능성이 있고, Bncillus 균주를 이용한 B3 공정은 탈질에 이용되는 탄소량이 거의 없고, 적은 alkalinity 소모에 의한 경제적 이익 등 장점을 가진 공정으로 보여 진다.

• 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.