• 상하수도학회지
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• 제20권1호
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• pp.44-52
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• 2006

Bio-filtration processes using honeycomb tubes (process 1) and aeration and manganese-sand filtration (process 2) were evaluated for the biological manganese removal efficiency. The concentration of manganese at effluent was stabilized after 20days operation in process 1. It was estimated the required time for attaching and growing microorganisms to honeycomb tubes. In long term of operation periods, manganese removal efficiency was dropped for the excessively attached biofilm and manganese dioxide to honeycomb tubes. It took several days for normal operation in process 2, after that manganese removal efficiency was increased to 98% and stabilized for 1.5 years. Microorganisms in process 1 and 2 were isolated and cultured to characterize manganese-oxidizing bacteria. Among the four types of colony, light brown colony was turned blue color by leuco crystal violet spot test. Stenotropomonas genus, known as manganese-oxidizing bacteria, was identified by 16S rDNA partial sequencing analysis which was isolated in process 1 and 2. For the biological treatment to remove manganese, these two considerations are important. One is to choose the proper media attaching manganese oxidant, another one is to define the cultural condition of isolated manganese-oxidizing bacteria.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2005년도 추계 종합학술대회 논문집
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• pp.123-128
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• 2005

창원시 북면지역은 낙동강변에 위치하여 강물의 수량은 부족하지 않으나 계절별로 수질과 수량의 변동이 심하고 지역 내의 암반지하수에서도 철, 망간, 구리 등이 검출되어 강변여과수를 개발하기로 하였다. 본 연구는 북면지역에 공급할 지방상수도를 설계하여 설치하는 동안에 강변여과수에서 암모니아성질소가 먹는 물 수질 기준을 초과하고 철과 망간이 검출되어 생물학적처리로 제거되는지를 알아보기 위하여 Pilot-Plant를 설치하여 시험하였고 수돗물을 생산하여 공급하고 있는 전자동침전여과기의 처리 공정을 변경하여 그 성과를 검토하였으며 하루 $10,000m^3$를 생산할 수 있는 북면정수장을 설치하여 운영하면서 생물학적 처리방법의 효과를 분석하였다.

• 환경기술인
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• 통권181호
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• pp.70-75
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• 2001

본 연구는 '99년 7월에 벤처형 중소기업 기술개발 지원사업으로 신규 계약된 과제로서 상수원수의 전처리 및 하수 2차 침전수의 재처리 공정에 활용될 생물 산화 여과지를 개발하는 것이다. 생물 산화 여과 system은 상수 원수의 전처리, 상수도의 고도정수 처리, 하수 및 폐수처리에 이용될 수 있는 것으로, 특히 물리적 여과기능과 포기 과정을 통한 산화 기능을 포함하는 생물학적 분해 및 자연정화처리환경을 유지하여 수질이 악화된 상수도의 전·후처리나 하.폐수의 3차 처리에 적용하기 위한 것이다. 생물 산화 여과 시스템은 여과지의 하부 장치에 균등한 공기(산소)공급시설을 하여 여과층에 연속적으로 공기를 공급하면서 여과를 함으로서 생물막 여과 및 산화 기능으로 유기물질, 철, 망간 등을 제거하고 공기의 부상력에 의하여 조류, 부유물질, 냄새 등을 동시에 제거하는 System이다. 현재 상수처리 공정으로서의 생물 산화 여과지 개발을 위해 Bench-scale과 semi-pilot plant를 거쳐 Y시 M취수장애 pilot plant를 설치하여 연구를 진행중에 있으며, 또한, G시 G하수처리장에 하수처리 공정에 관한 연구를 위해 pilot plant를 설치하고 하수 3차 처리와 저농도 하·폐수 처리를 중심으로 연구중에 있다. 아래의 연구 결과는 정수처리 공정 연구를 위한 Bench-scale plant실험을 통해 얻은 결과치이며 현재까지 진행된 연구는 주로 정수처리 공정 중심으로 이루어 졌으나 pilot plant에서는 정수 및 하수처리에서의 생물산화여과공정의 연구가 진행중이다. 현재 연구가 진행중이므로 각 인자별 최적운전조건 등은 계속적인 실험과 연구를 통해 찾아지겠으나 현재까지 수행된 연구자료를 기반으로 볼 때 생물산화 여과장치는 탁도, SS, VSS 등의 제거에 탁월한 효능을 보이고 있다. 수처리용 장치로서의 이러한 기본적인 기능 이외에 NPOC, DOC 제거에도 뛰어난 효능을 보이고 있으며 특히 정수처리 공정에서 문제시 되고 있는 동절기 암모니아성 질소제거 또한 큰 가능성을 보여주고 있다. 그 동안 외국기술에 전면 의존해 오던 생물 산화 여과방식의 국내개발은 비용 절감뿐만 아니라 국내 실정에 맞는 기술개발이라는 점에서 향후 그 적용 범위를 넓혀 갈 수 있을 것이다.

• 한국광물학회지
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• 제24권2호
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• pp.83-90
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• 2011

국내 지하수에 생존하는 황산염환원미생물인 바쿨라템을 이용하여 용존된 우라늄을 제거하는 실험을 실시하였다. 용존 우라늄의 초기 농도는 $50{\mu}M$로 고정하여 실험을 실시하였고, 총 15일 실험기간 내 용존된 우라늄은 본 연구에서 이용한 바쿨라텀과의 반응을 통하여 대부분 제거되었다. 미생물학적 반응을 통한 우라늄 제거과정에 미량 중금속이 미치는 영향을 조사하기 위해 망간, 구리, 니켈, 그리고 코발트 성분을 각각 $200{\mu}M$씩 반응용액에 첨가하여 우라늄 제거 회분식 실험을 실시하였다. 대부분의 중금속 성분들은 미생물의 우라늄 제거 속도와 양에는 큰 영향을 주지 않았지만, 구리는 상당기간 미생물의 활동을 제약하였다. 그럼에도 불구하고 15일 이상의 반응기간을 거치면서 구리에 대한 미생물적 내성이 발현되어 남아 있던 우라늄이 나중에 제거되는 현상이 관찰되었다. 그리고, 미량의 니켈과 코발트는 생물기원의 맥카나와이트 생성 및 성장과 함께 공침하여 저감되는 것으로 관찰되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권10호
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• pp.1035-1042
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• 2005

입상활성탄 공정은 수처리에서 널리 사용되고 있으며, S와 B정수장은 기존의 급속여과지의 여재를 활성탄으로 교체하여 F/A 공정으로 운영하고 있다. 소독부산물의 제어를 위해 F/A가 도입된 금강수계 S정수장과 낙동강 수계 B정수장의 운영결과를 토대로 용존유기물질(DOC)과 소독부산물(DBPs) 등의 효율평가와 F/A공정 운영인자 등에 대하여 검토하였다. 두 정수장 원수의 용존유기물질 특성은 친수성과 소수성이 유사한 범위를 보이고 있으며, F/A공정에서 운영 초기 흡착능에 의한 빠른 파과특성을 나타내었다. F/A에서 소독부산물의 제거특성은 운영초기에 THM과 HAA 모두 제거효율이 우수하였으나, 운영기간이 경과되면서 THM제거율은 급격히 감소하였으며, HAA의 제거율은 동절기 저수온 시기를 제외하고는 생물학적 제거기작에 의해 높은 제거효율을 나타냈다. F/A공정은 활성탄흡착지(Post GAC) 공정과 비교하여 높은 유기물 부하, 잔류염소, 응집제 또는 응집보조제, 망간, 빈번한 역세척 등의 여러 가지 이유로 인해 여재 물성치 및 흡착능의 감소가 빠르게 나타났다. F/A공정이 실공정으로 도입되어 1년 이상 운영되어진 결과를 보면 활성탄 여재의 물성치 및 흡착능의 빠른 감소 경향이 있지만, 소독부산물 중 $HAA_5$항목이 문제시되는 정수장의 경우 기타여과지로 인증을 받은 F/A공정은 향후 점점 더 강화되는 수질기준의 만족을 위한 대안공정의 하나로서 적용이 가능하리라 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권2호
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• pp.151-157
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• 2005

본 연구에서는 퇴적물에서 일어나는 유기물 분해과정 중 이용된 전자 수용체와 분해과정에서 생산된 환원 물질의 농도 변화를 적절히 파악하고 정량화하기 위한 수치모델을 개발하였다. 퇴적물에 서식하는 미생물이 전자 수용체를 이용하여 유기물을 분해하는 반응들은 전자 수용체의 종류에 따라서 다음과 같이 6가지 형태로 구분 할 수 있다: (1) 호기성 분해(Aerobic Respiration), (2) 탈질(Denitrification), (3) 망간 환원(Manganese Reduction), (4) 철 환원(Iron Reduction), (5) 황산염 환원(Sulfate Reduction), (6) 메탄 환원(Methanogenesis). 이와 같은 6가지 반응은 양론(Stoichiometry)적으로 표현되어지며, 여기에 관여하는 3개의 고형물질(침전성 유기물질, manganese oxides, iron oxides)과 8개의 용존물질 (oxygen, nitrate, sulfate, ammonia, dissolved manganese, dissolved iron, sulfide, methane)의 움직임은 1차원 물질수지 방정식으로 모델에서 재현되어졌다. 퇴적물에서 미생물에 의한 유기물 분해 반응은 Monod 반응식을 이용하여 간단히 표현되어졌다. 퇴적물에 포함된 물질들에 대한 물질수지 방정식들은 Monod 반응식에 포함된 비선형성을 제거하기 위해서 다단계의 반복적인 수치해석법에 의해 안정적인 해를 구할 수 있었다. 모델의 타당성을 검토하기 위하여 Sweert et al.(1991a)이 Netherland의 Veluwe 호수의 퇴적물에서 조사한 자료에 모델결과를 비교하였고, 결과로써 산출된 전자 수용체와 환원 물질의 수직적 분포형태는 관측간과 비교적 잘 부합하였다. 그러나 모델을 통하여 예측된 $NH_4^+$의 농도는 측정된 농도보다 훨씬 낮은 것이 관찰이 되었는데, 이는 모델에서 유기물질을 표현할 때 사용한 Redfield의 유기물식이 본 연구에 적용된 퇴적물에서의 높은 질소 함유율을 적절히 표현하지 못한 결과로 해석되어 질 수 있다. 퇴적물 깊이에 따른 전자 수용체와 환원된 물질의 분포변화는 중금속의 재용출과 생물이용도를 조절하는 주요인이 되기 때문에, 이 연구에서 개발된 수치모델은 퇴적물에서 일어나는 미량 오염 물질의 거동을 파악하기 위해 유용하게 사용되어질 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한환경공학회지
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• 제33권6호
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• pp.396-404
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• 2011

본 연구에서는 PAHs 오염토양의 화학적 생물학적 처리과정에서 반응부산물로 흔히 발견되는 PAH-퀴논화합물을 대상으로 수용액 상에서의 망간산화물에 의한 산화-변환 제거 특성(제거율, 반응속도)을 조사하였다. 반응시간 경과에 따른 상등액의 HPLC 분석결과로부터 p-퀴논화합물인 Acenaphthenequinone (APQ)는 망간산화물 자체에 의한 산화-결합 반응을 통해 제거되며, o-퀴논화합물인 Anthraquinone (AQ)와 1,4-Naphthoquinone (1,4-NPQ)는 반응매개체(Catechol) 존재 하에서의 교차-결합반응을 통해 효과적으로 제거 가능함을 확인하였다. 망간산화물에 의한 PAH-퀴논화합물의 제거는 유사-일차 반응 속도식을 따랐으며, 본 실험조건(1,4-NPQ = 11.5 mg/L, CAT = 50 mg/L, $MnO_2$ = 1.0 g/L, pH 5, 반응시간 = 6~96 hr)에서의 1,4-NPQ의 교차-결합 반응속도상수(k, $hr^{-1}$)는 0.0426으로 APQ의 산화-결합 반응속도 상수(0.173)에 비교해 약 4배 정도의 차이를 보였다. 동일조건에서의 망간산화물 주입량별 속도상수를 망간산화물의 비표면적으로 표준화하여 얻은 1,4-NPQ의 교차-결합 반응에 대한 비표면적표준화속도상수($K_{surf}$)는 $8.5{\times}10^{-4}L/m^2{\cdot}hr$이었다. 망간산화물 주입량별 제거특성과 반응 속도상수의 비교 해석 결과로부터 1,4-NPQ의 교차-결합 반응은 반응시간 경과에 따라 서로 다른 반응기작을 거침을 확인하였으며, 이를 기존 문헌결과와 함께 해석하였다.