• 한국수자원학회논문집
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• 제36권6호
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• pp.1013-1023
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• 2003

본 연구에서는 최근 환경재료로서 관심이 모아지고 있는 다공성 콘크리트를 하천구조물(보 및 하상재료)에 적용함으로써 수질을 개선하고자 수행하였다. 먼저, 물리ㆍ화학적 특징을 평가해 본 결과, 공극률 10% 및 30%의 다공성 콘크리트의 압축강도는 일반 콘크리트의 최저 압축강도(180 kgf/$cm^2$)를 상회하여 하천구조물에 적용 가능하였고, 알칼리 용출에 의한 부착 미생물에의 영향도 거의 없을 것으로 판단되었다. 또한, 일반 콘크리트와 다공성 콘크리트로 하천구조물을 제작하여 부착물의 성상을 비교ㆍ검토한 결과, 같은 유속조건에서 부착물의 DW량은 일반 콘크리트에 비해 다공성 콘크리트가 1.6배 높은 것으로 나타났으며, 반면에 유속을 10배 달리한 실험의 결과에서는 거의 같은 부착물의 DW량을 보여 부착매질에 의한 영향이 유속에 의한 영향보다도 더 크게 작용한 것을 알 수 있었다. 부착물의 성상에서도 건조물중 AFDM의 비가 다공성 콘크리트에서 더 큰 것으로 나타났으며, 특히 N, P의 비가 높은 것은 부착 생물에 의한 흡수 및 흡착, 물질대사에 의해 유기물 제거가 더 컸기 때문으로 사료된다. 수질개선 효과에 있어서 전 구간을 종합한 결과, 다공성 콘크리트를 적용한 하천구조물에서의 SS, BOD, COD, T-N, T-P의 제거효율은 일반 콘크리트 보다 각각 34.6%, 36.9%, 33.9%, 18.3%, 21.6% 씩 증가하여 하천 수질개선에 크게 기여한 것으로 평가되었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.83-83
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• 2017

생체재료의 표면은 이식과 동시에 생체계면의 역할을 하게 되어, 일련의 생물학적 반응이 시작되고 진행되는 중요한 장소가 된다. 초기에 생체계면에서 일어나는 단백질 흡착이나 염증반응을 비롯한 생물학적 반응들은 궁극적으로 임플란트의 성패를 좌우할 만큼 중요하다. 골융합을 개선하기 위한 다른 방법으로 생체불활성의 타이타늄 (Ti)과 골조직의 능동적인 반응을 이루기 위해 생체활성 표면을 부여함으로서 계면에서의 골형성 반응을 증진시키는 방법이 이용된다. 생체불활성의 Ti과 Ti합금은 골조직과 직접적인 결합을 이루지 못하므로, 골조직과의 반응을 향상하기 위해 여러 종류의 생체활성 재료를 코팅하는 방법이 연구되어 왔고, 이 중 생체의 변화와 가장 유사한 하이드록시아파타이트 코팅이 가장 대중적인 방법으로 사용되었으며 이는 초기 골형성을 촉진하는 것으로 알려졌다. 치과용 임플란트의 표면형상과 화학조성이 골 융합에 영향을 미치는 가장 중요한 인자이므로 최근의 연구동향은 이들 두 가지 표면특성을 결합함으로서 결과적으로 최적의 골세포반응을 유도하고, 골융합 후 골조직과의 micromechanical interlocking에 의해 임플란트의 안정성에 중요한 역할을 하는 마이크론 단위의 표면조도와 표면 구조를 유지하면서, 부가적으로 골 조직 반응을 능동적으로 개선할 수 있는 생체활성 성분을 부여하여 골 융합에 상승효과를 이루기 위한 표면처리법에 관해 많은 연구가 요구되어지고 있다. 따라서 골을 구하는 원소인 망간과 실리콘으로 치환된 하이드록시아파타이트를 플라즈마 전해 산화법으로 코팅하여 세포와 잘 결합할 수 있는 표면을 제공함으로써 골 융합과 치유기간을 단축시킬 수 있을 것으로 사료된다. 실험방법은 시편은 치과 임플란트 제작 합금인 Ti-6Al-4V ELI disk (grade 5, Timet Co., USA; diameter, 10 mm, thickness, 3 mm)이며, calcium acetate monohydrate, calcium glycerophosphate, manganese(II) acetate tetrahydrate, sodium metasilicate을 설계조건에 따라 혼합 제조된 전해질 용액을 이용하여 플라즈마 전해 산화법으로 표면 코팅을 실시하였다. 각 시편의 플라즈마 전해시 전압은 280V로 인가하였고, 전류밀도는 70mA로 정전류를 공급하여 해당 인가전압 도달 후 3분 동안 정전압 방식을 유지하였다. 코팅된 피막 표면을 주사전자현미경과 X-선 회절분석을 통하여 미세구조 및 결정상을 관찰하였다. 또한 코팅된 표면의 생체활성 평가는 정량적으로 평가하기 위해 동전위시험과 AC 임피던스를 통하여 시행하였다. 분극거동을 확인하기 위해 potentiostat (Model PARSTAT 2273, EG&G, USA)을 이용하여 구강 내 환경과 유사한 $36.5{\pm}1^{\circ}C$의 0.9 wt.% NaCl에서 실시하였다. 전기화학적 부식 거동은 potentiodynamic 방법으로 조사하였고 인가전위는 -1500 mV에서 2000 mV까지 분당 1.67 mV/min 의 주사속도로 인가하여 시험을 수행하였다. 임피던스 측정은 potentiostat (Model PARSTAT 2273, EG&G, USA)을 이용하였으며, 측정에 사용한 주파수 영역은 10mHz ~ 100kHz 까지의 범위로 하여 조사하였고 ZSimWin(Princeton applied Research, USA) 소프트웨어를 사용하여 용액의 저항, 분극 저항 값을 산출하였다. 망간의 함량이 증가할수록 불규칙한 기공을 보였으며, 실리콘은 $TiO_2$ 산화막 형성을 저해하는 경향을 확인할 수 있었다. 단독으로 표면을 처리한 경우보다 두 가지 원소를 이용해 복합 표면처리를 시행한 경우가 내식성이 좋아 임플란트과의 골 유착에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 사료된다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권8호
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• pp.822-828
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• 2005

본 연구에서는 대표적인 유기인계 농약인 parathion을 대상으로 태양광의 조사 하에 $TiO_2$ 광촉매반응과 광반응에 의한 처리를 수행하였다. 실험의 결과 $TiO_2$ 광촉매반응이 광반응과 $TiO_2$ 흡착 조건에 비하여 효과적으로 parathion을 제거시켰다. 10 mg/L의 parathion은 90분 이내에 광촉매 반응으로 완전히 제거되었으며 반응시간 150분 후에 TOC는 약 63% 정도 감소되었다. 광촉매 반응에 의한 parathion의 분해에 따라, 질소 형태의 이온 부산물은 ${NO_2}^-$, ${NO_3}^-$, 그리고 ${NH_4}^+$가 발견이 되었고, 황은 ${SO_4}^{2-}$로 약 80%, 그리고 인은 ${PO_4}^{3-}$로 5% 이하로 회수되었다. 또한 parathion의 분해시 유기중간 생성물은 paraoxon과 4-nitrophenol 등이 측정되었으며, 이들 부산물들은 반응이 진행되어 가며 계속 분해됨을 보였다. 광촉매 반응과 광반응에 의하여 처리된 용액의 독성의 감소를 평가하기 위하여 두 가지 생물종인 V. fischeri와 D. magna를 이용하여 처리수의 급성 독성의 감소를 알아보았다. 두 가지 생물종 모두 광촉매반응 조건에서는 처리수의 상대독성이 초기에 비해 반응시간 150분 후에 거의 모두 감소되었고, 광반응 조건에서는 V. fischeri와 D. magna 각각에 대해서 76%와 57%의 상대독성 감소가 관찰되었다. Parathion과 TOC의 감소와 급성독성의 저감양상은 유사한 경향을 보였다.

• 농약과학회지
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• 제3권1호
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• pp.57-65
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• 1999

세계적으로 환경생태독성의 주요지표종으로 저니토독성시험에 주로 이용되는 깔따구(Chironomus riparius)를 이용하여 물만으로한 시험계와 물과 토양이 공존하는 시험계 사이의 $^{14}C$-lambda-cyhalothrin의 생물학적인 독성과 농약잔류양상의 차이를 비교하였다. 물과 토양이 공존하는 시험계에서는 물중 lambda-cyhalothrin 잔류량이 약제처리후 5일에서 처음 처리 농도의 99%이상이 감소하는 것으로 나타났으나 물만을 처리한 시험계에서는 처음농도의 약 35%가 감소하였다. Lambda-cyhalothrin의 Chironomus riparius에 대한 독성시험에서 물만 있는 용기에서와 물과 토양이 공존하는 시험계에서의 72시간 $LC_{50}$이 각각 $0.156{\mu}g/{\ell}$이하와 889 ${\mu}g/kg$으로 물과 토양이 공존하는 용기에서의 독성이 약 5,000배 이상 낮은 것으로 나타났다. 따라서 토양과 물 사이의 흡착분배계수의 차이에 의해 물 중 lambda-cyhalothrin의 잔류량이 감소하고 이에 따라 시험생물에 대한 독성도 감소함을 알 수 있었다.

• 한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
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• 한국시뮬레이션학회 1997년도 춘계 학술대회 발표집
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• pp.114-114
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• 1997

항만개발 사업은 매립이나 준설과 같은 해안선과 해저지형을 변화시키는 공사가 이루어지며 이는 조석조류 현상의 변화를 유발하게 된다. 특히 해안지형이 복잡한 항만이나 하구에서는 변화정도가 크게 나타나며 방파제나 선박접안 시설과 같은 항내 구조물을 축조 할 경우에도 조석조류 변화가 야기된다. 조석조류 현상의 변화는 해양 수질과 생물상에 영 향을 줄뿐만 아니라 인접한 육지에 이르기까지 크다란 피해를 유발할 수가 있다. 창조시 해 수를 육지로 범람하게 하거나 퇴적이나 침식조건을 변화시킬 수도 있으며 오염물질이 외해 로 확산되는 과정을 방해하고 해양생물의 서식조건을 악화시켜 부근 해역의 어업에 피해를 유발할 수도 있다. 또한 해안 공사 과정에 해수로 유입되는 토사나 항만 이용시에 배출되는 폐수 등이 항내 수질과 생태계를 변화시킬 수 있다. 따라서 조석조류와 수질변화를 사전에 예측하고 이를 최소화하는 방안이 강구되어야 한다. 조석조류와 수질 변화를 사전에 예측하 는 방법으로 축소모형 실험과 컴퓨터 시뮬레이션이 사용된다. 축소모형 실험은 현장을 재현 하는데 많은 경비와 시간이 소모되며 예측에 한계가 있다. 반면에 컴퓨터 시뮬레이션은 대 상해역의 지형과 조류 그리고 수질특성에 적합하게 모델을 개발할 경우 예측력이 매우 높기 때문에 현재 가장 널리 이용되고 있다. 본 연구는 유한 요소법에 기초하여 미국 공병단 (United States Army Corps of Engineers)에서 개발한 TABS-2 모델을 이용하여 온산항에 서 시행되는 부두건설에 따른 조석조류 및 수질변화를 시뮬레이션하였다. 측정된 자료로 모 델 계수를 보정하고 검증하였으며 항내 매립과 준설이 이루어질 때 나타나는 조위와 조속변 화를 예측하였다. 매립과 준설공사시 유출되는 토사가 조석조류현상에 따라 이동 확산되는 범위와 농도분포를 예측하였다.ophobic components)은 75~80%, 친수성 물질(hydrophilic components)은 30~33%정도의 분포를 보였고, 전염소 및 전오존 공정을 거친 처리수에서는 각각 62.2-62.8%, 43.9~49.0% 및 50~ 55%, 40~57% 정도의 분포를 보였다. 그리고 웅집-침전을 거친 처리수에서는 그 분포가 77~82%, 24-48%였다. 전주리 공정을 통하여 소수성 물질(byoghobic components)의 분포가 감 소하는 것을 볼 때 전염소 및 전오존 처리가 용존유기물의 응집에는 오히려 역 효과를 나타내는 것으로 판단된다. 것으로 판단된다.여 황토 2g에 대하여 Hieltijes and Lijklema 방법에 의해 Adsorbed-p, Nonapatite inorganic-P(NAI-P), Apatite-p, Organic-P로 구분하여 분석하고, 총인(Total Phosphorus)을 Standard Methods에 따라 Persulfate digestion후 0.45 m membrane 여지 여과하여 여액에 대해 PO3-4-P의 농도를 Ascorbic Acid 법으로 측정한 결과, NAI-P가 가장 큰 비율을 차지하였고, 부원료로 첨가된 금속 양이온 중 Fe3-이온이 흡착에 기여하는 정도가 가장 큰 것으로 평가되었다.다당류 T-AS의 보체 활성화 기작은 classical과 alternative complement pathway의 양 경로를 통해 활성화 되었다. T-AS 분획은 mouse내의 특정 혈청단백을 증가시켰으며, 항체 생성능의 증가가 관찰되어 effect T 세포의 활성화가 나타나고 있음을 알 수 있었다. T-AS는 생체내 투여시에 대식세포의 탐식능이 증진되었으며, 대식세포 기능 저해제에 의한 대식세포의 기능 저해 현상이 회복되었다. 이와 같은 결과들로부터, T-AS의 항암 활성은 활성

• 생물환경조절학회지
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• 제21권4호
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• pp.317-321
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• 2012

유기물 코이어 배지를 이용한 절화장미 수경재배시 유묘기 급액농도가 장미의 생육에 미치는 영향을 구명하기 위하여 배양액을 0.6, 1.0, 1.4, $1.8dS{\cdot}m^{-1}$로 다른 농도로 공급하였다. 배지 추출액의 EC와 무기이온은 정식 22일까지는 높은 농도로 양액을 공급하여도 처리간에 큰 차이가 없었다. 이후 급액농도가 높을수록 빠른 속도로 배지내 양분농도도 높아졌다. 신초의 발생량은 정식후 30일째에 해당하는 2차 신장기에는 $1.8dS{\cdot}m^{-1}$로 급액한 처리구에서 가장 많았고, 3차와 4차에는 $0.6dS{\cdot}m^{-1}$ 처리구를 제외하고 처리간 차이가 없었으나, 급액농도가 높을수록 신초의 발생량이 많은 경향을 나타내었다. 따라서 장미 유묘기(수체형성기간 약 6개월 정도)의 급액농도는 기존의 무기배지를 이용한 수경재배에서는 3~4월에 정식한 이후 고온기로 갈수록 급액농도 점진적으로 낮추어 $1.0dS{\cdot}m^{-1}$ 내외로 낮게 관리하는 것이 일반적이지만, 코이어 배지를 이용한 수경재배에서는 코이어 배지가 양분을 흡착하기 때문에 정식 후 약 3개월은 EC $1.8dS{\cdot}m^{-1}$로, 이후에는 약 3개월은 $1.4dS{\cdot}m^{-1}$ 정도로 관행적인 농도보다 높게 관리하는 것이 바람직 할 것으로 판단되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권6호
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• pp.991-1000
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• 2000

메탄올 주요 탄소원으로 사용하며 가용성 메탄산화효소 (soluble methane monooxygenase, sMMO)를 분비하는 혼합 메탄차화균을 celite R-635에 고정화시켜 TCE를 함유한 폐수를 연속적으로 처리하였다. 2 ppm의 TCE를 공급했을 때 각각 6. 20시간의 체류시간에서 약 80.4, 84.5%의 처리 효율을 얻었으며, 체류시간이 증가함에 따라서 제거율도 서서히 증가하였다. 5 ppm의 TCE를 공급하고 10시간 동안 체류시켰을 때, '초기에는 TCE의 제거능이 낮았으나 점차 81%까지 증가하였다. 또한 산소를 공급하면서 메탄을 주기적으로 공급할 때 5 ppm의 TCE가 체류시간 10. 15시간에서 각각 88.5, 96.5%까지 제거되었다. 반응기 내에 산소가 고갈된 상태에서 메탈을 고농도로 공급하면 MMO에 흡착된 메탄의 산화반응이 쉽게 진행되지 않아 TCE 분해능이 떨어졌다. 파일롯트 플랜트 규모의 생물막 반응기에서의 TCE 분해 실험 결과, 실제 크기 규모의 공장에도 충분히 적용 가능할 것으로 사료되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제38권6호
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• pp.323-328
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• 2016

공기주입형 가압식 MBR 공정은 일반적인 침지식 MBR 공정과 마찬가지로 정상 운전조건에서 막 오염에 대한 제어 및 관리 기술뿐만 아니라 저유량, 저부하 조건과 같은 비정상 운전조건에서도 시설의 운영에 지장이 없도록 막 오염에 대한 제어 대책이 필요하다. $85m^3$/일 규모의 공기주입형 가압식 MBR 실증시설 운영을 통해 공기주입에 의한 분리막 오염 저감효과와 비상 시 운전조건에서 미생물에 의해 나타날 수 있는 막 오염 문제를 고찰하였다. 가압식 분리막에서 공기의 주입은 분리막 표면에서 공기방울에 의한 scouring 효과에 의해 TMP 상승 기간을 연장시키고 처리의 안정성과 높은 효율의 플럭스($40L/m^2{\cdot}h$ 이상)를 장시간 유지할 수 있는 것으로 분석되었다. 비정상 운전조건에서는 생물반응조에 PACl (53 mg/L as Al)을 주입한 경우 19%의 TMP 상승 감소효과가 있었으나 MBR 공정의 비정상 운전조건 지속에 따른 반복적인 PACl의 주입은 질산화 미생물의 활성도에 영향을 미치게 되어 궁극적으로 질소 처리효율이 악화될 수 있음을 회분식 배양 실험을 통해 확인하였다. 생물반응조에 PAC (0.6 g/L)을 주입한 경우에서는 연속운전 5일 동안 TMP 상승 없이 운전 초기 TMP인 $0.2kg/cm^2$을 유지하여 안정적으로 운전이 가능하였다. 이것은 미생물의 성장 저해조건에서 막 오염 원인물질을 유발하는 EPS와 같은 고분자 물질의 흡착에 따른 것으로 판단된다.

• 분석과학
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• 제16권1호
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• pp.1-11
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• 2003

본 연구는 화학공장의 실내작업장에서 화학적/생물학적 모니터링 방법을 동시에 이용하여 유해물질의 존재를 평가하고자 하였다. 실내작업장의 VOCs 분석을 위하여 Tenax TA 400 mg이 충전된 흡착관을 이용하여 시료 채취하였다. 채취한 시료는 가스크로마토그래피/질량분석법 (GC/MS)으로 분석하였다. 동시에 유해성 평가를 위해 Tradescantia BNL 4430 클론을 실내 작업장에 노출시켰다. GC/MS 분석결과 trichloroethylen, toluene, ethylbenzene, xylenes, styrene, trimethylbenzene과 같은 다양한 VOC가 검출되는 것으로 나타났다. 자주달개비 미세핵 (Trad-MCN) 분석결과 실내 작업장의 다양한 유해물질에 의한 생성률 증가가 뚜렷하게 나타났다. 실외에서는 자연적 발생범위에 해당하는 미세핵 생성률을 보였다. 결론적으로, Tradescantia 미세핵 생성률의 결과로 보아 화학공장 실내 작업장의 휘발성물질은 근로자들에게 만성적으로 건강에 위해를 끼칠 것으로 판단된다. 화학적 모니터링과 생물학적 유해성 평가방법을 병행함으로서 실내 작업장에서 유해물질을 평가하는데 매우 효과적인 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.592-592
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• 2016

국내에는 17,500여개의 농업용 저수지가 전국적으로 분포하고 있다. 국내 농업용 저수지는 대부분이 소규모이며, 연중 수량 변동이 심하고, 유역배율이 작아 태생적으로 수질오염에 취약한 구조로 되어 있다. 특히 농업용 저수지는 도시 근교나 농촌지역에 많이 위치하고 있어 유역 내 축산 농가나 미처리 생활하수에서 유래된 유기물 및 영양염류 유입에 의한 수질오염도가 높다. 저수지에 고농도로 유입되는 유기물, TN, TP를 처리하기 위하여 농어촌연구원과 수생태복원(주)에서는 공동으로 친환경 수처리시설인 생태융합형 접촉산화시스템을 개발하였다. 생태융합 접촉산화수로는 상부 식생과 수로 내의 섬유상 끈상 미생물 접촉재를 이용하여 오염수가 수로를 흐르면서 침전, 여과, 흡착, 산화, 흡수 등 물리학적, 화학적, 생물학적 원리를 이용하여 고농도의 유기물과 질소, 인을 제거하는 물리적, 생물학적 공정을 융복합 기술이다. 본 연구에서는 경기도 시흥시에 소재하고 있는 M 저수지에 현장 Test-bed를 구축하여 수질정화효율을 평가하였다. M 저수지는 유효저수지량이 약 23만톤에 해당하는 소규모 저수지로, 1941년도 준공된 아주 노후화된 저수지로 평균 수심이 2m 이하이고 연중 수질오염도가 높은 저수지이다. 매화저수지 수변에 설치된 생태융합형 접촉산화수로의 전체규모는 길이 8.6m, 폭 2m, 수심 2m에 해당하며, 끈상 미생물 메디아조 3개($2{\times}2{\times}6m^3$), 침전조 1개($2{\times}2{\times}2m^3$)로 구성되어 있다. 기타 부대 장치로는 끈상 메디아조에 산소공급을 위한 Air-mist(마이크로 버블 발생장치), 자동운전계기판, 유입펌프 등이 있다. 생태융합형 접촉산화수로의 처리 공정은 유입수${\rightarrow}$에어미스트${\rightarrow}$고속복합응집장치${\rightarrow}$융복합 산화조(3조)${\rightarrow}$침전조${\rightarrow}$방류로 구성되어 있다. 테스트 베드는 2015년 8월 말경에 구축 완료하였으며, 끈상 미생물 메디아조의 수질정화효율을 평가하기 위하여 9월부터 11월까지 총 7회 걸쳐 유입수와 유출수를 각각 조사하였다. 현장 측정항목인 수온, pH, EC, DO 등은 유입수 및 유출수간 큰 차이가 없었고, COD, SS, Chl-a, TP 등은 수처리시스템 초기 가동시에는 메디아에 미생물 부착율 저조로 유입수 및 유출수 수질농도에 큰 차이가 없었으나, 운영시간의 경과와 함께 메디아의 미생물 충진율이 높아짐에 따라 처리효율이 최대 SS 69.6%, Chl-a 89.3%, TP 89%까지 도달하는 것으로 나타났다. 생태융합 접촉산화수로는 부지 집약적인 컴팩트한 수처리 시설로서 현재 널리 이용되고 있는 인공습지를 대체할 수 있는 경제적인 시설로 판단된다.