• 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.

• 한국습지학회지
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• 제18권1호
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• pp.24-31
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• 2016

도시화에 따른 불투수면 증가로 인한 자연적 물순환 시스템 왜곡 현상과 더불어 불투수면에 축적된 다양한 오염물질은 강우 시 유역 및 하천으로 유입되어 다양한 오염을 일으킨다. 특히 대부분의 강우가 여름철에 집중되는 국내 계절적 특성은 집중호우에 따른 비점오염물질의 수계 과대 유입에 대한 우려를 높이고 있어, 이를 효과적으로 처리하고 재이용하기 위한 다양한 형태의 빗물처리 및 재이용 시설에 대한 연구가 필요하다. 이를 위해 본 연구에서는 강우시 지붕 유출수의 오염특성을 파악하고, 강우 초기 고농도 빗물 유출수를 효과적으로 처리하기 위한 소규모의 빗물정원 포함 형태의 빗물처리시설을 구성하였으며, 처리시설에 포함된 빗물정원에서의 오염물질 처리 효율을 높이기 위해 실험실 규모의 인공강우를 이용한 다양한 여재 구성 오염물질(TN, TP, CODcr) 제거율 실험을 실시하였다. 이를 통해 제거효율이 가장 높은 피트머스(Peatmoss)와 자갈, 모래를 구성된 빗물정원을 시범유역에 설치하여 오염물질 제거효율을 측정하였다. 2015년 6월 ~ 7월까지 4회의 실제 강우에 대한 강우사상별 시간별, 강우사상별, 농도별 오염물질 제거율을 분석 한 결과 강우강도가 높거나 강우량이 커질수록 고농도의 오염물질이 빗물처리시설 내 빗물정원으로 유입되었으며, 분석 결과 오염물질의 제거율은 저농도 일 때 보다 고농도 일 때 더 높은 것으로 나타났다. 대규모의 빗물처리시설을 설치하기 어려운 도심지에서, 위와 같은 소규모 시설을 효과적으로 활용 한다면, 도시 유역에서 강우시 발생하는 초기세척효과에 의한 비점오염 형태의 오염물질 유입을 차단해 오염물질 부하를 저감하는데 효과적으로 활용 될 수 있을 것으로 판단되며, 나아가 도서 지역내 용수공급을 위한 소규모 재이용 시설로도 활용 가치가 있을 것으로 판단된다.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제9권2호
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• pp.81-89
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• 2006

The purpose of this study was to evaluate the applicability of small RC(radio controlled) helicopter and single lens reflect camera as SFAP(Small Format Aerial Photography) aquisition system to monitor the vegetation coverage of wetland. The system used to take pictures of small artificial wetland were a common optical camera(Nikon F80 with manual lens whose focal length was 28mm) attached to the bottom of a RC helicopter with a 50 cubic inch size glow engine. Three hundreds pictures were taken at the altitude of 50m above the ground, from 23rd June to 7th September 2005. Four from the images were selected and scanned to digital images whose dimension were 2048${\times}$1357 pixels. Those images were processed and rectified with GCP(Ground Control Poins) and digital map, and then classified by the supervised- classification module of image processing program PG-steamer Version 2.2. The major findings were as follows ; 1. The final images processed had very high spatial resolution so that the objects bigger than 30mm like lotus(Nelumbo nucifera), rock and deck were easily identified. 2. The dominant plants of the monitoring site were Monochoria ragianlis, Typha latifolia, Beckmannia syzigachne etc. Because those species have narrow and long leaves and form irregular biomass, the individuals were hardly identifiable, but the distribution of population were easily identifiable depending on the color difference. 3. The area covered by vegetation was rapidly increased during the first month of monitoring. At the beginning of the monitoring 23th June 2005, The rate of area covered by vegetation were only 34%, but after 27 and 60 days it increased to 74%, and the 86% respectively.

• 한국습지학회지
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• 제24권1호
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• pp.38-43
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• 2022

스마트(Smart) 하수처리장은 하수처리 전 과정에 대한 ICT 기반의 실시간 모니터링, 원격 제어 관리 및 지능화 체계를 구축하여 안전하고 깨끗한 물환경을 조성하는 것을 의미한다. 이러한 스마트 하수처리장의 핵심이 되는 기술이 계측기를 활용한 운전제어 기술이라 할 수 있다. 본 연구진은 국내에서 진행중인 하수처리장 지능화 연구사업들을 참고하여 지능화사업 구축 시 필요한 운전제어 기술들을 분석하고 제시하였다. 분석 결과 규모별 제어, 반류수 제어, 연계처리수 제어, 약품량 제어, 동절기 운영제어, 총 유기탄소 제어까지 총 6개의 제거 기술에 대해 제시하였다. 규모별로는 소규모와 중규모 대규모로 구분할 수 있는 기준을 제시하였고, 반류수 제어의 경우 반류수를 관리할 수 있는 수질 및 유량 센서의 위치를 제시하였다. 연계처리수 제어의 경우 연계처리수가 하수처리장에 미치는 영향과 제어 지점을 제시하였으며, 약품주입량 제어의 경우 지능형 하수처리장 도입에 따라 약품 주입량을 최적화할 수 있는 시스템을 제시하였다. 동절기 운영의 경우 수온 저하에 따른 질산화 저하를 고려하였을 때 제어해야 하는 센서와 펌프를 제시하였다. 총 유기탄소 제어의 경우 향후 오염총량제를 고려한 연동 시스템을 제시하였다. 이러한 운전제어 시나리오들은 향후 지능형 하수처리 알고리즘과 시나리오에 사용될 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제44권2호
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• pp.285-292
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• 2011

소규모 축산농가로부터 발생되는 축산폐수를 효과적으로 처리하기 위한 인공습지를 개발하기 위하여 인공습지에서 가장 중요한 인자 중 하나인 최적 여재의 선정에 관하여 연구하였다. 최적여재를 선정하기 위하여 여재를 왕사, 쇄석, 제올라이트 및 방해석으로 달리하여 충진한 후 각 여재별 축산폐수 처리효율 조사한 결과 COD 처리효율은 왕사가 다른 여재에 비하여 높았고, SS 처리효율은 모든 여재에서 94-95%로 큰 차이 없었다. 또한 T-N 처리효율은 제올라이트가 다른 여재에 비해 높았고, T-P 처리효율은 방해석이 다른여재에 비해 높았다. 이상의 결과에서 COD, SS, T-N 및 T-P 모두를 안정적으로 처리할 수 있는 최적여재는 왕사였다. 소형 축산폐수처리장치에서 질소와 인 처리효율을 극대화 하기 위해 호기성조 (왕사:쇄석:방해석=3:2:1)와 혐기성조 (왕사:쇄석:제올라이트=3:2:1)에 혼합여재를 주입한 결과 최적 여재인 왕사에 비해 질소 및 인처리효율이 각각 15% 및 7% 향상되었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제44권2호
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• pp.278-284
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• 2011

축산농가에서 소규모로 발생하는 축산폐수를 인공습지에서 효율적으로 처리하기 위한 최적 조합방법 및 부하량을 조사하기 위해 호기성조, 혐기성조 및 무산소조를 구분하여 9개 시스템의 소형 축산폐수처리장치를 설계 및 제작한 다음 조합방법별 및 부하량별에 따른 수처리 효율을 조사하였다. 축산폐수처리장치의 조합방법에 따른 처리효율을 조사한 결과 COD 처리효율은 호기-호기 조합형과 호기-혐기 조합형이 다른 조합방법에 비해 높았으며, T-N 처리효율은 호기성조-혐기성조 조합형이 다른 조합방법에 비해 높은 처리효율을 보였다. 또한 조합방법에 따른 SS 및 T-P 처리효율은 큰 차이가 없었다. 소형 축산폐수 처리장치에서 부하량에 따른 처리효율을 조사한 결과 SS를 제외한 COD, T-N 및 T-P 처리효율은 축산폐수 부하량 $100L\;m^{-2}\;day^{-1}$까지 안정적이었으나, $100L\;m^{-2}\;day^{-1}$ 이상의 부하량에서는 처리효율이 약간 감소하였다. 소형 축산페수처리장치에서 SS처리의 경우 부하량 $200L\;m^{-2}\;day^{-1}$까지 안정적인 처리효율을 보였으며, 그 이상의 부하량도 처리가 가능할 것으로 판단된다. 이상의 결과 미루어 볼 때, 축산폐수를 처리하기 위한 소형 축산폐수처리장치의 최적조합방법은 호기-혐기 조합이었으며, 부하량은 $100L\;m^{-2}\;day^{-1}$이었다.

• 한국환경농학회지
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• 제18권3호
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• pp.236-244
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• 1999

본 연구에서는 인공습지 처리시설에서 나오는 생활오수 처리수의 농업용수로 재이용 가능성을 조사하기 위하여 관개용수의 수질과 시비량을 조절하여 벼재배실험을 수행하였으며, 실험결과를 요약하면 다음과 같다. 1. T-N농도가 약 $25mgL^{-1}$까지는 생활오수 처리수를 함유한 관개용수의 수질이 벼의 생장과 수확면에 모두 거의 영향을 미치지 않았으며, 결정적인 영향을 미친 요인은 시비량이었다. 2. 시비량을 동일하게 하였을 경우에 수돗물을 관개한 대조구보다 T-N을 약 $25mgL^{-1}$로 조절 하여 영양물질을 함유한 상태의 생활오수처리수를 관개한 실험구가 오히려 약 9%정도 많이 수확하였다. 이러한 결과는 적절한 농도의 오수처리수는 벼의 재배에 장해가 되는 것이 아니고 오히려 유익할 수도 있음을 의미한다. 3. 종실의 중금속성분 분석결과에 의하면 생활오수처리수의 관개가 종실의 중금속축적에 미치는 영향이 거의 없었다. 따라서, 생활오수처리수를 관개함으로서 종실에 중금속유해성분이 증가하여 건강에 악영향을 미칠 가능성은 적다고 생각된다. 다만 위생적인 작업환경 및 심미적인 영향에 대해서는 구체적인 연구가 수행되어야 할 것이다. 4. 이상의 실험결과에 의하면 오수처리수는 벼재배에 오염성분으로 작용하기보다는 오히려 유익한 관개용수로 재이용할 수 있다고 판단된다. 이러한 결과는 물 부족 국가로서 다량의 관개용수를 필요로 하며 용수부족을 자주 겪는 우리나라의 벼재배에는 특히 적용가능성이 높아고 판단된다. 5. 생활오수 처리수의 관개를 본격적으로 적용하기 위해서는 벼재배에 악영향을 미치지 않는 범위에 대한 과학적이고 현실적인 수질기준을 설정, 영양물질을 함유한 관개용수 사용에 따른 시비량의 조정, 그리고 인공습지와 같은 저기술형 오수처리시설들이 농촌지역의 소규모 처리시설로서의 활발한 보급을 위하여 지속적인 추가연구가 필요하다.

• 한국환경농학회지
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• 제27권1호
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• pp.27-34
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• 2008

농어촌 등에서 소규모로 발생하는 하수를 자연정화공법 의한 인공습지에서 효과적으로 처리하기 위하여 소형 하수처리장치를 호기성조 및 혐기성조로 구분하여 시공한 다음, 최적 하수 부하량을 조사하기 위해 하수 부하량별 오염물질의 처리효율을 조사한 결과 호기-혐기 조합형 소형 하수처리장에서 전반적으로 하수 부하량이 증가함에 따라 오염물질의 처리효율이 점점 감소하는 경향으로 특히 하수부하량 300 $Lm^{-2}day^{-1}$ 이상에서 수처리효율의 감소폭이 약간 컸다. 따라서 본 소형 하수처리장에서 BOD, $COD_{Mn}$, 탁도, T-N 및 T-P를 안정적으로 처리하기 위한 최적 부하량은 300 $Lm^{-2}day^{-1}$ 이었고, 이 때의 방류수 중 BOD, $COD_{Mn}$, 탁도, T-N 및 T-P의 처리효율은 각각 99, 94, 99, 49 및 89%로 현행 방류수 수질기준을 만족하면서 안정적으로 처리되었다. 하지만 본 소형 하수처리장에서 방류수 중의 T-N 및 T-P 함량은 각각 $28.5{\sim}29.4$ 및 $0.9{\sim}2.1mgL^{-1}$ 정도로서 앞으로 질소와 인의 방류수 수질기준이 각각 20 및 2 $mgL^{-1}$로 강화됨에 따라 보다 안정적인 수처리를 위해서는 T-N 및 T-P 처리효율을 향상시켜야 할 것으로 판단된다. 이에 최적 하수 부하량하에서 질소와 인의 강화될 방류수 수질기준(질소 20 $mgL^{-1}$ 및 인 2 $mgL^{-1}$)을 만족시키면서 안정적인 하수처리를 위한 최적의 수처리 공정개선 방안을 조사하였다. 호기-혐기 조합형 소형 하수처리장에서 수처리 공정개선 중 질소 및 인의 처리효율 향상이 가능한 방안은 혐기성조의 깊이 및 여재 입경 변경과 여재에 굴패각을 혼합한 방법이었다. 혐기성조의 깊이 및 여재 입경 변경 조건 중 혐기성조 1.5 m 깊이에서 여재 A(유효입경 1.50 mm)를 사용한 경우 T-N 및 T-P의 처리효율을 각각 10 및 3% 향상시켰고, 여재에 굴패각 혼합한 경우 T-N 및 T-P의 처리효율을 각각 14 및 7% 향상시켰다. 또한 동일한 조의 체적하에서 혐기성조의 깊이를1.5 m로 깊게한 것은 혐기성조 깊이 1 m에 비해 부지면적을 약 33% 정도 감소시킬 수 있을 것으로 판단되며, 또한 굴패각을 사용한 것은 폐기물의 재활용면에서도 매우 효과적인 방안으로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국조경학회지
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• 제46권2호
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• pp.52-61
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• 2018

도시는 콘크리트, 아스팔트 등 인공적인 피복과 고층 건물의 증가로 인해 열섬현상이 발생되고 있다. 이와 관련하여 인공위성 열적외 영상을 활용한 도시의 열환경 분석에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 복잡한 토지피복을 가진 도시의 열환경 특성을 분석하기에는 위성영상의 공간해상도는 한계를 가지고 있다. 무인항공기(UAV)는 높은 해상도의 영상을 취득할 수 있어 이러한 한계점을 보완하기에 적절하며, 최근 폭넓게 활용되고 있다. 이에 본 연구는 무인항공기 열적외 영상의 정확성 검증과 Landsat 8 열적외 영상과의 해상도 비교를 통한 도시 내 열환경 분석에서 활용가능성에 대해 검토하였다. 정확성 검증 결과, 온도 값의 상관성은 0.95로 높은 양의 상관관계를 보였고, 두 집단의 통계적 차이가 없었다. 해상도 비교를 위한 두 영상의 지표온도의 차이 분석 결과, 시가화 지역이 $4.63^{\circ}C$로 가장 높은 차이를 보였으며, 셀 단위가 작은 무인항공기영상이 다양한 지표온도를 반영하였다. 온도 그래프 비교 결과, 도시의 지표온도를 낮출 수 있는 습지, 가로녹지 등의 세부적인 공간의 지표온도 분석이 가능하였고, 가로수 그림자의 지표온도저감 효과 분석 결과, 약 $4{\sim}6^{\circ}C$ 가량 낮추는 것으로 나타났다. 무인항공기는 세부적인 공간의 분석이 가능하였고, 단시간에 일정 면적의 지표온도를 취득하기 용이하였다. 따라서 무인항공기는 피복을 고려한 공원의 조성이나 관리, 소규모 녹지의 효과 분석 등 도시 내 열환경 분석 전반에 걸쳐 높은 활용성을 가질 것이라 판단된다.