• 대한환경공학회지
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• 제28권1호
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• pp.7-14
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• 2006

본 연구에서는 도시하수를 이용하여 two-sludge 시스템방식의 SBR3 공정의 질소제거 효율 향상능을 평가하기 위해 기존 재래식 SBR 공정(SBR1) 및 분할주입(step-feeding)을 통해 탈질효율 향상을 도모한 SBR2 공정과의 비교 연구를 수행하였다. 도시하수를 대상으로 한 연구결과 two-sludge 시스템 방식으로 질산화 반응이 별도의 반응조에서 진행되며(external nitrification), 질산화된 질산염은 생흡착된 유기물을 이용하여 효과적으로 탈질되는 SBR3 공정이 SBR1 및 SBR2 반응조에 비해 T-N 제거효율면에서 우수함이 관찰되었다. SBR3 공정과 SBR1 및 SBR2 공정의 T-N 제거효율 차이는 낮은 C/N 비에서 더 크게 관찰되었으며 이는 생흡착 기작을 이용하는 SBR3 공정이 SBR1 및 SBR2 공정에 비해 탈질시 유기물 이용을 효율적으로 함을 의미한다. SBR3 공정은 T-N 유입 부하율에 따른 T-N 제거효율 관계에서도 SBR1 및 SBR2 공정에 비해 성능이 우수함을 관찰할 수 있었다. SBR3 공정이 SBR1 및 SBR2 공정에 비해 높은 T-N 부하율에서도 질소제거효율이 높은 원인은 SBR3 공정이 two-sludge 시스템 방식으로 운영됨에 따라 질화박테리아가 독립된 반응조에서 질산화를 수행하므로(external nitrification) 질산화 반응시 소요되는 수리학적 체류시간을 단축시킬 수 있기 때문이다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권1호
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• pp.1-6
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• 2006

본 연구에서 수행한 입상형의 발포 폴리스티렌을 이용한 고도처리 공정은 기존의 상용화되거나 개발중인 영양염류 처리공정에 비해 수리학적 체류시간을 상당히 줄일 수 있고 동절기에도 온도의 영향을 크게 받지 않는 장점을 가지고 있다. 도시하수를 이용하여 bench-scale 연구를 수행한 결과 T-N 제거효율의 경우 HRT 6 hr 및 4 hr에서 각각 약 55% 및 51%로서 HRT가 짧아졌을때 단지 약 4%의 처리효율 감소가 관찰되었다. 온도 영향에 있어서 여름철과 겨울철의 T-N 제거효율을 비교해본 결과 T-N 제거 효율이 각각 약 65% 및 54%로 관찰되어 여름철이 겨울철에 비해 약 11% 더 높은 효율이 관찰되었으며 겨울철 효율저하는 주로 암모니아성 질소의 질산화가 원활이 이루어지지 않았기 때문인 것으로 관찰되었다. 유입부하 및 C/N 비에 관한 연구에서는 유량 및 농도의 변화가 심한 하 폐수 처리에 있어서도 안정된 처리수질을 확보할 수 있었으며, C/N 비가 감소에 따른 처리효율 저하가 크지 않음을 관찰 할 수 있었다. 따라서 본 개발 시스템을 기존의 중 소규모 하수처리장에 적용할 경우 유입수내의 유기물을 최대한 활용하여 영양염류를 처리할 수 있을 것이라 기대된다.

• 대한환경공학회지
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• 제37권7호
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• pp.418-425
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• 2015

본 논문에서는 양돈폐수의 전처리 공정으로 부유성 세라믹 담체로 충진한 Anaerobic Filter (AF)을 이용하여 신재생에너지 메탄가스의 생산 가능성과 전처리 후 유출수의 후속 고도처리 적정성을 평가하였다. 유입 COD 농도가 14,000 mg/L인 양돈폐수를 Anaerobic Filter에 점진적으로 유기물부하(OLR)를 증가시키면서 혹은 수리학적 체류시간을 짧게 유지하면서 $35^{\circ}C$에서 운전한 결과는 다음과 같다. Anaerobic Filter는 HRT 0.5일(OLR 28 g TVS/L-d)에서 최대 메탄발생량 1.74 v/v-d를 달성하였으며, Biogas 기준 TVS 제거효율은 HRT 3일(OLR 4.67 g TVS/L-d)로 운전하였을 때 63%를 얻었다. 반면 유출수 분석에 의한 TCOD 제거효율은 75%를 상회하였다. 유출수의 알카리도는 모든 운전 조건에서 2,050~2,980 mg/L as $CaCO_3$로서 후속 질소제거 시 야기될 수 있는 알카리도 파괴를 상쇄할 수 있을 것이다. HRT 2일 이하의 운전조건에서 Anaerobic Filter 유출수의 COD/TKN 비는 10~35 범위로서 고도처리 시 적정비인 8 이상을 만족하였으며 COD/TP 비는 38~56범위로서 적정비 33 이상 유지가 가능하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권10호
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• pp.694-701
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• 2012

본 연구는 여재를 장착한 수리동역학적 여과분리장치(HSF)와 태양전지 구동형 수중펌프를 조합한 장치의 여재 역세척 가능성에 대하여 분석하였다. 수중펌프는 12볼트 직류모터로 구동되며 태양전지와 축전지로 가동된다. 수리동력학적 분리장치와 펄라이트 여재를 충진한 카트리지에 역세척용 노즐을 장착하였다. 입자물질들은 인공입자들을 이용하여 강우유출수내 입자농도를 모의 실험하였다. 인공입자들을 물에 분산시켜 강우유출수를 재현하였는데 사용한 입자들은 이온교환수지 입자, 실리카젤 입자, 그리고 상업지역 맨홀퇴적물질 입자 등이다. HSF장치는 아크릴 수지를 이용하였는데 여과조의 직경은 250 mm이고 전체적인 높이는 800 mm로 제작하였다. 유입수 SS 농도와 입경, 다양한 수면적 변화를 변화에 대한 역세척 방법별 SS 처리효율을 산정하였다. 전체적인 수면적부하율 범위는 308~$1,250m^3/m^2/day$이다. 태양전지를 이용한 최소한의 전력으로 구동되는 펌프를 이용하여 역세척을 실시한 결과 2대의 수중 펌프를 가동하여 역세척 시 역세척하지 않은 여재와 비교하여 약 18% 처리효율 증가효과를 나타내었다. 비점오염 처리장치에 소규모 태양전지를 활용하여 여재를 역세척할 경우 처리효율을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수산과학회지
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• 제30권5호
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• pp.868-873
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• 1997

양어장 순환수 처리에 고정화된 질화세균을 이용한 실험에서 고정상 미생물의 상태는 마지막 단계에까지 양호한 상태를 유지할 수가 있는 것으로 보아 shear stress에 의한 고정상 미생물 입자의 깨어짐 현상은 없는 것으로 나타났다. 털 반응기의 암모니아성 질소의 제거량은 수리학적 체류시간이 0.6인 지점에서 Ca-alginate와 Ba-alginate 반응조가 각각 52.6과 51.0 g $NH_3-N/m^3/day$ 으로서 그 효율은 $59\%$와 $58\%$인 것으로 나타났으며 이는 침지식공법 보다는 제거효율이 좋은 것으로 나타났으며, 오존 산화조가 함께 연결되어 있는 유동층공법과 비교했을 때에는 그 처리능력이 다소 낮은 경향을 나타내었다. 미생물을 고정화하는데 사용된 Ca-alginate와 Ba-alginate의 비교 실험 결과 Ba-alginate를 이용한 반응조가 Ca-alginate 보다도 수리학적부하의 변화에 대한 완충능력이 다소 좋은 것으로 나타났으나 암모니아성 질소의 제거량은 Ca-alginate와 Ba-alginate 모두가 큰 차이없이 서로 비슷한 처리 능력을 지니고 있음을 알 수가 있다. 수중의 암모니아성 질소의 농도가 $2mg/\ell$ 정도의 범위에서는 반응조 내에 주입되는 공기량을 0.1 vvm 으로 공급하더라도 질산화에 필요한 용존산소량을 충분히 유지할 수가 있는 것으로 나타났으며 pH는 $7\~7.9$의 범위를 유지할 수가 있어서 pH 변화에 따른 위해 요소는 없는 것으로 나타났으며, 또한 별도의 중화제를 첨가할 필요가 없기 때문에 이것으로 인한 추가적인 경비부담은 불필요한 것으로 판단된다.

• 지구물리
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• 제4권4호
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• pp.267-285
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• 2001

본 연구는 DRASTIC 모델에 구조선밀도, 토지이용 인자를 추가한 수정 DRASTIC 모델을 개발하여 경기도 화남2지구의 지하수오염 가능성를 예측하고자 하였다. 우리나라의 수리지질 환경에서 대수층은 대부분 암반 대수층인 점을 고려했을 때, 구조선밀도는 지하수 및 오염물질 유동에 직접적인 영향을 미치고, 토지이용은 점오염원 혹은 비점오염원의 영향을 간접적으로 반영할 수 있기 때문이다. 통계분석을 위하여 각 인자별 격자 레이어를 생성하고, 각각의 상관계수를 분석함으로써 신뢰도 여부를 판단하였다. 최종 결과물인 종합오염현황도는 수정 DRASRIC Potential과 여러 가지 오염원의 발생 부하량 값을 논리비교함으로써 수리지질학적인 측면에서의 오염가능성 지역과 수질측면에서의 오염가능성 지역을 예측할 수있는 방안을 제시할 수 있었다.

• 공학논문집
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• 제5권1호
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• pp.89-107
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• 2004

본 연구는 DRASTIC 모델에 구소선밀도, 토지이용 인자를 추가한 수정 DRASTIC 모델을 개발하여 경기도 화남2지구의 지하수오염 가능성을 예측하고자 하였다. 우리나라의 수리지질 환경에서 대수층은 대부분 암반 대수층인 점을 고려했을 때, 구조선밀도는 지하수 및 오염물질 유동에 직접적인 영향을 미치고, 토지이용은 점오염원 혹은 비점오염원의 영향을 간접적으로 반영할 수 있기 때문이다. 통계분석을 위하여 각 인자별 격자 레이어를 생성하고, 각각의 상관계수를 분석함으로써 신뢰도 여부를 판단하였다. 최종 결과물인 종합오염현황도는 수정 DRASTIC Potential과 여러 가지 오염원의 발생 부하량 값을 논리비교함으로써 수리지질학적인 측면에서의 오염가능성 지역과 수질측면에서의 오염가능성 지역을 예측할 수 있는 방안을 제시할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.245-245
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• 2018

최근 도시화 및 산업화의 발달로 불투수면적이 증가함에 따라 건기 시 토지 표면에 축적된 오염물질이 강우유출수와 함께 하천으로 유출되는 등 수질오염의 가중과 불특정 지역에서 발생하는 비점오염원의 집중관리가 필요한 실정이다. 우리나라는 환경기초시설 등의 건설로 점오염원 관리는 강화되었지만, 비점오염원의 부하량은 점차 증가되고 있는 추세이며, 환경부 및 관계부처에서는 비점오염관리를 위한 여러 정책을 추진 중에 있다. 국내에서 사용하고 있는 비점오염저감장치는 자연형 시설과 장치형 시설로 구분되는데, 이 중 장치형 시설은 필터를 사용하여 비점오염저감의 효율성을 증가시키지만, 필터를 사용함으로써 유지관리 및 경제적인 측면에서 매우 불리하다. 이에 본 연구에서는 필터가 없는 장치형 시설을 고안하여 자연 순환기능을 최대한 유지하고, 오염물질을 최적으로 제거할 수 있는 방안을 마련하고자 수리실험을 통해 비점오염원의 제거효율을 분석하였다. 수리학적 상사법칙에 따라 원형대비 1/3축소모형과 2가지의 원형모형에 대해 총 3가지 모형에 대해 환경부에서 고시한 비점오염저감장치 기준을 뛰어넘는 유역면적, 강우강도 및 부유물질의 양으로 실험을 진행하였다. 실험결과는 유입수 농도에 대한 유출수의 농도로 계산하였으며, 장치에서 유출 직후 5분 간격으로 채취한 후, 수질공정시험법을 참고하여 부유물질에 대한 실험 중 하나인 유리섬유여과방법을 이용해 실험 결과를 도출하였다. 실험 결과, 본 연구에서 고안한 장치형 시설은 필터를 사용하지 않음에도 불구하고 환경부 기준인 부유물질 제거효율 80%이상을 만족한 것으로 나타나 현재 사용하고 있는 장치형 시설보다 유지관리 및 경제성 등이 우수할 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.148-148
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• 2023

산업 고도화로 인하여 복잡하고 다양한 유기물의 사용량이 증가하였으며, 공공수역 내 새로운 오염물질이 유입됨에 따라 생화학적 산소요구량(BOD) 중심의 수질평가에 한계를 나타내었다. 이후 난분해성 물질을 고려한 유기물관리 정책과 총량관리의 필요성이 제기되었고 국내 하천과 호소에서는 총 유기탄소(TOC)를 유기물 관리지표로 설정하였다. 그러나 부영양 하천과 호소에서 TOC는 외부 부하뿐만아니라 식물플랑크톤의 과잉성장에 의해 증가할 수 있는 항목이므로 TOC 관리정책 추진을 위해서는 유기물의 기원에 대한 파악이 필요하다. 한편, 우리나라와 같이 몬순 기후대에 속한 댐 저수지의 경우 강우시 유입하는 탁수에 의해 다량의 유기물과 인이 유입되기도 하지만 식물플랑크톤의 제한요인 중 광량에 많은 영향을 미친다. 식물플랑크톤의 광합성은 수체 내 유기탄소 내부생성에 매우 중요한 요소이나 점 단위의 실험적 방법을 활용한 유기탄소 순환 해석은 저수지의 시·공간적인 변동성을 고려하기에 한계가 있다. 본 연구의 목적은 금강 수계 최대 상수원인 대청호를 대상으로 3차원 수리-수질 모델을 적용하여 유기탄소 성분 별 유입과 유출, 내부생성 및 소멸량을 평가하고 탁수가 저수지에서의 유기탄소 순환에 미치는 영향을 분석하는데 있다. 유기탄소 물질수지 해석을 위해 AEM3D 모델을 사용하였으며 2018년을 대상으로 입력자료를 구축한 후 보정 및 검정을 수행하였다. 모델은 유기탄소를 입자성, 용존성, 그리고 난분해성과 생분해성으로 구분하여 모의하며 유기물질 성상별 실험결과를 이용하여 입력자료를 구축하였으며 유기탄소순환 해석을 위해 4가지의 탄소성분과 조류 세포 내 탄소의 질량 변화율을 계산하였다. 이를 위해 외부 유입·유출부하율, 수체 내 생성(일차생산, 재부상, 퇴적물과 수체 간 확산) 및 소멸률(POC 및 조류 침강, DOC 무기화, 탈질)을 고려하였으며 탁수의 영향을 분석하기 위해 탁수 포함여부 시나리오를 구성하고 유기탄소 생성 및 소멸기작별 변동성을 비교 분석하였다. 모델은 2018년의 물수지를 적절히 재현하였으며 저수지의 수온 및 탁도 성층구조를 잘 재현해내면서 전반적인 수질을 적절하게 모의하였다. 탁수를 고려하였을 시 연간 TOC 부하량 중 내부기원 부하량은 56% 수준이였으나 탁수를 배제한 경우 내부기원 부하량은 82%로 나타났다. 특히, 연평균 Chl-a 농도가 44~48% 차이가 발생하면서 1차생산량이 약 4배가량 증가하였다. 몬순지역에서의 탁수는 체류시간이 긴 성층 저수지에서 식물플랑크톤 성장제어에 큰 영향을 미쳤으며 전반적인 유기탄소 순환을 해석하는데 있어 매우 중요한 인자로 작용하였다.

• 유기물자원화
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• 제23권1호
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• pp.45-51
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• 2015

본 연구에서는 비귀금속 촉매인 iron(II) phthalocyanine (FePc)와 cobalt tetramethoxyphenylporphyrin(CoTMPP)를 환원전극촉매로 이용하여 미생물연료전지의 연속운전을 진행하였다. 연속운전은 유기물 부하 (0.5~3 g COD/L/d)와 HRT (0.25~1 day)의 조건을 달리 운전하여 미생물연료전지의 성능을 평가하였다. 미생물연료전지의 전력밀도는 환원전극의 성능에 크게 영향을 받았으며, 최대전력밀도는 $3.3W/m^3$로 백금을 사용한 미생물연료전지에서 나타났다. 하지만, HRT의 조건을 달리 한 실험에서 FePc를 사용한 미생물연료전지가 백금을 사용한 미생물연료전지와 유사한 성능을 나타냈으며, 연속운전에서 백금 촉매를 대체할 수 있는 적합한 물질로 나타났다. 반면에 CoTMPP를 사용한 미생물연료전지는 연속운전에서 내부 저항의 급격한 증가로 전력밀도가 급격히 감소하였다.