• 한국습지학회지
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• 제18권1호
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• pp.68-75
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• 2016

본 연구에서는 습지에 널리 적용되는 혼합토양이나 자갈여재 대신 공극율이 90% 이상으로 매우 커서 공극폐색의 염려가 적은 합성섬유를 대체여재로 적용한 수직 흐름형 컬럼습지를 제작하여 서로 다른 수리학적 체류시간, 내부순환빈도 및 오염 부하량 조건에서 축산지역 인공 강우유출수 처리시험을 수행하였다. 모든 습지에서 TSS 제거효율은 94~96%, COD 68~73%, TN 35~58% 이었다. 체류시간 등의 운전인자가 TSS와 COD 제거에 미치는 영향은 미미하였다. 그러나 질소의 경우 부하량과 체류시간, 내부순환빈도가 증가할수록 효율이 증가하였다. 특히 운전기간 동안 합성섬유의 생물학적 분해작용으로 인하여 유기물질이 다량 용출되었으며 탈질을 위한 내부공급 탄소원으로 기여하는 것으로 밝혀졌다. 그러나 용출기간은 40일 정도 지속되었으므로 그 효과는 매우 제한적이었다. 습지 내부충진 여재로서 합성섬유가 갖는 장점은 가벼우므로 구조체의 시공에 소요되는 비용을 저감할 수 있고, 비표면적이 크고 습지수명을 연장할 수 있다는 점이다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권5호
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• pp.981-987
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• 2000

축산분뇨에 대한 처리도 및 암모니아에 대한 독성을 평가하기 위하여 UASB 반응조를 운전하였다. 반응조의 운전결과 유기부하량 $2.6kg\;COD/m^3.day$과 수리학적 체류시간 3일에서 70%의 COD 제거효율을 얻을 수 있었으나, 유기부하량과 수리학적 체류시간을 각각 $7kg\;COD/m^3.day$과 2일로 유지한 경우 COD 제거율이 급격히 감소되었다. 반응조 슬러지의 유리암모니아에 대한 독성을 평가하기 위하여 수행된 회분식 실험 결과, 각 단계별 슬러지의 메탄균 활성은 0.5, 0.47 및 $0.3kgCH_4-COD/kgVSS.day$로 반응조내 유리암모니아 농도가 $500mg-N/{\ell}$에서는 메탄균의 활성이 4%, 유리암모니아 농도가 $1000mg-N/{\ell}$에서는 메탄균의 활성이 40% 감소되었다. 이러한 결과로부터 유리암모니아 농도가 $500mg-N/{\ell}$ 이하에서는 반응조 미생물에 미치는 저해정도가 작은 것으로 판단된다. 한편 $1000mgVSS/{\ell}$ 이내의 휘발성 고형물질을 포함하는 폐수는 혐기성균에 의해 쉽게 분해되므로 UASB 반응조를 안정적으로 운영할 수 있다.

• 유기물자원화
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• 제18권3호
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• pp.50-59
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• 2010

본 연구에서는 고농도 유기성 폐기물인 음폐수와 돈분뇨를 혐기성 소화조(KH-ABC)에서 병합처리하여 대체 에너지원인 바이오가스를 생산하는 바이오가스 Pilot Plant의 성능을 검증하고 평가하였다. 그리고, 혐기성 소화 공정의 독성물질에 대한 저해 여부 가능성 및 소화액의 액비 활용 가능성에 대하여 살펴보았다. 원료 투입량, 수리학적 체류시간, 원료 배합비율(음폐수와 돈분뇨의 혼합비율) 등 운전조건의 변화에 따른 유기물(VS) 분해율, 바이오가스 생산량 및 메탄농도 등을 분석한 결과 원료의 유기물부하가 증가($1.2{\sim}2.0kg-VS/m^3{\cdot}d$)함에 따라 투입 유기물 당 바이오가스 생산량은 $0.60{\sim}0.69m^3/kg-VS_{input}$로 증가하는 경향을 보였다. 특히 원료투입량 $6m^3$/일, 원료배합비율 음폐수:돈분뇨=4:6, 수리학적 체류시간(HRT) 25일의 조건에서 유기물 분해율 70%, 바이오가스 생산량 $220m^3$/일, 메탄농도 64%로 비교적 높은 성능을 나타냈다. 그리고, 소화액을 분석한 결과 혐기성 소화공정에 저해 작용을 유발하는 양이온 및 중금속 등의 독성물질은 기준농도 이하로 존재하였으며, 소화액(원료배합비율 음폐수:돈분뇨=3:7)은 액비 활용기준인 비료공정규격을 만족하였다.

• 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.

• 한국환경농학회지
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• 제20권3호
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• pp.143-149
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• 2001

침전지를 갖는 접촉산화수로 시스템을 이용한 수질 정화효과를 2000년 9월부터 11월까지 조사하였다. 본 시스템은 노즐로 폭기하여 플라스틱여재의 표면에서 오염물질과 공기를 접촉시켜 물을 정화하기 위한 시설이다. 1차 침전지의 수리학적 체류시간은 60분이며, 여기에서는 물속에 있는 오염물이 침전되고 침전물은 바닥에 설치한 배수암거로 배출되도록 설계하였다. 산화수로의 유량, 수리학적 체류시간, 길이는 각각 $200\;m^3/day$, 90 min, 20 m이다. 산화수로에는 플라스틱 접촉여재를 채웠다. 탈질소를 위한 무산소 조건이 확보되지 않았기 때문에 T-N의 처리효율은 다른 수질항목에 비해 낮았다. 그러나 이 처리시스템에서 SS는 $25.0%{\sim}89.6%$, BOD는 $75.0%{\sim}91.5%$, T-P는 $44.3%{\sim}95.3%$의 처리효율을 나타냈다. 이 실험의 결과는 본 연구에서 고안된 침전접촉 산화수로 시스템의 저수지나 수로에서의 수질정화 가능성을 보여주고 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제44권2호
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• pp.200-206
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• 2006

세라믹 담체가 충진된(공극률 32％) 생물여과 반응기(BAF)를 이용하여 암모니아성 질소폐수를 처리할 때, 수리학적 체류시간(HRT) 및 폭기량의 변화가 아질산 축적에 미치는 영향에 대해서 고찰하였다. 암모니아성 합성 폐수 및 석유화학 실폐수를 $1.6kgNH_4^+-N/m^3{\cdot}d$ 내외의 질소 부하로 BAF에 공급하였을 때, 암모니아성 질소의 제거율은 폭기량 증가에 비례하였으나 아질산 축적률은 폭기량 외에도 HRT의 영향을 받았다. 0.23시간의 HRT에서(공탑 체류시간 기준 0.7시간)는 0.23, 0.45, 0.56 cm/s로 공기 선속도를 증가시키면, 암모니아성 질소 제거율은 각각 73, 90, 92％로 증가하였으나 아질산 축적비($NO_2-N/NO_x-N$)는 0.92, 0.82, 0.48로 점차 감소하였다. 반면에 HRT 0.9시간, 공기 선속도 0.34~0.45 cm/s 범위에서는 암모니아성 질소 제거율 89％, 아질산 축적비 0.13 내외로 아질산 축적률이 급격하게 감소하였다. 공기 선속도 0.34 cm/s, HRT 1.4시간에서는 암모니아성 질소 제거율의 감소로 free ammonia(FA, $NH_3-N$) 농도가 상승하였고, 이후 약 50일에 걸쳐 아질산 축적비는 0.95 이상까지 점차 증가하였다. 본 연구에서는 HRT 0.23시간에서의 FA 농도 및 폭기 조건이 HRT 0.9시간 조건에 비해 아질산 축적에 더 불리했음에도 HRT 0.23시간에서의 아질산 축적률이 더 높게 나타났다. 따라서 FA 농도, 폭기 조건 외에도 HRT, 질소 부하 조건에 따라 BAF에서 아질산 축적량이 영향을 받았다. 반면에 FA 농도가 매우 높게(FA 5~15 mgN/L) 유지되는 조건에서는 운전 조건에 상관없이 아질산 축적이 안정하게 일어났으며 이 경우는 암모니아성 질소 제거율이 감소하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권11호
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• pp.1162-1167
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• 2006

대형선박에서 적절한 처리없이 배출되는 발라스트수에 의한 해양 생태계의 파괴가 최근 전세계적으로 환경오염 문제로 대두되고 있다. 그 결과, 국제해사기구(IMO)는 공해로 배출되기 전 발라스트수의 적절한 처리를 강제하는 국제협약을 시행할 예정이다. IMO의 발라스트수 처리 기준을 준수하기 위해, 여과, UV 자외선, 오존 처리 등과 같은 몇몇 공정들이 연구되고 있다. 발라스트수의 살균은 매우 짧은 수리학적 체류시간 내에 처리되어야 하기 때문에, 전기화학적 처리 공정은 우수한 공정이 된다. 불용성 전극을 이용한 전기화학적 처리 공정에서 미생물의 살균능은 낮은 pH조건하에 전류밀도와 체류시간이 증가함에 따라 증가하였다. 살균처리 후 미생물의 형상을 전자현미경과 광학현미경으로 관찰하여 전기화학적으로 미생물이 살균된 형태를 확인하였다.

• 생태와환경
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• 제45권3호
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• pp.278-288
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• 2012

팔당호에서의 동물플랑크톤 군집 구조와 천이는 몬순기후에 의한 강우사상의 변화와 수리 수문학적 요인의 영향을 크게 받았다. 봄과 가을, 겨울 동안에는 강우량이 적은 평수기 혹은 갈수기로 팔당호의 수리학적 체류시간이 길어짐에 따라 수체가 안정되어 동물플랑크톤 군집 변화는 온대호수에서의 계절적인 천이 과정을 그대로 반영하였다. 봄철에 크기가 작고 세대교번이 빠른 윤충류가 급속히 증가하여 연중 최대 개체수를 나타냈으며, 이후 몸체가 큰 요각류와 지각류로 천이되었다. 봄에는 윤충류가 우점하여 점유율이 90% 이상으로 나타났으며 제1우점종은 Keratella cochlearis였다. 요각류는 주로 유생(Copepodid, Nauplius)의 형태로 존재하였으며 지각류는 Bosmina longirostris가 주로 출현하였다. 여름에는 집중호우의 영향으로 수체가 교란되고 팔당댐의 수문조작에 따른 방류량 증가로 동물플랑크톤이 하류로 떠내려가 동물플랑크톤 개체수는 급감하였다. 집중호우 이후 수체가 안정화됨에 따라 동물플랑크톤 군집 회복은 성장이 빠른 윤충류를 위주로 이루어졌으며 가을 이후 수온 변화에 따라 동물플랑크톤 군집 밀도가 점차 감소하고 겨울에는 요각류 유생(Copepodid, Nauplius)의 우점 비율이 증가하였다. 불완전한 개방형 생태계를 이루고 있는 팔당호의 특성상 동물플랑크톤 군집 변화는 기상 변화와 수리 수문학적 요인에 크게 영향을 받고 있었으며, 특히 여름에는 국지성 집중호우의 빈도와 수량에 따라 동물플랑크톤의 군집 변화가 크게 좌우되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권12호
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• pp.937-942
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• 2013

유체 내에서 발생된 음파 또는 초음파가 반사벽에 의해 반대방향으로 진행하면서 일정한 파동을 형성하는 음파를 음향정재파(acoustic standing wave)라고 한다. 본 연구에서는 주파수 1.0 MHz와 2.0 MHz의 음향정재파 발생모듈을 설치한 연속식의 입자분리장치에서, 유입수의 층류(laminar flow)를 고려하여, 수리학적체류시간(HRT) 변화에 따른 입자분리 특성을 살펴보았다. 정재파 가동에 다른 입자분리장치 내의 수온은 $1.3{\sim}2.8^{\circ}C$ 정도 증가하였으나 정재파 형성에 큰 영향을 주지 않았다. 주파수 1.0 MHz 가동 시 HRT 1시간에서 2시간, 4시간으로 길어짐에 따라 입자분리 효율(탁도)은 각각 64.1%, 70.0%, 74.3%로, 2.0 MHz에는 HRT에 따라 각각 58.0%, 61.8%, 70.7%로 증가된 것으로 나타났다. 즉, 동일한 주파수일 경우 HRT에 따라 처리효율이 10% 이상 차이가 발생하고 있으며, 1.0 MHz 주파수에서는 2시간, 2.0 MHz에서는 4시간 정도에서 70% 이상의 처리효율을 유지할 수 있다. 주파수 1.0 MHz와 2.0 MHz를 동시에 가동한 결과, HRT 1시간, 2시간, 4시간에서의 입자 분리 효율은 각각 63.8%, 70.6%, 77.6% 나타나 연속된 정재파의 발생 보다는 HRT가 입자분리에 많은 영향을 주는 것을 알 수 있었다.