• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 2006년도 학술발표회 발표논문집
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• pp.355-357
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• 2006

본 연구에서는 산생성효율의 최적 운전인자 도출을 위하여 중온 및 고온혐기성산발효공정에서의 유기물부하에 따른 산발효 효율을 비교 검토하였으며, 다음과 같은 결론을 얻었다. 유기물 부하별로 고온과 중온 조건에서 실험을 진행했을 때 VFA생성과 pH변화를 비교했을 때, 고온 조건이 중온조건보다 더 높은 부하율에서 운전이 가능한 것으로 나타났으며, 생성되는 VFA의 농도도 더 높은 것으로 나타났으며, pH의 변화는 고온 조건에서 4.8$\sim$6.2, 중온 조건에서 5.8$\sim$6.7로 고온에서 중온보다 pH가 낮게 나타났다. 고온과 중온에서 유기물 부하별로 산발효시 생성된 유기산의 구성성분을 비교했을 때, 고온에서 생성된 유기산이 중온보다 acetic acid의 비율이 높은 것으로 나타났다. 음식물찌꺼기 고온 산발효액의 성상에서 $SCOD_{Cr}$/TKN, $SCOD_{Cr}$/T-P이 각각 18.9, 73.4로 나타나 하수처리장에서 저부하 유기물 유입시에 탄소원으로 충분히 활용 가능한 것으로 판단된다.

• 한국환경보건학회지
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• 제24권1호
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• pp.132-140
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• 1998

회전원판공정(rotating biological contactorRBC)과 화학적 처리공정을 결합한 처리시스템을 이용하여 도시하수내 포함된 유기물과 영양염류를 제거할 경우에 수리학적 부하 (hydraulic loading)와 처리수 반송율 (recirculation rate)의 시스템 처리효율에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 각각의 수리학적 부하 0.031, 0.0535 및 0.076 $m^3/m^2/d에서 반송율을 100%, 200%, 300%로 변화시켰고, 질산화에 필요한 알카리도의 보충 및 화학적 처리를 위하여 lime(CaCO$_3$)을 가하여 유입수의 pH를 10.4-11.0으로 유지시켰다. 실험결과 수리학적 부하 0.0535 $m^3/m^2/d에서 BOD, COD의 제거효율이 가장 높게 나타났으며, 질산화 효율 및 질소 제거효율에서는 수리학작 부하 0.035 $m^3/m^2/d, 반송율 300%에서 가장 높았으며, 반송율별에서는 수리학적 부하를 고려할 때 300% 반송하는 것이 가장 높은 유기물 제거효율을 보였다. 반송율과 수리학적 부하를 증가시킬 경우에 발생되는 슬러지내 유기물 함량은 점점 증가하였고, 수리학적 부하 0.076 $m^3/m^2/d, 반송율 300%일 경우에는 유기물 함량이 47%로 매우 높았다. 이는 부하증가에 따른 미생물 성장의 증가와 더불어 수리학적 부하 증가에 따른 전단력의 증가가 영향을 미쳤기 때문이다. 인을 제거하기 위하여 pH를 10.4-11.0으로 유지시킨 경우에 인을 90%이상 제거할 수 있었으며, 유출수내 평균 SS농도는 40 mg/l를 상회하였다.

• 한국환경농학회지
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• 제25권3호
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• pp.247-256
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• 2006

본 연구에서는 실험실 규모의 혐기성 소화 실험을 통하여 고온산발효를 거친 음식물찌꺼기 산발효액과 하수슬러지의 적정 혼합비와 유기물 부하율에 따른 반응조 운전특성을 분석하여 실제 플랜트에 적용가능성을 검토하여 얻은 결론은 다음과 같다. 음식물지꺼기 고온 산발효액과 하수슬러지를 혼합하여 반연속식으로 혐기성 소화실험을 실시한 결과 유기물 부하율 3.3 gVS/L.d(혼합비 1:1)에서 최적인 것으로 평가되었는데, 이때 SCOD 제거효율은 평균 74.2%, VS 제거효율은 73.6%, 주입된 VS당 생성된 가스량은 $0.440{\ell}/g\;Vs_{add}.d$였으며 평균 메탄 함량은 66.5%로 나타났다. 이는 기존에 음식물찌꺼기를 하수처리장의 중온 소화조에서 처리할 때의 유기물 부하보다 높아 효율성, 경제성에서 유리한 것으로 판단되었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제9권2호
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• pp.72-78
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• 2006

혐기성 소화조의 단면적/용량 비를 일정하게 한 상태에서 반응조 직경만을 달리한 반응조에 유기물 부하율에 따른 소화조 운전효율을 평가하였다. $0.4\;kg\;COD/m^3{\cdot}d$의 낮은 유기물 부하율에서는 반응조 직경에 관계없이 높은 처리 효율을 나타내어 반응조 형상에 따른 처리효율 차이는 없었다. $6\;kg\;COD/m^3{\cdot}d$의 유기물 부하율에서는 반응조 직경에 따라 전혀 다른 처리효율이 관측되었다. 즉, 직경 6.4 cm 반응조에서는 휘발성산의 축적과 낮은 COD 제거효율이 관측되었으나 직경 3 cm 반응조에서는 높은 COD 제거효율이 관측되었고 휘발성산의 축적도 일어나지 않았다. 이러한 차이가 나타나게 된 이유는 직경이 작은 반응조의 경우에는 생성된 가스의 부상에 의해 슬러지층의 유동화가 원활하게 일어난데 반해 직경이 큰 반응조의 경우에는 그렇지 못한 것이라고 판단된다. $20\;kg\;COD/m^3{\cdot}d$의 높은 유기물 부하율에서는 반응조 직경과는 관계없이 극히 낮은 처리효율을 나타내어 높은 유기물 부하에서는 반응조 형상과 처리효율과는 관계가 없는 것으로 나타났다. 따라서 혐기성 소화조의 효율적인 start-up은 슬러지층의 유동화가 중요한 인자이며 동일 단면적/용량 비에서 반응조 직경이 작을수록 유리한 것으로 나타나 반응조 형상도 반응조 운전효율에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.62-62
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• 2021

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. 특히, 국내 하천에서 나타나고 있는 난분해성 유기물 오염도의 증가 추세에 대응한 실효성 있는 유기물 오염관리 정책을 수립하기 위해서는 다양한 유기물의 근원을 정확하게 파악하는 것이 매우 중요하다. 본 연구의 목적은 금강 수계 최대 상수원인 대청호를 대상으로 3차원 수리-수질 모델을 적용하여 유기탄소 성분 별 유입과 유출, 내부생성 및 소멸량을 평가하고 저수지시스템에서의 유기탄소 물질수지를 해석하는 데 있다. 유기탄소 물질수지 해석을 위해 AEM3D 모델을 사용하였으며 2017년을 대상으로 입력자료를 구축한 후 보정을 수행하였고 2018년을 대상으로 모델을 검정하였다. 모델은 유기탄소를 입자성, 용존성, 그리고 난분해성과 생분해성으로 구분하여 모의하며 유기물질 성상별 실험결과를 이용하여 입력자료를 구축하였다. 유기탄소 물질수지 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 고려하였다. 모델은 2017년과 2018년의 물수지를 적절히 재현하였으며 저수지의 성층구조를 잘 재현해내면서 전반적인 수온, 수질을 적절하게 모의하였다. 연간 TOC 부하량 중 내부기원 부하량은 2017년 68.4 %, 2018년은 높은 강우량의 영향으로 55.0%로 산정되었다. 내부 소멸 기작 중 침전으로 인한 손실이 가장 높은 것으로 나타났으며, 2017년과 2018년 각각 31.3%, 29.0%로 나타났다. TOC의 공간분포는 Chl-a 농도 분포와 유사하게 나타났으며, 댐 설치로 형성된 정체수역은 유역의 유기물 순환에 많은 영향을 미치는 것으로 평가되었다. TOC 관리 정책 기초자료 확보를 위해서는 향후 유역-저수지 시스템을 연계한 유기물 물질순환 심층 연구가 필요하다.

• KSBB Journal
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• 제6권4호
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• pp.345-350
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• 1991

본 연구에서는 생물막 유동층 반응기를 이용하여 주정공장폐수를 처리함에 있어 상향유속과 유기물 부하의 변동에 따른 미생물의 성상과 유기물 처리효율을 조사하고, 미생물 성장과 유기물 처리효율을 조사하고, 미생물 성상에 따른 미생물 농도의 변화를 계산하여 이를 실측한 미생물 농도와 비교하였다. 상향유속에 따라 미생물 농도, 미생물막 두께는 민감한 반응을 보였고, 미생물 농도를 높게 유지하기 위해서는 상향유속을 낮게 유지하는 것이 효과적이나, 이에 따라 미생물막도 증가하나 유기물의 제거율은 상대적으로 증가하지 못하므로 적절한 상향유속을 유지하는 것이 유기물 제거율이 측면에서는 유리한 것으로 고찰되었다. 또한 기존 활성슬러지법에서 주정폐수를 처리할 때는 유기물 부하율 1.5kgCOD/$m^3{\cdot}day$에서 70% 이하의 COD처리효율을 나타내는데 반해, 생물막 유동층 반응기에서는 6kgCOD/$m^2{\cdot}day$ 이상에서도 80%의 COD처리효율을 나타내었다.

• KSBB Journal
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• 제6권2호
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• pp.115-121
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• 1991

본 연구의 목적은 생물막 유동층 반응기내에서 높은 유기물 부하를 처리하는데 있어 지지체에 부착된 미생울의 특성과 유기물의 처리효율을 조사하는데 있다. 실험은 글루코오즈를 주 기질로 한 합성폐수를 이용하여, 상향유속은 0.47cm / sec, 체류시간을 5시간, 운전 온도는 $22{\pm}1{\circ}C$, pH는 $7{\pm}0.1$로 일정하게 하고 유기물 부하를 $10kgCOD\;/\;{\textrm{m}^3}$.day에서 $80kgCOD\;/\;{\textrm{m}^3}$.day로 증가시켰을 때, 각각 95%, 73%의 높은 COD 처리효율을 얻었다. 고정 생물막 반응기에 사용된 Andrew의 유기물 제거율 모델을 본 생물막 유동층 반응기에 적용시켜본 결과, 실제 유기물 제거율과 예측한 유기물 제거율은 85% 정도로 일치하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제37권3호
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• pp.152-158
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• 2015

본 연구는 소수성 막 재질에 대한 막오염도를 평가하고자 수동흡착의 개념을 도입하여 정상운전을 위한 막 모듈 이외에 수동흡착 시험용 막 모듈을 설치하여 유출을 시키지 않은 상태에서 막 표면에 부착되는 미생물에 의한 막오염 정도를 분석함으로써 소수성 막오염 잠재성을 평가하고자 하였으며, 이때 운전조건으로 유기물 유입부하를 변화시켜 평가하였다. 이와 더불어 오염된 멤브레인을 세 가지 세정방법(두가지 물리적 세정과 화학적 세정)을 통해 막 세정 전후의 막오염 회복률을 평가하였다. 막오염 평가인자로는 반응조 내 MLSS 농도와 EPS 농도를 조사하였으며, 여과저항 값을 산정하여 막오염 전과 후, 세정 3단계 전과 후를 비교 평가하였다. 실험 결과로서, COD 농도가 750 mg/L인 가장 높은 부하량 조건에서 반응조 내 EPS 농도와 수동흡착 시험용 멤브레인의 여과저항 값이 가장 높게 나타났다. 또한 여과저항 값이 초기 운전 시작 후 차이를 보였지만 60일 이후의 최종 여과저항은 거의 일정하게 나타났는데, 이는 막 표면에 부착된 미생물량이 임계점에 이르러 수동흡착만으로는 더 이상의 막오염은 진행되지 않은 것으로 판단된다. PAds 상태에서 유기물 유입부하에 따른 오염된 막의 세정 전후의 여과저항 측정 결과에서는 3단계 세정 후 평균 회복률이 각각 Run 1이 78%, Run 2가 72%, Run 2가 69%로 유기물 부하가 높을수록 회복률이 떨어지는 것으로 나타났으며, 반면에 물리적 세정에 의한 복원률이 40일 경부터 Run 2와 Run 3의 물리적 세정에 의한 회복률이 낮아지는 것으로 보아 높은 유기물 부하로 인한 막표면의 케이크 형성으로 막오염이 심화된 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제38권6호
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• pp.279-290
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• 2016

중화하지 않은 주정폐수를 처리할 때 상향류식 혐기성반응조에 전극을 배치한 생물전기화학반응조의 성능을 UASB 공정과 비교하였다. UASB 공정은 유기물부하율 4.0 g COD/L.d 이하에서 pH, VFA 및 알카리도 등에 있어서 안정한 상태를 유지하였지만, 4.0 g COD/L.d 이상의 유기물부하율에서는 불안정하였다. 그러나, 생물전기화학 반응조는 UASB 반응조에 비하여 유기물부하율 배가시 상태변수들의 변동폭이 작았으며, 빠르게 정상상태로 회복하였다. 생물전기화학 반응조는 4.0-8.0g COD/L.d의 높은 유기물부하율에서 상태변수들이 UASB 반응조에 비하여 안정하였으며, 유기물부하율 8.0 g COD/L.d에서 비메탄발생율(2,076mL $CH_4/L.d$), 바이오가스의 메탄함량(66.8%) 그리고 COD 제거율(82.3%) 등의 측면에서 UASB 반응조보다 우수하였다. 생물전기화학 반응조의 메탄수율은 유기물부하율 4.0 g COD/L.d에서 약 407mL/g $COD_r$로 최대값을 보였으며, 이 값은 UASB의 282mL/g $COD_r$보다 크게 높았다. 중화하지 않은 산성 주정폐수를 처리하는 생물전기화학 반응조의 전극반응에서 율속단계는 산화전극반응이었으며, 전극반응은 높은 유기물부하율에서 pH에 의해서 크게 영향을 받았다. 생물전기화학 반응조는 유기물부하율 4.0 g COD/L.d에서 99.5%의 최대에너지효율을 보였다. 중화하지 않은 산성 주정폐수를 처리하는 생물전기화학 반응조는 UASB 공정보다 진보된 고율 혐기성 기술이 될 수 있다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제9권1호
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• pp.14-20
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• 2006

수산물 가공공장 폐수의 생물학적 처리를 위하여 미생물 강제포획방식인 EMMC 공정을 적용하여 유기물 및 질소의 동시제거 가능성을 평가하였다. 처리도 실험은 도시하수처리장에서 가져온 활성슬러지를 cellulose triacetate를 이용한 gel matrix에 고정시켜 실험을 수행하였다. anoxic조와 oxic조로 구성된 시스템에 유기물 및 질소부하 율을 증가시켜가며 실험한 결과 비교적 안정된 형태의 운전이 가능하였다. 적용 유기물부하는 $0.65{\sim}1.72kgCOD/m^3{\cdot}d$, 총질소 부하는 $0.119{\sim}1.317kgT-N/m^3{\cdot}d$의 범위에서 4단계로 나누어 적용시켰다. 본 연구에 사용한 수산물 가공공장폐수의 경우 공장폐수의 유출수 총질소 농도 규제치인 60 mg/l 이하를 기준으로할 때 T-N의 경우 한계 적용용적부하는 약 $0.3kgT-N/m^3{\cdot}d$인 것으로 나타났다. T-N의 경우는 부하율 증가에 따른 제거효율 저하가 뚜렷하였으나 ${NH_4}^+-N$의 경우는 각 단계별로 부하율을 증가시키면서 실험해본 결과 부하율 증가에도 불구하고 제거 효율 변화는 완만하여 본 실험에 적용한 시스템의 경우 질산화 반응은 부하변동에 관계없이 효율적으로 이루어지는 것으로 평가되었다. 실험 기간 중 Anoxic조의 질산성 질소 제거율은 각 단계별로 평균 $99.51{\sim}98.62%$로 나타났으며 oxic조의 질산화 제거율은 $94.0{\sim}96.9%$로 나타났다. 시스템 전체로는 적용 용적부하율하에서 화학적 산소요구량(COD: Chemical Oxygen Demand)의 경우 $94.2%{\sim}96.6%$, 총질소의 경우 $73.4{\sim}83.4%$ 의 제거효율을 나타내었다.