• 한국펄프종이공학회:학술대회논문집
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• 한국펄프종이공학회 2000년도 추계학술발표논문집
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• pp.138-138
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• 2000

국내의 백상지 공정은 공정에 투입되는 청수의 양을 줄이면서 동시에 폐수 배출 양을 감 소시키기 위해 많은 노력을 하고 있다. 공정으로 유입되는 청수의 양과 처리된 폐수의 양을 줄이기 위한 방법으로 PDFCpolydisk filter)를 도입하여 백수를 여과하여 showertf sealing 에 재사용하고 있으며 공정수 재활용에 따른 유기 물질과 무기물질의 계 내로의 축적을 방 지하기 위한 효과적인 폐수 처리방법을 모색하고 있다. 일반적으로 청수를 백수로 대체할 경우 공정 백수 내에 TDSCtotal dissolved solid), T TSSCtotal suspended solid), CODCchemical oxygen demand), 전기 전도도와 칼숨 경 도 등이 증가되며 음이온성 저해 물질Canionic trash)이 증가하여 보류 및 지력증강용 첨가제의 효율 을 떨어뜨릴 뿐만 아니라 마모, 슬라엄, 펠트 막힘 등의 문제를 유발하게 된다고 알려져 있다. 청수를 백수로 대체함에 따라 생기는 이러한 문제를 해결하면서 효율적인 청수 절약 방안 을 세우기 위해서는 무엇보다도 문제를 유발하는 원인 물질의 축적 양을 예측하는 것이 중 요하다고 판단된다. 본 연구는 백상지 공정의 폐쇄화 수준이 높아짐에 따른 공정 백수 내의 유기물질의 축적 현상을 분석하는 것올 목적으로 하였다. 이를 위해 산화전분을 유기물질의 대표하는 물질로 설정하였다. 이는 백상파지와 함께 초지계 내로 유업되는 산화전분은 파지의 4%를 차지할 정도로 유입량이 많을 뿐만 아니라 음이온성을 띄고 있어서 지료에 홉착율이 낮고 양이온성 고분자의 효율을 저해하며 슬라임의 원인이 되기도 하는 물질이기 때문이다. 산화전분의 축적 현상을 분석하기 위하여 pilot 설비 상세 설계도를 참고하여 하루 생산량 이 16 T/D이고 백상파지만이 파지로 유입되는 백상지 생산 공정을 모델로하였으며, 산화전 분의 홉착과 용출 모델을 만들어 상용 시율레이터를 이용하여 시율레이션 프로그램을 작성 하였다. 시률레이션 프로그램에서는 장섬유 미세섬유, 충전제를 지료 구성 성분으로 설정하였고 O Orccotoma 등이 사용한 일과 보류도 모델을 응용하여 보류도 모델올 만들었다. 산화전분은 백상파지에 포함된 형태로만 초지계 내로 유입되며 백상파지가 해리되는 과정에서 완전히 백수에 용출되었다가 지료 구성 성분에 홉착되는 것으로 가정하였다. 지료 홉착된 산화전분 의 양은 용존 산화전분 총량에 비례하는 것으로 가정하였으며, 이 때 이 비례상수를 전분 홉착율이라 정의하였다. 시율레이션 결과, 공정 폐쇄화가 진행됨에 따라 백수 내의 산화 전분 농도는 증가하게 되 며, 폐쇄화 수준이 높아질수록 백수 내 전분 농도의 증가량은 더 높아졌다. 백수 내의 전분 농도의 증가량은 백상파지 첨가량이 증가할수록, 표면 사이징 양이 증가할수록 커졌다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.859-863
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• 2008

축산폐수, 침출수 등의 고농도 폐수를 생물학적으로 처리할 경우 최종 방류수는 강한 색도를 띠며 고분자량의 유기물질을 다량 함유한다. 이는 생물학적으로 분해하기 어려운 유기성 복합체와 생화학적 반응에 의한 중간생성물로 색도를 띠는 천연유기물질(NOM)을 포함한다. 생물학적 처리수의 색도는 심미적인 불안감, 방류수역의 수질오염 및 공중보건상의 잠재적 위해성을 갖는다. 또한, 수자원 이용측면에서 정수처리공정에서의 약품투입량 증가와 특히, 소독부산물 생성이라는 잠재적 문제점이 뒤따른다. 따라서 이러한 문제점을 해소하기 위한 생물학적 2차 처리수의 후속처리가 요구되며, 실제로 난분해성 유기물과 색도를 제거하기 위한 흡착, 막 분리, 고급산화(AOP) 및 화학적 응집 등의 물리-화학적 공정에 대한 연구가 수행되어왔다. 특히, 화학적 응집은 무기응집제 또는 고분자중합체(Polymer)를 이용하여 콜로이드성 입자와 색도를 띠는 난분해성 유기물을 전기적 불안정화를 유도함으로서 흡착 및 응집과정을 통해 제거하는 공정으로 많은 연구자들에 의해 연구되어왔다. 그러나 난분해성 유기물과 색도제거는 대상원수의 성상과 화학적 특성 등에 따라 각각의 제거효율과 최적 운전조건이 상이하게 나타난다. 화학적 응집공정은 비교적 높은 제거효율을 보이지만, 운전 및 유지관리의 기술적 어려움, 경제적 비효율성 등으로 인하여 적용에 어려움을 겪고 있는 실정이다. 본 논문에서는 생물학적 혐기-호기성 공정에서 방류되는 축산폐수의 2차 처리수를 대상으로 화학적 응집에 의한 색도 및 난분해성 유기물의 제거거동을 고찰하였다. 대상 처리수의 $TCOD_{Cr}$ 농도는 평균 410 mg/L인 반면, $BOD_5$는 7-15 mg/L 범위로 난분해성 유기물을 다량 함유하고 있음을 알 수 있었다. 이에 황산알루미늄(Aluminium sulfate; $Al_2(SO_4){\cdot}14H_2O$)과 염화철(ferric chloride)의 무기응집제를 이용하여 자 테스트(jar test)를 수행한 결과, 동일한 응집제 주입량에서 염화철의 유기물 제거 효율이 높은 것으로 나타났다. 황산알루미늄과 염화철의 경우 각각의 응집제 주입율 5.85mM에서 89%, 7.03mM에서 97.5%의 최대 유기물 제거효율을 보여주었으며, 이 때 최종 pH는 4.0-5.6 범위이었다. 한편, 대상 원수 내의 콜로이드성 입자 또는 용존성 유기물의 작용기(functional group)는 일반적으로 음으로 하전 되어 있어 응집에 의해 잘 제거되지 않는 특성을 가지고 있다. 따라서 과량의 응집제를 주입하여 다가의 양이온성 금속염을 흡착시켜 전기적으로 중화시키고, 생성된 침전성 수화물 내에 포획 또는 여과시켜 제거하게 된다. 이 때, 금속염 수화종의 전하밀도가 응집효율에 영향을 주는 것으로 알려져 있는데, 다가의 양이온은 전기적 이중층(Double layer) 압축에 의한 불안정화를 향상시킬 수 있기 때문에다. 또한, 2가 금속염은 색도유발물질과 흡착하여 humate 또는 fulvate 등의 착화합물(complex)을 형성시켜 응집효율을 향상시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 생물학적 2차 처리수의 화학적 응집처리에 있어서 알루미늄염 등의 다가이온 첨가가 응집에 미치는 영향을 관찰하고, 후속되는 플록형성 및 침전공정에 의한 제거효율을 비교, 평가함으로써 2차 처리수로부터 난분해성 유기물과 색도를 보다 효과적이고 경제적으로 제거할 수 있는 최적인자를 도출하고자 하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권8호
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• pp.542-548
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• 2014

본 연구에서는 염소처리시 요오드계 트리할로메탄(iodo-trihalomethanes, I-THMs)의 생성에 영향을 미치는 인자들을 조사하였다. 염소를 소독제로 사용하여 염소 투입농도, 수온, pH, 브롬이온과 요오드이온 농도, 염소 접촉시간, 암모니아성 질소농도 및 용존 유기물질의 특성 변화에 따른 I-THMs 6종에 대한 생성특성을 조사하였다. 수중의 요오드이온과 브롬이온의 농도가 증가할수록 I-THMs의 생성농도가 증가하였으며, 염소 투입농도 및 수온에 따른 I-THMs 생성에서는 염소 투입농도 및 수온 상승에 비례하여 I-THMs 생성농도도 증가하다가 염소 투입농도 3 mg/L 및 수온 $30^{\circ}C$ 이상의 조건에서는 오히려 I-THMs 생성농도가 감소하였다. 또한, 시료수의 pH가 상승할수록 I-THMs의 생성농도가 증가하였다. 수중의 $NH{_4}{^+}-N$ 농도가 증가할수록 염소와 반응하여 생성된 클로라민에 의해 I-THMs 생성농도가 증가하였다. 하수처리장 방류수, 휴믹산 조제수, 조류유래 유기물질 함유수 및 4개의 낙동강 시료수(고령, 매리, 하구 및 진천천)와 같은 7개의 시료수의 유기물질과 I-THMs와의 반응성을 조사한 결과, 하수처리장 최종방류수가 I-THMs와의 반응성($12.31{\mu}g/mg$)이 가장 높았고, 다음으로 휴믹산 시료수($4.96{\mu}g/mg$)로 나타났고, 조류유래 유기물질이 가장 낮은 결과($0.99{\mu}g/mg$)를 나타내었다. 또한, $SUVA_{254}$값과 I-THMs 반응성과의 상관성을 평가한 결과에서 상관계수($r^2$)가 0.002로 매우 낮게 나타나 $SUVA_{254}$값과 I-THMs 생성과는 연관성을 찾기가 어려웠다.

• 상하수도학회지
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• 제19권5호
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• pp.537-546
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• 2005

This study was carried out to evaluate EPS and SMP variation of sludge and effluent in nitrification and denitrification process with zeolite addition, a possible reduction of effluent DOC by URC(Ultra Rapid Coagulation) process. As a biological wastewater treatment result, EPS formation of both aeration and anoxic sludges are not affect by SRT variation. However, EPS concentration of sludges is higher in aeration tank than in anoxic tank by 6~8 mg EPS/ g VSS. Linear relationship between SMP to DOC indicates that SMP of bulk solution contributes to most of the biological treatment effluent DOC. DOC and turbidity removal efficiency was more improved with URC process than in a conventional coagulation. For pretreatment of UF filtration DOC removal was advanced by URC process than only UF filtration.

• 환경영향평가
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• 제27권6호
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• pp.582-594
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• 2018

본 연구에서는 생물반응 인공습지 내 용존유기물질의 변동 및 저감특성을 모니터링할 목적으로 수직 수평 흐름 습지를 직렬로 복합 적용하여 호기, 혐기상태의 흐름조건을 만들어 주었고 기능성 여재를 충진한 인공습지를 고안하여 아크릴 반응조로 제작 후 성능평가를 진행하였다. 수직 수평의 인공습지의 경우 호기 및 혐기조건을 평가하기 위해 반응조 내 용존산소(DO) 농도를 측정해본 결과 호기상태의 수직흐름인공습지에서는 2.7 mg/L, 혐기상태의 수평 흐름인공습지에서는 N.D.로 측정되어 운전조건에 부합하였다. 운전시간은 140 min, 80 min, 60 min으로 변경하며 실험을 진행을 하였으며, 운전시간에 따른 자연폭기시간 20 min을 동일하게 설정해 주고 실험을 진행하였다. 운전시간 모두 미생물의 활동으로 인한 결과를 보였으며, 3D-EEM에서는 운전시간을 길게 가져갈수록 난분해성 휴믹계물질구역인 III, V구역의 유기물에서 높은 저감효과를 보이는 것으로 확인되었다. 향후 저감효과에 대한 메커니즘 분석에 대한 연구는 추가로 진행될 필요가 있을 것으로 사료되지만, 본 연구결과는 향후 인공습지를 활용한 난분해성 물질의 저감을 위한 기술발전에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권4호
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• pp.791-799
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• 2015

본 연구는 수중 구조물의 수명과 조류의 성장이 관계가 있다는 연구결과에 근거하여 조류의 이상증식 억제가 구조물에 영향을 미칠 수 있다는 것에 초점을 맞추었다. 따라서 본 연구는 조류의 활용을 극대화시키면서 조류로 인한 문제점을 억제할 수 있도록 조류의 생장을 억제할 수 있는 기능성 모르타르 개발을 목적으로 하였다. 조류의 생장을 억제하기 위한 방법으로 금속 ion(Hg+, Ag+, Cu2+, Au+ 등)은 조류의 생장을 억제하는 물질로 오래전부터 사용되어져왔다. 이에 착안하여 수중에 용출되었을 때 유효한 금속 ion의 상태로 장시간에 걸쳐 안정한 수용성 유리를 사용하여 조류의 생장을 억제할 수 있는 기능성 모르타르 시편을 제작하였다. 제작된 모르타르 시편은 시편의 억제 기능성을 평가하기 위해 해수와 담수에 생장하는 일반적인 조류를 배양시킬 수 있는 배지를 각각 제작한 다음 개발된 모르타르 시편을 투입한 후 일정기간이 지난 뒤 배지에 잔류하는 조류의 양을 측정함으로써 개발된 모르타르 기능성을 판단하였다. 조류의 양을 측정하기 위하여 사용된 분석은 용존 유기탄소(dissolved organic carbon)의 양과 엽록소(chlorophyll)의 양을 측정하는 두 가지 분석 결과를 이용하였으며 분석을 통해 나온 결과는 개발된 시편의 조류 억제 기능성에 대하여 정성적인 평가를 하였다. 즉, 용존 유기탄소의 양이 증가하고 엽록소의 양이 감소하면 조류에 대한 생장 억제성이 있는 것으로 판단하였다. 두 가지 분석 결과, 해수와 담수 모두 조류 생장 억제용 모르타르는 억제 기능성이 나타나고 있었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제22권7호
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• pp.854-862
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• 2016

본 연구에서는 2010년 여름에 천수만에서 저층해수를 채집하여 용존산소와 영양염 농도를 측정하였다. 또한 benthic chamber내의 해수시료를 시계열로 채집하는 자동화된 Benthic Lander를 설치하여 해수-퇴적물간 영양염 플럭스를 측정하였다. 오염된 인공호수 유출수가 들어오는 천수만 북쪽에서는 저층수의 용존산소는 2 mg/l로 hypoxia의 존재 가능성이 확인되었다. 반면 남쪽 천수만 입구의 저층 용존산소는 5 mg/l이었다. 영양염은 용존산소와 반대의 분포 경향을 보였고, N/P ratio의 변화는 hypoxia에 의해 발생된 인산염의 탈착과 용출 때문으로 보인다. 만 북쪽 해역의 유기탄소 산화율과 산소소비율은 남쪽 만 입구 해역보다 약 2배 큰 값을 보였고, 영양염 benthic flux는 천수만 북쪽에서 4내지 6배 높았다. 이러한 결과는 해수-퇴적물간 물질 플럭스를 정확히 추정하기 위해서는 hypoxia의 역할에 대한 이해가 중요하다는 점을 시사해준다.

• 해양환경안전학회지
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• 제17권1호
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• pp.7-13
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• 2011

진해만을 대상으로 3차원 생태계 모델(EMT-3D)을 사용하여 PAHs 거동예측에 대한 적용성을 검토하였다. 계산치와 실측치를 비교한 결과, 모델의 재현성은 비교적 양호한 것으로 나타났다. 민감도 분석을 시행하여 영향인자를 파악한 결과, 용존 PAHs의 경우 광분해 계수의 영향이, 입자성 유기물질 내 PAHs의 경우는 입자성 유기탄소에 대한 분배계수의 영향이 중요한 요소였다. 식물플랑크톤 체내의 PAHs의 경우, 생물농축계수의 영향이 가장 큰 것으로 나타났다. 하천, 대기와 하천 및 대기의 오염부하에 대하여 저감에 따른 응답성 평가를 시행하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.2058-2062
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• 2009

1992년 한강수계법이 제정되면서 우리나라에 도입된 오염총량관리제는 현재 2차총량관리 시행계획수립 단계에 이르렀다. 오염총량제에서 수질모델은 수계구간별로 설정된 기준유량과 목표수질 조건을 달성하는 지를 판단할 수 있는 도구로 사용되며, 다양한 모델들이 사용되고 있다. 그 중 하천수질모형으로는 주로 QUAL2E, QUALKO, QUALKO2 모형으로 압축할 수 있다. QUAL2E 모형은 1980년대에 개발되어 국내외로 널리 이용하고 있으나 SOD를 0차나 일정량으로 처리하였고, 부착조류에 의한 용존산소 변화와 부유 조류 사멸시 발생하는 유기물이 고려되지 않았다. 또한 용존산소가 부족한 상태에서 반응이 활발한 탈질화과정이 포함되지 않아 이들 반응에 의해 수질이 영향을 받는 하천에 적용하기에는 한계가 있었다. 그리고 QUAL2E 모델은 여러 개의 지류를 가진 대형 하천에는 적용하기 어려운 단점이 있다. 국내에서는 1999년 QUAL2E 모델에 WASP5의 장점을 접목시켜 QUALKO 모델을 개발하였다. 이 모델은 QUAL2E에 부유성 조류의 사멸로 인한 유기물의 내부증가, 탈질화 반응 및 부착식물의 광합성 호흡 과정을 추가한 것이다. 또한 QUAL2E 모델에서 BOD는 CBOD로 입력되고 모의되므로 bottle BOD의 개념이 결여되어 있으므로 이러한 문제점을 보완하고, 조류의 생산 및 사멸에 의한 내부생산 유기물 증가와 탈질화 반응 과정을 추가한 것이다. 우리나라에서 진행되고 있는 총량관리 대상물질은 2010년까지는 $BOD_5$이며, 2011년부터는 일부 지역에 총인이 포함될 예정이다. 2007년에 실험실에서 측정하는 BOD5나 유기성 질소 또는 유기성 인을 그대로 입력하여 계산되고 출력할 수 있으며, 향후 오염총량제의 관리대상항목으로 논의되고 있는 TOC를 모의할 수 있는 QUALKO2가 개발되었다. 이에 본 연구에서는 향후 활용도가 클 것으로 기대되는 QUALKO2 모형에 기존 QUAL2E-UNCAS 모형에 서 수행할 수 있는 불확실성 해석 기법인 Monte Carlo 모의를 가능하도록 모형을 수정하고자 한다. 실제 하천에서의 수질해석에 대한 단순한 표현인 수학적 모형은 불확실성을 내포하고 있으며, Monte Carlo 해석을 사용하여 모형의 불확실도 정량화와 매개변수의 불확실성을 통계학적으로 기술할 수 있다. 또한 각 지점에 대한 계산결과치들에 대해 빈도 및 누가빈도분포 값을 제시함으로서 모형 예측치들의 전반적인 분포경향을 평가할 수 있으며, 하천수질에 대해서 환경기준치를 위배할 가능성을 산정하는데 활용할 수 있다. 우리나라 실정에 맞는 QUALKO2 모형에 Monte Carlo 모의를 통해 신뢰도 기반의 수질해석을 수행하게 된다면 수질정책의 기초자료 제공에 기여할 것으로 판단된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제18권2호
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• pp.80-88
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• 2013

본 연구에서는 두 개의 크기집단의 바지락(Ruditapes philippinarum), 재첩(Corbicula japonica), 홍합(Mytilus edulis)을 세 개의 수온 조건(5, 13 그리고 $18^{\circ}C$)에서 용존 노닐페놀에 노출시킴으로써 개체 크기와 수온 변화가 여수율과 용존 노닐페놀 흡수율에 미치는 영향을 조사하였다. 이를 통해 이매패류의 여수율과 유기화합물질 흡수과정의 관련성에 대해 평가하고자 하였다. 단위무게당 여수율($CR_{wt}$)은 모든 개체 크기와 온도 범위에서 홍합(0.3-4.9 L $g^{-1}\;h^{-1}$)이 가장 높았으며, 재첩(0.44-1.98 L $g^{-1}\;h^{-1}$), 바지락(0.08-0.6 L $g^{-1}\;h^{-1}$) 순으로 나타났다. 한편 단위무게당 노닐페놀의 흡수율은 종 간 뚜렷한 차이를 보이지 않았다. 단위무게당 여수율과 노닐페놀 흡수율은 일반적으로 개체의 크기가 증가함에 따라 감소하고, 온도가 증가함에 따라 증가하는 경향을 보였다. 세 종 모두에서 노닐페놀 흡수율은 여수율과 높은 상관관계를 보였다. 한편 노닐페놀 흡수율은 같은 여수율 범위에서 홍합, 재첩, 바지락 순으로 증가하였다. 여수율과 노닐페놀 흡수율의 높은 상관관계로부터 여수율이 이매패류의 용존 유기화합물 흡수에 중요한 역할을 한다는 것을 추정할 수 있다.