• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.22 no.2
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• pp.279-289
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• 2000

The objective of this study was to investigate the effect of coagulants and solid-liquid separation methods on algal removal in water treatment processes. Thus characterization of raw water quality in terms of turbidity. UV-254, $KMnO_4$ consumption, chlorophyll-a and correlation analysis of these parameters were conducted. In addition, the effect of commercial Al-based coagulants(Alum. PAC and PACS) on algal removal was studied by turbidity and organic removal, algal species removal, characteristic of pH drop and alkalinity consumption using laboratory jar tests. Organic components including UV-254, $KMnO_4$ consumption, chlorophyll-a in case of algal bloom were highly correlated with turbidity and the correlation coefficients of UV-254, $KMnO_4$ consumption, chlorophyll-a with turbidity were 0.775, 0674 and 0.623, respectively. In coagulation and sedimentation, the Al-based coagulants showed similar efficiency of organic and turbidity removal in low organic($KMnO_4$ consumption below 15mg/l) and low turbidity(below 30NTU). However, PAC and PACS showed better algal removal than alum in high organic concentration($KMnO_4$ consumption above 20mg/l) and high turbidity(above 100NTU) raw water conditions generated by high algal growth, which is considered to be due to the floc settleability. In comparison of sedimentation and flotation after chemical coagulation and flocculation, the removal efficiency of organic and turbidity were higher in case of alum dose with flotation than with sedimentation, while those were better in case or PAC and PACS with sedimentation than with flotation. Thus, Alum with flotation and PAC and PACS with sedimentation is recommended for efficient algal removal. The dominant phytoplankton in raw water were Microcystic and pediastrum simplex and the removal efficiency of algae with sedimentation using alum. PAC and PACS were 27%, 45% and 22% respectively, while those with DAF showed 100% removal of phytoplankton and zooplankton.

• Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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• v.3 no.1
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• pp.62-69
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• 2000

The study was performed to apply the algae removal system to coagulation-filtration process for minimize the damage to screen interruption of water treatment plants and died of fish by algae bloom on freshwater. Sample used Nokdong river water and Alkalinity, turbidity, chlorophyll-a and pH measured using Jar test and drum filter for coagulation-filtration process to determine optimum coagulation condition. A jar test apparatus and laboratory reactor were used in this study. The highest removal efficiency was observed when condition of flocculation time, coagulant dosage, drum filter rpm and chlorophyll-a concentration were to be 5min, 5mg/ℓ, 3rpm and 90㎍/ℓ, respectively. The average removal efficiencies measured of chlorophyll-a and turbidity using Alum were 50～60% and 30～50%, respectively. PAC was more effective than Alum in removal chlorophyll-a about 20%.

• Proceedings of the Korean Environmental Sciences Society Conference
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• 1998.04a
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• pp.83-85
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• 1998

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.50-50
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• 2022

한국농어촌공사 산하의 농업용저수지 중 3786개소에 대한 수질조사를 '19년도에 실시한 결과, TOC 기준 4등급 초과 저수지 비율은 약 20%로써, 도심 근교 저수지에서 녹조현상 빈발로 인해 수질, 악취, 미관 등의 환경문제 개선 민원이 다수 발생하고 있다. 현재 녹조 발생 사후관리를 위해 주로 사용되고 있는 대형 조류제거선은 저수심 수변부에서의 적용성에 한계가 있고, Al 기반의 응집제를 사용하여 조류를 수거해서 폐기하고 있는 실정이다. (주)이엔이티는 농어촌연구원, (주)코레드, (주)삼호인넷과 함께 호소나 정체하천의 수변지역에 적용될 수 있는 저에너지형 유해조류 포집시스템 개발과, 수거된 조류부산물을 무독화하여 농업재료로 재활용하는 방안을 연구하고 있다. 저수지나 정체수역의 녹조는 바람, 수면유동 등에 의해 수변에 집적되는 특성이 있어, 인공지능 기술로 녹조현상을 감시하여 조류 밀집구간에 접근할 수 있는 자율이동식 수상이동장치를 개발 중이다. 수상이동장치는 조류포집장치를 탑재하기 위한 부력체, 원격 운전이 가능한 무인항법장치, 수변식생대 및 저수심지역 이동을 고려한 수차방식 추진체, 전체 장치의 전원 공급을 위한 고성능 배터리 등으로 구성하여 상세 도면 설계를 진행하고 있다. 조류포집장치에는 표층에 주로 분포하는 남조류를 선택 흡입하는 포집 부표를 적용하였고, Al계 응집제 사용을 배제한 분리막 실험을 통해 침지형 막분리조 및 가압형 농축조를 설계하였다. 유해조류 포집 및 농축은 수상에서 이동체에 탑재하여 이뤄지고, 육상에서는 자원 회수가 가능하도록 회분식 응집공정으로 구분하였다. 조류 밀집지역에서 수거된 조류의 무독화 및 농업재료 자원화 타당성 평가를 위해 특용 버섯균주를 활용한 시료별 분석항목을 선정하고 실험 매트릭스에 따라 실증실험을 수행하였다. 수거조류를 전처리하여 성분 및 발열량을 분석하고 버섯재배 전후의 마이크로시스틴 독소(LR, RR, LR)를 포함한 성분 분석을 수행하여, 고체연료, 비료 및 사료로 활용방안을 검토하였다. 무인자율이동 조류포집장치는 실증화 규모로 제작하여 기선정된 테스트베드에서 현장적용성 평가를 수행할 예정이다. 본 연구를 통해 개발된 유해조류 포집 시스템은 기존의 녹조제거 방안을 보완하여 정체수역의 생태계 복원 및 친수공간의 환경개선 등에 적용되며, 무독화가 입증된 유해조류의 농업재료 자원화 기술은 고부가 상품 개발 및 환경폐기물 감축에 활용될 것이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.331-335
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• 2011

흔히 진흙으로 불리는 점착성 유사는 모래 등의 비점착성 유사와는 다른 특성을 보인다. 가장 큰 특징은 점착력에 의해 서로 엉겨 붙어 큰 덩어리(플럭)를 형성하고 다시 큰 플럭이 파괴되는 과정인 응집현상(Flocculation Process)을 보인다는 것이다. 이 응집현상의 과정을 통해 플럭은 크기 및 밀도를 지속적으로 변화시킨다. 크기 및 밀도의 변화는 플럭의 침강속도를 변화시켜 점착성 유사의 부유, 퇴적, 이송, 확산의 과정에 직접적인 영향을 미친다. 응집현상은 플럭의 침강속도 뿐 아니라 부피농도와 질량농도 사이의 비선형적 관계를 야기하여 흐름 운동량 방정식 유도, 난류의 모형화 등에서도 비점착성 유사와 다른 방향으로 진행된다. 점착성 유사가 우세한 지역의 또 다른 특성은 자기하중에 의한 압밀현상에 따라 발생하는 가변적인 한계소류력이다. 따라서 점착성 유사의 이동을 모형화 하는 과정에서는 가변적인 침식율의 가정 등을 통해 이에 대한 고려가 반드시 이루어져야 한다. 흐름의 운동량 방정식 및 난류 모형에서는 플럭의 부피 농도와 질량농도가 각 항의 물리적 의미에 부합하도록 개별적으로 선택 및 적용되어야 질량보존의 문제 등으로 발생할 수 있는 계산상의 오류를 배제할 수 있다. 적용 결과, 점착성 유사가 우세한 지역에서 나타나는 높은 부유 및 흐름정체기에서의 부유사 존재 등의 특성이 점착성 유사 이동을 위한 모형에서 보다 합리적으로 계산된다는 사실이 확인되었다. 그리고 비점착성 유사에 적합한 이동 모형이 점착성이 우세한 지역에 적용될 경우, 상황에 따라 유사량을 과대 및 과소 산정할 수 있다는 결론이 도출되었다. 조류의 영향이 존재하는 하구부의 경우에는 조류의 형태와 비대칭성에 따라 유사량의 차이가 큰 것으로 나타났다. 조류의 형태는 주로 하구부의 지형에 의해 결정되므로 준설, 매립, 확폭 등과 같은 하구부에서의 사업이 진행되는 경우, 유사량 변화에 대한 고려가 반드시 이루어져야 할 것으로 판단된다.

• Korean Journal of Environmental Agriculture
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• v.19 no.1
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• pp.13-19
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• 2000

Seasonal variations of dominant algae species and the effects of these algae on coagulation and filteration of water treatment were investigated at Chilseo water treatment plant in downstream of Nakdong river from January in 1995 to Desember of 1998. The water quality of Nakdong river was found to be a hyper eutrophic state during the investigation periods. In the measurement, Chlorophyll-a contents ranged $20.7{\sim}180.9{\mu}g/l$ and total nitrogen contents(T-N) and total phosphorus contents(T-P) exceeded more than 3.4mg/l and 0.1mg/l, respectively. The changes in dominant algae species was in the order of Stepanodiscus sp., Asterionella sp., Melosira sp., Microcystis sp. and Synedra sp. from spring to winter. Microcystis sp. especially, was blooming during summer and Synedra sp. and Stepanodiscus sp. during winter. Although most diatomous algae appeared in the water treatment process caused filter clogging and reduced efficiency of coagulation and sedimentation, Synedra sp. and Stepanodiscus sp were revealed as the main trouble algae. Malfunction of water treatment process caused by Synedra sp. and Stepanodiscus sp. started at the algae concentrations of 800cells/ml and 1,820cells/ml, respectively. When chlorophyll-a content was $18.9{\mu}g/l$, the optimum amounts of coagulant were found to be 40mg/l of Alum and 16mg/l of PACS. Under condition of chlorophyll-a content of $154.1{\mu}g/l$, addition of Alum at the level of 75mg/l and PACS at the level of 35mg/l showed the lowest turibidity. The result indicates that increased amounts of the coagulants should be added for a better water treatment as chlorophyll-a contents increased. Addition of Alum at the amount of 60mg/l and 30mg/l of PACS removed Stepanodiscus sp. algae at the rate of 85% and 83%, respectively. In case of Synedra sp., 50mg/l of Alum and 25mg/l of PACS showed removal rates of 79% and 81%, respectively. Synedra sp. algae at the standing crops of 1,500cells/ml started filter clogging and a filtering process was completely inhibited after 8 hours. At this situation the filter clogging by Synedra sp. algae occurred at the depth of 5cm from the top anthracite layer. On the other, other algae did filter clogging at the depth of 10cm.

• Journal of the Korean GEO-environmental Society
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• v.14 no.8
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• pp.23-27
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• 2013

In this study, efficiency of pre-treatment of turbid seawater was measured where micro-air bubbles were used to remove particles in seawater after input of natural coagulant PGA. Artificial seawater was prepared having the intended trubidity using marine sediments and microalgae. 73.7% of turbidity removal was achieved when 0.5g/L of $AlCl_3{\cdot}6H_2O$ was added in the artificial seawater, but 92.4% of turbidity removal was observed when 0.05g/L of PGA was added in the artificial seawater containing microalgae. In addition, much greater turbidity removal was achieved for microalage than sediments. For both cases, input of 0.1g/L PGA and following additional input of micro-air bubbles for 5 seconds resulted in the maximum removal efficiency where reaction time of coagulation was 1 min and flotation by micro-air bubbles was 10 min. From this study, we concluded that micro-air floation after coagulation could be a possible economical pre-treatment method for highly turbid seawater.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.309-309
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• 2011

지구온난화와 도시기후 변화에 대응하기 위해 자연의 생태적 기능을 복원하고 환경에 대한 오염부하를 저감하여 도시 환경의 건강성과 지속성을 높이기 위해 도심 내 물순환시스템(urban water circulating system)의 구축이 요구된다. 즉, 물순환시스템을 활용하여 도심 내 다양한 수원(생태하천/호수 유지용수, 하수처리수, 우수, 지하수 등)을 네트워크 및 통합 관리하여 도시 내 물순환의 건전성과 수자원의 재이용률을 향상시킬 수 있다. 이를 위해서 연중 발생량이 일정하고 막대한(66.4억톤/년, 2009년 기준) 하수처리수 방류수는 고도처리를 통해 수질이 양호하며 안정적인 대체 수자원으로 고려된다. 또한, 하수처리수의 재이용은 공공수역으로 배출되는 오염부하량의 총량 삭감 및 상수사용량의 절감과 수자원을 효율적으로 이용한다는 면에서 최근 재이용 사례가 증가하고 있는 추세이다. 그러나, 도심 내 친수공간(생태하천/호수)은 저류수량에 비해 유입수량이 적어 체류시간이 비교적 장시간이고, 이로 인해 부영양화가 쉽게 발생해 수질이 악화된다. 따라서, 본 연구에서는 하수처리수 재이용수를 도심 내 친수공간의 유지용수로 활용 시, 수질정화공정(응집 후 여과, 응집 후 여과+한외여과, 응집 후 여과+한외여과+역삼투 공정)이 친수공간 내 조류성장에 미치는 영향을 파악하기 위해, 하수처리수 재이용수 pilot plant의 수질정화공정별 유출수를 활용해 M. aeruginosa를 시험조류로 조류성장(growth kinetics)을 조사하였다. 조류는 $5\times104$ cells/mL의 초기 농도로 접종하여 배양하였으며, 조류성장에 직접적인 제한인자인 용존반응성인의 농도에 따른 성장속도를 Monod와 변형 Monod Kinetics를 이용해 반포화상수(Ks)와 최대 성장속도(${\mu}$max)를 산정하였다. 실험결과, 역삼투 공정을 제외한 다른 수질정화공정은 비록 영양염류가 80~90% 이상 제거되어 수계의 화학적 성상이 변하였으나 조류성장역학의 변화는 통계학적 (p=0.05)으로 유의할만한 수준은 아닌 것으로 판명되었다. 또한, 수리학적 체류시간이 2주 이상이 될 경우, 역삼투 공정을 제외한 수질정화공정 별 유출수에서는 조류의 과다성장으로 인해 부영양화가 발생하는 것으로 판명되었다. 결론적으로 하수처리수 재이용수를 친수용수로 활용시, 조류성장을 방지하기 위하여 용존반응성인의 농도를 중점적으로 관리하는 수질정화공정 및 유지용수 공급방안을 고려해야하는 것으로 판단된다.

• Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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• v.7 no.1
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• pp.67-77
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• 1999

The biodegradation of algae coagulated with poly aluminum chloride(PAC) was investigated by using the thermophilic oxic process. The compositions of coagulated algae were 83.5% of water content, 24.6% of ash, 32% of organic carbon with in total solid, respectively. In present study, food waste oil was used for the increment of calorie of mixtures in order to accelate the microbial activity. As a result, the maximum temperature of mixtures was higher than $50^{\circ}C$ when the mixing ratio of food oil was over 10%. However the temperature indicated the lower than $50^{\circ}C$ when conditions of no mixing with waste food oil, and 5% of mixing ratio. Therefore, the optimum condition was 10% of the mixing ration at $217l{\cdot}m^{-3}{\cdot}min^{-1}$ of air supply rate. The conversion efficiency of carbon was highest as 92% at the optimum condition. And then water was evaluated from imxture without accumulation at 10% of mixing ratio. The thermophilic oxic process well conducted that is good process for the treatment of waste algae without effluents however it has to consider the retreatment of accumulated aluminum in the reactor.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.36 no.1
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• pp.29-34
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• 2014

This study was conducted to investigate removal characteristics for Synedra sp. and filter run time (FRT) according to the cell length in the Nakdong River. When used alone flocculent, the removal efficiency for Synedra tenera (around $100{\mu}m$) was constant with 90.9~94.4%, while Synedra acus (around $300{\mu}m$) had the lower removal efficiency as 60~70%. $PACS_2$ and PAC showed 5~6% higher removal for S. acus than others (HiB and LAS). When added coagulant aid, loess had no effect and also needed more amount of flocculent. Sodium Silicate increased the removal rate by max 10.6%. On the other hand, 2.5 mg/L of Polyamine showed 96.9% removal efficiency for S. acus increasing up to 25% more than $PACS_2$ alone. In the effect of water temperature, the removal for S. acus at $15^{\circ}C$ were 6% higher than at $4^{\circ}C$. There was no significant correlation between the removal efficiencys of turbidity and S. acus. The results of this study was similar to the actual water treatment process's removal characteristics for Synedra sp. depending on the cell length and temperature. In the actual process, the numbers of Synedra in settled water was established natural logarithm function with the filter run time (FRT), so we can predict FRT as Synedra numbers.