• 상하수도학회지
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• 제18권5호
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• pp.666-672
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• 2004

Granular media filtration is used almost universally as the last particle removal process in conventional water treatment plants. Therefore, superb particle removal efficiency is needed during this process to ensure a high quality of drinking water. However, every particle can not be removed during granular media filtration. Besides the pattern of particle attachment is different depending on physicochemical aspects of particles and suspension. Filtration experiments were performed in a laboratory-scale filter using spherical glass beads with a diameter of 0.55 mm as collectors. A single type of particle suspension (Min-U-Sil 5) and pH control was used to destabilize particles. The operating conditions were similar to those of standard media filtration practice: a filtration velocity of 5 m/h. More favorable particles, i.e., particles with smaller surface charge, were well attached to the collectors especially during the early stage of filtration. This selective attachment of the lower charged particles caused the zeta potential distribution (ZPD) of the effluent to move to a more negative range. On the other hand, the ZPD of the effluent did not keep moving from less negative to more negative during the later stages of filtration, and this result was thought to be caused by two reasons: ripening effects and the detachment of flocs.

• 대한환경공학회지
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• 제30권6호
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• pp.601-608
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• 2008

본 연구의 목적은 파일롯 규모의 입상활성탄지에서 흡착과 생물학적 제거 기작이 진행되는 장기간의 운전동안 전처리공정으로서 오존처리의 영향을 평가하는 것이다. 공정별로 용존 또는 생분해성 유기물질의 제거, DOM의 성상과 특성변화와 미생물의 증식의 변화를 평가하였다. 오존공정이 존재하는 입상활성탄 공정(전오존처리+활성탄 여과지; Pre O$_3$ + F/A, 후오존처리 + 활성탄 흡착지; Post O$_3$ + GAC)은 오존의 위치(전오존 후오존)에 상관없이 입상활성탄 단독공정(활성탄 여과지; F/A, 활성탄 흡착지; GAC)에 비해 생물학적 제거능이 활성화된 장기간 운영 후에 DOC, 친수성 용존유기물(HPI), BDOC와 AOC의 제거율이 10$\sim$20% 정도로 높았다. 오존공정은 전반적인 DOC 제거에는 큰 영향을 주지는 못했지만, AOC를 약 20% 정도로 감소시켜 관로내 미생물의 재증식을 저감하는데 기여할 것으로 생각된다. 활성탄 여재에 고정된 미생물의 생체량인 Biomass는 전처리로서 오존처리의 유.무에 상관없이 공정별로 큰 차이를 보이지 않은 반면에, 유출수에서의 HPC는 F/A나 GAC에 비해 Post O$_3$ + GAC에서 매우 낮았다.

• 멤브레인
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• 제25권4호
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• pp.358-366
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• 2015

강도가 강하고 내약품성, 무독성, 내연소성의 장점을 가지고 있는 PVdF (polyvinylidene fluoride) 나노섬유로 기공이 $0.4{\mu}m$ 평막을 제조한 후, 그 평막으로 부직포를 첨가하여 나권형 모듈을 제작하였다. 카올린과 휴믹산으로 조제한 모사용액과 순수를 대상으로 나권형 모듈의 투과선속과 처리율을 비교하여 pH의 영향을 알아보았고, 여과실험 후 물 역세척을 하여 회복률과 여과저항을 계산하였다. 또한, 나권형 모듈을 통과한 처리수를 입상 활성탄(GAC, granular activated carbon)으로 채워진 컬럼에 통과시킨 후, 탁도와 $UV_{254}$ 흡광도를 측정하여 GAC의 흡착 효과를 고찰하였다.

• 멤브레인
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• 제27권1호
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• pp.68-76
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• 2017

고강도, 내약품성, 무독성, 내연소성의 장점을 가지고 있는 PVdF (polyvinylidene fluoride) 나노섬유로 기공이 $0.4{\mu}m$ 평막을 제조한 후, 부직포와 평막으로 나권형 모듈을 제작하였다. 용존유기물의 흡착 제거를 위한 입상 활성탄(GAC, granular activated carbon) 흡착 컬럼과 자체 제작한 나권형 모듈로 혼성 수처리 공정을 구성하였다. 카올린과 휴믹산으로 조제한 모사 용액을 대상으로, 처리수를 재순환하는 경우와 배출하는 경우 각각 GAC 충진량의 영향을 알아보았다. 여과실험 후 물 역세를 하여 회복률과 여과저항을 계산하였다. 또한, 탁도와 $UV_{254}$ 흡광도를 측정하여 GAC의 흡착 효과를 고찰하였다. 그 결과, 처리수를 재순환하는 경우와 배출하는 경우 모두 탁도 처리율에는 GAC 충진량의 영향이 없었다, 하지만 GAC의 $UV_{254}$ 흡광도 처리율이 처리수를 순환하는 경우 0.7~3.6%이었는데, 처리수를 배출하는 경우 3.2-5.7%로 증가하였다. 처리수를 순환하는 경우 GAC의 충진량이 증가함에 따라, 가역적 여과저항($R_r$)과 비가역적 여과저항($R_{ir}$)은 감소하는 경향을 보였다. 그러나 총여과저항($R_t$)은 거의 일정하였고, 물 역세 회복률($R_b$)은 다소 증가하는 경향을 보였다.

• 상하수도학회지
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• 제22권2호
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• pp.205-212
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• 2008

This study aimed to investigate the biofilm formation, bacterial regrowth, and bacterial community structure in the granular-activated carbon (GAC) filter adsorbers (FAs) used in water treatment plants. In 2005 and 2006, raw water, settled water, GAC FA by depth, and filtered water were collected twice a year from water treatment plants (WTPs) B and S. The number of heterotrophic bacteria, including mesophilic and psychrophilic bacteria, in such collected waters was investigated along with the total number of coliforms therein. Heterotrophic bacteria were detected in most samples, mainly at the surface layers of the GAC FAs, and fewer such bacteria were found in the lower and bottom layers. An increase in the bacterial number, however, was observed in the samples from various depths of the GAC FAs in WTPs B and S compared with the surface layers. An increase in the bacterial number was also detected in the filtered water. This may indicate that there is a regrowth of the bacteria in the GAC FA. Considering, however, that heterotrophic bacteria were not found in the filtered water, it can be deduced that most bacteria are removed in the chlorination process. Coliforms were detected at the surface layer of the GAC FAs, but their regrowth was not observed. MicroLog systems were used to identify the bacteria community distribution. Eight genera and 14 species, including Pseudomonas spp., were detected in WTP B, and 8 genera and 9 species, including Aeromonas spp., in WTP S. Further studies are required to elucidate their role in the biofilms in water treatment processes.

• 대한환경공학회지
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• 제29권2호
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• pp.205-213
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• 2007

입상활성탄 및 생물여과 공정에서 활성탄 종류별 DOC(dissolved organic carbon) 흡착능은 석탄계가 가장 우수한 것으로 나타났고, 다음으로 야자계, 목탄계 순으로 조사되었으며, 활성탄 종류별 부착 미생물의 생체량과 활성도는 석탄계에서 가장 높게 나타났으며, 다음으로 목탄계, 야자계, 안트라사이트 순으로 나타났다. 안트라사이트를 이용한 생물여과 공정에서 OM(natural organic matters)의 생분해율은 15분 이상의 EBCT(empty bed contact time)가 주어져야 bed volume에 따라 평균 $10\sim17%$, 최대 $18\sim24%$ 정도의 생분해율을 얻을 수 있었다. NOM의 활성탄 흡착은 주로 친수성 보다 소수성 유기물질과 10,000 Da 이하의 유기물질의 제거가 용이하였으며 HAA5FP(haloacetic acid 5 formation potential) 보다 THMFP(trihalomethane formation potential), BDOC(biodegradable dissolved organic carbon)$_{rapid}$ 보다는 $BDOC_{slow}$의 제거가 용이한 것으로 조사되었다. 생물여과 공정에 의한 유기물질 제거 특성은 주로 친수성과 1,000 Da 이하의 유기물질 제거가 용이하였으며, THMFP 보다는 HAASFP, $BDOC_{slow}$ 보다는 $BDOC_{rapid}$의 제거가 용이한 것으로 조사되었다.

• 상하수도학회지
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• 제20권6호
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• pp.813-822
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• 2006

Soluble manganese removal was analyzed as a function of filter media, filter depth, presence or absence of chlorination, and surface manganese oxide concentration in water treatment processes. Sand, manganese oxide coated sand (MOCS), sand+MOCS, and granular activated carbon(GAC) were used as filter media. Manganese removal, surface manganese oxide concentration, turbidity removal, and regeneration of MOCS in various filter media were investigated. Results indicated that soluble manganese removal in MOCS was rapid and efficient, and most of the removal happened at the top of the filter. When filter influent (residual chlorine 1.0mg/L) with an average manganese concentration of 0.204mg/L was fed through a filter column, the sand+MOCS and MOCS columns can remove 98.9% and 99.2% of manganese respectively on an annual basis. On the other hand, manganese removal in sand and the GAC column was minimal during the initial stage of filtration, but after 8 months of filter run they removed 99% and 35% of manganese, respectively. Sand turned into MOCS after a certain period of filtration, while GAC did not. In MOCS, the manganese adsorption rate on the filter media was inversely proportional to the filter depth, while the density of media was proportional to the filter depth.

• 대한환경공학회지
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• 제27권10호
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• pp.1035-1042
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• 2005

입상활성탄 공정은 수처리에서 널리 사용되고 있으며, S와 B정수장은 기존의 급속여과지의 여재를 활성탄으로 교체하여 F/A 공정으로 운영하고 있다. 소독부산물의 제어를 위해 F/A가 도입된 금강수계 S정수장과 낙동강 수계 B정수장의 운영결과를 토대로 용존유기물질(DOC)과 소독부산물(DBPs) 등의 효율평가와 F/A공정 운영인자 등에 대하여 검토하였다. 두 정수장 원수의 용존유기물질 특성은 친수성과 소수성이 유사한 범위를 보이고 있으며, F/A공정에서 운영 초기 흡착능에 의한 빠른 파과특성을 나타내었다. F/A에서 소독부산물의 제거특성은 운영초기에 THM과 HAA 모두 제거효율이 우수하였으나, 운영기간이 경과되면서 THM제거율은 급격히 감소하였으며, HAA의 제거율은 동절기 저수온 시기를 제외하고는 생물학적 제거기작에 의해 높은 제거효율을 나타냈다. F/A공정은 활성탄흡착지(Post GAC) 공정과 비교하여 높은 유기물 부하, 잔류염소, 응집제 또는 응집보조제, 망간, 빈번한 역세척 등의 여러 가지 이유로 인해 여재 물성치 및 흡착능의 감소가 빠르게 나타났다. F/A공정이 실공정으로 도입되어 1년 이상 운영되어진 결과를 보면 활성탄 여재의 물성치 및 흡착능의 빠른 감소 경향이 있지만, 소독부산물 중 $HAA_5$항목이 문제시되는 정수장의 경우 기타여과지로 인증을 받은 F/A공정은 향후 점점 더 강화되는 수질기준의 만족을 위한 대안공정의 하나로서 적용이 가능하리라 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권8호
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• pp.579-587
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• 2014

수계에서 검출되는 미량유해물질의 빈도와 종류가 다양해지고 있다. 따라서 정수처리시스템에서 고려되어야 할 부분으로 거론되고 있으며 제거공정과 처리효율에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 고도처리공정과 나노여과공정을 이용한 제거효율을 평가하였다. 나노여과공정의 경우 물질의 물리화학적 특성에 따라 제거율이 상이하게 나타났다. 물질의 분획분자량이 제거율이 가장 큰 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 또한, 원수의 pH보다 높은 pKa 값을 갖거나 Log Kow 값이 2 이하인 물질의 제거효율이 감소되었다. 고도처리공정 중 산화공정에서는 대상물질의 분자량이 클수록 그리고 소수성을 띌수록 산화반응에 의한 제거효율이 감소되었다. 흡착공정에서는 산화되지 않은 대부분의 물질이 제거되었으며 $H_2O_2$에 의하여 산화가 더 잘 진행될수록 흡착반응이 향상되었다.

• 상하수도학회지
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• 제21권2호
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• pp.203-214
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• 2007

This study aimed at researching the process selection for two-stage and dual media filtration system, as a technology substituting the existing sand filter without expanding the site when retrofitting an old filter bed or designing a new one. In order to select the process for optimum complex filtration system, three running conditions have been tested. Test results demonstrated that Run 3 in which the 1st stage was filled with anthracite and coarse sand, and the 2nd stage was filled up with activated carbon and fine sand reduced the head loss and the load of turbidity substances. Also, Run 3 showed better performance in removing TOC, particle counts, THMFP and HAAFP, compared to other two conditions. 99 % of Cryptosporidium was removed. Bisphenol-A was rarely removed from the 1st stage of coarse sand and 2nd stage of fine sand, but 99 % of it was removed from the 2nd stage of activated carbon. In conclusion, when it is required to retrofit an old rapid filter bed or design a new one for the purpose of improving filtration performance, the following two-stage and dual media filtration system is suggested: the 1st stage of filter bed needs to be filled up with coarse sand to remove turbidity as the pretreatment for extending duration of filtering, the top part of 2nd stage needs to be filled up with granular activated caron to remove dissolved organic matters and others as the main process, and finally the bottom part of 2nd stage needs to be filled up with fine sand as the finishing process.