• Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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• 2002.12a
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• pp.447-450
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• 2002

본 논문에서는 통합 관리 시스템을 이용하여 현재 김해에 있는 플랜트의 공정상태를 모니터링하고, 퍼지와 신경망을 이용하여 플랜트로부터 얻을 수 있는 데이터를 모델링 함으로써 공정의 상태를 미리 예측이 가능하도록 구성하였다. 이러한 예측된 모델을 이용하여 제어 전략을 설계함으로써 최적화된 제어 파라미터를 찾을 수 있으며, 특히 비정상적으로 들어오는 데이터에 대해서는 플랜트의 공정상태를 진단할 수 있는 가능성을 보이고 있다. 또한 기존의 통합 관리 시스템을 관리자라면 누구나 장소에 구애받지 않고 플랜트의 공정상태를 모니터링 할 수 있도록 웹을 이용하여 개발함으로써 플랜트의 능률성과 효율성 향상 및 인건비 절약 등 플랜트의 효율을 개선시킬 수 있다 즉, 네트워크가 구축되어 있는 곳이면 어디서나 모니터링이 가능하도록 시스템을 설계하였다.

• Journal of Environmental Science International
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• v.32 no.7
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• pp.483-492
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• 2023

In this study, the treatment of livestock wastewater using an aerobic granular sludge based sequencing batch reactor was investigated. The reactor operation was carried out by general injection and split injection methods. The average removal efficiency of organic matter after the adaptation period was 71.5 and 87.4%, respectively. Some untreated organic matter was attributed to recalcitrant organic matter. The average removal efficiency of total nitrogen was 65.6 and 88.4%, respectively. These results indicate that the denitrification reaction by split injection was carried out smoothly. As for the solids, the ratio of aerobic granular sludge/mixed liquor suspended solid can be determined as the main factor of the process operation, and the ratio increased gradually and finally reached 86.0%. Correspondingly, the sludge volume index (SVI) was also improved, reaching 54 mL/g at the end of operation, and it is believed that the application of a short settling time contributed to the improvement of settleability.

• Korean Journal of Soil Science and Fertilizer
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• v.32 no.1
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• pp.47-56
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• 1999

$^{15}N$-Isotope concentrations of groundwater from l4 wells with different land-use types in Kyonggi Province were measured to investigate the nitrate contamination sources. Water samples were collected monthly from January to December 1997 and analyzed for pH. PC, anions (fluoride, chloride, nitrate, sulfate, inorganic phosphate, and bicarbonate), and canons (calcium, magnesium, potassium, and sodium). For the analysis of the $^{15}N/^{14}N$ ratio as ${\delta}^{15}N$, $N_2$ samples were prepared through Kjeldahl-Rittenberg method and were analyzed using an isotope ratio mass spectrometer (VG Optima IRMS). Reproducibility of the method and precision of the IRMS were below 1.0‰ and 0.1‰, respectively. The ionic composition of each groundwater sample was only slightly different according to the land-use type. The nitrate concentrations of groundwater in cropland or livestock farming areas were higher than those in the residential area. The percentages of nitrate to total anions of groundwater samples from the livestock farming area were higher than those of other areas. The ${\delta}^{15}N$ values of ammonium sulfate, urea, groundwater sample in the non-contaminated area, and water from the animal manure septic tank were -2.7, 1.4, 5.5, and 27.2‰, respectively. Based on the ${\delta}^{15}N$ values, the sources of nitrate could be classified as originated from chemical fertilizers with ${\delta}^{15}N$ values below 5% and as from animal manure or municipal waste with ${\delta}^{15}N$ values over 10‰. In most cases, contamination sources investigated from ${\delta}^{15}N$ values of groundwater samples were correlated with the specific sources according to the land-use types. However, some ${\delta}^{15}N$ values did not matched the apparent land-use types, and there were seasonal variations of ${\delta}^{15}N$ values within the same well. These results suggest that the groundwater quality was affected by two or more contamination sources and the contribution of each source to the groundwater quality varied depending on the sampling season.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.30 no.6
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• pp.642-652
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• 2008

The aim of our research was to apply experimental design methodology in the optimization condition of Photo-Fenton oxidation of the residual livestock wastewater after the coagulation process. The reactions of Photo-Fenton oxidation were mathematically described as a function of parameters amount of Fe(II)($x_1$), $H_2O_2(x_2)$ and pH($x_3$) being modeled by the use of the Box-Behnken method, which was used for fitting 2nd order response surface models and was alternative to central composite designs. The application of RSM using the Box-Behnken method yielded the following regression equation, which is an empirical relationship between the removal(%) of livestock wastewater and test variables in coded unit: Y = 79.3 + 15.61x$_1$ - 7.31x$_2$ - 4.26x$_3$ - 18x$_1{^2}$ - 10x$_2{^2}$ - 11.9x$_3{^2}$ + 2.49x$_1$x$_2$ - 4.4x$_2$x$_3$ - 1.65x$_1$x$_3$. The model predicted also agreed with the experimentally observed result(R$^2$ = 0.96) The results show that the response of treatment removal(%) in Photo-Fenton oxidation of livestock wastewater were significantly affected by the synergistic effect of linear terms(Fe(II)($x_1$), $H_2O_2(x_2)$, pH(x$_3$)), whereas Fe(II) $\times$ Fe(II)(x$_1{^2}$), $H_2O_2$ $\times$ $H_2O_2$(x$_2{^2}$) and pH $\times$ pH(x$_3{^2}$) on the quadratic terms were significantly affected by the antagonistic effect. $H_2O_2$ $\times$ pH(x$_2$x$_3$) had also a antagonistic effect in the cross-product term. The estimated ridge of the expected maximum response and optimal conditions for Y using canonical analysis were 84 $\pm$ 0.95% and (Fe(II)(X$_1$) = 0.0146 mM, $H_2O_2$(X$_2$) = 0.0867 mM and pH(X$_3$) = 4.704, respectively. The optimal ratio of Fe/H$_2O_2$ was also 0.17 at the pH 4.7.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.119-119
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• 2017

부레옥잠은 대량 재배 및 수확이 가능한 수질정화용 식물로 생활하수, 축산폐수, 공장폐수 등의 수질정화 기능이 뛰어나고, 수확물은 건조 및 발효과정을 거쳐 가축 사료, 유기질 비료, 버섯 배지로 사용이 가능하고, 별도의 공업적 처리를 거치면 고부가가치의 바이오 연료, 연소용 연료로 사용이 가능한 친환경 농업 생산물로 본 연구에서는 부레옥잠의 고형연료 제조를 위한 수면에서 수확장치 개발을 위한 견인 특성을 파악하고 장치개발 가능성을 파악하고자 하였다. 부력구조물 부력, 부레옥잠 견인력, 부력을 측정하기 위한 실험 장치를 제작하여 부레옥잠 중량, 견인방식, 견인속도에 따른 견인력을 측정하였고, 경남 거제시에 위치한 저수지에서 실제 견인실험을 수행하였다. 실험결과 견인중량 및 견인 속도가 증가할수록 견인력은 증가하였으며 인력으로 부레옥잠을 견인하는 경우 부레옥잠 중량당 견인력은 약 $0.9{\sim}1.39kg_f$로 나타났으며 이는 향 후 부레옥잠 견인장치를 설계할 경우 부레옥잠 견인중량에 따른 견인력 산정 시 참고 자료로 매우 유용하게 활용 가능할 것으로 판단되었다. 저수지에서 견인실험 결과 견인속도 증가에 따른 유속저항으로 경운기에 의한 견인작업은 불가능하였으며 인력에 위한 견인 실험결과 부레옥잠 단위중량당 견인력은 견인바 3 m의 경우 1.5 ~ 2.6 N/kg, 견인바 6 m의 경우 2.1 ~ 5.4 N/kg로 비교적 크기로 나타났으나, 견인용 바에 따른 요인을 고려한 경우는 0.36 ~ 0.91 N/(kg-m)로 비교적 일정한 값을 보였다. 견인용 바 6 m, 무부하에서 인력과 경운기로 견인하는 경우 견인력은 39.24 N, 153.03 N으로 인력으로 견인하는 경우가 견인력이 작게 측정되었음. 이는 속도증가에 따라 물의 저항력이 증가함으로 나타난 결과로 부레옥잠 견인 시 견인속도는 0.36 m/s가 가장 적합한 것으로 판단되었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2006.05a
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• pp.1098-1101
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• 2006

최근 3대강특별법에 의하여 시행되고 있는 환경부의 수질오염총량관리를 위해 서낙동강 유역인 낙본N 단위유역에 대한 해당 지자체의 기본계획과 시행계획이 수립된 바 있다. 낙본N 단위유역은 서낙동강을 중심으로 좌측의 대부분이 경상남도 김해시이고, 우측과 하류부는 부산광역시 강서구이다. 서낙동강은 평상시에는 주요 농업용수 공급원과 철새도래지로서 홍수시에는 거대한 유수지 역할을 하고 있다. 서낙동강 유역내에는 분뇨처리장, 하수처리장, 농업 및 축산활동, 내수면 양식어업, 오염원 배출공장 등의 점, 비점오염원이 있으며 대저수문과 녹산수문에 의해 조절되는 정체수역으로서 오염부하강도가 높은 유입지천들로 인하여 상습적인 녹조 발생수역으로 수질개선의 필요성이 매우 높은 지역이다. 본 연구에서는 대표 유역으로 낙본N유역의 소유역 중 배출부하량이 가장 큰 지류에 해당하는 조만강 유역인 낙본N06 소유역의 오염원 조사결과를 이용하여 오염부하량 산정기법을 검토하였다. 장래 오염부하량 예측은 자연증가, 개발계획, 삭감계획에 의해 산정하는데, 이와 같은 과정에서 과거 오염원조사, 부하량산정, 폐수 배출부하량 모니터링 과정에서의 불확실성이 따르게 된다. 본 연구에서는 이와 같은 오염부하량산정 과정에서의 정확도를 높이고자 오염원 자료의 증감에 따른 오염부하량 산정결과의 민감도 분석을 통하여 신뢰도 평가를 수행하였다. 방대한 오염원자료를 이용한 오염부하량 산정은 한국환경정책평가연구원(KEI)에서 개발한 데이터베이스관리 프로그램(Access Program)을 이용하였으며, 각 오염원별 오염원 현황 및 전망 결과와 환경부의 수계오염총량관리기술지침에서 제시한 각 오염원별 오.폐수발생원단위, 배출원단위, 전환계수, 배출계수 등을 이용하여 각 오염원별 배출부하량을 산정하였다. 본 연구에서는 오염원 조사나 장래 오염원 예측에서 있을 수 있는 오차에 대한 전체 배출부하량의 변화를 살펴봄으로써 방대한 양의 오염원 조사시에 정확성 및 효율성을 높이고자 하였다. 본 연구의 결과를 통해 할당부하량을 개별 오염원별로 할당하고 적정한 개발계획과 실현가능한 삭감계획 및 이행방안을 수립하기 위한 오염원조사를 수행함에 있어 기초자료의 효율적인 관리를 통해 오염부하량 산정의 정확성을 높이고자 한다.

• Journal of Wetlands Research
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• v.10 no.2
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• pp.53-66
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• 2008

The construction technologies for development and urbanization diversely effect on the water qualities, hydraulics and aquatic ecosystems in watershed areas. Usually, the landuse changes in watershed areas by human activities are known as the main sources of pollutants to aquatic ecosystems. Therefore, in order to protect the aquatic ecosystems and to improve the water quality, the construction technologies should be improved with environmental technologies. In this paper, several applicable technologies for construction projects and protection of aquatic ecosystem will be summarized, which are the low impact developments (LID), buffer zones, watershed management practices, etc. Also the 21st sustainable environmental policies concerning watershed management will be discussed for watershed managers.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.712-712
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• 2012

하 폐수 처리방류수를 물리적, 화학적 그리고 생물학적 기술을 이용하여 처리한 후 재활용수로 이용하고자 하는 새로운 노력들이 진행되고 있지만 국내의 경우 방류수 재활용 기술과 처리수의 재이용에 대한 평가기술이 선진국에 비해 초기 단계에 있어 이 분야에 대한 적극적인 기술개발이 요구된다. 막 분리 기술을 이용한 처리 수는 소독 등의 추가적인 처리 없이 살수용수나 수경용수로 이용이 가능하며, 잔류염소를 유지시킬 경우 화장실 세정용수로의 이용도 가능하며, 또한 후처리 기술을 조합하면 고급 공업용수 등으로 사용가능하므로 선진기술로서 수요조건에 맞게 전 후 처리를 조합한 수요자 맞춤형 재이용수 공정기술을 개발할 필요가 있다. 이에 효율적인 하 폐수 재이용을 이용하여 농업용수(축산 음용수, 첨단 수출원예용수, 첨단 농업용수, 농산업 클러스터 복합 곡물 용수), 원예용수(원예단지), 공업용수 등의 다양한 용도에 활용 가능한 수요자 맞춤형 모듈 및 공정 개발을 수행하였다. 개발된 공정은 AOP 및 막 세정 시스템을 이용한 새로운 공정으로, AOP 시스템은 전기 이온 모듈을 통해 OH 라디칼을 생성 및 염분 제거 효율을 극대화 하여 오염 물질을 산화시키는 공정이며, FDA 시스템은 탁도가 높은 원수가 과다 유입 될 경우 후단 여과 막의 부하를 줄이는 역할을 하며, 부유 물질을 여과 시킨다. 막 세정 시스템은 미세 입자를 구성된 기포를 이용하여 눈에 보이지 않는 곳 까지 세척하며, 살균 작용을 하며, 분리 막의 성능을 증대 시킨다. 이어 UF 분리 막 시스템은 원수의 미세불순물, 박테리아, 스케일 물질 등을 제거하며, NF 시스템을 통하여 미립자, 박테리아 유기 화합물 및 2가 염 제거를 하여 재이용수를 생산하는 공정을 개발하였다. 개발된 수요자 맞춤형 공정은 하수 재이용 기술의 이용 목적 및 수요자별로 맞춤형으로 운영이 가능하며, 개발된 세척 기술은 분리 막 세정 유지관리비 및 에너지를 저감 할 수 있으며, 현장 적용의 실증화 과정을 거쳐 공정 기술을 신뢰도를 향상하고, 보유 기술을 수요자 맞춤형으로 업그레이드함으로써 기술의 경쟁력 및 고품질의 하수 재이용 기술의 새로운 방향을 제시 할 수 있을 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.491-491
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• 2018

본 연구는 포장모형(APEX, Agricultural Policy Environmental eXtender)과 유역모형(SWAT, Soil and Water Assessment Tool)을 연계하여 새만금 유역의 미래 수문 수질영향과 용수생산성을 분석하기 위한 기초연구이다. APEX 모형을 연계하기에 앞서 SWAT 모형을 이용하여 만경강 유역의 유출량, T-N, T-P를 모의하고 그 적용성을 평가하였다. 모의 기간은 2004년부터 2017년까지 총 14년이며, 기상, 유출량 그리고 월단위 수질 자료를 모형의 입력자료 및 보정을 위해 사용하였다. 매개변수 보정은 객관적 보정이 가능한 SWAT-CUP을 이용하여 최적화 하였으며, 매개변수 보정의 목적함수는 NSE(Nash-Sutcliffe Efficiency)로 평가하였다. 모형의 적용성 평가 결과, 보정기간의 연평균 유출량은 실측치 835mm, 모의치 677mm로 나타났고, R2는 0.64, RMSE는 3.87mm/day, NSE는 0.61, RMAE는 0.99로 나타났다. 검정기간의 연평균 유출량은 실측치 884mm, 모의치 702mm로 나타났고, R2는 0.67, RMSE는 2.92mm/day, NSE는 0.7, RMAE는 0.94로 나타났다. 유출량의 결과를 살펴보면 검정기간이 보정기간보다 모의결과가 더 나은 것으로 나타나며, 이는 실측자료의 일관성 차이로 판단된다. T-N과 T-P의 경우 매개변수만으론 보정의 한계가 있으며, 실측치와 근접하게 모의하기 위해서 만경강 본류에 영향을 끼칠 수 있는 외부유입량을 고려할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 만경강 상류의 경천댐, 대아댐 그리고 용담댐으로 부터 유입되는 외부유입량 자료를 수집하여 SWAT의 입력자료로 구축하였으며, 대상유역 내 익산, 완주, 전주, 김제에 위치하고 있는 하수처리장, 축산폐수처리장, 분뇨처리시설, 산업폐수처리시설 그리고 농공단지처리시설 등 총 12곳에 대한 점오염원 데이터를 입력자료로 구축하여 만경강 상류 농업소유역의 수질영향을 평가하였다. 본 연구결과는 향후 미래 수문 수질 모의에 대한 기초자료로 제공될 것이며, 외부유입량을 고려한 만경강 유역의 용수생산성 분석을 통해 미래 농업수자원 관리계획 수립에 활용할 수 있을 것이다.

• Membrane Journal
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• v.29 no.5
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• pp.237-245
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• 2019

Ammonia nitrogen is well known as a substance that causes the eutrophication with a phosphorus in the water, because it is contained in the industrial wastewater, agricultural and the stockbreeding wastewater. In addition, manganese (Mn) and arsenic (As) are included in the mine treated water, etc., and are known as a source of water pollution. Natural zeolites are used to remove ammonia nitrogen in water but it have a low adsorption capacity. In order to improve the low adsorption capacity of the natural zeolite, ion substitution was carried out with $Na^+$, $Ca^{2+}$, $K^+$ and $Mg^{2+}$. The adsorption capacity and removal rate of ammonia nitrogen ($NH_4-N$) were the highest at 0.66 mg/g and 89.8% in $Na^+$ ion exchanged zeolite. Adsorption experiments of Mn and As were performed using ion exchanged zeolites. Ion exchanged zeolite with $Mg^{2+}$ showed high adsorption capacity and removal rates of Mn and As.