• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.1174-1178
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• 2007

본 연구는 다양한 공법으로 설치 운영되고 있는 고도처리시설에 대한 처리효율 및 운영현황을 조사하여 고도처리공법 선정시 활용할 수 있는 기초자료를 제공하고, 각 공법별 현장적용 및 운영상 문제점을 파악하여 하수처리시설 운영의 효율성을 도모하기 위한 목적으로 실시하였다. 6개월 이상 운영 중인 하수종말처리시설 145개소를 대상으로 일반적 현황을 분석하고 실제 현장조사는 고도처리시설 37개소의 현장조사표를 중심으로 실시하였다. 고도처리 공법은 $A_2O$계열, SBR계열이 대부분을 차지하였으며 대규모처리장은 $A_2O$계열, 소규모처리장은 SBR계열이 주로 적용되었으며 대규모 하수처리시설일수록 유입수질의 농도 및 처리효율이 높고 톤당 시설설치비용과 유지관리비용이 적었다. 현장조사 결과, 첫째, 하수처리시설의 유입문제로 시설용량대비 하수유입량이 초과되거나 50%미만인 시설이 10개소로 조사되었다. 이에 따라 하수관거의 조속한 정비 및 인구감소에 따른 대책수립, 효율적인 운영을 위한 하수처리시설 증설 및 계열 축소운전이 필요하였다. 둘째, 각 처리공법별로 몇몇 문제점이 있어 공법사의 문제점 보완, 운영기술전수 및 원활한 A/S가 필요한 것으로 나타났다. 셋째, 운영관리자가 수시로 현상을 파악하고 주의하여 운전해야 하는 것으로 나타났다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.48 no.5
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• pp.589-597
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• 2010

Strengthening the regulation standard of biological nutrient in wastewater treatment plant(WWTP), the necessity of repair of WWTP which is operated in conventional activated sludge process to advanced nutrient removal treatment is increased. However, in full-scale wastewater treatment system, it is not easy to fine the optimized operational condition of the advanced nutrient removal treatment through experiment due to the complex response of various influent conditions and operational conditions. Therefore, in this study, an upgrading design of conventional activated sludge process to advanced nutrient removal process using the modeling and simulation method based on activated sludge model(ASMs) is executed. And a design optimization of advanced treatment process using the response surface method(RSM) is carried out for statistical and systematic approach. In addition, for the operational optimization of full-scale WWTP, a correct analysis about kinetic variables of wastewater treatment is necessary. In this study, through partial least square(PLS) analysis which is one of the multivariable statistical analysis methods, a correlation between the kinetic variables of wastewater treatment system is comprehended, and the most effective variables to the advanced treatment operation result is deducted. Through this study, the methodology for upgrading design and operational optimization of advanced treatment process is provided, and an efficient repair of WWTP to advanced treatment can be expected reducing the design time and costs.

• JOURNAL OF ELECTRICAL WORLD
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• s.254
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• pp.53-61
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• 1998

오존은, 그 강력한 산화력에 의하여 살균, 탈취, 탈색과 유기물 제거 등의 효과를 복합적으로 얻을 수 있고 또한 신속하게 산소로 분해되어 잔류하지 않기 때문에 환경개선에 사용하기에 이상적인 물질이다. 미쓰비시전기에서는 이러한 오존의 이점에 착안하여 1970년부터 오존발생기와 오존처리설비의 개발, 제품화를 추진하여 왔다. 오존에 의한 고도처리가 널리 일반에게 인정되어 그 수요가 높아지고 있는 오늘날에 있어서도 보다 많은 오존설비의 보급을 위하여 오존기술의 개발에 힘쓰고있다. 본고에서는 상하수도 오존고도처리의 기술동향의 일부로 시도되고 있는 다음의 세 가지 내용을 소개한다. (1)오존처리시스템의 자에너지, 고효율화 기술 방전갭의 단축화, 관분내압력의 고압화로 고농도$\cdot$고효율의 오존발생을 실현하여 자전력화를 가능케 한 신형오조나이저를 개발 제품화하였다. (2)오존 반응조 내에서의 산기장치특성의 파악 모델화가 곤란한 신기장치에 대하여 실설비규모의 실험설비를 사용하여 그 산기특성을 분명히 하였다. (3)과산화수소첨가 오존처리법에 의한 하수처리수의 재생이용 과산화수소첨가 오존처리법에 의하여 장기간에 걸쳐 하수처리수를 전유기탄소(TOC)3mg/$\ell$이하로까지의 처리를 달성하여 하수처리수를 수도수레벨로까지 고도로 정화할 수 있음을 실증하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.137-137
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• 2011

급격한 세계인구의 증가에 의해 물 부족지역이 세계 각지로 확산되고 있다. 이에 따라, 건전한 수자원으로써 하수처리수의 재이용이 주목을 받고 있다. 하수처리수의 재이용시에는 특히, 재이용수의 미생물학적 안전성과 더불어 화학물질 등으로부터 기인할 수 있는 인체 및 생태계에의 리스크를 고려해야 한다. 미국 EPA는 병원성 미생물 뿐만 아니라 화학물질에 대한 안전성을 확보 차원에자외선/과산화수소 등의 고도산화처리법을 검토하였다. 1일 $10m^3$ 처리규모의 연속실험장치를 이용, 검토된 공정별 실제 하수 2차 처리수중에 존재하는 의약품류의 제거효과, 에너지 소비량 및 생태리스크 저감효과 등을 비교, 평가하였다. 에너지 소비량에 있어서는 공정별로 다소 차이가 있었으나, 본 실험동안 검출된 38종의 의약품류 제거에는 각 공정 모두 매우 효과적이었다. 에너지 소비측면에서는 오존 단독공정이 가장 적은 에너지 소비량에서 타 공정과 동일한 수준의 의약품류 서 막처리나 자외선 처리 등의 고도처리시설에 대한 정보를 재이용수 가이드라인에 제시하고 있는 반면, 우리나라에서는 재이용수중에 일정농도 이상의 염소가 잔류하도록 함으로써, 재이용수의 미생물학적 안전성 확보만을 고려하고 있다. 최근, 수환경분야에서는 의약품류라는 화학물질이 유럽, 미국 및 일본 등지를 중심으로 주목을 받아오고 있으며, 이들은 ng/L-${\mu}g$/L 수준으로 수환경중에서 검출되고 있다. 이들의 주요 발생원으로 하수처리시설이 지목되고 있으며, 따라서 하수처리수의 재이용시 잔류 의약품류에 의한 리스크 발생 가능성이 우려되고 있다. 이를 배경으로, 하수처리시설에서 의약품류를 효과적으로 제거할 수 있는 공정으로 오존 및 오존/자외선, 제거효과가 얻어졌다. 한편, 오존처리시 발암성 물질인 브로메이트($BrO_3^-$) 등과 같은 부생성물 생성 가능성을 고려하면, 오존 단독공정보다 상대적으로 많은 에너지를 소비하는 오존/자외선, 자외선/과산화수소 등의 고도산화처리법이 높은 적용성을 갖는 것으로 나타났다. 향후, 수자원 부족문제로 재이용수의 용도가 훨씬 다양해 질 것으로 예상된다. 그에 따라, 재이용수의 안전성 확보를 위해 보다 폭넓은 검토가 예상되지만, 현 단계에서는 오존을 포함, 다소 많은 에너지 소비가 예상되는 자외선을 이용한 고도산화처리법이 다양한 미량 화학물질의 제거에 유효한 공정으로 판단된다.

• Journal of Environmental Policy
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• v.11 no.4
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• pp.85-105
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• 2012

In this paper, the energy efficiency of wastewater utilities was evaluated to explore ways to save energy via operational measures. The correlation of each wastewater characteristic parameter to energy was assessed to find a set of parameters that explained most of the variations in energy use among utilities. The results show that increases in inflow, influent COD concentration, and ratio of advanced treatment generally increased the energy use. On the other hand, increases in load factor (influentaverage flow/design flow) reduced the energy use. In the regression analysis, the energy efficiency was highest in the A2O advanced process. On the other hand, the membrane process (among the advanced processes) and the contacted aeration process (among the secondary processes) require more efforts in saving energy. However, the data base system related to energy use must be supplemented in order for more accurate analysis of energy consumption in wastewater treatment facilities. In particular, i) electricity consumption of relay pumps and, ii) energy usage per unit process, iii) pump power usage to discharge treated wastewater in a long distance, if necessary, and iv) alternative energy production and utilization status must be recorded. By utilizing the results of the analysis conducted in this study, it is possible to quantify a level of energy savings needed and establish customized energy saving measures to achieve a certain target level for benchmarking a successful case of wastewater utilities.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 2003.10a
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• pp.13-39
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• 2003

• Bulletin of Korea Environmental Preservation Association
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• v.27 s.356
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• pp.55-57
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• 2005

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.478-478
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• 2012

국내의 하수도 보급률은 90%에 달하고 있으며, 하수의 고도처리와 처리기술이 향상된 신기술개발 등으로 수질개선 효과가 크게 개선되어 있고, 전국 각지에 활발하게 하수처리장의 건설이 추진 중에 있지만, 다양한 오염원의 증가와 함께 환경기준은 점차적으로 강화되고 있어 기존 하수처리장은 강화되고 있는 환경기준을 만족시키기 어려운 실정으로 새로운 처리법의 도입이 절실히 요구되고 있는 실정이다. 시설이 노후화된 하수종말처리장의 경우에는 경제적인 부담감을 이유로 기존 공법 개선을 통한 수질기준을 만족하기 위하여 노력하고 있으며, 특히, 방류수 수질 중에서 총질소(T-N)와 총인(T-P)의 기준을 평상시와 겨울철(12월 1일부터 3월 31일까지)로 구분하여 적용하여 왔지만, 2012년부터는 이를 동일하게 적용함으로써 겨울철 생물학적 처리 공정에서의 효율저하로 인한 기준치 만족이 어려운 상황이다. 본 연구에서는 인천의 하수처리장을 대상으로 동절기 수온의 저하에 따른 생물학적 공정을 개선시키기 위하여 운전조건을 변경하여 수질개선 증대 방안을 도출하고자 하였으며, 생물학적 공정인 MLE공법으로 동절기 외부 온도의 영향을 받는 조건을 갖는 사업소를 대상으로 실내 실험장치를 구성하여 조건을 변화하면서 개선 효과를 검토하였다. 생물반응조의 공정위치 변화, 미생물농도 그리고 체류시간변화 등의 실험조건으로 하수 처리 효율을 분석하였으며, 운전 중 외부반송 유량, 내부반송 유량 등의 운전인자는 일정하게 유지하였고, 동절기 온도인 $10^{\circ}C$로 유지하여 실험을 진행하였다. 실험 결과 대상 하수처리장의 생물학적 공정의 개선방향은 공정 배열을 변화하였을 때, 현재의 공정 배열 조건인 무산소조 1개, 호기조 4개의 공정보다 호기조 1개, 무산소조 1개, 호기조 3개로 수정하는 경우 현재 공정보다 질소는 7%, 유기물은 9.2% 처리효율이 개선되는 것으로 분석되었다. 미생물 농도 변화를 주어 수질 개선 효과를 검토한 결과 하수처리장 설계농도인 3,500ppm의 경우보다 미생물 농도를 5,970ppm으로 증가시킨 경우 17.4% 처리효율의 개선효과를 보여 질소 제거를 위해 미생물의 농도를 증가시키는 것이 바람직한 것으로 판단하였다. 또한, 체류시간(HRT)을 변화한 경우에는 현재 체류시간(HRT)인 8시간 보다 10시간으로 증가시켰을 경우 유기물은 3.2%, 질소는 2.6%의 처리효율이 개선되는 것으로 분석되었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.401-401
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• 2022

우리나라 대규모 하수처리장에 상용화되어있는 응집공정의 운영상 난점을 극복하고자 대체공정으로 고안된 인 결정여과공정(HCF, Hydroxyapatite Crystallization-Filtration process)의 pilot plant를 구축하고 부산슬러지의 자원화를 위해 그 특성을 검토하였다. 기존의 hydroxyapatite(HAP) 결정화공정 내 탈탄산(decarbonation) 단계를 생략하는 HCF공정의 경우에 고농도의 Ca²⁺ 주입과 처리수내 탄산염으로 인해 HAP을 포함하는 석회계 슬러지가 발생하는데, 이는 산성화된 토양의 개량제(중화제)로 널리 사용될 수 있다. 본 연구를 위해 경기도 I하수처리장 2차침전지 후단에 구축된 처리용량 27.1 - 135.6 m³/day HCF pilot plant의 전처리 조건은 pH 10.0 - 11.0, Ca²⁺ 농도 80 mg/L이었다. 결정여과조는 선속도 1.0 - 5.0 m/hr, 상향류로 운전되며, 여재는 2.0 - 3.0 mm의 석회석 모래를 충전하였다. 역세척은 중앙에 Air lifting pipe를 설치하여 역세척수가 처리수와 분리배출되도록 설계하였고, 침전시켜 역세척 슬러지를 회수하였다. 처리수의 평균 T-P, PO₄-P 및 SS는 각각 0.05, 0.04, 1.1 mg/L으로 모든 항목에서 방류수 수질기준 이하로 안정적으로 유출되었다. 회수된 HCF 슬러지는 SEM-EDX, XRD, FT-IR을 활용하여 그 특성을 분석하였다. SEM-EDX로 분석된 슬러지의 원자분율은 CaCO₃ 또는 HAP으로 추측되었다. 또한, XRD spectrum 분석결과, 슬러지의 주요 구성성분은 calcite, HAP, phosphoric acid(H₃PO₄) 및 brusite로 나타났다. FT-IR 분석결과, 슬러지는 대부분 인산염 및 탄산염의 무기물로 구성되어 있으며, 유입수의 인 농도가 높을수록 슬러지 내 HAP의 함량이 calcite보다 높은 것으로 나타났다. 고농도의 Ca²⁺을 주입하여 탈탄산단계를 생략한 HCF의 부산슬러지는 HAP 이외에도 CaCO₃와 칼슘-인 화합물로 구성되어 있는 것으로 나타났다. 하수 인 고도처리를 위한 HCF공정의 하수처리시설 인 고도처리 적용이 검증되었으며, 부산슬러지를 산성화된 토양의 개량제(중화제) 또는 비료로서의 재활용 및 자원화 가능성이 시사되었다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2009.05a
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• pp.855-858
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• 2009

우리나라 농어촌 지역은 경제 발전과 함께 식생활의 개선 및 주택 개량, 수세식 화장실 보급 확대등으로 생활 오수 발생량이 크게 늘고 있는 실정이다. 이에 1994년부터 정부는 하수도법에 의한 수질개선 대책 사업등으로 마을 하수도 사업이 진행되어 왔으나, 현재 몇몇 농어촌 지역의 마을하수도 시설의 노후화 및 처리용량 부적합 등으로 현재 질소, 인의 처리효율이 방류수 수질기준에 적합하지 못하여 주변 수역의 수질개선을 위한 고도처리개선이 필요한 실정이다. 따라서, 본 연구는 소규모 마을하수도처리시설에 적용하고자 하는 고도처리개선공정을 GPS-X(General Purpose Simulator) 시뮬레이션으로 계획수질을 추정하여 대상시설에 적합한 고도처리개선공정을 설계하였다. 측정결과, 각 반응조별 시뮬레이션에서 혐기조, 무산소조, SBR1, SBR2 모두 일정한 처리형태를 보였으며, 시뮬레이션을 통한 유출수 예측결과, SS의 경우 97.3%, BOD 97.5%, TCOD 87.3%, TP 81.1%, TN 74.5%의 제거효율을 보여, 안정적인 고도처리효과를 나타내는 것으로 판단된다.