• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.591-591
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• 2016

최근에는 재이용을 위한 하 폐수의 처리 공정에 막을 이용한 기술적용이 증가되고 있는 추세이다(현 등, 2005). 막(membrane)을 이용한 수처리 공정은 원수에 상관없이 고도처리가 가능하며, 재이용수 이용 용도에 따른 수질제어가 가능할 뿐만 아니라 운용의 편리성 때문에 많은 각광을 받고 있다(박 등, 2004). 본 연구에서는 하수처리에 이용되는 분리막의 성능을 극대화하고, 분리막의 오염부하를 줄여주기 위하여 분리막 직전 전처리 시설로 부상방식의 고액분리장치를 개발하였다. 초고속 고액분리시스템은 기존의 응집부상공정을 응용한 기술로서 유기물의 응집시간을 최대 10초~2분 이내로 줄이는 기술을 바탕으로 타워형 모듈 형태로 개발하였다. 초고속 고액분리시스템과 분리막을 연계한 재이용수 수처리시스템의 성능 평가 및 현장적용을 위해 제주도 서부 하수 처리장에 일 $3,000m^3$ 규모의 Test-bed를 구축하였다. 구축된 하수재이용시스템의 처리 공정도는 "유입${\rightarrow}$고액분리시스템${\rightarrow}$분리막(UF, RO)${\rightarrow}$농경지 공급"으로 구성되어 있다. 먼저 하수처리장 방류수를 1차 유입조에 압송하면 전처리시설인 고액분리시스템을 통해 SS 등 입자성 물질이 처리되고, 다음 공정인 2차 처리공정(UF/RO)을 통과한 처리수는 인근지역의 농업용수로 공급되고 있다. 고액분리시스템은 ZT(Zeta Potential Tower) 모듈에서 유입수에 함유되어 있는 부유물질(SS), 유기물(질소, 인)을 응집제와 순간 반응시켜 응결, 응집, 부상방식으로 제거하는 공정이다. 고속 고액분리장치는 분리막 공정과 융 복합하여 다양한 유입수 성상에 따른 수처리를 가능하게 하여 재이용수 수질 향상뿐만 아니라 안정된 수자원 확보 측면에서 긍정적인 기술로 평가되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권10호
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• pp.4055-4068
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• 2010

본 연구는 고도처리공법을 적용하여 수년간 가동 중인 하수처리시설에 대한 운전현황을 측정 분석하여, 고도처리공법 적용의 적정성을 평가하고자 하였다. 단위공정별 처리효율은, BOD의 경우 1차침전지 35, 생물반응조 87, 최종방류수 48 %, T-N의 경우 1차침전지 18, 생물반응조 40, 최종방류수 25 %, T-P의 경우 1차침전지 23,, 생물반응조 38, 최종방류수25 % 등으로, 각 단위공정별로 양호한 처리효율을 나타내었다. 생물반응조 내의 미생물 관측 결과, 다양한 종류의 세균과 원생동물 및 후생동물이 관측되었고, 담체의 세균 부착기능이 안정적으로 유지되고 있음을 알 수 있었다. 최종방류수질은 BOD 5.5, COD 9.9, SS 4.6, T-N 11.8, T-P 0.99 mg/L으로 방류수 수질기준보다 낮은 양호한 수질상태를 나타내었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.439-439
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• 2012

본 연구의 목적은 색달하수처리장 방류수를 농업용수 및 조경용수 등으로 활용하기 위해 하수 처리수 재이용 사업 타당성을 분석하고자 한다. 색달하수처리장 하수재이용사업은 제주도의 지하수자원 보존과 수자원 이용의 고도화 및 방류수 재이용을 통한 갈수기 농업용수 보급으로 물자원(지하수)을 절약하고자 색달하수처리장을 대상으로 하수처리수를 농업용수로 공급하는 사업이다. 대상지역은 서귀포시 예래동에 위치하고 있으며, 중문관광단지가 소재한 마을로 제주관광의 중심지이다. 서귀포시의 총 인구는 153,797명이며 하수도 보급률은 77.7%이다('10 제주특별자치도 통계연보). 색달하수처리장이 위치한 예래동의 농지면적이 1,122ha이며, 밭(772.6)과 과수원(280.2) 등 제주도의 전형적인 농촌마을이다. 대상지역의 주요작물은 감귤, 무, 마늘, 양배추 등이 많이 재배된다. 제주도는 연평균 강수량이 1,832.6mm로 전국평균 1,274 mm 보다 많은 편이며, 월별 강수량은 6~8월까지 3개월 동안 연 강우량의 44%정도가 내려 여름 장마철에 집중되는 것으로 나타났다. 대상지구의 필요수량은 농업생산정비 계획설계기준에 제시된 방법을 이용하여 산정하였다. 지구내 재이용수를 공급할 관정 4개소의 총 설계 채수량은 $2,916m^3/day$, 급수면적은 125.0ha이며, 10년한발(가뭄)시 안정적인 농업용수 공급을 위하여 $4,964m^3/day$(농업용수 $3,834m^3/day$, 조경용수 $1,130m^3/day$)이 필요하다. 하수처리수 재이용을 위한 처리시설의 연간 유지관리비는 인건비, 전력비, 시설물 내구연한을 고려하여 적용 하였으며, 상수도 생산비 절감 비용과 하수재이용수 생산단가를 통한 단위 편익을 산정하면 401.5원/$m^3$ 이다. 연차별 수익으로 산정하여 비용 편익 비율(B/C Ratio)을 나타내면 1.22로 나타났다. 본 연구의 결과로부터, 대상지구의 수자원여건, 입지여건, 장래 수요, 등을 고려할 때, 제주 색달 하수처리장의 하수처리수의 농업용수재이용 사업은 타당성이 매우 높다고 할 수 있다. 그리고 특히 이 지역은 관광단지의 조경용수 수요(중문골프장 등)가 있어 용수의 유료공급이 가능하고 이를 유지관리비로 충당할 수 있어 타지역에 비해 사업의 경제성과 환경보전성이 매우 크다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2010년도 정기 학술발표대회
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• pp.101.1-101.1
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• 2010

빗물과 생활하수를 이용하여 재이용수로 활용하는 방법은 각각 연구가 되어 있다. 하지만 그 두가지를 합쳐서 사용하는 연구는 현재까지 미흡하며, 본 연구에서 사용된 기술(Hybrid-MBR, 이하 HMBR)을 활용해서 중수 수질기준에 맞도록 Blending하는 실험을 하였다. 고도처리를 할 경우 운전이나 장치상의 문제로 수질오염이 생길 수 있는 것을 본 실험해서 사용한 blending을 이용하여 수질 오염을 방재할 수 있다.

• 청정기술
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• 제12권2호
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• pp.67-77
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• 2006

본 연구에서 소규모 하수고도처리를 위한 이중슬러지(Dual sludge) $KNR^{(R)}$ (Kwon's nutrient removal) 시스템이 개발되었다. $KNR^{(R)}$ 시스템은 부유성장식 탈질미생물과 부착성장식 질산화미생물을 분리시킨 이중슬러지 공정으로 최초침전조, 혐기조, 무산소조, 농축조의 복합기능을 수행하는 UMBR (Upflow multi-layer bioreactor)과 펠렛형 담체가 충진된 호기성 담체조로 구성되어 있다. 소규모 하수처리시 본 개발공정의 안정성과 처리성능을 평가하기 위해 처리용량 $50m^3/d$ 규모의 파일럿 플랜트를 고도처리 공정으로 개선공사 중인 처리용량 $50m^3/d$ 규모의 실제 소규모 마을하수처리장에 적용하였다. UMBR과 담체조의 체류시간은 각각 4.7 h와 7.2h이었으며, 반응조 수온은 $18.1{\sim}28.1^{\circ}C$이었다. 유입 하수량과 유입수의 BOD/N의 변동폭이 컸음에도 불구하고 파일럿 플랜트는 안정된 처리성능을 보였다. 전체 실험기간 중 처리수의 $COD_{cr}$, $COD_{Mn}$, $BOD_5$, TN, TP의 평균 농도는 11.0 mg/L, 8.8 mg/L, 4.2 mg/L, 3.5 mg/L, 9.8 mg/L, 0.87/0.17 mg/L (poly aluminium chloride(PAC) 투입/미투입)이었으며, 제거율을 각각 95.3%, 87.6%, 96.3%, 96.5%, 68.2%, 55.4/90.3% 이었다. 잉여슬러지 발생량은 $A_2O$와 Bardenpho 등과 같은 단일슬러지를 이용하는 고도처리공정과 비교시 약 1.9~3.8배 낮은 $0.026kg-DS/m^3$ and 0.220 kg-DS/kg-BOD로 나타났다.

• 환경기술인
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• 제21권통권210호
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• pp.68-71
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• 2004

[ $\circ$ ] 본 기술은 기존의 A2O공법과 Sludge Blanket Filtration(SBF)을 단위공법으로 조합한 공정으로서 각 생물반응조의 미생물 농도를 6,000mg/ 이상의 고농도로 운전하여 생물학적 유기물,질소 및 인 제거효율을 극대화하고자 하는 기술 $\circ$ 또한 활성슬러지 반응조로부터 유입된 슬러지를 SBF에서 미세기포를 이용하여 부상시킴으로써 수면에 농축 슬러지층을 형성시키고 이 부

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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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.

• 상하수도학회지
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• 제19권4호
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• pp.462-472
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• 2005

This study was carried out to suggest the plans for installation of rural sewage treatment facilities through the analysis of these facilities installed in Chungchongnam-do Province. About 5% of all installation was carried out by the department of wastewater and related environment problems and the other case was carried out by the department of construction or residence. In wastewater caused by 250 and 300 persons, facilities capacity do not exceed about $50m^3/d$, caused by 2,500 and 3,000 persons, $500m^3/d$. Advanced sewage treatment process were first needed in the discharge area where affected the water environment greatly. However, in carrying out the water quality pollutant of the total amount management system in the other areas, they should be driven only over the scale of pollutant quota object facilities standard. Rural sewage must be included in the special accounts according to the regulations of local government, and sewage treatment cost should be collected to manage. Installation type uses integrating joint treatment method in case the distance among villages is short or one treatment facility independently.

• 대한환경공학회지
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• 제33권11호
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• pp.847-854
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• 2011

주요 신재생에너지인 바이오에너지의 일환으로 조류를 이용한 바이오에너지 및 자원화 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 조류는 영양염류 제거 능력을 활용해서 하수와 같은 오폐수 내 난분해성오염물질과 영양염류 제거의 고도처리도 가능하다. 조류와 박테리아 간의 생태적인 상호작용이 조류를 활용한 하수처리 및 하수자원화에 중요한 역할을 함에도 불구하고, 실지 하수 조건에서 조류와 박테리아간의 생태학적인 상호작용에 관한 과학적인 정보가 부족하다. 본 연구에서는 하수에서 배양이 잘 되고, 지질함량이 높다고 알려진 국내 조류 종인 Ankistrodesmus gracilis SAG 278-2의 하수오염물질 제거 특성과 조류 주입에 따른 하수 박테리아 군집의 반응을 실지 하수 조건에서 연구하였다. 하수 박테리아의 수가 증가는 조류의 성장 속도를 감소시켰으나, 반면 조류의 성장은 박테리아의 생존 및 내성호흡 생분해 속도에는 영향을 주지 않았다. 조류가 주입된 하수에서 난분해성 유기물질 및 총질소의 제거 향상이 관찰되었다. 박테리아 16S rRNA 유전자 T-RFLP 분석에 따르면 조류의 주입은 시간에 따라 박테리아 군집에 영향을 주었다. 박테리아 16S rRNA 유전자 PCR 증폭, clone 및 염기서열 분석 결과, 하수 내 조류의 성장은 박테리아 군집 구성을 변화시키며, 조류와 함께 공동 성장 가능한 박테리아는 Sediminibacterium, Sphingobacterium, Mucilaginibacter 속에 속하는 개체로 판명되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.675-680
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• 2010

본 연구에서는 저농도로 유입되어 정상적인 운영이 되지 않고, 질소제거가 어려운 소규모 하수처리시설의 문제점을 해결하기 위하여 5Stage로 구성된 하수고도처리 공정의 저농도 유입성상에서 최적의 단계유입비와 내부순환비를 결정하기 위해 Lab-Scale 모형실험장치를 제작하여 실험하였다. 저농도의 유입조건에서 효율적인 고도처리를 위해 내부순환과 단계유입이 공정성능에 미치는 영향을 평가한 결과는 다음과 같다. 첫째, 분석항목별 처리효율은 BOD 90.0%, COD 87.8%, T-N 71.0%, T-P 75.3%로 나타났으며, T-N은 단계유입에 따라 처리효율의 변동이 있는 것으로 나타났다. 둘째, 혐기조로 유입되는 단계유입비 70, 60, 50%에서는 각각 73, 80, 78%로 나타나 최적의 단계 유입비 범위로 판단되었다. 셋째, 질소제거를 위해 내부순환을 할 경우 내부순환을 하지않는 경우보다 질소 제거효율이 증가됨을 알 수 있었고, 내부순환비가 150%이상에서는 더 이상 처리효율에 영향을 미치지 못하는 것으로 나타났다. 이는 다량의 순환으로 인해 무산소조에 DO의 유입으로 인한 것으로 판단된다. 따라서 내부순환비는 50~150%가 적정한 것으로 판단되었다.