• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.3270-3278
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• 2014

도시배수시스템에서는 초기유출수(first flush)에 의한 하천오염이 심각한 문제로 대두되고 있다. 이는 강우발생시 강우에 의해 도시지역의 비점오염원들에 의해서 오염물이 하수관거로 유입되고 한정된 하수처리장의 용량으로는 제대로 처리하지 못하는 월류수에 의해 하천의 수질이 악화되기 때문이다. 대상유역으로 선정한 경기도 구리시 돌다리분구는 합류식 관거로 이루어져 있어 우기시 강우에 의한 월류가 발생할 확률이 높다. 월류에 의해 인근 왕숙천의 수질오염이 가중될 우려가 있어 적절한 처리시설의 설치가 필요하였다. 기존의 CSOs 설계에서는 강우의 최대치를 이용하여 설계가 연구되었다. 그러나, 강우의 최대치를 이용한 설계는 시설의 과다계획으로 이어져 많은 예산낭비를 초래할 수 있으며, 처리시설의 적정규모를 산정하지 못한다. 본 연구에서는 강우특성을 분석하여 매개변수들을 산정하고 이에 따른 유출분석을 실시하였다. 또한 위험도를 고려한 강우-유출분석을 이용하여 유출량을 계산하였다. 유출량을 포함한 유출특성에 의해 월류특성을 분석하였다. 왕숙천 BOD 오염농도를 기준으로 설계하기 위해 하수처리장 용량별 처리시설 요구효율을 산정하였으며 현재 하수처리장의 하수처리를 고려하여 간이 CSOs 처리시설의 효율을 71.48%로 하여 설계하였다.

• 한국습지학회지
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• 제17권4호
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• pp.421-427
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• 2015

ASM 모델에서는 유기물을 특성에 따라 분류하는데, 일반적인 COD와 BOD로의 분류로는 ASM에서 요구하는 조건을 충족시키지 못한다. 본 연구에서는 하수종말처리장 수처리 및 슬러지 처리 계통 하수를 대상으로 미생물 호흡률을 기반으로 하여 ASM에서 요구하는 유기물 분류에 대한 실시하였다. 분석 결과 유기물 성상 분석 결과 각 하수마다 유기물 구성에서 차이를 보이는 것으로 나타났다. 이는 각 공정의 하수를 처리할 때 반드시 파악해야 하는 중요한 하수특성이라고 할 수 있다. 따라서 본 연구를 통해 규명한 각 하수별 유기물 성상은 하수종말처리장의 원활한 운영을 위해 중요한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다. 질산화 반응조 내 반응시간에 따른 유기물 및 암모니아성 질소 변화 분석을 통해 SS이 질산화에 영향을 미치는 주요 인자임을 확인 할 수 있었다. 이는 질산화 반응이 유도 가능한 체류시간 선정에 밀접한 관계가 있는 것으로 사료된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.292-296
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• 2009

우리나라의 용수공급체계는 주로 여름에 집중된 강우를 댐이나 저수지에 저류하였다가 연중고르게 사용자들에게 공급하는 방법을 취하고 있다. 이때 도시지역의 생활용수는 갈수기에도 가장먼저 공급되어져야하는 우선순위를 가지는 반면, 농업용수는 가장 우선적으로 그 사용을 제한받는다. 하지만, 도시화로 인해 도시의 하수처리장 배출수량은 지속적으로 증가하고 있으며, 그 처리수의 대부분은 하천으로 방류되어 유실되고 있다. 방류수 수질기준에 맞추어 방류되는 처리수는 대량방류로 인해 자주 하천에 수질문제를 야기하기도 한다. 그러나 실제로 하수처리장의 처리수는 갈수기에 매우 유용하게 사용될 수 있는 수원 중 하나이다. 그러므로 그 처리수의 재이용에 관한 연구를 적절히 수행한다면, 갈수기에도 농업용수사용의 제한을 최소화할 수 있을 것이다. 그러므로 본 연구에서는 처리수 재이용 모형을 혼합정수계획법으로 개발하고, 하수처리장 처리수의 농업용수나 공공용수로의 사용을 제안하였다. 개발된 처리수 재이용 모형에서는 하천으로 방류되던 처리수를 농업용수나 공공용수로 재사용하는 시스템을 구축한다는 가정 하에, 그 공사비를 최소화하는 것을 목적으로 하였다. 또한 관말의 최소유지압력 등 수리학적인 제약조건을 만족시키도록 설계하였으며, 이 때문에 야기되는 비선형성을 선형화하여 계산시간이 짧은 동시에 전역해에 가까운 해를 찾을 수 있도록 하였다. 개발된 모형은 가상의 처리수 재이용 모형에 적용되어 시스템의 설계자에게 갈수기 용수공급의 최적 대안을 제시해 줄 수 있는 가능성을 보였다.

• 미생물학회지
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• 제45권2호
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• pp.112-118
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• 2009

질소제거 하수고도처리공정에서 암모니아산화균은 질소제거에 핵심 역할을 하는 독립영양세균이다. 하수처리 생물반응기에는 다양한 암모니아산화균이 서식하며 군집조성도 시간에 따라 변화한다. 본 연구에서는 생물반응기의 운전인자 및 환경조건이 암모니아산화균 군집구조의 조성과 다양성에 영향을 미친다는 가설을 설정하였다. 이 가설을 검증하기 위해 질산화 반응이 활발한 포항, Palo Alto, Nine Springs, Marshall 하수처리장 활성슬러지 생물반응기로부터 암모니아산화균의 ammonia monooxygenase subunit A 유전자 clone library를 제작하였다. 하수처리 생물반응기에는 Nitrosomonas europaea, N. oligotropha, N.-like, Nitrosospira lineage에 속하는 암모니아산화균이 주로 발견되었으며, N. communis, N. marina, N. cryotolerans lineage에 속하는 암모니아산화균은 주종을 이루지 못했다. 암모니아산화균 군집조성은 하수처리장별로 차이를 보였는데, 포항, Palo Alto, Marshall 하수처리장에서는 N. oligotropha lineage에 속하는 암모니아산화균이 가장 빈번히 발견되었고, Nine Springs 하수처리장에서는 N. europaea lineage에 속하는 암모니아산화균이 주종을 이루었다. 한편, 암모니아산화균 군집조성과 생물반응기 운전인자(HRT, SRT, MLSS) 및 환경조건(온도, pH, COD, $NH_3$, $NO_3{^-}$)의 연관성은 다변수 통계분석법인 Redundancy Analysis 방법을 이용하여 분석하였다. 그 결과, 생물반응조의 COD와 $NO_3{^-}$ 농도가 하수처리 생물반응기에서 암모니아산화균 군집구조를 결정하는 통계학적으로 유의한 변수로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권2D호
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• pp.285-293
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• 2011

국내 하수처리시설의 발전으로 인해 최근 유지관리 측면에서의 중요성이 높아지고 있으나, 국내 여건의 부족으로 인해 하수처리 시설의 자산관리가 제대로 정착되지 못하고 있다. 현재 수많은 하수처리시설이 가동 중에 있음에도 불구하고 운영비용의 정확한 통계와 분석, 특히 대수선비와 보수비에 있어서는 대부분의 지방자치단체에서 일반 경상수선비 또는 보수비 하나로만 집계하고 있으며, 민간투자사업으로 시행되고 있는 사업들은 정부기관이나 어떠한 민간기관에서도 운영비용 산정에 있어 명확한 기준에 의해 분석이 이루어지지 못하고 있는 실정에 있다. 본 연구에서는 현재 수행된 하수처리시설 대수선비를 자산화 할 경우의 영향을 분석하여 자산관리의 효율성을 분석하였다. 또한 대수선비 산정에 있어서의 현행 문제점을 분석하고, 제도개선 방안을 제시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.445-445
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• 2015

비점오염의 특성에 대해 지속적으로 연구 중이지만 수문특성과 연관성이 크다 보니 그 일관성에 대해 확실한 기법이 개발되지 않았다. 기법 개발과 효과적인 오염원 관리를 위해 SWMM 등의 모형을 활용하고 있지만 투입된 노력과 시간에 비해 그 효율성이 매우 적은 편이다. 이런 부분을 보완하고자 본 논문에서는 기존의 비점오염량 산정방법이 아니라 낙동강유역의 도시화 특성 및 수문/기상자료와 처리장 운영자료를 활용한 차별화된 원단위법을 통해 비점 배출 부하량 산정방법을 제시하려고 한다. 배수구역 내 관거 시스템을 합류식으로 가정하였고 배수구역별 비점 발생형태는 하수처리장의 강우 유입량, 하수처리장의 우회유량(Bypass 유량), 하수처리구역의 CSO 유량 3가지로 구분 지었다. 유입 방류자료와 강우자료를 활용하여 임계강우량을 3mm로 설정하여 3mm이상일 경우에 우회유량이 발생한다고 가정하였고 우회유량 발생시 오염부하량 산정은 건기평균유량에 유량변동부하율을 곱하여 시간최대유량으로 전환한 후 강우 지속기간 동안만 우회유량이 발생하는 것으로 가정하였다. CSO 유량은 처리구역/배수구역 면적비에 따라 3개의 그룹으로 구분한 뒤 검증된 SWMM-온천천 모형의 각 소유역별 불투수면적비와 비교하여 유사한 소유역을 각 그룹의 대표유역으로 선정하였다. 선정된 소유역의 CSO 유량과 수문현상의 비선형적인 관계를 고려할 수 있는 신경망 기법을 적용하여 강우특성에 따른 CSO 오염부하량 산정을 실시하였다. 산정결과를 바탕으로 각 하수처리장별 비점저감 기여율을 산정한 결과 대구북부 처리장에서 21.56%로 가장 높은 효율을 보여줬으며 거창가조 지점에서 0.11%로 가장 낮은 효율을 보여주는 것을 확인 할 수 있었다. 이러한 결과를 바탕으로 낙동강유역 내 위치한 하수처리장의 효율성에 대해 알 수 있으며 개선되어야 할 처리장들을 알 수 있었다. 또한 획일화된 방법이 아닌 차별화된 원단위법을 통한 오염부하량 산정은 앞으로의 연구방향에 있어서 좋은 사례가 될 것으로 사료된다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권12호
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• pp.813-820
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• 2014

대전 3대하천을 대상으로 차집관로와 하수처리시설 증설로 인한 도시하천의 수질변화의 특성을 분석하였다. 지난 10년 동안 최고 수질에서 최저 수질의 차이가 가장 큰 하천지점은 하수처리시설 하류부인 갑천5(신구교) 지점이다. 반면에 최근 수질은 이 지점이 다른 지점보다 수질이 불량한 것은 하수처리시설의 방류수 영향이다. 하수처리시설 상류부에서는 대전천이 유기물질의 오염감소에서 다른 지점보다 비교적 양호한 지점인데 이는 차집관로의 유지관리 투자에 기인한 것으로 보인다. 최근 3대하천 수질은 하천수질기준치와 비교하였을 때 대부분 수질항목은 기준치 이내로 적합하였으나 상류지점인 대전천, 유등천, 갑천3 지점의 총인은 기준치에 못 미치므로 하수처리시설 상류부가 하류부보다 차집관로의 유지관리가 더 필요하다. 하수처리시설의 방류수 수질이 하천 수질오염총량관리 지점의 목표수질에 악영향을 주기 쉬우므로 하수처리시설 유지관리의 효율성이 적극 요구된다.

• 유기물자원화
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• 제6권1호
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• pp.67-73
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• 1998

본 연구에서는 하수처리장에서 발생하는 하수슬러지의 부피를 감소시키기 위하여 감압건조법을 이용하여 반응압력, 반응시간, 반응온도에 따른 하수슬러지의 탈수효율을 조사하였다. 반응압력이 낮아질수록 슬러지의 함수율은 감소되는 경향을 보였으며, 동일한 반응압력 및 반응온도에서는 반응시간이 길어질수록 탈수효율이 상승하였고 반응온도에 따라서는 $120^{\circ}C$ 이상에서부터 슬러지의 탈수효과가 뛰어남을 알 수가 있었다. 결과적으로 하수슬러지를 감압건조법으로 처리할시에는 탈수효율이 기존의 탈수 방법보다 우수한 결과를 보임으로서 하수슬러지의 처리시 소요되는 비용을 절감할 수 있을 것으로 판단되며 슬러지뿐만 이아니라 음식물쓰레기 등의 유기성폐기물에도 적용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.468-468
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• 2011

작물생육모형은 다양한 환경조건 하에서 주요 작물에 대한 생육 및 생산량의 종합적인 모의가 가능하며, DSSAT(Decision Support System for Agrotechnology Transfer)의 경우 지난 20여 년간 많은 연구자들에 의해서 작물생육을 모의하는데 사용되어왔다. 또한, 하수재이용은 물 부족을 겪는 많은 국가에서 주요한 대체수자원으로 간주되고 있으며, 생활용수, 공업용수, 농업용수 등의 다양한 형태로 이용되고 있다. 본 연구에서는 DSSAT을 이용하여 하수 처리수의 농업용수 재이용에 따른 논벼의 수확량을 모의하고 분석하였다. 하수처리수의 농업용수 재이용에 따른 논벼 수확량 분석을 위하여 기상, 토양, 관개량 및 관개수 수질 등의 입력자료를 구축하였다. DSSAT을 이용한 논벼 수확량의 모의치와 수원시 하수처리장 인근에 조성된 시험포장에서 실측한 4년간(2006년~2009년)의 수확량 자료와의 비교를 통해 작물생육모형의 적용성을 평가하였다. DSSAT을 이용한 논벼 수확량의 모의치는 실제 수확량과 높은 상관관계를 보여줌으로서 하수재이용에 따른 논벼 수확량 분석에서 작물생육모형이 적용 가능한 것으로 나타났다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2001년도 추계학술발표논문집 (상)
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• pp.11-14
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• 2001

본 논문에서는 주로 도시의 하수관 시설물에 대한 유지 및 관리 업무를 보다 효율적이며 효과적으로 수행하기 위해서 해당 업무를 수행함에 있어 발생하게 되는 각종 규칙을 취득, 각종 공사자료를 데이터베이스화하여 업무수행자의 의사결정에 도움을 주는 하수도 유지관리시스템을 지리정보시스템과 연계 처리하는 통합전산환경 구축을 위한 하수도 유지관리시스템을 연구하고, 이를 개발하였다. 특히 기존 하수도 관리방법상의 문제점을 분석하고, 이를 개선할 수 있는 하수도 유지관리시스템을 이용하여 저렴한 유지관리비용으로 지속적인 지식의 축적과 통상적 업무 및 주요 의사결정 업무에 해결방안을 제공하고 보다 효율적이며 효과적인 하수관의 유지관리를 수행할 수 있었다.