• 한국환경농학회지
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• 제27권1호
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• pp.27-34
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• 2008

농어촌 등에서 소규모로 발생하는 하수를 자연정화공법 의한 인공습지에서 효과적으로 처리하기 위하여 소형 하수처리장치를 호기성조 및 혐기성조로 구분하여 시공한 다음, 최적 하수 부하량을 조사하기 위해 하수 부하량별 오염물질의 처리효율을 조사한 결과 호기-혐기 조합형 소형 하수처리장에서 전반적으로 하수 부하량이 증가함에 따라 오염물질의 처리효율이 점점 감소하는 경향으로 특히 하수부하량 300 $Lm^{-2}day^{-1}$ 이상에서 수처리효율의 감소폭이 약간 컸다. 따라서 본 소형 하수처리장에서 BOD, $COD_{Mn}$, 탁도, T-N 및 T-P를 안정적으로 처리하기 위한 최적 부하량은 300 $Lm^{-2}day^{-1}$ 이었고, 이 때의 방류수 중 BOD, $COD_{Mn}$, 탁도, T-N 및 T-P의 처리효율은 각각 99, 94, 99, 49 및 89%로 현행 방류수 수질기준을 만족하면서 안정적으로 처리되었다. 하지만 본 소형 하수처리장에서 방류수 중의 T-N 및 T-P 함량은 각각 $28.5{\sim}29.4$ 및 $0.9{\sim}2.1mgL^{-1}$ 정도로서 앞으로 질소와 인의 방류수 수질기준이 각각 20 및 2 $mgL^{-1}$로 강화됨에 따라 보다 안정적인 수처리를 위해서는 T-N 및 T-P 처리효율을 향상시켜야 할 것으로 판단된다. 이에 최적 하수 부하량하에서 질소와 인의 강화될 방류수 수질기준(질소 20 $mgL^{-1}$ 및 인 2 $mgL^{-1}$)을 만족시키면서 안정적인 하수처리를 위한 최적의 수처리 공정개선 방안을 조사하였다. 호기-혐기 조합형 소형 하수처리장에서 수처리 공정개선 중 질소 및 인의 처리효율 향상이 가능한 방안은 혐기성조의 깊이 및 여재 입경 변경과 여재에 굴패각을 혼합한 방법이었다. 혐기성조의 깊이 및 여재 입경 변경 조건 중 혐기성조 1.5 m 깊이에서 여재 A(유효입경 1.50 mm)를 사용한 경우 T-N 및 T-P의 처리효율을 각각 10 및 3% 향상시켰고, 여재에 굴패각 혼합한 경우 T-N 및 T-P의 처리효율을 각각 14 및 7% 향상시켰다. 또한 동일한 조의 체적하에서 혐기성조의 깊이를1.5 m로 깊게한 것은 혐기성조 깊이 1 m에 비해 부지면적을 약 33% 정도 감소시킬 수 있을 것으로 판단되며, 또한 굴패각을 사용한 것은 폐기물의 재활용면에서도 매우 효과적인 방안으로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.1840-1844
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• 2006

현재 안양천 유역에서는 하천 유지유량 확보 및 건천화 방지를 위해 지하철 용출수, 하수처리장 방류수 및 재이용수가 활용되고 있다. 본 연구에서는 광범위한 유역에 적용이 가능하고, 점오염원 및 비점오염원 분석과 처리 대안의 효과 분석을 실시할 수 있는 HSPF (Hydrological Simulation Program - Fortran) 모형에 대해 민감도 분석을 실시한 후 안양천 중상류 유역에서 현재 활용되고 있는 유지유량 확보 방안에 대한 효과 분석을 수행하였다. 총유출량과 첨두유량에 대한 매개변수 민감도 분석 결과 AGWRC, DEEPFR, INFILT, LZSN, UZSN, IRC, INTFW, LZETP 순으로 민감하게 반응하였으며, 이 중 유출에 1% 이상 변화를 주는 매개변수 AGWRC, DEEPFR, INFILT, LZSN, UZSN, IRC를 모형의 보정 및 검증에 사용하였다. HSPF 모형을 이용하여 2004년 안양천 유역을 모의한 결과 갈수량 기준 시 안양천 중류 유량의 82%가 안양하수처리장에서 방류되는 방류수에 의한 것으로 나타났으며, 하수처리 재이용수와 지하철 용출수는 각각 4.6%와 1.3%의 영향을 보였다. 따라서 안양천 유역과 같은 건천화가 진행되고 있는 도시하천의 경우 지하철 용출수 및 하수처리수 등의 하천 유지유량 확보 방안은 물순환 건전화의 중요한 대안이 될 수 있을 것이다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2009년도 춘계학술발표논문집
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• pp.910-913
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• 2009

경제성장과 산업도시의 발달로 인해 물의 사용량이 증가함에 따라 하수처리장의 수와 규모가 커지고 있어 하수처리장에서 발생하는 하수슬러지의 양도 지속적으로 증가하고 있다. 런던협약 '96의정서 발효에 따라, 하수슬러지의 해양배출기준이 대폭 강화 되었으며 또한 2012년부터는 하수슬러지의 해양 투기가 전면 금지될 것이므로, 해양투기 등으로 처리되고 있는 하수슬러지를 에너지자원으로 활용하여 고유가 및 기후변화에 적극 대응하고, 런던협약 등에 따른 해양투기 금지('2012)에 대처하기 위해 하수슬러지의 처리 및 재이용 방법에 대한 최근의 연구동향을 고찰해 보았다.

• 한국환경기술학회지
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• 제19권6호
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• pp.556-562
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• 2018

현재 하수종말처리장은 질소와 인의 방류수 수질기준 강화로 생물학적 처리 후 약품주입으로 잔류인의 처리를 하고 있는 실정에서 방류수 수질기준은 확보가 가능하나, 약품주입량의 과다와 발생되는 슬러지의 증대 및 발생슬러지의 탈수효율 저하로 슬러지처리과정에서 또 다른 문제가 발생하여 처리에 대한 신뢰성이 결여되어 있는 실정이다. 그러므로 본 연구는 기존 하수종말처리장에서 발생하고 있는 문제에 대하여 최소의 반응시간과 슬러지 발생량의 최소화를 토대로 생물학적 고도처리를 적용한 하수처리장에서 방류수 수질기준의 강화에 따라 생물학적 처리로 확보하기 어려운 안정적 처리방식과 처리수질변동에 대한 적응 및 질소와 인의 처리기준을 맞추기 위하여 기존 하수처리 방식에 Electro Coagulation and Oxidation system을 적용한 결과 다음과 같다. 1) Al-SUS(stainless steel)로 배치한 전극에서 반응시간대와 상관없이 $15mA/cm^2$의 전류밀도에서 BOD, TN 및 TP의 처리효율이 $5mA/cm^2$에서의 처리효율보다 높게 나타났으나, 전류밀도 $10mA/cm^2$ 이상만을 유지하여도 TP의 경우 대부분 0.1 mg/L 정도로 처리가 가능하며, 특히, 반응시간을 10 min으로 유지할 경우 TP농도는 전류밀도와 상관없이 0.06 mg/L 이하로 방류수 수질기준 0.1 mg/L 이하를 유지할 수 있었다. 2) TP농도의 변화는 전류밀도의 변화에 영향을 크게 받지 않으며, 오히려 반응시간에 따라 처리수의 농도가 변화하는 것으로 전기응집반응의 경우 수초~수분이 요구되나 전기산화와 동시에 반응이 일어나야 하므로 적절한 전기응집산화의 반응시간은 10 min 이상이 요구되는 것으로 연구되었다. 3) 결과적으로 본 연구에서 생활하수의 TN 및 TP처리를 위한 전기응집산화공정의 경제적인 전류밀도는 $15mA/cm^2$이하, 반응시간은 10 min을 유지하는 것이 적절한 것으로 연구되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.627-627
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• 2012

본 연구의 목적은 수문학적 분석과 다기준의사 결정을 사용한 계획 구성을 통한 하수처리수 재이용의 실현성을 보여주는데 있다. 안양천의 10개의 소유역을 대상으로 BOD와 유량에 대한 대안을 세워보았다. BOD는 각 유역에 3.0 mg/L 와 4.7 mg/L로 선정하였고 유량은 각 소유역에 따라 대안을 선정하였다. 대안에 따른 수문학적 분석은 Hydrological Simulation Program in Fortran (HSPF)을 사용하였다. 본 연구에서는 수질이 향상되고 요구되는 유량만킁의 증가가 있다면 하수처리수 재이용이 파괴된 물 순환의 회복에 얼마나 큰 영향을 미치는지에 대해 보여주었다. 추가적으로 대안의 우선순위를 선정하는데 있어서 다음의 세가지 경우을 비교하였다: 1) 물의 유량과 수질의 영향 그리고 2) 현재 나타나고 있는 유량과 수질의 수문학적 취약점에 대한 고려 마지막으로 3) 사회와 경제적인 측면에서 고려하였는지에 대해 비교하였다. 그 결과 세 가지 경우는 매우 다른 순위를 나타냈다. 그러므로 하수처리수 재이용에 대한 다양한 영향에 대한 고려사항은 유의 깊게 선택 되어야 하겠다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 분과위원회 연구과업 보고서
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• pp.113-197
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• 2004

우리나라에서는 수질개선을 위하여 하수처리분야에 1993년부터 1997년까지 총 7조 7,705억원을 투자하였으며, 방류수 수질기준 강화 측면에서는 1996년 1월 1일부터 총인(T-P)과 총질소(T-N)의 방류수 수질기준을 수질환경보전법에 명시하여 규제하기 시작하여, 2008년 1월 1일부터 BOD 및 SS 10mg/L, T-N 20mg/L, T-P 2mg/L로 전국적으로 강화할 계획이다. 그러나, 수질개선을 위한 투자액 중 서울 등 대도시의 하수처리시설이나 하수관거 투자액이 절대적으로 많은 부분을 차지하고 있으므로, 상수원수의 뚜렷한 개선효과는 미미한 실정이다. (중략)

• 대한토목학회논문집
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• 제32권3A호
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• pp.171-181
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• 2012

지중에 매설된 원형강관으로 보강된 FRP 개인하수 처리시설에 대한 설계를 수행하고 실물 현장 재하실험을 통하여 보강의 형태 및 종류에 따른 극한거동을 분석하였다. 현행 개인하수 처리시설의 설계 기준의 문제점 파악하고 강관으로 보강된 하수처리시설에 대한 구조설계절차를 정립하였다. 본체 두께 및 보강링, 격벽을 고려한 제품을 설계하고 안전성을 검토하였다. 원통형 쉘의 구조재료로 사용되는 박막의 FRP에 대해 휨실험과 인장실험을 수행하여 재료특성을 파악하였다. 개인하수처리시설을 무보강, 강재 보강링 보강, 격벽 보강으로 설계한 제품의 현장실험을 통하여 본체의 변위와 응력의 변화를 계측 하여 파괴거동을 분석하였고 유한요소해석 결과와 비교, 검토하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.759-759
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• 2012

하수처리수의 농업용수 재이용 사업은 물 재이용 기본계획의 일환으로 수행되고 있다. 재이용방식은 직접재이용과 간접재이용으로 구분할 수 있으며 2020년까지 56개 하수처리시설에서 총 106,388 천$m^3$/년의 농업용수를 직접재이용할 계획이다. 하지만 대부분의 경우 간접재이용의 형식으로 하수처리수를 농업용수로 이용하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구의 목적은 하수처리수의 농업용수 간접재이용에 따른 작물생육, 수질, 그리고 토양환경에 미치는 영향을 평가하는데 있다. 본 연구를 위해 수원시 환경사업소와 오산시 환경사업소 하류 지역을 간접재이용 사례지구로 선정하고, 용인 이동저수지를 관개용수로 하는 청정지역을 대비구로 선정하였다. 각 지구별로 수량 구성요소 및 수확량 특성, 그리고 벼의 영양염류 및 중금속 함량 등의 유해성분을 분석하였으며, 관개수질과 논토양의 성분을 모니터링 하였다. 모니터링 결과를 통해 간접재이용 사례지구의 환경영향을 평가하여 수질기준을 정립하고 간접재이용시스템을 개발하는데 있어 기초적인 자료를 제공할 것이라 사료된다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제20권8호
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• pp.674-684
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• 2020

하수의 종류(생활하수, 축산폐수) 및 다양한 처리 공정에 따른 미생물군집구조를 비교하기 위해 A2O공법으로 운영되는 생활하수처리시설(안심·서부·신천)의 10개 생물학적 반응조와 축산폐수처리시설의 활성슬러지를 채취해 DNA 유전체를 추출한 후 세균은 프라이머 27F/518R, 고세균의 경우, 프라이머 Arch519F/A958R를 이용해 유전체를 증폭시켰고 그 염기서열을 Roche 454 GS-FLX Titanium을 이용한 pyrosequencing 법으로 분석하였다. 그 결과, 생활하수와 축산폐수에 따른 미생물 군집구조의 차이는 컸지만 A2O공법에 따른 산소 유무 등의 환경 변화와 관련된 군집구조의 변화는 크지 않았다. 혐기조 및 무산소조 반응조들에서만 분석한 고세균 군집 결과에서는 동일 하수처리시설의 반응조들의 고세군군집들끼리만 모이는 하수처리시설별 집괴현상을 나타냈다. 세균다양성 및 종 풍부도가 높은 서부처리시설이 다른 시설보다 더 높은 질소 및 인 제거율을 나타냈다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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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.