• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.32 no.7
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• pp.665-675
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• 2010

The effects of chemical binders (ladle slag, ordinary portland cement (OPC), hydroxyapatite and calcium hydroxide) on the solidification/stabilization of heavy metals (Cd, Cu, Ni, Pb, Zn) in sewage sludge were evaluated by chemical leaching tests such as EDTA extraction, TCLP and sequential extraction. The results of EDTA extraction showed that heavy metal concentrations in sewage sludge were highly reduced after solidification/stabilization with slag, cement or calcium hydroxide. However, EDTA interrupted solidification/stabilization of heavy metals by hydroxyapatite. The TCLP-extracted heavy metal concentrations in sewage sludge after solidification/stabilization with chemical amendments were highly reduced. However, Cu concentration in the sewage sludge solidified/stabilized with slag, cement or calcium hydroxide increased because the pH of TCLP solution was higher than 7. Mixtures of sludge 1 : slag 0.2 : calcium hydroxide 0.1 (wt ratio) showed the least leachability in batch TCLP and EDTA extraction. The results of sequential extraction (SM&T, formaly BCR) indicated that the distribution of heavy metals changed from exchangable and carbonate fractions to strongly bound organic fraction. It was found that maximum leachate concentrations of Ba, Cd, Cr and Pb from sewage sludge amended with slag and calcium hydroxide were far below US EPA TCLP regulations.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.33 no.11
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• pp.847-854
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• 2011

To deal with issues from global climate changes, renewable bioenergy has become important. Algae have been regarded as a good resource for biorefinery and bioenergy, and also have potential capability to remove nutrient and non-decompositional pollutants for wastewater advanced treatment. Although algal-bacterial ecological interaction would be a crucially important factor in using algae for wastewater advanced treatment and resource recovery from wastewater, very little is known about ecological interaction between algae and bacteria in a real wastewater environment. In this study, under a real municipal wastewater condition, we characterized wastewater pollutant treatability and bacterial communities in response to growth of Ankistrodesmus gracilis SAG278-2, which can grow in wastewater and has a high lipid contents. The growth of algal population using the wastewater was inhibited by increase in wastewater bacteria while bacterial survival and cellular decay rate were not influenced by the algal growth. Removals of recalcitrant organic matters and total nitrogen were improved in the presence of algal growth. According to T-RFLP and statistical analysis, algal growth affected time-course changes in bacterial community structures. The following 16S rRNA gene amplicon, cloning results showed that the algal growth changes in bacterial community structure, and that bacterial populations belonging to Sediminibacterium, Sphingobacterium, Mucilaginibacter genera were identified as cooperative with the algal growth in the wastewater.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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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.

• 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.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2009.05a
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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.

• Water for future
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• v.29 no.4
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• pp.131-138
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• 1996

The objective of this study is to develop an optimal operation model for the sewage treatment plants using nonlinear programming (NLP) technique and the QUAL2E model. The model finds the minimum-cost operation of sewage treatment plants while satisfying all design constraints and water quality (BOD) standard. The model is applied to four sewage treatment plants in Han River for the city of Seoul. It has been found that optimal operation schedule for the sewage treatment plants can be computed and it is more economic to operate the plants according to the schedule which satisfies the water quality constraints in the river. In addition, the water quality in the river can be predicted using the model under the treatment policy.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.257-257
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• 2018

서울특별시를 비롯한 주요 도시지역의 하수관망은 그 개수는 많고 복잡하여 실시간 도시홍수예보에 적합하지 않다. 따라서 전체 하수관망을 사용하여 구축한 강우-유출모형에 단순화를 실시하여 분석하지만 연구자의 주관과 단순화 방식에 따라 유출결과가 크게 달라지며 정확한 단순화 범위에 대한 가이드라인이 제시되어 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 하수관망의 개수 및 분포가 각각 다른 여러 도시지역의 하수관망을 일정기준으로 단순화하여 유출, 침수분석을 통한 단순화 적정성을 판단하고 도시지역의 획일적인 하수관망 단순화 가이드라인을 산정하고자 한다. 분석대상지역은 문래, 구로, 도림천 유역으로, 각 유역을 대상으로 구축한 강우-유출모형의 관망개수는 각각 2000, 10000, 40000여개이다. 하수관망 단순화는 SWMM에서 노드의 누가유역면적을 단순화의 범위 산정을 위한 기준으로 설정하였으며 총 5가지 범위의 누가유역면적을 기준으로 단순화하였다. 이를 통해 산정된 획일적인 단순화의 범위는 실시간 도수홍수예보에 적합한 합리적이고 정확도 높은 유출모형 구축에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.340-340
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• 2023

최근 전 세계가 극단적 집중호우로 인한 대규모 홍수로 인해 극심한 몸살을 앓고 있다. 특히, 설계빈도를 초과하는 강우로 인해 도시지역에서 발생하는 도시침수는 그 특성상 막대한 인명과 재산상의 피해를 유발하므로 이를 사전에 예방하고 피해를 줄이기 위한 노력이 매우 시급한 실정이다. 도시유역 침수 해석을 위한 수치모의는 대상 유역의 현재 대비 상황을 판단할 수 있을 뿐만 아니라 하수관로 증설 효과 파악, 빗물저류조의 침수저감 효과 분석, 빗물배수펌프장의 적정용량 파악 등에 매우 효율적이다. 정확도 높은 도시침수 해석을 위해서는 고해상도 DEM 또는 DSM 지형자료뿐만 아니라 토지이용도 및 지하에 매설되어 있는 하수관망(하수관로, 맨홀, 배수펌프장 등) 자료의 활용이 필수적이다. 그러나 저개발 국가나 미계측유역의 경우에는 신뢰도 높은 하수관망 자료를 얻기가 매우 어려울 뿐만 아니라 해당 자료가 존재하지 않는 경우도 빈번해 도시침수 해석이 곤란한 경우가 다수 발생한다. 따라서 본 연구에서는 GIS 형태로 제공되는 Open Street Map(OSM)의 도로망 정보를 이용해 가상의 하수관망을 생성하는 방법론을 제시하고 서울시 사당유역을 미계측유역으로 가정해 가상의 하수관망을 생성해 그 적용성을 평가하였다. 본 연구에서 제시된 결과는 하수관망 자료의 획득이 곤란한 지역의 도시침수 예측이나 효과적인 하수관망 설계에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.495-495
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• 2023

본 연구는 하수처리장 운영시스템 자료를 활용하여, 머신러닝 기반의 예측 모델을 개발하고, 모델 정확도 향상에 대하여 검토하였다. 하수처리장에 설치된 각종 센서를 통해 실시간으로 자료가 모니터링되고 있으며, 수집된 자료는 운영시스템에 저장된다. 하수처리장 시스템은 설정된 값과 센서의 측정값을 비교해 이상치가 발생하면 운영자가 즉각적으로 조치하여 문제를 해결하고 있으나, 비정상적인 상황 발생시 이를 대처할 시간이 부족하여 적절한 조치가 이루어지지 못하는 경우가 발생 되고 있다. 따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해 A 하수처리장 운영자료를 활용하여 결과 예측이 신속하고 신뢰도 높은 머신러닝 기반의 예측 모델을 개발하고자 하였다. 모델의 예측 정확도 및 신뢰성을 향상하기 위하여 결과에 영향을 미치는 주요 영향 인자를 분석하고, 이를 기반으로 모델의 추가 분석 및 개선을 수행하여 모델의 예측력을 평가하였다. 금회 연구는 데이터 전처리를 과정을 통한 인사이트를 도출하고 이를 활용하여 하수처리장 운영자료 예측 정확도를 높일 수 있었으며, 이 결과를 바탕으로 다른 하수처리장의 모델 개발시에도 유용하게 활용이 가능할 것으로 검토되었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.620-624
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• 2009

한국농어촌공사에서 2008년도 환경부 하수처리장 재이용사업으로 선정된 제주특별자치도 서부(판포)하수처리장 농업용수재이용 사업을 위탁받아 사업을 진행하고 있다. 하수처리수를 농업용목적으로 재이용하기 위해서는 농업용수 재이용수질기준에 우선 적합해야하고 작물재배실험 및 수질, 토양, 생태환경 영향 뿐만아니라 공중보건위생 위험도 등 종합적이고 체계적인 연구결과를 바탕으로 적용해야한다. 이를 위해 수자원 프런티어사업단의 "농업용수재이용시스템적용 연구"에서는 하수처리수의 농업용수 재이용과 관련한 종합적인 연구를 통해 농업환경피해를 최소화하고 안전성 확보를 위한 방안을 수립하고 있다. 서부하수처리장은 제주도 한경면 판포리에 위치하여 2007년도에 준공하였고 2008년도부터 본격적으로 가동중이다. 재이용 공급대상 농경지는 처리장의 주변 농경지로 249ha를 대상으로 하고 있으며 사업시행을 위해 타당성 분석, 기본계획 및 실시설계를 시행하였고 2009년 12월까지 시설의 설치 및 시험가동 완료를 목표로 하고 있다. 본 연구에서는 농업용수 재이용사업의 계획 수립을 위해 필요한 분석활동 내용과 안전하게 제주도 하수처리수를 재이용할 수 있는 농업용수 재이용시스템 설계내용을 중심으로 기술하였다. 현재 농촌은 도시화가 전국으로 확산되면서 농촌의 쾌적성은 점차 훼손되었고 하천 호소의 수질이 더욱 악화되고 있다. 또한 농촌지역의 도시화에 따라 하수처리장의 농촌지역에도 늘어가고 있으며 이제는 농촌지역과 도시지역이 구분되지 않고 혼합되어 있는 형태로 발전하고 있기 때문에 과거의 농업활동도 변화되고 있으며, 하천에서 취수하는 용수중에서 농업용수로의 사용이 부적합한 용수가 취수되고 있다. 따라서 하수처리수의 농업용수 재이용시스템과 같이 수처리를 이용한 농업용수의 공급방안이 확대될 것으로 판단된다.