• Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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• v.24 no.1
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• pp.21-29
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• 2016

We mix food waste leachate and sewage sludge by the proportion of 1:9, 3:7 and 5:5. It turns out that they produced 233, 298 and 344 $CH_4{\cdot}mL/g{\cdot}VS$ of methane gas. The result suggests that as the mixing rate of food waste leachate rises, the methane gas productions increases as well. And more methane gas is made when co-digesting sewage sludge and food waste leachate based on the mixing ratio, rather than digesting only sewage sludge alone. Modified Gompertz and Exponential Model describe the BMP test results that show how methane gas are produced from organic waste. According to the test, higher the mixing rate of food waste leachate is, higher the methane gas productions is. The mixing ratio of food waste leachate that produces the largest volume of methane gas is 3:7. Modified Gompertz model and Exponential model describe the test results very well. The correlation values($R^2$) that show how the results of model prediction and experiment are close is 0.92 to 0.98.

• KSBB Journal
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• v.29 no.5
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• pp.353-360
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• 2014

This study targets the pollutant removal of secondary effluent from final clarifiers in wastewater treatment plant using silver nanoparticles on activated carbon. The removal efficiency and treatment characteristics of pollutant are anlayzed by perfoming experiments using granular activated carbon with silver nanoparticles and ordinary granular activated carbon. The specific surface area of granular activated carbon with silver nanoparticles is smaller than that of ordinary granular activated carbon. However, the removal efficiency of $COD_{Mn}$, T-N and T-P in experiments using activated carbon with silver nanoparticles are higher than that in experiment using ordinary granular activated carbon. That means the case of activated carbon with silver nanoparticles is much better at treatment activity. In addition, activated carbon with silver nanoparticles has antimicrobial activity because there is no microbe on the surface of it after experiments.

• Korean Journal of Environmental Agriculture
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• v.10 no.1
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• pp.33-49
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• 1991

In order to disclose the contamination of the Mushim-Cheon by pollutants and to establish the countermeasures, the water samples collected in November of 1989(lst sample), February(2nd), May(3rd) and August of 1990(4th) were analyzed to obtain the following results : 1. The water temperatures of the seasonal samples ranged from 8.6 to 16.2, 8.3 to 25.2, 18 to 26, and 24 to 32$^{\circ}C$, in the 1st, 2nd , 3rd, and 4th samples, respectively. 2. The pHs of all the samples ranged from 6.5 to 8.5. 3. In the 3rd sample, especially, DO was observed to fall down to 0.8 ppm at the downstream of St 13, which is not allowed even for agricultural use. 4. The BOD and COD values in sewers were much higher than those in the main stream, and especially the values of St 14-A reached 107-608 and 176-635 ppm, respectively, which far exceeded the limit of 40 ppm, the allowed value for the discharges from the disposal facilities. The SS value of St 14A ranged from 142 to 1, 900 ppm, which far exceeded the limit of 70 ppm, the allowed value for the discharges from the disposal facilities. 5. It turned out that the water quality of the Mushim-Cheon flowing through Cheong Ju was more worsened at sewers than the main stream, and at the downstream than the upstream of the surveyed area. Accordingly, the sewage disposal plant and the expansion of the disposal facilities are urgently needed.

• Korean Journal of Environmental Agriculture
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• v.22 no.2
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• pp.111-117
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• 2003

Treatment of secondary effluent was investigated using sandy soil as a possible alternative to the tertiary treatment of municipal wastewater. Secondary effluent was applied with three different flow rates to the surface of pilot scaled lysimeters, which were filled with sandy soil. Some of the lysimeters were covered with osd, while others were kept bare in order to investigate the role of plantation on the treatment. The concentration changes in COD and nitrogen were measured along the unsaturated soil depth. The same set of experiment as with the secondary effluent was performed using tap water to investigate the dissolution of the contaminants from the soil. from the results it was found that when sandy soil was used for tertiary treatment of municipal wastewater COD removal efficiency reached about 70% regardless of the application rate. The soil depth needed to obtain such efficiency increased along with the application rate, which was about 60 cm at the application rate of 50 L/day. Results also showed that nitrification occurred rapidly. The process was completed in soil depth of first $10{\sim}20\;cm$. Nitrogen removal efficiency was as low as about 20% regardless of the application rate. Some supplementary means should be considered to improve the efficiency. Sod on the soil surface had no significant influence on the contaminant treatment but was helpful to keep the infiltration rate undiminished. Finally, the organic soil was found to release significant amount of contaminants when it was in contact with soil water.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.520-520
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• 2016

석유 화학공장에서 발생하는 spent sulfidic caustic (SSC) 폐수는 액화석유가스(LPG)나 천연가스(NG)의 정제과정에서 발생되는 것으로 고농도의 sulfide와 cresylic, phenolic 그리고 mercaptan 등이 포함된 독성과 냄새를 유발하는 물질이다. 이러한 물질들은 LPG나 NG의 정제과정에서 높은 산도를 가진 휘발성 황화합 물질들을 제거하기 위해 사용된 NaOH가 $H_2S$와 반응하여 발생하는 것이다. 진한 갈색 또는 검은색을 띄는 SSC 폐수는 12 이상의 높은 pH를 가지고 있으며 5~12 wt%의 높은 염분도를 가지고 있다. 또한 강한 부식성과 독성을 가진 황화합물의 농도가 1~4 wt%이며, 방향족 탄화수소 물질 (i.e. methanethiol, benzene, tolune and phenol)들도 다량 함유되어 있다. 따라서 이러한 유해 물질들은 기존의 하수처리 공정으로 방류하기 전에 완벽하게 처리해야만 하수처리 공정의 오염 부하량을 줄일 수 있다. 습식산화공정은 SSC 폐수를 처리하기 위해 흔히 사용되고 있는 물리-화학적 처리 공정이지만 고비용, 고에너지가 필요하며, 고온 및 고압에서만 작동되어 안전상의 문제점을 갖고 있다. 또한 습식산화공정을 거친 폐수는 배출허용기준을 만족하기 위해 생물학적 2차 처리가 반드시 필요하다. 철-과산화수소를 이용하는 펜톤산화 공정, 그리고 sulfide를 sulfate로 전환시키는 생물학적 처리 공정은 황화합물의 완전한 무기물화가 힘들며, 현장 적용 시 기술적 경제적 부담이 크다. 이러한 단점을 극복하고, SSC 폐수를 효과적으로 처리하기 위해 본 연구는, 높은 흡착력과 광산화력을 가진 흡착광산화 반응 시스템(Adsorption Photocatalysis System, APS)을 개발하였다. APS는 SSC 폐수를 시스템 내부로 유입하여 수중의 오염물질을 흡착광산화제로 구성된 반응구조체가 흡착하고, 흡착된 오염물질을 UV에너지와 이산화티타늄 광촉매의 광화학반응에 의해 최종적으로 무해한 물질로 환원시키는 폐수처리시스템이다. APS의 반응구조체는 태양에너지 및 인공에너지원에 의해 활용 가능하며, 난분해성 유기화합물질을 물과 이산화탄소로 분해할 수 있는 친환경적이고 경제적인 소재로서 널리 쓰이고 있는 이산화티타늄 광촉매와 화력발전소의 높은 소성온도에 의해 연소된 후 발생되는 bottom ash를 이산화티타늄의 지지체로 사용하여 높은 흡착력과 광촉매 산화력을 가진 복합물이다. 개발된 APS에 의해 SSC 폐수를 처리한 결과, COD 86.1%, 탁도 98.4%, sulfide 99.9%의 높은 처리효율을 보여주고 있다. 따라서 본 연구를 통해 개발된 APS는 강한 부식성과 독성 그리고 높은 농도를 가지고 있는 SSC 폐수를 효과적으로 처리할 수 있다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.11a
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• pp.110.2-110.2
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• 2011

바이오가스 생산은 현재 정부에서 추진하고 있는 저탄소 녹색성장으로 인해 더욱 그 가치의 중요성이 부각되고 있다. 스웨덴 Scandinavian Biogas Fuel AB(SBF) 사의 바이오 가스 생산 기술을 이용함으로 소화효율을 개선하고 바이오가스 발생량을 극대화하였다. 전국 403개 공공하수처리시설 중 소화조가 설치된 처리시설은 65 개소이며 이중 57 개소에서 총 64개 소화조를 운영 중이다. 하지만 국내 소화조의 효율은 유입수질 저하, 운영, 관리 미숙으로 인해 전진국의 1/4 수준으로 에너지 이용률이 미미한 편이다. 환경부는 2010년부터 에너지 이용, 생산사용 확대, 추진을 위해 하수처리시설별 이용 가능한 에너지 잠재력의 종류, 양, 지역 내 수요자, 공급자 의 현황 규모 등을 정리해 2012년부터 에너지 이용사업 확대를 추진한다. SBF의 기술을 바탕으로 하수처리시설에서 들어오는 하루 슬러지 $1370m^3$와 음식물쓰레기 180t을 함께 처리하며 바이오가스 생산량을 더욱 늘렸다. 각 $7,000m^3$의 달걀모양(egg shape) 소화조 2개를 운영하며 생 슬러지와 음식물 쓰레기 처리 후 바로 소화조로 투입, 혐기 소화하는 방식이며 슬러지 최종처분방법은 탈수 후 소각된다. 반입되는 생 슬러지의 평균 TS 1.7%, VS 63% 이며 농축 후에는 평균 TS 9%, VS 75% 이다. 또 소화조로 들어가는 음식물 쓰레기는 평균 TS 8%, VS 85% 이며 소화 후 평균 TS 3.6% VS 59% 이다. 그리고 소화조의 pH는 7.3~7.8,유기산의 농도는 150mg/L~350mg/L, 가스발생량은 하루 평균 $26,500Nm^3$이며 소화효율은 평균 67%이다. 혐기성소화는 산소가 없는 무 산소 상태 에서 분해 가능한 유기물을 분해시켜 메탄으로 전환시키고 우리는 현재 이 가스를 소화조 가온에 사용하고, 판매하고 있다. 소화효율을 높이기 위하여 가온과 교반이 행해지는데 가온방식은 직접가온방식(증기주입식)과 간접가온방식(열교환방식)이 있다. 그중 우리는 간접가온방식을 채택하여 소화효율을 높였고 일반중온 혐기소화온도보다 약간 높은 $38^{\circ}C$로 운전한다. 그리고 일반적으로 알려진 교반방식인 가스교반, 기계교반, 이 둘은 병행한 교반이 아닌 독자적인 방법을 이용, 소화조 내의 슬러지가 정체되어 교반되지 않는 부분을 최소화 하였다. 이때 미생물이 투입되기 힘든 소화조 아래 쪽 으로도 고루분포 되어 슬러지를 이용 하게 되고 소화조 상하부의 온도차가 $1^{\circ}C$ 이하로 거의 완벽한 교반상태를 보여 줌 으로써 소화효율을 최대한으로 한다. 더욱이 소화일수 부족으로 인한 전반적 소화효율 저하가 발생하지 않도록 input과 output 조절을 통한 적정소화일수 20~25일을 최대한 맞추어 운전하여 소화조 설계용량의 평균 90%를 활용하고 있다.

• Journal of Korean Society on Water Environment
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• v.21 no.2
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• pp.190-195
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• 2005

The laboratory and pilot scale BAFs (biological aerated filters) were operated with 0.3 hr to 1.1 hr EBCT(empty bed contact time) at a maximum filtration rate of $472m^3/m^2/day$ as a treatment method for reuse of secondary effluent and by-pass flow in this study. The effluent BOD and SS were generally 3.5 to 5 mg/L and 2 to 3 mg/L, respectively with 2ndary effluent, but the SS concentrations increased to 4 to 8 mg/L with the increased flow rates of by-pass flow. Potential nitrification rates were very high, but the nitrogen removal efficiencies were low due to the limited carbon sources. Bypass of a part of primary effluent seemed to be desirable to increase the nitrogen removal. Disinfection must be furnished for the reuse of BAF effluent.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.31-31
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• 2022

기후변화, 물 부족, 인구 증가와 도시화로 인한 물 수요 증가, 수질 악화, 노후화된 인프라와 같은 세계적인 물문제의 증가로 인해, 도시 물순환 시스템 관리는 더 큰 어려움을 겪고 있다. 취수, 도·송수, 정수처리, 배·급수, 용수 사용, 하수 집수, 하수 처리, 재이용 및 배출 과정을 포함하는 도시 물순환 시스템의 과정은 매우 에너지 집약적인 활동이며, 이와 같은 에너지 소비는 탄소 배출과 양의 직접적인 상관관계가 있다. 따라서 자원 관리 및 데이터 관리를 최적화하기 위해 넥서스 관점의 접근법이 도시 물순환 시스템에 점차적으로 도입되고 있는 추세이다. 도시 물순환 시스템 넥서스에서는 일반적으로 에너지 인텐시티로 표현되는 물을 위한 에너지를 이해하는 것이 중요하다. 에너지 인텐시티의 차이는 기후(연평균 강수량, 단기 기후 변동성, 기후패턴 등), 지리적 특징(표고차, 평지비, 위치 등), 시스템 특성(총급수량, 인구, 인구밀도, 관로 연장 등) 및 운영관리 효율(수압, 누수율, 에너지 효율 등)과 밀접한 관계가 있다. 그리고 도시 물순환 시스템에서 에너지 관리를 증진시킨 방안은 유지관리 효율 개선(물·에너지 관리전략, 물손실 관리, 수요 관리 및 수요 대응 등), 신기술 도입, 그리고 에너지 회수로 나누어진다. 본 연구에서는 기존 문헌의 자료를 분석하여 도시 물순환 시스템의 각 공정별 에너지 인텐시티를 분석하였으며, 시스템 다이나믹스를 적용하여 다양한 도시 여건(인구, lpcd, 누수율, 취수원, 에너지 인텐시티)에서 외부영향(기후변화, 도시화)과 운영효율 변동(운영효율 향상, 신시술 도입)에 따른 도시 물순환 시스템 내 자원 사용 및 이동을 분석하였다. 에너지 인텐시티는 전체 도시 물순환 시스템, 상수 시스템, 하수시스템에서 각각 2.334 kWh/m³, 1.029 kWh/m³, 1.024 kWh/m³를 나타내었으며, 용수사용, 담수화, 재이용 과정에서는 매우 높은 값이 나타났다. 에너지 인틴시티의 값은 외부 영향에 크게 좌우되는 것으로 분석되었으며, 운영효율의 변동에 따라서 물 및 에너지 사용량은 변화하였지만 에너지 인텐시티의 변동은 크지 않았다. 이에 따라 도시 물순환 시스템을 넥서스 관점에서 관리하기 위해서는 에너지 인텐시티 이외에 물 및 에너지 사용량, 유수수량 관점 에너지 인텐시티, 사용수량 관점 에너지 인텐시티를 종합적으로 고려하는 것이 필요하다.

• Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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• v.6 no.2
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• pp.7-30
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• 1998

Generation and recycling potential of organic waste in Korea were estimated. Status of organic waste composting and compost utilization also were surveyed to promote the recycling of organic waste. From 1994 to 1997, generation of garbage decreased gradually while recycling rate increased due to positive governmental strategy. During the same period, livestock waste increased 11.2%. Municipal wastewater sludge was generated 3,500 ton/day which was 0.03% of wastewater treated in 1996. The energy Potential of industrial organic waste was estimated to 288 million TOE which was 1.75% of the nationwide first energy consumption in 1996. Recycling of industrial sludge was low to 31%, while recycling of animal waste, plant scraps, and wasted paper were relatively high over 50%. Industrial sludge should be recycled more as it was the most part of industrial organic waste. Conventional composting materials were mainly livestock waste, food processing waste, fishery waste, sawdust, and nightsoil. Garbage and sludge have been composted recently. 420,000 tons of compost in 1996 were produced by 288 makers, the most of which were utilized in agriculture. It was suggested that separated collection, compost standard, and quality management should be provided to promote the composting of organic waste.

• Microbiology and Biotechnology Letters
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• v.41 no.2
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• pp.207-214
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• 2013

A concerted effort to develop alternative forms of energy is underway due to fossil fuel shortages and its deleterious effects. Recently, bioenergy from microalgae has gained prominence and the use of municipal wastewater as a low cost alternative for a nutrient source has significant advantages. In this study, we have employed municipal wastewater directly after primary treatment (primary settling basin) in a small scale raceway pond (SSRP) for microalgal growth. Indigenous microalgae in the wastewater were encouraged to grow in the SSRP under optimal conditions. The mean removal efficiencies of TN, TP, and $NH_3-N$ after 6 days were 77.77%, 63.55%, and 89.02%, respectively. The average lipid content of the microalgae was 19.51% of dry cell weight, and linolenate and linoleate (18:n) were the predominant fatty acids. The 18S rRNA gene analysis and microscopic observations of the indigenous microalgae community revealed the presence of Chlorella vulgaris and Scenedesmus obliquus as the dominant microalgae. These results indicate that untreated municipal wastewater, serving as an excellent nitrogen and phosphate source for microalgal growth, could be treated using microalgae in open raceway ponds. Moreover, microalgal biomass could be further profitable by the extraction of biodiesel.