• 한국물환경학회지
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• 제22권2호
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• pp.250-257
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• 2006

The objective of this study is to propose an alternative process for the small sewage treatment plants in rural communities. A biofilter has been used for biological wastewater treatment, which is becoming the alternative to the conventional activated sludge system. The proposed process used in this study, which is packed with floating media (i.e. expanded polystylene), has advantages of biofilter system and alternative flow system and they are incorporated into one process. Pilot and bench scale studies were performed using domestic wastewater. In the results of pilot plant study, it was observed that the stable effluent water quality was achieved and it met the present effluent criteria of suspended solid (SS), organic matters, T-N and T-P. In the study for determination of the cycle of backwashing, it was observed that the cycle of backwashing depended on BOD loading rates of influents. In the BOD loading rates of $0.5kg\;BOD/m^3{\cdot}day$ and $1.0kg\;BOD/m^3{\cdot}day$, the backwashing cycle of 28 hour and 16 hour were needed, respectively. The optimum backwashing time was 120~80 seconds at the media expansion rate of 50%. In the removal of SS, organic matters, T-N and T-P, SS removal was rather achieved by physical filtration than biological mechanism and the removal of organic matters except for SS, T-N and T-P were mainly rather achieved by biological mechanism than physical filtration. In bench-scale study, the effects of recirculation rate was investigated on removal of SS, TCOD, T-N and T-P. It was observed that the recirculation made removal efficiencies of SS, TCOD, T-N and T-P increased. Especially, in T-N removal, the increase of T-N removal efficiency of 40% was observed in the reicirculation rate of 1Q compared with 0Q.

• KSBB Journal
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• 제22권4호
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• pp.191-196
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• 2007

본 연구는 급속한 산업 발전으로 인해 일어난 많은 수질오염 문제 중 생활하수의 처리방법에 관심을 기울여 생물막 공법을 이용하였는데, 이는 소규모 오폐수 처리장치에서 운전과 유지가 간단하고 활성슬러지 공정보다 넓은 부지를 필요로 하지 않기 때문이다. 생물막 공법 중 생물여상법의 변법을 적용한 Pilot 규모의 상향류식 충전탑형 반응기로 내부의 담체로는 폐토기와 폐비닐을 넣어 혐기조와 호기조를 구성하였고, 생활 오수로는 식당 오수를 이용하여 Lab.-Scale 실험 후 Pilot-Scale로 Scale-up하여 100여일 간에 걸쳐 실험을 수행하였다. 실험은 연속 포기시 일정 HRT에서 유기물과 질소, 인 제거율을 살펴보았다. 실험결과 $BOD_5$와 SS의 평균 제거율은 각각 94.33%와 87.77%로 높은 제거율을 보였으나, $COD_{Cr}$은 81.46%로 목표 제거율 90% 이상에 미치지 못하였고, T-N과 T-P도 각각 71.92%와 21.10%로 예상보다 약간 낮았다. 특히 $COD_{Cr}$와 T-N의 제거율은 지난 Lab.-Scale 때보다 약 10% 정도의 감소를 하여 Pilot-scale에 내외적인 문제가 작용한 것으로 보였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제14권2호
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• pp.105-109
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• 2008

우리나라에서 대부분의 호수는 인이 제한영양염인 것으로 나타나고 있다. 그러므로 인의 제거는 하수처리에서 중요한 공정이라고 할 수 있다. 그러나 많은 하수처리장은 재래식처리공정으로 처리하고 있으며 인의 제거율이 $10{\sim}30%$로 낮게 나타나 인의 제거공정은 필요하게 되었으며 패각은 수중의 인을 제거할 수 있는 것으로 알려지고 있어서 인의 활용이 주목된다. 회분식으로 패각을 이용하여 인의 제거율을 조사한 결과 패각의 크기가 작을수록, pH가 높을수록 제거율이 높게 나타났다. 또한 칼슘의 주입농도를 달리하여 처리한 결과 칼슘의 농도가 높을수록 처리효율이 증가하였으며 칼슘의 농도를 20mg/L로 조절하여 실험한 결과 2시간 내에 90% 이상의 제거율을 나타내었다. 재순환을을 변화시켜 실험한 결과 재순환율이 증가할수록 제거율은 증가하였으며 PH 11에서 재순환율을 300%로 조절한 결과 인의 제거율은 80%가 되었다. 중탄신이온의 영향을 평가하기 위하여 중탄산이온의 농도를 달리하여 실험한 결과 중탄산이온의 증가에 따라 인의 제거율은 감소하는 것으로 나타났으며 감소하는 비율은 지수함수로 나타났다.

• 한국물환경학회지
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• 제22권3호
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• pp.492-497
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• 2006

Feasibility of simultaneous removal of organic materials and nitrogen in the wastewater from fisheries processing plant was evaluated using entrapped mixed microbial cell (EMMC) process. The experiment was performed using activated sludge from municipal sewage treatment plant which was immobilized with gel matrix by cellulose triacetate. It was found the stable operation at the treatment system which is composed of anoxic and oxic tank, was possible when the organic and nitrogen loading rates were increased stepwise. The organic and nitrogen loading rates were conducted from 0.65 to $1.72kgCOD/m^3/d$ and from 0.119 to $0.317kg\;T-N/m^3/d$ with four steps, respectively. The maximum nitrogen loading rate which could satisfy the regulated effluent standard of nitrogen concentration, was $0.3kg\;T-N/m^3/d$. The removal efficiency of total nitrogen was decreased apparently as increasing nitrogen loading rates, whereas the removal efficiency of ammonium nitrogen was effective at the all tested nitrogen loading rates. Therefore, it was concluded that nitrification was efficient at the system. Nitrate was removed efficiently at the anoxic tank. whereas the nitrification efficiency at the oxic tank ranged 94.0% to 96.9% at the tested loading rates. The removal efficiencies of chemical oxygen demand (COD) and those of total nitrogen at the entire system ranged from 94.2% to 96.6% and 73.4% to 83.4%, respectively.

• 한국물환경학회지
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• 제36권6호
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• pp.500-507
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• 2020

This study examined the wastewater at a livestock farm, and found that the dairy wastewater from the milking parlor had a lower concentration than the piggery wastewater, and that it was produced at a rate under 1.3 ㎥/day in a single farmhouse. The amount of dairy wastewater was determined based on the performance of the milking machine, the maintenance method of the milking parlor, and the amount of milk production allocated for each farmhouse, not by the area. The results confirmed that both dairy wastewater treatment processes, specifically those using Hanged Bio-Compactor (HBC) and Sequencing Batch Reactor (SBR), can fully satisfy the water quality standards of discharge. The dairy wastewater has a lower amount and concentration than piggery wastewater, meaning it is less valuable as liquid fertilizer, but it can be easily degraded using the conventional activated sludge process in a public sewage treatment plant. Therefore, discharging the dairy wastewater after individual treatment was expected to be a more reasonable method than consigning it to the centralized wastewater treatment plant. The effluent after the SBR process showed a lower degree of color than the HBC effluent, which was attributed to biological adsorption. In the case of the milking parlor in the livestock farm, the concentrations of the effluents obtained after HBC and SBR treatments both satisfied water quality standards for the discharge of public livestock wastewater treatment plants at 99% confidence intervals, and the concentrations of total nitrogen and phosphorous in untreated wastewater were even lower than the water quality standards of discharge. Therefore, we need to discuss strengthening the water quality standards to reduce environmental pollution.

• 유기물자원화
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• 제9권1호
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• pp.90-98
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• 2001

혐기성소화공정에서 슬러지의 용해가 전체 반응속도를 제한하고 있다. 용해율 향상을 위해 산(pH1.5, 3, 4, 5) 및 알칼리처리(pH9, 10, 13), 열처리(50, 100, 150, $200^{\circ}C$) 및 초음파처리(400W, 20kHz, 15, 20, 25, 30. 35, 40, 50, 60min)가 각 조건에서 실시되어 아래의 결과를 얻었다. 용해효과는 SCOD기준으로 무처리에 비해 산처리는 효과가 매우 낮았고, 알칼리처리는 pH13에서 986%, 열처리는 $200^{\circ}C$에서 959%, 초음파처리는 처리시간 35분에서 온도고정의 경우 802%, 온도 무고정의 경우 1123%의 높은 효과를 나타내어, 초음파처리가 가장 효과적이었다. VS/SS비율은 전처리에 따른 용해율과 정의 상관성을 가져, 용해율 효과의 지표로써 이용 가능했다. 총가스발생량은 열처리 $200^{\circ}C$가 무처리에 비해 1.8배, 열처리 $150^{\circ}C$가 1.4배, pH9의 알칼리처리가 1.2배, 온도 무고정 초음파 90분처리가 1.3배의 가스증산 효과를 나타내어, 열처리의 경우가 가장 효과적이었다. 또한 초음파처리의 경우, 온도고정보다 무고정의 경우가 저온 열처리의 동시효과가 있어 보다 효과적이었다.

• 유기물자원화
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• 제17권1호
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• pp.58-72
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• 2009

본 연구에서는 하수 내에 존재하는 유기물과 미생물량 분액을 위해 미생물 호흡률 측정기(Respirometer)를 구동하여 미생물에 의한 산소 섭취율(OUR : Oxygen Uptake Rate)을 측정하고, CG-FID 혹은 LC를 활용하여 VFAs(Volatile Fatty Acids)를 측정하였다. 유기물은 IAWQ (International Association of Water Quality)의 ASM(Activated Sludge Model)에서 명시된 유기물 분류법에 따라 분액 하였으며, ASM 중에서도 ASM No.2d를 기초하여 분액을 수행하였다. 하지만 슬러지를 첨가하지 않은 하수 원액의 미생물 호흡률 측정과 더불어 기존의 방법과는 다르게 여과한 하수의 미생물 호흡률 측정과 VFAs 측정을 수행하여 하수에 포함된 유기물량을 추정하였다. 이는 기존의 하수 원액을 이용한 미생물 호흡률 측정 방법에 있어 천천히 생분해되는 용존성 유기물질(S_S)에 의한 산소섭취율과 천천히 생분해되는 입자성 유기물질(X_S)에 의한 산소섭취율이 동일 그래프 안에 형성되어 정확하게 구분되지 못하는 단점과 슬러지 세척으로 인한 실험의 오차를 보완하고자 하였다. 또한 용존성 난분해 COD(S_I)을 측정하는 기준이 명확하지 않는 문제점이 발생하여 미생물 호흡률 측정 과정에서 그래프의 변화를 보고 정확한 용존성 난분해 COD(S_I)의 측정 시간을 선택할 수 있는 방법을 제시하였다. 여과한 하수를 대상으로 미생물 호흡률 측정과 VFAs 측정을 통하여 추정한 유기물 분액 결과 용존성 난분해 COD인 S_I는 $12.2g/m^3$로 Total $COD_{Cr}$ 기준으로 6.9%, 발효 부산물인 S_A는 $24.76g/m^3$로 Total $COD_{Cr}$ 기준으로 14.1%, 발효 가능한 유기물질인 S_F는 $58.54g/m^3$로 Total $COD_{Cr}$ 기준으로 33.2%, 천천히 생분해되는 입자성 유기물질인 X_S는 $61.1g/m^3$로 Total $COD_{Cr}$ 기준으로 34.7%, 입자성 난분해 COD인 X_I는 $10.2g/m^3$로 Total $COD_{Cr}$ 기준으로 5.8%로 추정되었다. 종속영양 미생물량인 X_H는 $9.3g/m^3$로 Total $COD_{Cr}$ 기준으로 5.3%로 추정되었다.

• 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.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.233-241
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• 1993

도시 하수처리장에서 발생되는 반송수의 성상과 처리계통에서의 영향을 검토하기 위해 본 연구가 수행되었다. 각 단위 공정별 반송수의 유량과 분석자료를 이용하여 물질수지를 작성한 뒤 반송수의 특성을 결정하였으며 실험실 완전혼합 활성슬럿지 반응조를 현장 운전 조건과 유사한 방법으로 운전하여 반송수의 영향을 살펴보았다. 연구 결과 반송수의 유량은 유입원수량에 대해 1.2-1.8%로 적은 양이지만 높은 농도로 인하여 유기물과 영양소 부하량은 평균 부하시 20-30% 정도로 증가되고 있었으며 충격부하시는 40-70 %까지 증가되고 있었다. 혼합하수의 침전효율은 BOD 30%, SS 45%를 나타내고 있으나, 반송수에 의한 부하증가로 인해 BOD의 제거효율은 원수 기준시 10% 미만으로 떨어져 포기조에 큰 영향을 미치고 있었다. 즉, 반송수의 평균부하가 포기조에 유입되는 경우 반송수의 유입이 없는 경우에 비해 10%의 BOD 제거효율이 저하되었고 충격부하시는 80% 이상의 BOD 제거효율을 얻을 수 없었으며 50% 이하의 질산화율에 불과하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.635-644
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• 1994

혐기성 소화에 비해 낮은 시설비 및 공정의 안정성 등의 장점으로 중소규모 하수처리장의 슬리지 처리에 적합한 호기성 소화의 상징액내 영양염류 농도를 예측하기 위하여, 본 연구에서는 질소 및 인의 거동 관찰로 주요반응을 규정하고 물질수지를 고려해서 연립미분방정식 형태로 수학적 모형을 수립하였다. 하수처리장의 폐활성슬러지를 시료로 하여 초기 고형물 농도 수준을 다르게 한 회분식 호기성 소화조를 온도 $20^{\circ}C$, pH $7{\pm}0.5$의 조건에서 운영하였고, 반응계수 추정을 위하여 비선형 회귀분석을 실시하였다. 수립된 모형은, Biomass-N, 용존 유기질소, $NH_4{^-}$-N, $NO_x{^-}$-N과 Biomass-N, 용존 유기인, $PO_4{^-}$-P와 같은 영양염류의 거동 예측이 가능하였다. 모의실험으로 고형상의 영양염류보다 용존상 영양염류가, 질소보다는 인이 상징액에 미치는 영향이 크다는 것을 보였다.