• 대한환경공학회지
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• 제27권7호
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• pp.719-725
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• 2005

본 연구는 생물학적 질소제거공정에서 국내 하수의 저C/N비로 인한 총질소 저하현상을 최소화 하기위한 방안으로 SBR 공정에서 유입수 주입방식의 변화를 포함한 세가지 운전모드에 대한 질소제거 효율을 평가하였다. 검토된 운전방식은 CO-SBR, IA-SBR, SF-SBR이며 lab-scale운전과 pilot-scale($2\;m^3/day$) 운전을 통해 검증하였다. 또한 질소제거를 위한 SBR공정에서 유입수량과 반응조의 비율과 유입수 간헐 주입비를 고려할 때 질소제거효율을 효과적으로 예측할 수 있는 방정식을 개발하여 질소제거율을 실제 운전결과와 비교 검토하였다. 유입수 주입방식의 변화가 탈질효율에 미치는 영향은 운전결과 SF-SBR이 90% 탈질율로서 가장 높은 탈질율을 나타냈고 IA-SBR이 61% 그리고 CO-SBR이 19%를 나타내었다. 또한 비 포기 유입시간의 길이가 슬러지 플럭에 미치는 영향은 비 포기 유입시간이 1시간 및 2시간의 경우의 플록의 밀도가 3시간의 경우보다 높아졌고 양호한 침강성을 나타냈으며 플록의 입도분포는 1시간 및 2시간의 경우가 $100{\sim}300\;{\mu}m$이고 3시간의 경우 $200{\sim}400\;{\mu}m$를 나타내었다.

• 한국물환경학회지
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• 제22권6호
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• pp.1101-1106
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• 2006

생물학적 영양소 제거공정의 하수처리장에서 운전온도가 낮은 겨울철 기간중 사상성 미생물에 의한 Bulking 문제가 발생하고 있다. 본 연구는 사상성 세균의 한 종류인 M. parvicella의 성장에 의한 Bulking 문제를 C시 하수처리장과 파일럿 시설을 이용하여 검토하였다. Full-scale 시설은 1일 처리용량이 $51,000m^3/d$이고 F/M비는 0.12 kgBOD/kgMLVSS/d이며 SRT는 25일 이상으로 운전되고 있었다. 본 시설은 2003년 생물학적 영양소 제거공정으로 전환된 이후 운전온도가 $15^{\circ}C$ 이하의 저온으로 운전될 때 Bulking과 그로 인해 반응조내 거품현상이 주기적으로 발생되어 왔다. 파일럿 플랜트는 Full-scale과 동일한 시스템 및 폐수를 이용하였으며 1일 처리용량은 3.8 톤이고 운전온도는 $10^{\circ}C$에서 $25^{\circ}C$이었으며 SRT는 10일에서 25일 사이로 운전되었다. Full-scale에서는 온도변화에 따른 M. parvicella 성장과 SVI 변화 양상이 검토되었다. 아울러 파일럿 시설에서는 DO와 SRT를 변화시키면서 그에 따른 Bulking 미생물의 성장과 SVI 변화 형태를 분석하였다. 3년간 Full-scale의 운전결과를 분석한 결과 여름철 기간은 SVI가 160 이하의 양호한 분포를 나타내는 가운데 M. parvicella에 의해 더 이상 침전효율이 저조한 결과를 나타내지 않고 있었다. 반면 낮은 운전온도에서는 SVI가 300 이상의 높은 값을 나타내었다. 본 연구결과 DO 농도를 2-4 mg/L로 운전하거나 SRT를 20일 이내로 유지하였을 경우 M. parvicella에 의한 Bulking 문제가 효과적으로 제어되었다.

• 한국물환경학회지
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• 제24권5호
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• pp.618-625
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• 2008

Advanced Phase Isolation Ditch (APID) process was studied to develop economic retrofitting technology, for the plants where retrofitting of common activated sludge process is required. In this study, to evaluate the effluent BOD, SS, T-N, and T-P concentrations as process capable and stable parameters for treating municipal wastewater, a demonstration plant was installed and operated in the existing sewage treatment plant of P city. During this study, the average effluent BOD, SS, T-N, and T-P concentrations were 4.56, 5.20, 9.30, and 1.75 mg/L at the conventional mode and 3.95, 3.17, 7.65, and 1.18 mg/L at the modified mode. The modified mode (BOD: 3.69, SS: 3.19, T-N: 1.27, and T-P: 0.69) increased the process capability more than the conventional mode (BOD: 1.80, SS: 1.05, T-N: 2.17, and T-P: 0.15) in this study. If process capability over 1.0, this process is capable and stable to treat wastewater. Therefore, newly developed APID process with modified intermittent aeration mode can be one of the useful processes for stable organic matter and nutrients removal.

• 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.

• 대한환경공학회지
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• 제27권1호
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• pp.93-100
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• 2005

본 연구는 1차슬러지와 생물학적 영양소제거 슬러지의 처리에 있어서 분리 및 혼합처리에 대한 농축과 탈수특성을 조사하였다. 슬러지의 탈수를 위해서는 고분자 폴리머, 증기주입 및 초음파처리등의 슬러지 개량방법을 이용하여 슬러지의 개량특성을 분석하였고, 비저항계수측정법과 Wedge zone simulator 그리고 원심분리를 이용하여 탈수특성을 분석하였다. 농축실험결과 1차슬러지와 생물학적 2차슬러지를 분리농축하는 것이 바람직한 것으로 나타났으며, 특히 3.5%이상의 고농도 1차슬러지의 경우는 농축단계에서 상징수의 고액분리는 부정적이었다. 농축된 슬러지의 개량에 있어서는 폴리머 주입, 증기처리 및 초음파처리 등의 개랑법중에서 폴리머를 주입한 경우가 가장 우수한 탈수성을 나타내었다. 1차와 2차 및 혼합슬러지의 최적 폴리머 주입조건은 건조고형물 기준으로 각각 0.26%, 0.43% 및 0.38%이었다. 농축슬러지의 탈수실험에서는 1차와 2차슬러지를 혼합하여 처리하는 것이 고액분리측면에서나 반류수의 수질측면에서 보다 효과적으로 나타났다. 여과포를 이용하는 탈수방식은 폴리머의 사용이 필수적이었으나 이 경우 2차슬러지의 단독탈수는 효과가 없었다. 원심탈수 방법은 가장 우수한 탈수효율을 보였으며, 이때 폴리머의 주입으로 탈수케익의 고형물함량을 조금 더 향상시킬 수 있었다. 이상의 실험결과에 근거하여 반류수의 수질특성과 고형물회수를 고려한 합리적인 슬러지 처리공정을 제안하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권6호
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• pp.687-692
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• 2006

실험은 C/N 비가 낮은 실제하수 유입시 적용한 유동여재 $A_2O$시스템의 생물학적 탈질특성을 파악하고 외부 탄소원(메탄올) 주입량(C/N비) 변화에 따른 오염물질 제거특성, 각 반응조의 유기물, 질소 거동 특성을 검토하였다. 실험장치는 실험실 규모로 호기조에 유동여재를 투입하여 부유와 부착 미생물이 공존하는 혼합형 형태이다. 유동여재는 $10{\sim}20mm$정도의 육면체로 된 스폰지 형태의 폴리우레탄 재질이다. 실험에서 얻어진 결과는 다음과 같다. 외부탄소원을 주입하지 않는 하수처리의 경우, 부유성 미생물양이 부착성 미생물양 보다 약 3배 가량 많았다(총 미생물량 80 g). 무산소조에 주입되는 외부탄소원에 의해 성장되는 미생물은 우선적으로 호기조 접촉여재에 일정량 부착된 후에 부유성 상태 미생물로 유지되었다. 유출수 $COD_{Cr}$ 농도는 외부탄소원 주입여부에 관계없이 $13{\sim}29mg/L$으로 안정하게 유지되었다. 유출수의 총무기성 질소(TIN)농도의 경우, 미주입시에는 $20.0{\sim}35.9mg/L$(제거효율 18%)이었으나 주입시에는 $2.5{\sim}9.0mg/L$(제거효율 $71{\sim}83%$)로 염분의 영향은 없었다. 각 반응조의 유기물($COD_{Cr}$) 제거특성은 외부탄소원 미주입시에는 대부분이 혐기조에서 제거되었으며, 외부탄소원 주입시에 대부분이 무산소조에서 제거되었다. 과잉주입의 경우 대부분이 호기조에서 제거되었다. 총 무기성 질소(TIN)의 경우, 외부탄소원 미주입시 대부분이 혐기조에서 제거되었으며, 외부탄소원 주입시 불안정한 상태에서는 혐기조에서, 안정한 상태에서는 무산소조에서 대부분 제거되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권8호
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• pp.831-838
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• 2008

본 연구는 호기조에 유동상 접촉여재를 충전한 실험실 규모의 A$_2$O 공법을 이용하여 낮은 C/N비(COD$_{Cr}$/T-N = 1.24) 하수처리시에 외부 탄소원 주입량 여부에 따른 탈질 및 미생물 군집구조 변화특성을 검토하였다. 미생물 군집구조 특성 분석은 퀴논분석을 이용하여 수행하였다. 실험으로부터 얻어진 결론은 다음과 같다. C/N비가 낮은 유입하수의 미생물 군집특성은 유비퀴논(UQ) 동족체 비율이 UQ-8 > UQ-10 > UQ-9 > 기타의 순으로 감소하고 메나퀴논(MK) 동족체는 UQ 동족체에 비해 존재비(f)가 적고 단순하였다. MK/UQ비는 0.41 이하, 비유사도(D)는 0.26 이하이었다. 외부탄소원 미주입 경우, 각 공정에서의 미생물 군집 특성은 혐기조에서는 퀴논종이 3종으로 MK-8이 우점이고 DQ와 EQ값이 작았다. 무산소조에서는 UQ/MK비가 2.3으로 호기성 미생물의 존재비가 높았다. 호기조에서는 부유성인 경우 우점퀴논이 UQ-7이며, 접촉여재 부착성인 경우 우점 퀴논이 UQ-8이었다. 외부탄소원을 주입한 경우, 미생물 군집 구조특성은 미주입시보다 혐기조에서 MK-8 비가 감소하고 UQ-8비, 퀴논종수, DQ값과 EQ값는 증가하였다. 외부탄소원 주입시 탈질향상은 주로 무산소조에서 일어났으며 UQ/MK비가 2.3에서 1.4으로 감소하였다. 이는 주로 UQ-8의 감소와 MK-7 및 MK-8의 증가에 의한 요인으로 미생물군집구조가 Pseudomonas sp.에서 Bacillus 및 Micrococcus sp. 같은 종의 구조로 변화함을 의미한다. 호기조에서 부유성인 경우 우점퀴논이 UQ-7에서 UQ-8으로, 부착성인 경우 UQ-8에서 UQ-10으로 변하였는데 이는 부유성에서 Nitrosomonas가 부착성에서 Nitrobactor의 존재비가 증가하였음을 의미한다.