• Title/Summary/Keyword: BOD제거

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Morphology and Ecological Milieu of Keum-gae River basin in Andong Province (안동 금계천 유역의 지형과 생태 환경)

  • KEE, Keun-Doh
    • Journal of The Geomorphological Association of Korea
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    • v.17 no.4
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    • pp.99-110
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    • 2010
  • This study elucidates the interrelationship between climatic, morpological, and hydraulic milieu in the drainage basins of Keum-gae river from the viewpoint of ecogeography. The region of this basin is located at low-relief hills. Because hills are made up of granitic regolith by deep weathering, the rate of permeability is very high. And, the speed of drainage is very fast, and the deficit of water easily revealed and BOD is very high. Therefore a great deals of efforts are needed for the maintenance of stable milieu.

Prediction of Water Quality Factor for River Basin using RNN-LSTM Algorithm (RNN-LSTM 알고리즘을 이용한 하천의 수질인자 예측)

  • Lim, Hee Sung;An, Hyun Uk
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2020.06a
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    • pp.219-219
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    • 2020
  • 하천의 수질을 나타내는 환경지표 중 국가 TMS(Tele Monitoring system)의 수질측정망을 통해 관리되고 있는 지표로는 DO, BOD, COD, SS, TN, TP 등 여러 인자들이 있다. 이러한 수질인자는 하천의 자정작용에 있어 많은 영향을 나타내고 있다. 이를 활용한 경제적이고 합리적인 수질관리를 위해 하천의 자정작용을 활용하는 것이 중요하다. 생물학적 작용을 가장 효과적으로 활용하기 위해서는 수질오염 데이터에 기초한 수질예측을 채택하여 적절한 대책이 필요하다. 이를 위해서는 수질인자의 데이터를 측정하고 축적해 수질오염을 예측하는 것이 필수적인데, 실제적으로 수질인자의 일일 측정은 비용 관점에서 쉽게 접근할 수 없다. 본 연구에서는 시계열 학습으로 알려진 RNN-LSTM(Recurrent Neural Network-Long Term Memory) 알고리즘을 활용하여 기존에 측정된 수질인자의 데이터를 통해 시간당 및 일일 수질인자를 예측하려고 했다. 연구에 앞서, 기존에 시간단위로 측정된 수질인자 데이터의 이상 유무를 확인 후, 에러값은 제거하고 12시간 이하 데이터가 누락되었을 때는 선형 보간하여 데이터를 사용하고, 1일 데이터도 10일 이하 데이터가 누락되었을 때 선형 보간하여 데이터를 활용하여 수질인자를 예측하였다. 수질인자를 예측하기 위해 구글이 개발한 딥러닝 오픈소스 라이브러리인 텐서플로우를 활용하였고, 연구지역으로는 대한민국 부산에 위치한 온천천의 유역을 선정하였다. 수질인자 데이터 수집은 부산광역시에서 운영하는 보건환경정보 공개시스템의 자료를 활용하였다. 모델의 연구를 위해 하천의 수질인자, 기상자료 데이터를 입력자료로 활용하였다. 분석에서는 입력자료와, 반복횟수, 시계열의 길이 등을 조절해 수질 요인을 예측했고, 모델의 정확도도 분석하였다.

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Change of Nutrients and Behaviour of Total Coliforms in the Natural Treatment of Wastewater by Subsurface Flow Wetland System (인공습지를 이용한 자연정화 오수처리시설에서 영양물질의 변화와 대장균군의 행동)

  • Yoon, Chun-Gyeong;Kwun, Soon-Kuk;Kim, Hyung-Joong
    • Korean Journal of Environmental Agriculture
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    • v.16 no.3
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    • pp.249-254
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    • 1997
  • The constructed wetland system which is applicable to rural wastewater treatment was examined by pilot plant experiment. Removal rates of nutrients including nitrogen and phosphorus and total coliform were evaluated. The $NH_4\;^+$ concentration of the influent was in the range of 91.57 to 275.88mg/l and the effluent concentration was about 40% lower than the influent. The decreasing of the $NH_4\;^+$ concentration might be due to volatilization, plant uptake, adsorption onto soil particles, and mainly nitrification. However, generally concentrations of $NO_2\;^-$ and $NO_3\;^-$ were increased in the effluents compared to the influent concentrations, which implies that nitrogen components in the system were nitrified. Overall, the average removal rate of the nitrogen was about 5% which seems inadequate as a wastewater treatment system, and this system needs improvement on nitrogen removal mechamism. The removal rate of the phosphorus was quite high and effluent concentration was very low. Reason for high removal rate of the phosphorus might be mainly strong adsorption characteristic onto soil particles. The average removal rate of the total coliforms was about 83%, and main removal mechanisms are thought to be adsorption onto soil and inability to compete against the established soil microflora. From the results of the study, the constructed wetland system needs to be improved in nitrogen removal mechanism for field application.

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Characteristics and Control of Microthrix Parvicella Bulking in Biological Nutrient Removal Plant (생물학적 영양소제거공정에서 Microthrix Parvicella에 의한 Bulking 특성 및 제어)

  • Lee, H.;Ahn, K.
    • Journal of Korean Society on Water Environment
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    • v.22 no.6
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    • pp.1101-1106
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    • 2006
  • Many BNR (Biological Nutrient Removal) plants have experienced a bulking problem, mainly due to the growth of filamentous organisms, particularly during the winter months. This study investigated the problem of bulking due to the growth of M. parvicella both at a full-scale municipal wastewater treatment plant and a pilot scale plant located in the C city. The full-scale facility was operated at a flow rate of $51,000m^3/d$, an F/M (Food-to-Microorganism) ratio of 0.12 kgBOD/kgMLVSS/d and an SRT (Solids Retention Time) higher than 25 days, respectively. This plant experienced bulking and foaming problems at low temperatures below $15^{\circ}C$ since it was retrofitted with the BNR system in 2003. The pilot plant employed had an identical process configuration as the full scale one and used the same wastewater source. It was operated at a flow rate of $3.8m^3/d$, temperatures between 10 to $25^{\circ}C$ and SRTs between 10 and 25 days. At full scale, the M. parvicella growth and SVI (Sludge Volume Index) patterns were studied in conjunction with temperature variations. At pilot scale, DO and SRT variations were also explored, in addition to the filamentous bacteria growth and SVI patterns. During the full-scale investigation, over a 3 year period, it was noted that the SVI was maintained within acceptable operational values (i.e. under 160) during the summer months. Moreover settling in the secondary clarifiers was good and was not affected by the presence of M. parvicella. In contrast, at low mean temperatures during winter, the SVI increased to over 300. Overall, as the temperature decreased, the predominance of M. parvicella became apparent. According to this study, M. parvicella growth could be controlled and SVI could drop under 160 by a change in operational conditions which involved an increase in DO concentration between 2 and 4 mg/L and a decrease in SRT to less than 20 days.

A Study on the Separation of Food-Waste Leachate into 3 Phases (음식물쓰레기 탈리액의 삼상분리)

  • Kim, Sangguk;Jeong, Minji;Kwon, Hyolee
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2010.11a
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    • pp.197-197
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    • 2010
  • 음식물쓰레기의 삼성분은 수분, 휘발분, 회분이며 이들이 차지하는 비율은 계절, 지역별로 다소 상이하지만 수분 약 80%, 회분3%, 휘발분 17%이다. 음식물쓰레기 전처리과정으로 이물질제거, 탈수공정이 있으며 탈수공정에서 다량의 탈리액이 발생한다. 본 연구에서는 탈리액을 데칸타를 이용하여 1차로 원심분리하여 고.액 분리한 액을 실험대상으로 하였다. 실험대상 탈리액의 물성은 BOD 78,800[mg/l], COD 41,000[mg/l], 부유물질 25,900[mg/l], 총질소 928[mg/l]이었다. 탈리액에는 기름성분(육류, 식용유등), 입자상물질등이 포함되어 있으며 이들은 난분해성 유기물질로, 이를 제거하는데 기존의 처리방법으로 많은 어려움이 있어 주요한 수질오염 발생원이 되고 있다. 예를들면 하수처리장 폭기조 수면에 유막을 형성하여 산소공급을 방해함으로 미생물번식을 방해하는 요인이 된다. 본 연구는 음식물쓰레기 탈리액의 수분, 고형분, 유분으로의 삼상분리에 관한 것이다. 유분은 에멀젼형태로 안정되게 수층에 분산되어 존재한다. 미세기포를 이용한 부상법의 경우 미세기포 표면과 유분의 화학적친화력이 낮아 기포표면에 유분이 잘 부착되지 않으며, 원심분리 방법만으로는 유분 분리효율이 낮고, 추출에 의한 분리시 추출액이 다량 소요되고 처리시간이 길며 추출액 비용이 많이 소요된다. 탈리액을 유분, 슬러지, 수분으로 분리하면 환경오염을 일으키는 주요성분을 신재생에너지 원료로 활용할 수 있다. 유분의 주성분이 동식물성 유지이므로 전처리시 산촉매를 이용 수분과 유리지방산을 제거하고 염기성촉매를 이용하여 전이에스테르화 반응을 거치면 바이오디젤인 FAME과 글리세롤으로 변환하므로 글리세롤을 분리하면 바이오디젤을 얻을 수 있다. 슬러지는 입자상 물질로 착화가 잘 되고 건조하면 발열량이 높으며 중금속등에 오염되지 않아 청정연료로 활용이 가능하다. 실험실에서의 탈리액 삼상분리방법은 다음과 같다. 탈리액 30ml당 추출액으로 노말헥산을 1ml를 가한 다음 플라스크에서 $80^{\circ}C$로 가열 후 방냉한다. 가열중 노말헥산의 손실을 방지하기 위하여 증발가스를 콘덴서에서 응축하여 플라스크로 재순환한다. 탈리액을 플라스크에서 꺼내어 원심분리기 rack에 300-400g씩 병에 각각 넣고 4,000rpm으로 30분간 운전한다. 탈리액은 상부로부터 유분층, 미세입자층, 수층, 슬러지층으로 분리된다. 각 층의 계면에서 2종의 성분이 약간 섞일 수 있다. 유분을 분리한 후 유분층 잔존물과 미세입자층, 수층 상층부의 혼합물을 취하여 50g씩 병에 넣고 3,500rpm으로 10분간 운전한 후 유분을 분리한다. 마지막으로 미세입자층만을 3,500rpm으로 10분간 원심분리한 후 유분을 따로 분리한다. 얻어진 유분은 rotary evaporator에서 $120^{\circ}C$로 가열하여 유분과 노말헥산을 분리하며 분리효율을 제고하기 위하여 감압하에서 운전한다. 분리된 유분의 고위발열량이 9,450[Kcal/kg]이었으며 원소분석 결과 탄소 74.7%, 수소 12.55%, 질소 0.08%, 유황분 0.0003%이었다. 분리된 유분의 양은 계절별로 시료별로 다르며 가을철에는 1.6-1.9%, 여름철은 1.0-1.3%이었다. 분리된 슬러지로부터 Hg, As, Cr, Cd, Pb 중금속 성분이 검출되지 않았으며 수분 2.8%, 휘발분 76.85%, 회분 7.52%, 고정탄소 12.83%이었고 원소분석결과 탄소 45.25%, 수소 7.46%, 질소 5.05%, 산소 34.39%, 유황분 0.33%이었으며 저위발열량은 4,480[Kcal/kg]이었다. 분리된 슬러지 양은 11-19% 이었다.

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Leachate Treatment using Intermittently Aerated BAC-Fluidizing Bed (간헐폭기 생물활성탄 유동상에 의한 매립지침출수 처리)

  • Kim, Kyu Yeon;Lee, Dong Hoon
    • Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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    • v.13 no.4
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    • pp.136-147
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    • 2005
  • Leachate from landfill sites contains high organics, chloride and ammonium nitrogen in concentration which might be potentially major pollutants to surface and groundwater environment. Most of landfill leachate treatment plants in Korea consist of biological processes to remove BOD and nitrogen. However, the efficiencies of refractory organics removal, nitrification and denitrification have not met frequently the national effluent regulation of wastewater treatment facility, especially in winter season. Simultaneous removal of organics and nitrogen from leachate is strongly necessitated to meet the national regulation on effluents from leachate treatment facilities. The intermittently aerated biological activated carbon fluidized bed(IABACFB) process was applied to treat real landfill leachates containing refractory organics and high concentration of ammonium nitrogen. The IABACFB reactor consisted of a single bed in which BAC fluidizing and an aerating column. The fluidized bed is intermittently aerated through the blower located at the aerating column. Experiments were performed to evaluate the applicability of Intermittently Aerated BACFB for simultaneous removal of refractory organic carbon and ammonium nitrogen of leachate. Organics and ammonia nitrogen($NH{_4}{^+}-N$)are oxidized during the aerobic stage, and nitrite-nitrate nitrogen($NO{_x}{^-}-N$) are removed to nitrogen gas through denitrification reaction during anoxic state. The IABACFB reactor condition reached a steady state within 40 days since the reactors had been operated. The blowing mode of 60 min.-On/60 min.-OFF is more compatible to remove TOC and ($NH{_4}{^+}-N$) operated. The blowing mode of 60 min.-On/60 min.-OFF is more compatible to remove TOC and ($NH{_4}{^+}-N$) simultaneously than the mode of 30 min.-On/90 min.-OFF. The average removal efficiencies of TOC, the refractory organic carbon, and the average efficiencies of nitrification and denitrification were 90%, 75%, 80%, 95%, respectively.

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Biological Treatment of Processed-Leachate from Landfills by Reed (Phragmites australis)-Bed in a Continuous Flow System (갈대-상(床)을 이용한 쓰레기 매립지 침출수의 생물학적 연속흐름 처리)

  • Kim, In-Sung;Cho, Yong-Joo;Choi, Hong-Keun;Lee, Eun-Ju
    • The Korean Journal of Ecology
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    • v.27 no.6 s.122
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    • pp.375-381
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    • 2004
  • We investigate the biological treatment of processed-leachate from SUDOKWON landfill site in Korea by the reed (Phragmites australis)-bed with a continuous flow system. The reed individuals showing superior growth in processed-leachate experiment were selected among the reeds of thirteen natural habitats by means of the comparisons between the removal rates of nutrient salts, eco-physiological responses and growth. The reed-beds (combination of the reed individuals showing superior growth with helper microorganisms) were continuously supplied with processed-leachate. We monitored the effluents that passing through the reed-beds during the experiment period. After five weeks, analysis results of effluent from each reed-bed were as follows; chromaticity, total nitrogen, total phosphorus, biological oxygen demand, chemical oxygen demand, total dissolved solid and salinity decreased $29.5{\sim}36.9\%,\;49.4{\sim}67.2\%,\;42.1{\sim}94.6\%,\;74.5{\sim}88.8\%,\;15.6{\sim}20.8\%,\;17.5{\sim}35.4\%\;and\;15.3{\sim}34.7\%$, respectively. These results represented the substantial improvement of water-quality after passing through reed-bed in a continuous flow system.

Evaluation of constructed wetlands' effectiveness based on watershed characteristics and facility size (유역특성 및 시설규모가 인공습지 효율에 미치는 영향 평가)

  • Choe, Hye-Seon;Reyes, Jett;Jeon, Min-Su;Geronimo, Nash Franz Kevin;Kim, Lee-Hyeong
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2021.06a
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    • pp.457-457
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    • 2021
  • 인공습지는 자연이 가진 정화기작을 인위적으로 증가시키기 위하여 조성한 자연기반해법에 해당한다. 인공습지는 습지 내 식물, 미생물, 토양 등의 상호기작에 의하여 오염물질이 제거된다. 인공습지의 오염물질저감효율은 시설의 규모와 유량, 유입물질의 부하량 수리학적 부하량, 체류시간 등의 영향을 받게 된다. 일반적으로 인공습지 적정 규모는 유역 및 기상인자의 특성과 조성목적에 고려하여 산정된다. 본 연구는 전국 35개 지역에 설치된 54개 인공습지를 선정하여 모니터링을 수행하였으며, 2011년부터 2018년에 설치된 시설이다. 54개 시설 중 도심지역에 13개, 농업지역 25개, 공업지역 3개, 상업지역 3개, 축산 10개가 설치되어있다. 습지형태는 Cell형 자유수면형 인공습지(Free Water Surface, Cell-FWS), 유로형(Flow) 자유수면형 인공습지(Cell-FWS), Cell과 Flow형이 결합된 Hybrid-FWS, 수직흐름형 인공습지(vertical flow constructed wetland)와 수평지하흐름형 인공습지(vertical flow constructed wetland)가 결합된 HYBIRD 형 습지로 구분된다. 연구결과, 일반적으로 SA/CA 비율이 클수록 오염물질의 저감효율은 증가하는 것으로 나타났다. 오염 물질별 인공습지 규모를 비교할 경우 저감효율 60%에서 인공습지의 규모는 유기물>영양염류>입자상물질 순으로 나타났다. 목표 제거효율 60%에서 SA/CA 비는 BOD에서 약 3.2%, COD에서 2.5%, SS에서 1.9%, TN 2.5%, TP 2.3%로 나타났다. 입자상물질인 SS는 유기물 및 영양염류에 비하여 유역면적 대비 시설면적이 가장 적게 나타났으며, 유기물질 제거에 큰 시설규모가 필요한 것으로 나타났다. 따라서 인공습지 설계시 유역 토지이용 및 강우특성을 고려하여 적정한 수질과 유량모니터링이 필요하며, 이를 토대로 목표 오염물질 선정이 중요한 것으로 나타났다. 또한, 농업지역의 최적화된 인공습지 위치는 임야가 20~30%, 밭이 20% 이하, 논이 10~50%를 포함하는 곳이 적정한 것으로 평가되었다. 도시지역 인공습지는 도시면적이 증가할수록 효율이 크게 변하지 않기에 가용위치가 적정한 위치로 평가된다. 인공습지의 효율은 유역의 세부 토지이용에 크게 의존하는 것으로 평가되었다. 따라서 인공습지 설계시 농업지역에서는 임야, 밭 및 논의 적정면적을 고려하여 인공습지 위치가 결정되어야 하는 것으로 나타났다.

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Loading Characteristics of Non-Point Source Pollutants by Rainfall - Case Study with Sweet Potato Plot - (강우시 비점오염원의 오염부하 특성 - 고구마 재배지를 대상으로 -)

  • Kang, Mee-A;Jo, Soo-Hyun;Choi, Byoung-Woo;Yoon, Young-Sam;Lee, Jae-Kwan
    • The Journal of Engineering Geology
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    • v.19 no.3
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    • pp.365-371
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    • 2009
  • This paper address the characteristics of loading pollutants caused by the unit agricultural area to establish an efficient management method in NPS (non-point source). The relationship between rainfall and runoff shows good coefficient with 0.92, when the event which shows relatively long antecedent dry days is excepted. The impact of runoff volume on the runoff coefficient can be described by the rainfall intensity strongly. The pollutant EMCs (event mean concentrations) in runoff increased by the increase of antecedent dry days due to dry soil conditions. As the similar pattern of pollutant's loads such as TSS, BOD, COD, TN and TP, it is cleared that other pollutants can be removed when TSS is removed. Therefore the system using only runoff coefficients is not sufficient for the prediction of pollutant loads. It is necessary to consider soil conditions such as rainfall, antecedent dry day, antecedent rainfall etc. for the prediction system.

Experimental Study on Reduction Effects of Non-Point Pollutants by Improvement of Infiltration Capacity of Soil Filter Strip (토양여과대의 침투능 향상을 통한 비점오염물질 저감 효과에 관한 실험적 연구)

  • Woo, Su-Hye;Choi, I-Song;Oh, Jong-Min
    • Korean Journal of Ecology and Environment
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    • v.40 no.2
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    • pp.264-272
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    • 2007
  • Runoff of non-point pollutants has affected bad influence to water quality of river as reaching within short time. For this reason, reducing them prior to reaching aquatic systems or treating them after collection from discharge process of pollutants are desirable for efficient treatment of pollutants. This study was carried out to develop an ecotechnological method to prevent further aggravation of water quality by non-point source through vegetation filter strips. This study has placed a focus on improving infiltration capacity of soil for the optimum condition of vegetation filter strips. Therefore, we used titled soil filter strips instead of vegetation filter strips in this study. The three types of soil tilter strips were used in a bench scale experiment before applying to the field. The reduction efficiency of pollutants in soil filter strips (SS $84.5{\sim}92.5%$, BOD $67.9{\sim}80.6%$, T-N $43.4{\sim}76.6%$, T-P $40.6{\sim}87.4%$, Cu $28.3{\sim}48.1%$ Fe $92.1{\sim}97.7%$, Pb $81.4{\sim}97.3%$) was much higher than that of the controled group. And non-point pollutants reduction efficiency by soil filter strip's forms was estimated to be distinguishing in order of bio material, mixture of sand and gravel and lastly the whole gravel. In the event, the whole reduction efficiency of pollutants on the soil filter strips disclosed good results.