• 대한환경공학회지
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• 제22권6호
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• pp.1037-1044
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• 2000

본 연구에서는 국내에서 쉽게 구할 수 있으며 탄화시 높은 강도를 가질 수 있는 참나무를 이용하여 생물 활성탄 공정(BAC)에 적합한 활성탄, 즉 흡착뿐만 아니라 미생물의 안식처로서의 역할을 할 수 있는 거대 세공이 많이 발달된 활성탄을 제조하는데 그 주안점을 두었다. 활성탄의 제조는 인산 침적에 의한 화학적 활성화법을 이용하여 제조하였고 제조된 활성탄의 요오드 흡착력(mg/g), 메틸렌 블루 탈색력(mg/g), B.E.T Method에 의한 비표면적($m^2/g$), 세공 크기 분포(Pore size distribution)를 분석하여 현재 생물 활성탄 공정에 많이 사용되고 있는 P사의 'picabiol' 활성탄과 비교하였다. 본 연구에서 사용된 화학적 활성화법의 주인자는 인산의 침적농도, 활성화 용도, 그리고 활성화 시간이다. 이중 활성화 시간은 예비 실험으로 3시간으로 고정시켰다. 최적 활성화 온도와 인산 첨적 농도를 찾기 위하여 활성화 온도는 $600^{\circ}C$에서 $800^{\circ}C$ 로 변화시켰으며 인산 침적 농도는 35wt%에서 50wt%로 변화시켰다. 이렇게 제조된 활성탄 중 $800^{\circ}C$에서 활성화시켰을 때 모든 인산 침적 농도에서 요오드 흡착력(1000~1100 mg/g)과 메틸렌 블루 탈색력(200~400 mg/g)으로서 가장 높은 효율의 활성탄을 얻을 수 있었으며 picabiol과 비교하여 보았을 때 비슷하거나 더 높은 효율의 활성탄을 제조할 수 있었다.

• Environmental Engineering Research
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• 제19권4호
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• pp.309-316
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• 2014

The water quality improvement of golf course ponds, as representative stagnant stream channels, was evaluated by applying a biological activated carbon (BAC) process composed of four consecutive activated carbon reactors. The study was performed from autumn to winter in order to evaluate the feasibility of the BAC process under low temperature conditions. In the study, water quality of pond A (target pond) and pond B (reference pond) were monitored. Pond water was pumped into the BAC process, and was then returned to the pond after treatment. The optimal conditions were determined to be 2 hr of empty bed contact time (EBCT) at a temperature above $4^{\circ}C$, in which improvements of chemical oxygen demand (COD), total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP) of pond A compared to pond B were 3.62%, 3.48% and 1.81%, respectively. On the other hand, as the temperature was below $4^{\circ}C$, some degree of water quality improvement was achieved even when EBCT were 1 or 0.5 hr, suggesting that the BAC process can be successfully applied for the improvement of pond water quality in winter months. The values of biomass concentration and microorganism activity in each condition were highest where 2 hr of EBCT was applied at a temperature above $4^{\circ}C$, but values were similar throughout all treatment conditions, and thus, adsorption is considered to be the dominant factor affecting process efficiency. From the denaturing gel gradient electrophoresis (DGGE) results, no significant differences were observed among the activated carbon reactors, suggesting that the number of reactors in the system could be decreased for a more compact application of the system.

• 대한환경공학회지
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• 제34권3호
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• pp.195-203
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• 2012

재질별 생물활성탄(BAC) 및 안트라사이트 biofilter에서 EBCT 및 수온변화에 따른 인공사향물질(SMCs) 3종의 생물분해 특성을 조사한 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 생물활성탄(BAC) 공정에서 인공사향물질 3종의 제거는 EBCT와 수온에 따라 큰 영향을 받으며, EBCT와 수온이 증가할수록 제거능이 증가하였다. 물질에 따른 제거능은 MK가 가장 높았고 다음으로 HHCB, AHTN 순이었다. 또한, 활성탄 재질에 따른 생물활성탄(BAC) 및 안트라사이트 biofilter에서의 인공사향물질 3종의 제거는 석탄계 재질의 BAC에서 생물분해능이 가장 높았고, 다음으로 목탄계, 야자계, 안트라사이트 순으로 조사되었다. 인공사향물질 3종에 대한 생물분해 속도상수($K_{biodeg}$)와 반감기($t_{1/2}$)는 수온이 $5{\sim}25^{\circ}C$일 때 0.0082~0.4452 $min^{-1}$와 1.56~84.51 min이었으며, 수온이 $15^{\circ}C$와 $25^{\circ}C$로 증가시켰을 때 $5^{\circ}C$에서의 반감기보다 3.1~9.3배 감소되었다.

• 상하수도학회지
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• 제23권2호
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• pp.189-198
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• 2009

Tastes and odor in water caused by geosmin and 2-MIB are the major customer complaints for water utilities. Therefore, control of geosmin and 2-MIB is a worldwide concern. In this study, the effects of biofilter media type (three different activated carbons and anthracite), empty bed contact time (EBCT) and temperature on the removal of geosmin and 2-MIB in BAC filters were investigated. Experiments were conducted at three different water temperatures (5, 15 and $25^{\circ}C$) and four different EBCTs (5, 10, 15, and 20 min). The experimental results indicated that the coal based BAC retained more bacterial biomass on the surface of the activated carbon than the other BACs, and increasing EBCT or increasing water temperature also increased the geosmin and 2-MIB removal in BAC filters. To achieve above 50% of removal efficiency for geosmin and 2-MIB in a BAC filter, above 10 min EBCT at $5^{\circ}C$ and 5 min EBCT at above $15^{\circ}C$ were required. The kinetic analysis for the biodegradation of geosmin and 2-MIB indicated a first-order reaction rate at various water temperatures. Data obtained from the BAC filters at various temperatures were also used to evaluate pseudo first-order rate constants for geosmin and 2-MIB. The half-lives evaluated at 5, 15, and $25^{\circ}C$ for geosmin and 2-MIB ranged from 2.39 to 10.31 min and 3.35 to 13.97 min, respectively, which can be used to assist water utilities in designing and operating BAC system.

• 상하수도학회지
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• 제29권1호
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• pp.47-55
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• 2015

Recently, the production of taste and odor (T&O) compounds is a common problem in water industry. Geosmin is one of the T&O components in drinking water. However, geosmin is hardly eliminated through the conventional water treatment systems. Among various advanced processes capable of removing geosmin, adsorption process using granular activated carbon (GAC) is the most commonly used process. As time passes, however GAC process changes into biological activated carbon (BAC) process. There is little information on the BAC process in the literature. In this study, we isolated and identified microorganisms existing within various BAC processes. The microbial concentrations of BAC processes examined were $3.5{\times}10^5$ colony forming units (CFU/g), $2.2{\times}10^6CFU/g$ and $7.0{\times}10^5CFU/g$ in the Seongnam plant, Goyang plant and Goryeong pilot plant, respectively. The dominant bacterial species were found to be Bradyrhizobium japonicum, Novosphingobium rosa and Afipia broomeae in each plants. Removal efficiencies of $3{\mu}g/L$ geosmin by the dominant species were 36.1%, 36.5% and 34.3% in mineral salts medium(MSM) where geosmin was a sole carbon source.

• 한국환경보건학회지
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• 제32권1호
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• pp.71-76
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• 2006

Treatment performance and microbial community structure were investigated in water-soluble cutting oil treatment process using biological activated carbon. DOC removal in BACI column at $15^{\circ}C$ was higher than at $25^{\circ}C$, but those of BAC3 column after 60days was high at$25^{\circ}C$. Also, quinone content of first-step reactors at $25^{\circ}C$ and $15^{\circ}C$ was much the same, but those of the third-step reactor at $25^{\circ}C$ was higher than at $15^{\circ}C$. The dominant type of two apparatus was ubquinone (UQ)-l 0 followed by UQ-8. Menaquinones were detected from $25^{\circ}C$ apparatus and effluent. This suggested that DOC removal at $25^{\circ}C$ was advanced degradation by attached microorganisms on the activated carbon surface. The DOC removal in long-term activated carbon apparatus increased with going in BAC3 column. This indicated the influent of POC was a result of DOC removal efficiency decrease. Integrated DOC removal from start point in experiment to break point and quinone content were showed a tendency of increasing with going last-step activated carbon apparatus. Therefore, the biological activated carbon apparatus used by this study was effective treatment process in contaminated groundwater by water-soluble cutting oil.

• 한국환경과학회지
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• 제24권12호
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• pp.1551-1558
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• 2015

In Korea, many drinking water treatment plants (DWTPs) have introduced and are going to introduce biological activated carbon (BAC) process to treated dissolved organic matter (DOM) in water which are difficult to control by conventional water treatment processes. Even though more decade have passed since introduced BAC in Korea, most of BAC operating method was followed to the modified sand filter operating manuals. In case of BAC backwashing, many DWTPs set the periods of backwashing about 3~5 days. In this study, we have collected data to set the proper BAC backwashing periods from both pilot-plant and real DWTPs. We had measured heterotrophic plate count (HPC), turbidity, water temperature, dissolved organic carbon (DOC) and headloss from just after backwashing to the next backwashing time for two years. Considering water quality factors, the BAC run time from backwashing to the next backwashing could extend more 30 days without water quality deterioration if the head loss do not reach the limited level which depends on each BAC facilities' condition. It means the BAC treated water could be saved in the proportion of extended the backwashing period to the existing backwashing period.

• 한국습지학회지
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• 제17권2호
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• pp.155-162
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• 2015

정수처리공정에서 미량유기물질과 맛 냄새물질인 2-methylisoborneol (2-MIB)와 geosmin의 제거특성을 파악하기 위하여 오존 및 advanced oxidation process (AOP)와 입상활성탄으로 구성된 biological activated carbon (BAC)공정과 활성탄 단독공정인 granular activated carbon (GAC)공정에 대한 pilot plant를 수행하였다. 운전 결과, 2-MIB 159 ng/L, geosmin 371 ng/L의 고농도에서 오존 1.0 mg/L 주입시 42%, 86%의 제거율을 나타냈으며 $H_2O_2$ 0.5 mg/L를 추가주입한 AOP 공정에서 각각 58%, 90%의 제거율 상승을 나타냈다. 또한 BAC공정에서 99.8%의 제거율을 나타냈으며 GAC 공정에서 2 ng/L이하의 처리성능을 보였다. 따라서 미량유기물질 및 맛 냄새 물질의 지속적인 제거를 위해서는 오존/AOP와 활성탄의 처리효과를 조합한 BAC 공정이 효과적으로 나타났으며, 활성탄지의 흡착능을 지속적으로 유지하기 위해서 유입농도에 따른 오존/AOP 공정의 최적화가 필요한 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권8호
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• pp.533-540
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• 2012

BAC 공정 운전초기부터 부착 박테리아들의 생체량이 정상상태(steady-state)에 도달한 이후까지 $BDOC_{total/rapid/slow}$ 제거율의 변화와 DGGE와 ATP 분석을 통하여 부착 박테리아들의 군집과 생체량을 평가하였다. 용존 유기물질 제거율 평가에 따른 BAC 공정의 정상상태 도달 여부 평가결과를 보면 DOC의 경우 운전 bed volume 27,500 부근에서 BAC 공정이 정상상태에 도달하였고, $BDOC_{rapid}$와 $BDOC_{total/slow}$의 경우는 각각 운전 bed volume 15,000 부근과 32,000 부근에서 정상상태에 도달하였다. BAC 공정의 운전기간 증가에 따른 HPC 및 ATP 농도 분석을 통한 부착 박테리아들의 생체량 평가결과 bed volume 22,500 이후로 거의 일정한 생체량을 유지하였으며, 이 때 HPC와 ATP 농도는 각각 $3.3{\times}10^8$ cells/g 및 $2.14{\mu}g/g$ 정도로 나타났다. DGGE를 이용하여 운전기간 증가에 따른 BAC 부착 박테리아들의 군집분석 결과 운전초기(bed volume 8,916)의 경우 분석가능한 DGGE band 개수가 5개였으나 운전기간 증가에 따라 분석가능한 DGGE band 개수는 최대 11개로 증가하였다. 또한, DGGE를 이용한 박테리아 군집분석 결과 BAC 운전기간의 증가에 따라 다양한 박테리아 그룹들이 존재하였고, Pseudomonas fluorescens, Acinetobacteria와 유사한 uncultured bacterium, uncultured Novosphingobium sp. 및 Flavobacterium frigidarium은 운전초기 단계부터 지속적으로 부착 박테리아 군집을 형성하였고, 전체적으로 Proteobacteria 그룹이 비교적 높은 비율로 우점하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권11호
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• pp.989-996
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• 2009

생물활성탄 재질별 및 안트라사이트 biofilter에서 EBCT 및 수온변화에 따른 aldehyde 4종(formaldehyde, acetaldehyde, glyoxal 및 methylglyoxal)의 생물분해 특성을 조사한 결과 EBCT와 수온을 증가시킬 경우 제거율이 상승하였으며, 수온이 $25^{\circ}C$일 때 aldehyde 4종의 제거율은 EBCT의 영향을 크게 받지 않았으나 수온이 $5^{\circ}C$일 경우에는 EBCT의 증가가 aldehyde 4종의 제거율 상승에 큰 영향을 미쳤다. 활성탄 재질별 BAC 및 biofilter에서 aldehyde 4종의 제거능은 석탄계-BAC > 야자계-BAC > 목탄계-BAC > biofilter 순으로 조사되었다. 수온 $5^{\circ}C{\sim}25^{\circ}C$, 석탄계- BAC에서 aldehyde류 4종에 대한 생물분해 속도상수(k)와 반감기($t_{1/2}$)를 조사한 결과, formaldehyde는 0.2175~0.7826 $min^{-1}$와 0.89~3.19 min, acetaldehyde는 0.2068~0.9211 $min^{-1}$와 0.75~3.35 min, glyoxal은 0.1468~0.3213 $min^{-1}$와 2.16~4.72 min, methylglyoxal은 0.1794~0.4665 $min^{-1}$와 1.49~3.86 min이었다. Aldehyde 4종에 대한 물질별 생분해율 평가 결과 formaldehyde ${\geq}$ acetaldehyde > methylglyoxal > glyoxal 순으로 나타났다.