• 한국물환경학회지
• /
• 제26권5호
• /
• pp.781-788
• /
• 2010

A pilot study was performed to examine the feasibility of multiple stage of constructed wetland (CW) for nutrient removal. The system is composed of six wetland cells connected with water-ways. The hydraulic of wetland cells is designed as free water surface flow. The treatment capacity was $25m^3d^{-1}$ at HRT of about one day for each cell. The magnitude of nutrient removal was related with the length of wetlands and plant density. Total N and P removal rates were 1353 and $246mg\;m^{-2}d^{-1}$ respectively. The pilot-scale reactor was model as continuous flow system containing contribution of CSTR and PFR typed-reactors. The $k-C^*$ model equation was applied to predict N and P reduction. The result indicated the equation was well guided to estimate reduction of $NO_3-N$ and $PO_4-P$.

• Membrane and Water Treatment
• /
• 제10권1호
• /
• pp.57-65
• /
• 2019

This study assessed the contribution of emergent vegetation (Phragmites australis, Typha latifolia, and Nelumbo nucifera) to the submerged surface area, the amount of biofilms attached to the submerged portions of the plants, and the treatment performance of a free water surface (FWS) constructed wetland. Results showed that a 1% increase ($31m^2$) in the vegetative area resulted in an increase of $220m^2$ of submerged surface area, and 0.48 kg Volatile Suspended Solids (VSS) of attached biofilm. As the vegetation coverage increased, effluent organic matter and total Kjeldahl nitrogen decreased. Conversely, a higher nitrate concentration was found in the effluent as a result of increased nitrification and incomplete denitrification, which was limited by the availability of a carbon source. In addition, a larger vegetation coverage resulted in a higher phosphorus in the effluent, most likely released from senescent biofilms and sediments, which resulted from the partial suppression of algal growth. Based on the results, it was recommended that constructed wetlands should be operated with a vegetation coverage of just under 50% to maximize pollutant removal.

• 한국물환경학회지
• /
• 제24권6호
• /
• pp.709-717
• /
• 2008

The field scale experiment which is constructed with four sets (0.88 ha for each set) of wetland (0.8 ha) and pond (0.08 ha) systems was performed to examine the effect of plant coverage on the constructed wetland performance and to recommend the optimum development and management of macrophyte communities. After six growing seasons of wetlands, plant coverage was about 100%. And the concentration of DO showed low value (1.0~5.4 mg/L). This is caused by a blighted plant consumed dissolved oxygen with decay in water column. As the result, water column went to be anaerobic conditions and T-N removal rate are 58~67%. Dead vegetation increased nitrogen removal during winter because it is a source of organic carbon which is an essential parameter in denitrification. However, wetland released phosphorus caused by a blighted plant and accumulation, the removal rate of phosphorus might be decreased. To rise of DO concentration, the three open-waters were constructed in cell 3 and 4. Cell 3 has two open-waters (width 10 m, depth 1.8 m) and cell 4 has one open-water (width 20 m, depth 1.8 m). As the result, DO concentration and treatment efficiency of nutrient and BOD were improved. In case that constructed wetland is operated for a long time, physical circulation structure such as open water help continuous circulation of aerobic and anaerobic conditions. Through the constructed open-water, treatment efficiency of phosphorus and nitrogen in wetland could be improved effectively.

• 한국토양비료학회지
• /
• 제45권4호
• /
• pp.642-648
• /
• 2012

주암호 상수원 상류지역인 죽산천에 위치한 죽산천 인공 습지의 수생태학적 특성을 평가하기 위해 수질에서의 영양 염류 처리효율, 수생식물의 무기성분 흡수량 및 퇴적물내 화학적 특성을 평가하였다. 수질에서의 영양염류 처리효율은 COD와 SS를 제외하고 전반적으로 낮았다. 죽산천 인공 습지의 주요 우점종의 영양염류 흡수량을 조사한 결과, T-N 및 T-P 흡수량은 8월에 노랑꽃창포 > 수련 > 노랑어리 연꽃 순으로 최대흡수량을 나타내었다. 퇴적물내 O.M 함량은 시기별로 큰 차이가 없었고, T-N 및 T-P의 함량은 봄에서 여름으로 시기가 변함에 따라 낮아져서 겨울까지 낮은 함량을 유지하였다. 퇴적물내 microbial biomass C:N:P의 비율은 봄, 여름, 가을 및 겨울이 각각 117~140:1~4:1, 86~126:5~6:1, 68~101:2~6:1 및 47~138:2~4:1로 나타났다. 죽산천 인공습지는 질소와 인의 처리효율이 낮고, 겨울철 수질 정화효율이 낮아 습지의 정화효율 향상을 위한 개선이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국습지학회지
• /
• 제25권2호
• /
• pp.145-158
• /
• 2023

인공습지(CW)는 도시 폐수처리를 위한 효과적인 기술로, 물리-화학적 및 생물학적 자연처리과정을 통해 오염 물질이 제거된다. 본 연구는 서지학적 분석 방법을 통하여 인공습지의 현재까지의 연구 진행 상황과 향후 연구 동향을 조사하였다. 인공습지를 통한 페수 처리 성능 평가 분석을 위하여 최근 출판된 논문(오픈 액세스 학술지 포함) 100편을 기반으로 종합적 분석 및 검토를 수행하였다. 분석 결과, 스페인, 중국, 이탈리아, 미국이 논문 출판수가 두드러지는 것으로 나타났다. 논문에서 가장 많이 사용된 핵심용어는 수질(n=19), 식물 정화(n=13), 강우유출수(n=11), 인(n=11) 순으로 나타났으며, 수질개선과 영양염류 제거에 대한 인공습지의 효율성 관련 연구가 폭넓게 연구되고 있는 것으로 분석되었다. 검토된 다양한 유형의 인공습지 중 Hybrid 형태의 인공습지가 TSS(95.67%) 및BOD(88.67%)으로 오염물질 저감효율이 가장 높은 것으로 나타났으며, VSSF, HSSF는 TSS 제거(83.25% 및 78.83%)에 가장 효과적인 것으로 조사되었다. VSSF 습지는 가장 높은 COD 제거 효율(71.82%)을 보였다. 일반적으로 인공습지에서 물리적 처리(예: 침전, 여과, 흡착)와 생물학적 메커니즘(예: 생분해)은 TSS, BOD, COD 제거 효율에 영향을 미치기 때문이다. Hybrid 형태의 인공습지는 호기성 및 혐기성 조건, 다양한 식생 유형, 다양한 매체 구성 등의 다양한 인자와 여러 처리 과정을 통해 미생물 활성도 증가 및 질소 처리를 통해 TN(60.78%)의 높은 저감효과를 보였다. FWS 형태의 인공습지는 퇴적물에 결합된 인을 침전 및 식물의 흡수를 통해 높은TP 제거효율(54.50%)로 나타났습니다. 일반적으로 인공습지에는 식물 정화 능력이 뛰어난 Phragmites, Cyperus, Iris 및 Typha 이 적용되고 있다. 본 연구는 향후 도시 지역에서 발생되는 폐수 처리를 위한 지속 가능한 대안으로 제시 가능할 것으로 사료된다.

• 한국습지학회지
• /
• 제15권2호
• /
• pp.215-222
• /
• 2013

농업지역의 소하천에 흐르는 하천수는 유역의 농업활동으로 유출된 각종 영양염류의 함량이 높아 호소 유입시 부영양화의 원인이 된다. 본 연구에서는 농업지역의 하천수를 처리하기 위해 조성된 자유수면형 인공습지의 수문학적 유로에 따른 영양염류의 농도를 평가하고자 수행되었다. 습지내 유로에 따른 영양염류의 농도를 평가하기 위한 모니터링은 2009년 4월부터 2011년 11월까지 습지내 유로의 5개 지점에서 수행되었다. 채취된 시료는 유로에 따른 수질변화를 분석하기 위하여 질소와 인에 대한 집중적 분석이 수행되었다. 습지내 TP 저류의 원인을 평가한 결과 수온, DO 및 pH가 큰 영향을 끼치는 것으로 나타났다. 또한 습지내 유입수가 침강지를 통과한 직후 영양염류의 농도가 가장 크게 저감된 것으로 나타났는데, 이는 많은 양의 영양소가 입자와 부착된 형태로 이동하기 때문인 것으로 판단되기에 향후 습지 설계시 침강지의 기능 증대 방안 도입이 중요한 인자인 것으로 평가된다. 그러나 습지내에서 가장 큰 영양염류 저감이 발생한 지점은 유로의 85% 지점인 것으로 나타났다. 이는 습지내 미생물 및 식생흡입에 의한 영향으로 평가되기에 이를 활성화 하기 위한 얕은 습지 및 깊은 습지의 적절한 배치도 인공습지 설계에서 중요한 인자임을 보여주고 있다. 마지막 침전지 부분에서는 영양염류의 농도가 증가하는 것으로 나타났는데, 이는 길어진 체류시간에 의한 퇴적층으로부터 용출이 원인인 것으로 평가되기에 습지설계시 침전지의 적정한 체류시간 확보가 중요한 것으로 나타났다.

• 한국습지학회지
• /
• 제13권2호
• /
• pp.231-242
• /
• 2011

도시화가 진행될수록 건물의 옥상 및 교통관련 시설물 또한 증가하여, 녹지공간은 감소하고 불투수면은 증가하게 된다. 불투수면이 증가함에 따라, 도시내 자연적 물순환 시스템 파괴, 비점오염물질 증가, 생태축 단절 등과 같은 다양한 환경수리학적 문제점이 발생되고 있다. 최근 들어 국민들의 생활 및 의식수준이 향상되면서, 도시의 경제적인 측면뿐만 아니라 심미적인 측면, 환경적인 측면을 동시에 고려한 지속가능한 도시 개발이 요구되고 있다. 또한 강우유출수 관리에 대한 관심과 인식이 높아지면서 Low Impact Development(LID) 관련 기술의 개발 및 적용에 관한 연구가 활발히 진행되고 있으나, 국내 환경에 적합한 가이드라인, 설계기준 등은 매우 부족한 실정이다. 본 연구는 도시 및 도로가에 적용하기 위한 소규모 인공습지 기술을 개발하기 위하여, Pilot-scale 실험을 실시하였으며, 분석 결과, TSS, $COD_{Cr}$, TN, TP, Total Pb에 대한 평균저감효율이 각각 95%, 82%, 35%, 91%, 57%로 나타났다. 이러한 결과는 소규모 인공습지가 향후 도시 내 효율적인 물순환 시스템을 구축하고, 수생태계 보전에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국습지학회지
• /
• 제16권2호
• /
• pp.261-268
• /
• 2014

본 연구의 목적은 직렬연결 2단 수직 및 수평 모래 갈대 인공습지에 생활하수를 간헐적으로 주입하였을 때 각 수질항목별 처리효율을 평가하는 것이다. 하수는 수리학적 부하량 $314L/m^2{\cdot}day$(수직 흐름 인공습지 기준)를 하루 4(10분 동안 주입후 5시간 50분 동안 중단)회 균등하게 간헐적으로 주입하였다. 평가 결과 pH는 유입수(7.27)보다 수직 흐름 인공습지 유출수(5.81)에서 감소하였다가 수평 흐름 인공습지 유출수(6.40)에서 다시 증가하였다. DO의 농도는 유입수에 비하여 유출수에서 높았으며 겨울로 갈수록 증가하였다. 수직 흐름 인공습지의 산소 전달율 (oxygen transfer rate: OTR)은 $58.72gO_2/m^2{\cdot}day$ 그리고 수평 흐름 인공습지의 OTR은 $7.72gO_2/m^2{\cdot}day$이었다. 각 항목별 평균 처리효율은 SS 94.80%, BOD 90.77%, $COD_{Cr}$ 85.87%, $COD_{Mn}$ 87.72%, T-N 64.74%, $NH_4{^+}$-N 86.44%, T-P 87.70%이었다. 유출수중 T-N의 반 정도는 $NO_3{^-}$-N(7.21 mg/L)이었으며 $NO_2{^-}$-N은 평균 0.64 mg/L이었다.

• 한국습지학회지
• /
• 제12권2호
• /
• pp.25-33
• /
• 2010

본 연구에서는 국내 최대 인공습지인 시화호 인공습지에서 수질정화기능 향상을 위해 수립된 3개의 방안 (물 흐름 개선방안, 혐기성환경 개선을 위한 산소공급장치 설치방안, 탁도유발 물고기 제어방안)에 대한 효율평가 및 습지의 적용성을 제시하였다. 인공습지 하류구역(가로 122m${\times}$세로 103m)에 설치한 물 흐름 유도시설에 의한 BOD, SS, TN, TP의 평균 제거효율은 12.8~7.4%로 나타났으며, BOD가 가장 높은 제거효율을 보였다. 이는 습지내 물흐름이 수질정화기능 향상에 매우 중요하며, 시화호 인공습지와 같이 규모가 큰 습지의 경우 유출부의 일부 구간에 물 흐름 개선만으로도 습지의 수질정화기능을 향상시킬 수 있음을 시사한다. 산소공급장치 가동 후 DO농도 증가율이 산기식폭기장치에서 15.5%과 표면폭기장치에서 37.2%를 보였고, 습지내 DO 농도가 낮은 구역에 한하여 새벽시간에 운영하는 것이 효율적인 것으로 사료된다. 그리고 물고기를 포획을 한 실험군과 대조군의 평균 탁도가 6.2 NTU와 10.6 NTU로 물고기 포획에 의해 41.5%의 탁도 제거효율을 보였다. 습지내 어류현황과 하류부의 탁도에 대한 지속적인 모니터링을 통한 체계적인 어류관리 방안이 필요할 것으로 본다.

• 생태와환경
• /
• 제56권2호
• /
• pp.127-139
• /
• 2023

대청호는 유역에 있는 비점오염원으로부터 유입되는 오염물질로 인해 남조류 과다증식에 기인한 녹조가 빈번하게 발생하고 있다. 이에 녹조 관리 대책 중 하나로 인공습지를 설치하여 호소에 유입되는 오염물질을 저감하고 있다. 본 연구에서는 비점오염원의 관리방법으로 인공습지의 적용 가능성을 평가하기 위해 대청호 상류에 설치된 서화천 생태습지를 대상으로 2014년부터 2020년까지 유입수 및 유출수의 BOD, COD, SS, T-N, T-P 등 오염물질 농도를 분석하였다. 분석 결과 대체적으로 인공습지에서의 처리를 통해 오염물질의 농도가 감소하는 것이 확인되었으며, 특히, 유기물질보다 질소, 인과 같은 영양염류에 있어 높은 처리효율이 확인되었다. 유입수의 오염물질 농도에 따른 처리효율을 구간을 나누어 분석한 결과 대체적으로 고농도에서 처리효율이 높은 경향을 나타내었다. 설치 및 운영 경과에 따른 연도별 인공습지 처리효율을 분석한 결과, T-P에서 큰 변화가 확인되었다. 이는 인공습지 조성 초기에는 식생의 성장에 따라 높은 처리효율을 보였지만, 식생이 안정화되고 습지 퇴적층이 포화됨에 따라 처리효율이 점진적으로 감소한 결과로 판단된다. 본 연구의 결과는 초기 강우 등 높은 농도의 오염물질 유입 및 주기적인 퇴적토 준설 등의 관리가 이루어진다면 인공습지가 유역면적이 넓고, 비점오염원의 영향을 크게 받는 댐 저수지의 부영양화 억제에 유용한 수단이 될 수 있음을 보여준다.