• 청정기술
• /
• 제25권3호
• /
• pp.231-237
• /
• 2019

연속 유입식 SBR 공정의 BOD 제거효율은 체류 시간 9 ~ 15 h에서는 92.1 ~ 96.0%에서 체류 시간 6 h에서는 86.9 ~ 90.7%로 감소하였으나, 체류 시간 6 h까지 안정적인 제거효율을 보였다. T-N 제거효율은, 체류시간 12 ~ 15 h에서는 80.1 ~ 87.9%, 체류시간 9 h에서는 71.9 ~ 87.0%, 체류시간 6 h에서는 60.1 ~ 65.7%로 감소되었다. 유기물 및 질소 제거 결과 실험결과 연속 유입식 SBR 반응조의 최적 체류시간은 9 h로 판단된다. 체류시간 9 h에서 반송률(1 ~ 5Q) 변화에 따른 유기물 제거효율 검토 결과, TCODcr의 제거율은 88.4 ~ 96.0%, TBOD 제거효율은 92.1 ~ 98.1%로 조사되어 내부반송률 변화가 유기물 제거에 미치는 영향은 미미한 것으로 조사되었다. 내부반송률 변화에 따른 T-N은 1 ~ 2Q에서 70.3 ~ 80.4%, 3Q는 77.2 ~ 85.6%, 4 ~ 5Q는 61.5 ~ 80.8%로 조사되어, 내부반송률 3Q에서 질소 제거효율이 가장 높게 조사되었다. T-P는 1 ~ 4Q에서 제거효율은 75.0 ~ 84.6%, 5Q에서는 63.3 ~ 72.4%로 감소하였는데, 이러한 이유는 반송률 5Q 이상에서는 미생물에 의한 인(P)의 용출 및 섭취가 원활하게 이루어지지 않기 때문으로 판단된다. 따라서 유기물 및 영양염류 제거를 위한 최적 반송률은 3Q로 조사되었다.

• 미생물학회지
• /
• 제54권4호
• /
• pp.369-378
• /
• 2018

본 연구는 순환여과양식시스템(RAS)에 있어서 복합프로바이오틱스의 적용이 넙치의 성장과 병저항성에 미치는 영향과 이 프로바이오틱스를 RAS에 생물증강처리 시 미생물군집 구조 및 수질에 미치는 영향을 평가하고자 실시하였다. RAS 내에서 80미의 넙치치어($25.7{\pm}7.6g$; $15.2{\pm}1.7cm$)에 프로바이오틱스 CES-AQ1를 첨가하여 사료를 제조하여(CES 사료; $1{\times}10^9\;CFU/kg$) 8주일 동안 급이하였다. 이 경우 넙치의 증체율, 비성장속도, 사료효율, 및 단백질 전환효율은 비유수식 양식시스템에 있어서 CON, PI 및 OTC 사료를 처리한 경우에 비해 1.5~2.5배 정도 높게 나타났다. 1주일간 병원균 저항성 시험에 있어서 비유수식에서 항생제함유 사료(OTC)를 급이한 경우와 RAS에서 CES 사료를 처리한 경우간에는 별 차이가 나타나지 않았다. 따라서 이 CES 프로바이오틱스를 RAS에서 넙치를 양식하는데 있어서 항생제 대용으로 활용할 수 있을 것으로 판단되었다. RAS의 생물여과막에서는 가장 높은 미생물다양성이 나타났으며 암모니아의 산화 및 탈질능을 가진 미생물이 관찰되었고, 병원미생물의 성장억제도 관찰되었다. 더구나 RAS 운전 19일 경과 시 암모니아가 0.5 mg/L이하의 농도로 감소하여 양호한 RAS 수질의 유지에 있어서 프로바이오틱스 처리가 효과가 있음이 밝혀졌다. 사료에 프로바이오틱스(CES-AQ1)를 첨가하여 넙치 장내 미생물이 안정화되고 또한 이 프로바이오틱스를 RAS 양식수에도 처리하여 RAS를 운전할 경우 건강한 넙치의 양식과 양호한 수질을 유지할 수 있어서 경제적이고 환경친화적인 넙치양식이 가능할 것으로 판단되었다.

• 환경영향평가
• /
• 제30권1호
• /
• pp.35-48
• /
• 2021

본 연구에서는 예산군에 위치한 질산성 질소 오염 지하수 부지를 대상으로 오염지하수의 지중정화현장 적용성 평가를 수행하고자, 영가철/바이오 환경정화소재를 이용한 Injected PRB(Permeable Reactive Barrier)와 관측정을 현장 오염지하수부지에 적용하고 주요 정화지표에 대한 변화를 모니터링하였다. 질산성질소, 아질산성질소, 암모니아성질소, 철 이온, TOC, 탁도 등의 항목 등을 조사하고 미생물 분석을 실시하여 지중정화기술의 현장 적용성을 평가하였다. 연구대상 부지는 농경지역으로 북쪽 경계는 하천이 서쪽에서 동쪽으로 흐르며 하천 경계를 형성하고 남쪽은 불투수 경계로 이루어져 있다. 질산성질소는 전반적으로 지하수 흐름과 유사하게 하천으로 흐르는 것으로 분석되었다. 모델링 결과, 약 3년에서 5년정도 경과 후 안정 상태로 도달하는 것으로 판단되었다. 이는 추가적인 오염원 유입이 없는 현재 상태만 고려한 것으로 지속적 오염이 유입된다면 오염범위 및 안정화 기간이 증가할 수 있다. 모니터링 결과, PRB설치 전, 후 철 이온, TOC, 탁도 값이 큰 차이를 보이지 않아 PRB의 음용수 관정 영향은 없는 것으로 판단되어 해당 지중정화기술의 지중 주입 적합성을 확인하였다. 질산성질소는 PRB 설치 42일 차까지 5 mg/L보다 낮은 농도가 유지되었으나 84일 차부터 PRB 내부의 질산성질소 제거 유효 기간이 끝나 원래의 농도를 회복하였다. PRB 설치 후 아질산성 질소와 암모니아성 질소의 검출은 PRB에 의한 질산성 질소의 환원에 의한 감소를 보여주었으며, 미생물 분석 결과 종 다양성이 증가하고 탈질 미생물을 포함하고 있는 Betaproteobacteria Class 군집이 크게 증가한 결과는 질산성 질소가 생물학적 환원작용에 의한 정화 가능성도 보여주었다.

• 청정기술
• /
• 제28권1호
• /
• pp.63-78
• /
• 2022

첨단 전자산업 폐수 처리시설에서 발생되는 유기 폐수는 고농도의 유기물질 및 20가지 이상의 유독 난분해성 물질을 포함하고 있으며, 이를 효율적으로 처리하는 것은 첨단 전자산업의 당면 과제이다. 따라서, 첨단 전자산업 유기폐수 처리시설을 CPS (Cyber physical system)상 Water digital twin으로 구축하여 COD (Chemical Oxygen Demand), TN (Total Nitrogen), TP (Total Phosphorous) 및 TMAH (Tetramethylammonium hydroxide) 등 유기 오염물질의 제거 효율 평가가 가능한 전자산업 폐수 특화 모델 개발이 필요하다. 본 연구에서는 첨단전자산업 유기폐수 제거 메커니즘에 대한 분해 미생물의 성장과 사멸의 이론적인 반응속도식에 기반한 첨단 전자산업 폐수 특화 활성슬러지 모델(Electronics industrial wastewater activated sludge model, e-ASM)을 개발하였다. 개발한 e-ASM은 전자산업 폐수처리공정에서 발생하는 유기물 산화, 질산화, 및 탈질화 과정뿐만 아니라 TMAH 등 난분해성 유기물질의 분해과정 중 발생하는 질산화미생물의 저해(Inhibition) 작용 등 복잡한 생물학적 분해 메커니즘이 모사 가능하다. 이를 활용하여 실제 전자산업 유기폐수 처리시설을 Water Digital Twin으로 구현하여 CPS (Cyber physical system) 상에서 전자산업 폐수처리장에 폐수 유입 성상에 따라 공정 모델링, 유출수 예측, 공법 선정, 설계 효율 평가 등 다양한 목적으로 활용될 수 있다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
• /
• 제10권3호
• /
• pp.85-96
• /
• 2023

국내 호소를 상류 저수지 (<0.3 psu), 하구 저수지 (0.3 - 2 psu), 기수성 석호 (>2 psu)로 분류하여 호소별 퇴적물 총질소 (T-N), 총인 (T-P) 농도의 차이를 일원분산분석 (ANOVA) 하였으며, 실험실 코어 배양법 (laboratory core incubation)을 이용해 송지호 (11.80 psu), 간월호 (0.73 psu), 장군 저수지 (0.08 psu)의 호기 (aerobic)와 무산소 (anoxic) 조건에서의 질소 및 인 용출량 (benthic nutrient flux)을 측정하였다. 국내 호소의 퇴적물 내 총질소와 총인 농도는 염분 농도가 다른 호소별로 유의한 차이가 있는 것으로 분석되었다 (p<0.05). 사후 검정 (post-hoc)을 통해 총질소의 경우 상류 저수지 (2,918 mg/kg)와 하구 저수지 (2,094 mg/kg)에서 유의한 차이를 확인하였고 (p<0.001), 총인의 경우 상류 저수지 (789 mg/kg)와 기수성 석호 (533 mg/kg)가 유의한 차이를 보였다 (p<0.01). 실험을 통해 산정된 NH₄⁺-N의 용출량은 간월호에서 가장 높게 나타났으며, 폐쇄성 수역인 물리적인 특성과 염분으로 인한 질산화의 저해 등에 의한 것으로 판단된다. NO₃^--N의 용출량은 호기 조건에서 염분이 높은 호소일수록 낮게 나타났으나 무산소 조건에서는 염분이 높은 호소일수록 용출량이 높게 관측되었고, 이는 염분이 질산화 및 탈질이 억제되었기 때문이다. PO₄^3--P의 경우 송지호, 간월호, 장군 저수지 순으로 용출량이 높게 나타나, 염분이 음이온 흡착 경쟁 등을 통해 인산염의 용출을 촉진시키는 것으로 조사되었다. 퇴적물의 용출량 산출 시 미생물 군집, 성장률, 산화, 환원, 영양염류의 결합 형태 등의 요인이 염분에 의해 영향을 받으므로 염분화 된 호소의 퇴적물 용출 조사 시 염분에 의한 영향을 고려해야 할 것으로 사료된다.

• 한국토양비료학회지
• /
• 제44권6호
• /
• pp.1232-1238
• /
• 2011

아산화질소 ($N_2O$)는 가장 중요한 지구온난화 가스 중의 하나로 농업용으로 시용한 비료의 생물학적인 변환에 의한 것이 가장 큰 배출 원인으로 알려져 있다. 우리나라 농경지로부터 아산화질소의 간접배출 특성 및 배출량을 밝히기 위해 2007부터 2010년 까지 4년간 경남지방의 농업용관정의 지하수 질소성분들을 분석한 결과, 총 질소의 경우 평균 6.91, 질산태질소는 $5.06mg-N\;L^{-1}$이었다. 용존 아산화질소의 농도는 평균 $14.2{\mu}g-N\;L^{-1}$, 중앙값은 $7.8{\mu}g-N\;L^{-1}$, 최고값은 $169.6{\mu}g-N\;L^{-1}$로 분포하였다. 지하수 중의 총 질소나 질산태질소의 농도는 연도나 시기별로 큰 차이가 없었으나 용존 아산화질소 농도는 연도별로는 2009년에 시기별로는 8월이 가장 낮은 결과를 보였다. 우리나라 지하수 중의 $N_2O$-N 농도와 $NO_3$-N 농도비는 평균값이 0.0034, 중앙값이 0.0018이며, 95% 이상이 IPCC 가이드라인의 default 값인 0.015 이하에 분포하고 있어 IPCC가 1996 가이드라인의 농경지 지하유출에 의한 간접배출계수 ($EF_{5-g}$) 0.015 $N_2O-N/NO_3-N$가 우리나라의 환경보다 너무 높게 선정된 것임을 알 수 있었다. 따라서 IPCC의 $EF_{5-g}$ default 값인 0.015 $N_2O-N/NO_3-N$ 대신 우리나라 농경지 지하수 중의 $N_2O$-N와 $NO_3$-N 농도비의 평균값인 0.0034 $N_2O-N/NO_3-N$을 농경지 질소의 지하유출에 의한 아산화질소 간접배출량 평가를 위한 국가고유 배출계수 ($EF_{5-g}$)로 제시코자 하며, 따라서 농경지에서 수계유출에 의한 아산화질소 전체의 간접 배출계수 ($EF_{5-g}+EF_{5-r}+EF_{5-e}$)는 현재 우리나라의 국가 배출량평가에 사용되는 IPCC default값 0.025 $N_2O-N/NO_3-N$ 대신 0.0134 $N_2O-N/NO_3-N$를 제시코자 한다. IPCC의 수계 간접 배출계수인 0.025 $N_2O-N/NO_3-N$을 적용하여 평가한 2008년 우리나라 농경지에서 질소의 수계유출에 의한 아산화질소 배출량은 1,801,576톤 ($CO_2$-eq)이었으나 본 연구에서 제시한 배출계수인 0.0134 $N_2O-N/NO_3-N$을 적용할 경우 964,645톤 ($CO_2$-eq)으로 835,931톤 ($CO_2$-eq)의 온실가스 배출 감축효과를 얻을 수 있었다. 하지만 본 연구에서 제시한 배출계수는 질소 유출경로 중 가장 비중이 큰 지하침출에 의한 배출계수인 $EF_{5-g}$ 뿐으로 우리나라 농경지 아산화질소 간접배출량의 올바른 평가를 위해서는 앞으로 시용된 질소 중 수계를 통한 외부 유출 비율에 관한 default 값인 $Frac_{LEACH}$ (30%), 표면수 유출계수인 $EF_{5-r}$ (0.0075 $N_2O-N/NO_3-N$), 그리고 하천변을 통해 유출되는 계수인 $EF_{5-e}$ (0.0025 $N_2O-N/NO_3-N$ )에 관한 추가적인 연구가 수행되어야 할 것이다.