• 멤브레인
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• 제21권2호
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• pp.127-140
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• 2011

본 연구에서는 정수처리용 세라믹 한외여과 및 광촉매의 혼성공정에서 $TiO_2$ 광촉매 코팅 구(bead)의 농도 및 물역세척 주기(FT), 물역세척 시간(BT) 변화의 영향을 알아보았다. 광촉매 코팅 구의 농도는 10~40 g/L로, FT는 2~10분으로, BT는 6~30초로 변화시키면서, 그 영향을 180분 운전 후 막오염에 의한 저항$(R_f)$, 투과선속(J)과 총여과부피$(V_T)$ 측면에서 고찰하였다. 광촉매 코팅 구의 농도가 감소할수록 $R_f$는 증가하고 J는 감소하였다. 광촉매 코팅 구의 농도 40 g/L 에서 $V_T$가 8.85 L로 가장 높았다. FT 변화 실험에서는 FT가 감소할수록, $R_f$는 감소하고 J는 증가하였다. 한편, BT 변화 실험에서는 BT가 증가할수록, $R_f$는 감소하고 J는 증가하였다. 또한, NBF(no back-flushing)에서 급격한 막오염에 의한 분리막 기공의 감소로 탁도 및 용존유기물($UV_{254}$ 흡광도)이 효과적으로 제거되었기 때문에, 탁도 및 용존유기물의 처리효율이 NBF 조건에서 가장 높았다. 한편, 광촉매 코팅 구의 세척 효과로 FT가 감소할수록, BT가 증가할수록 탁도 및 용존유기물의 처리효율은 증가하였다.

• 상하수도학회지
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• 제21권1호
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• pp.37-46
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• 2007

A feasibility test was conducted to evaluate the addition of turbidity substance in a coagulation process to remove natural organic matters (NOM), the precursor of disinfection by-products (DBPs). The experimental water sources were synthetic water containing 5 mg/L of humic acid and 50 mg/L of NaHCO3 and drinking water resource of Ulsan city (S Dam water, D Dam water and Nak-Dong raw water). The examined turbidity substances were kaolin, acid clay, and modified clay (0.38 meq $NH_4{^+}-N/g$ clay). In Jar tests at different concentrations of the turbidity substances (5, 10, 15, 20, 30 mg/L) using the synthetic water, the turbidity substances improved the removal of turbidity, UV-254 absorbance and dissolved organic carbon (DOC) by 23.8-38.1%, 17.0-24.5% and 2.5-44.5%, respectively. The modified clay showed higher removal efficiencies than other substances. In Jar tests using the drinking water, 10 and 20 mg/L of modified clay enhanced the removal efficiencies of turbidity, UV-254 absorbance, DOC, trihalomethane formation potential (THMFP), and haloacetic acid formation potential (HAAFP) by 3.0~4.3%, 19.1~29.0%, 12~34.9%, 4.9~36.7%, and 1.6~30.2%, respectively.

• 한국습지학회지
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• 제19권3호
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• pp.353-358
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• 2017

2,600만 수도권 시민들의 식수원인 한강수계의 경우 수질관리를 위해 비점오염원에 대한 관리가 중요하며 특히 비점오염원이 주요 원인인 유기물질 및 난분해성 물질에 대한 조사가 필요하다. 이번 연구에서는 한강 수계의 주요 3개 하천(남한강, 북한강, 경안천)의 연간 비강우시 난분해성 유기물질을 포함한 유기물질의 유출특성을 연구하였다. 연구결과 유기물질 및 난분해성 물질의 경우 용존성 물질의 비율이 높았으며 전체 부하량중 여름철에 대부분의 부하량이 가장 많았다. 각 하천별 유기물질 및 난분해성 물질의 연간 부하량의 경우 유역면적에 비례하여 남한강, 북한강, 경안천 순서로 나타났다. 각 유역 면적 당 부하량 산정결과 TOC의 경우 경안천, 남한강, 북한강 순서로 나타났으며, R-TOC의 경우 비교적 일정한 유출특성을 보였다.

• 상하수도학회지
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• 제20권5호
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• pp.727-736
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• 2006

Granular activated carbon (GAC) has been identified as a best available technology (BAT) by the United States Environmental Protection Agency (USEPA) for removal disinfection by-product (DBP) precursors, such as dissolved organic carbon (DOC) and dissolved organic nitrogen (DON). Rapid small-scale column test (RSSCT) were used to investigate four types of carbon (F400, Norit1240, Norit40S, and Aquasorb1500) for their affinity to absorb natural organic matter (NOM). DOC, $UV_{254}$, and Total dissolved nitrogen (TON) concentrations were measured in the column effluent to track GAC breakthrough. DOC and $UV_{254}$ breakthrough occurred at around 3500 bed volumes (BVs) of operation for all GACs investigated. The $UV_{254}$ breakthrough curves showed 33% to 48% at 8000 BVs, when the DOC was 48% to 65%. All GACs showed greater removal in DOC than $UV_{254}$. The NORIT1240 GAC was determined to have the highest adsorption capacity for DOC and $UV_{254}$. The removal of nitrate (NOTN) had not broken through over BVs. The initial TON breakthrough curves were started around 50%, when the DOC breakthrough was only 10 % at 500 BVs. The curves were gradually increased after 3500 BVs and approximately 69% through 81% of TON breakthrough occurred at 8000 BVs. All of the GACs were able to remove TON, in the case of this investigation the majority of the TON was present as DON. Because nitrate nitrogen was seldom removed and ammonium nitrogen ($NH_3-N$) was not detected in the effluent from RSSCTs even though raw water. The carbon usage rate of DOC was from 2 to 6 times less than that of TON. The NORIT1240 GAC demonstrated the best performance in terms of DOC removal, while the F400 GAC was best in terms of TON removal. Excitation emission matrix(EEM) analysis was used to show that GAC adsorption successfully removed most of Humic-like DOC and Fulvic-like DOCs. However, soluble microbial product(SMP)-like DOC in the absence of raw water were detected in the NORIT40S and Aquasorb1500 GAC. The authors assumed that this results is due probably to the part of GAC in the RSSCT which was converted into biological activated carbon(BAC). To compare with organics removal by GAC according to preloading, the virgin GACs had readily accessible sites that were adsorbed DOC more rapidly than preloaded GACs, but the TDN removal had not showed differences between those GACs.

• 한국물환경학회지
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• 제34권5호
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• pp.494-502
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• 2018

The purpose of this study was to understand distribution characteristics of organic matters through concentration of $BOD_5$, $COD_{Mn}$ and TOC in 31 streams in Han River region, and to establish the relationship among organic matter concentration, and discharge load and flow rate. Concentration of $BOD_5$ and TOC in 22 streams were above IV grade except 9, and the average 80.9 % of total organic matter (by TOC) accounted for dissolved organic type. Correlation among organic matter parameters were higher ($r^2$ > 0.78) and the relationship between TOC and $COD_{Mn}$ concentration was higher than $BOD_5$. Ratio of biodegradable organic matter/total organic matter in the 31 streams was estimated at 41.4 % with $BOD_5$ oxidation rate, and 78.0 % with $BOD_5/COD_{Mn}$ concentration ratio. Ratio of $NBOD/BOD_5$ concentration in four sites with $BOD_5/COD_{Mn}$ concentration ratio exceeding 1 ranged from 54.5 % ~ 79.3 %. Among 979 flow rate data measured at 31 streams, 87 % of measured data was below 0.1 cms and increased water pollution under low flow conditions. Correlation between $BOD_5$ concentration and $BOD_5$ discharge load in the watershed was low, and it was revealed that several streams have more $BOD_5$ delivery load than $BOD_5$ discharge load. Results suggest that many biodegradable forms of organic matter are being introduced into the stream from pollutant sources in the watershed.

• 한국물환경학회지
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• 제26권6호
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• pp.969-975
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• 2010

Estimating the organic matter loadings from individual treated sewage has become important for establishment of effective management strategies to control refractory organic matter (R-OM) in watersheds. For this study, regression equations were constructed using treated sewage data to convert the chemical oxygen demand (COD) concentrations, which are mostly available from open database, into total organic carbon (TOC) and R-OM concentrations. Effluent samples were collected from five major sewage treatment plants (STPs) located upstream of the lake Paldang. Variations in the OM concentrations were not associated with either the location of the STP or the sampling season. The effluent investigated were characterized by higher ratio of R-OM with respect to biodegradable organic matter (B-OM) and higher presence of dissolved organic matters (DOM) versus particulate organic matter (POM). Compared to $COD_{Mn}$, $COD_{Cr}$ exhibited higher oxidation efficiencies and greater variations in the concentrations. The concentrations of $COD_{Mn}$ were positively correlated with dissolved organic carbon (DOC), total organic carbon (TOC), and R-OM concentrations. There was nearly no seasonal and annual variation in the regression equations between $COD_{Mn}$ and TOC or R-OM concentrations. The constructed regression equations for TOC and R-OM were $0.650({\pm}0.071){\times}COD_{Mn}+1.426({\pm}0.575)$ and $0.340({\pm}0.083){\times}COD_{Mn}+2.054({\pm}0.670)$, respectively. The established equations are expected to contribute to estimating OM loadings from the STPs into the lake Paldang and also to compensating for the deficiency of the data for effluent OM concentrations in STP.

• 한국해양학회지:바다
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• 제24권4호
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• pp.519-534
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• 2019

여름철 인공호수(간월호, 부남호)로 부터의 담수방류시 천수만 수질(영양염, 유기물, 미량금속)에 미치는 영향을 평가하기 위해 2011년 6, 7, 8, 10월에 평상시와 담수방류 시기 각 2회씩의 해수를 채취하였다. 담수가 방류되면 용존 무기 질소(DIN)의 농도가 만내의 모든 수층에서 약 3-4배 증가하였고, 평상시 암모니아성 질소(NH₄⁺-N)가 우세하다가 담수방류시 질산성 질소(NO₃^--N)가 우세하였다. 용존 무기인(DIP)의 경우 내만 표층에서 절반으로 감소하였고 저층에서는 1.5배 증가하였으며 규산염(Si(OH)₄)은 내만 저층에서 2배 증가하는 모습을 보였다. Redfield ratio는 담수 방류시 인 제한 환경으로 바뀌었다. 용존 유기 탄소(DOC) 및 질소(DON)는 약 2배 증가하였고, 입자상 유기 탄소(POC), 질소(PON), 인(POP) 및 생물기원 규소(Bio-SiO₂)는 내만 표층에서 약 2배 이상 증가했다. 용존 금속(Fe, Co, Ni, Cu)은 내만의 표층에서 증가하였으나, 용존 Cd의 경우 만의 표층에서 절반으로 감소하였다. 이와 같은 결과로 미루어 볼 때 영양염, 유기물 및 금속 농도가 높은 인공호수의 물이 만으로 유입되면, 천수만 내의 영양염 및 용존 유기물, 금속농도가 증가하고, 식물플랑크톤 대증식이 발생하여 표층에서 산소 과포화, 저층에서 빈산소를 발생시킨다. 빈산소와 함께 내만의 저층에서는 매우 높은 농도의 영양염(DIN, DIP, Si(OH)₄) 농도가 존재하였다. 수질 평가 지수값을 통해 천수만의 부영양화 정도를 평가한 결과, 평상시에는 3등급 이하로 나타나다가 방류시 5등급으로 바뀌게 됨을 알 수 있었다.

• 유기물자원화
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• 제24권4호
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• pp.31-37
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• 2016

본 연구는 하수와 연계처리 되고 있는 분뇨의 유기물부하를 저감시킬 수 있는 전처리기술로서 마이크로버블을 이용하여 OH radical에 의한 유기물 산화 및 부유물질 저감 효과를 검토하였다. 가압식 마이크로버블 발생장치를 이용하여 생분뇨를 4시간의 HRT로 3개월간 연속 실험하였다. 마이크로버블을 이용하여 분뇨를 부상처리할 경우 SS 제거율은 평균 71.0%이었으며, 부상분리에 의한 스컴 및 고형물질이 제거됨에 따라 $TCOD_{Cr}$, TBOD, 총질소, 총인의 제거율은 각각 평균 51.5%, 47.9%, 17.1%, 14.7%로 나타났다. OH radical에 의한 용존성 유기물질의 분해능을 검토한 결과, $SCOD_{Cr}$의 경우 평균 25.0% 제거되었고 SBOD의 경우 평균 17.1% 제거되었다. 용존성 질소와 인은 각각 평균 11.9% 및 7.4% 정도 제거됨으로써 수중에서 마이크로버블이 소멸되면서 발생되는 OH radical의 강력한 산화력에 의하여 용존성 유기물질들이 제거됨을 확인할 수 있었다. 따라서 분뇨처리공정 전단부에 마이크로버블 부상조를 설치할 경우 부상분리에 의한 고형물 제거는 물론 용존성 유기물질의 산화에 의하여 후속 생물학적 처리시설의 안정적 운영에 충분한 기여를 할 것으로 판단된다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제11권3호
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• pp.124-131
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• 2008

2003년 8월과 2004년 9월 제주도 남서부해역과 중국 연안해역을 대상으로 실시된 본 연구는 용존무기영양염류와 용존 및 입자유기탄소의 분포 특성을 조사하였다. 하계에 동중국해의 영양염의 분포 형태는 수괴 및 식물플랑크톤의 영향을 받은 것으로 밝혀졌다. 하계에 동중국해내 수괴들은 중국의 연안해역을 제외하고 상하수직혼합이 잘 일어나지 않아 표층수에는 영양염의 유입이 감소하고, 저층수에는 표층에서 유입되는 유기물이 분해되어 영양염의 축적이 일어나 높은 농도를 나타내고 있었다. Chlorophyll a의 농도가 높은 해역에서 영양염의 농도가 낮은 값을 보였으며, Chlorophyll a의 농도가 감소하는 수심이하에서 영양염의 농도가 증가함을 보여 높은 생물활동에 의한 무기영양염류 등이 조절되고 있는 것으로 생각된다. 연구해역내 용존유기탄소의 분포는 염분이나 수온에 대해 다소 산만한 분포를 보여 수괴에 따른 상관관계가 없는 것으로 조사되었고, 양자강 영향 정점에서 $100{\mu}M$이상의 높은 값을 보인 반면, 제주도 남서부 해역에서는 낮은 농도를 보였는데, 이것은 양자강 유출수가 동중국해 용존유기탄소의 공급원으로 작용하고 있는 것으로 사료된다. 연구해역 입자유기탄소의 분포특성은 양자강 유출수가 영향을 미치는 중국연안해역에서 평균 $9.23{\mu}M$로 가장 높은 농도를 보였으며, 대마난류수의 영향을 받는 제주도 남동부해역에서 $3.04{\mu}M$로 낮은 농도를 보였으며, 중앙부해역에서 $7.23{\mu}M$의 입자유기탄소량을 나타내, 양자강 유출수가 자생적 기원이외의 입자유기탄소 공급원으로 작용하고 있는 것으로 사료된다. 제주도 남서부해역에서의 입자유기탄소는 Chlorophyll a의 농도와 높은 상관성을 보여 자생적 기원으로 볼 수 있지만 그 해역에서의 염분도가 저염(30%o 이하)을 나타내고 있어 자생적 기원보다는 육상기원에 의한 영향으로 생각되어진다.

• 한국물환경학회지
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• 제40권2호
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• pp.67-78
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• 2024

The introduction of a significant amount of phosphorous into aquatic environments can lead to eutrophication, which can in turn result in algal blooms. For the effective management of watersheds and the prevention of water quality problems related to nonpoint organic matter (OM) sources, it is essential to pinpoint the predominant OM sources. Several potential OM sources were sampled from upper agricultural watersheds, such as fallen leaves, riparian reeds, riparian plants, paddy soil, field soil, riparian soil, cow manure, and swine manure. Stream samples were collected during two storm events, and the concentrations of dissolved organic carbon (DOC) and phosphorous (DOP) from these OM sources and stream samples were assessed. DOM indicators using fluorescence spectroscopy, including HIX, FI, BIX, and EEM-PARAFAC, were evaluated in terms of their relevance in discerning DOM sources during storm events. Representative DOM descriptors were chosen based on specific criteria, such as value ranges and pronounced differences between low and high-flow periods. Consequently, the spectral slope ratio (S_R) paired with fluorescence index (FI) using end-member mixing analysis (EMMA) proved to be suitable for estimating the contribution of organic carbon (OC). The contribution of each organic phosphorous (OP) in stream samples was determined using the phosphorous-to-carbon (P/C) ratio in conjunction with the OC contribution. Notably, OP derived from swine manure in stream samples was found to make the most dominant contribution, ranging from 61.3% to 94.2% (average 78.1% ± 12.7%). The results of this research offer valuable insights into the selection of suitable indicators to recognize various OM sources and highlight the main sources of OP in forested-agricultural watersheds.