• 한국환경기술학회지
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• 제19권6호
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• pp.550-555
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• 2018

국제 해사기구 (IMO)에서 MARPOL 73/78은 조문과 여섯 개의 부속서로 구성되어 있다. Annex IV는 선박의 하수를 규제한다. 2012년 제 64회 결의안에서 선박에서 배출되는 하수 중 영양염류를 제거하도록 규제하였다. 2014년 해양수산부의 지원으로 영양염류를 제거 할 수 있는 대용량 폐수처리 장치를 개발하였다. Sequence Batch Reactor (SBR)와 Membrane Bio Reactor (MBR)를 결합한 새로운 공정이 개발되었다. 현존하는 SBR 공정의 사이클에서는 침전을 제외하고 통기 및 교반만을 사용하였고, 상기 막은 처리 된 물을 배출 시키는데 사용하였다. 본 연구에서는 MACROGEN 사의 NGS 분석 기술을 이용하여 Bench 규모 폐수처리 설비를 이용한 하수처리장 원수를 처리하기 위한 최적 운전조건에서 폭기조 내 미생물의 우점종을 분석하였다. 그 결과 Bacteroidetes는 호기성 박테리아의 27.1 %를 차지했으며 Gammaproteobacteria는 혐기성 박테리아의 16.8 %를 차지하였다. Operational taxonomic unit ratio에 Others 항목이 차지하는 비율도 상당하다고 볼 수 있는데 기존의 오수처리를 위해 필요했던 미생물 외에 아직 NCBI (National center for Biotechnology Information)에 등록되지 않은 미생물일 가능성이 있어 추후 연구가 필요하다고 판단된다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2002년도 생물공학의 동향 (X)
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• pp.145-148
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• 2002

막 생물반응기를 이용하여 일정한 TMP 와 일정한 플턱스 여과방식에 따른 실험을 수행한 결과, 일정한 TMP 에서보다 일정 한 투과 플럭스에서 여과하는 것이 여과의 초기 단계동안 과도한 오염을 피할 수 있으므로 바람직하다는 것을 확인하였다. 투과 플럭스를 고정시킨 실험에서 속도에 대한 임계 플럭스 증가 간격은 선형적이었으며, supra-critical zone 과 sub-critical zone 의 두 지대로 구분되었다. 막 생물반응기는 화학적 세정 없이 장 기간 운전되어야하므로 TMP를 고정시키는 깃보다 플럭스를 고정시켜 운전하는 것이 효과적이여, 최적운선조건은 sub-critical zone 경계층 위, 임계플렉스 바로 아래상태임을 알 수 있었다.

• 유기물자원화
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• 제25권1호
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• pp.93-101
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• 2017

본 연구에서는 고농도 유기성 폐수인 분뇨 처리를 위한 MBR 공정에 마이크로버블을 적용하여 처리효율을 검토하고, 안정적 운영의 가능성을 평가하고자 하였다. 연구결과, 마이크로버블을 분리막이 침지되어 있는 호기조에 직접 공급하였을 때에는 과도하게 스컴이 발생하여 처리공정의 안정적 운영이 불가능하였다. 생물반응조 전단에 마이크로버블을 공급하는 전처리조를 설치하여 고액분리와 유기물 산화를 실시한 다음 MBR 공정으로 처리한 결과 전처리조에서의 SS 제거율은 2kg, 4kg, 6kg, 그리고 $8kg\;COD_{Cr}/m^3{\cdot}day$의 유기물 부하에서 각각 평균 74.3%, 82.8%, 75.0%, 52.1%를 나타내었으며, 전체 처리공정 처리수의 SS 제거율은 평균 99.4% 이상이었다. 또한 최종처리수의 $TCOD_{Cr}$ 제거율은 평균 94.0% 이상이었으며, $SCOD_{Cr}$ 제거율은 평균 74.1% 이상이었다. 한편, 마이크로버블을 호기조에 직접 공급할 경우 마이크로버블과 오염물질들이 함께 분리막에 부착되어 fouling 현상이 가속되는 현상을 확인할 수 있었다. 따라서, 분뇨와 같은 고농도 유기성 폐수 처리공정에는 SS 제거와 유기물 산화를 목적으로 생물반응조 전단에 마이크로버블을 적용함으로써 안정적인 처리가 가능함을 확인 할 수 있었다.

• Environmental Engineering Research
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• 제10권5호
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• pp.247-256
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• 2005

A combination of the submerged membrane activated-sludge bioreactor(SMABR) equipped with non-woven fabric filter and oyster-zeolite (OZ) packed-bed adsorption column was studied to evaluate the advanced tertiary treatment of nitrogen and phosphorous. The non-woven filter module was submerged in the MBR and aeration was operated intermittently for an optimal wastewater treatment performance. Artificial wastewater with $COD_{Cr}$ of 220 mg/L, total nitrogen (T-N) of 45 mg/L, and total phosphorous (T-P) of 6 mg/L was used in this study. MLSS was maintained about $4,000\;{\sim}\;5,000\;mg/L$ throughout the experiments. The experiments were performed for 100-day with periodic non-woven filter washing. The results showed that $COD_{Cr}$ could be effectively removed in SMABR alone with over 94% removal efficiency. However, T-N and T-P removal efficiency was slightly lower than expected with SMABR alone. The permeate from SMABR was then passed through the OZ column for tertiary nutrients removal. The final effluent analysis confirmed that nutrients could be additionally removed resulting in over 87% and 46% removal efficiencies for T-N and T-P, respectively. The results of this study suggest that the waste oyster-shell can be effectively reclaimed as an adsorbent in advanced tertiary wastewater treatment processes in combination with SMABR equipped with non-woven fabric filter.

• 멤브레인
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• 제24권3호
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• pp.249-257
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• 2014

본 실험은 실험실적 규모의 침지식 평막형 분리막이 장착된 활성슬러지 생물반응기에 인공폐수를 사용하여 수행하였다. 분리막 운전은 MLSS 5,000 mg/L 활성슬러지 용액을 일정 유량으로 계속 투과시키는 방식과 주기적으로 10분여과/2분휴지 방식으로 구분하여 실시하였다. 산기량은 0.25 L/min로 일정하게 유지한 상태에서 투과유속을 10에서 $25L/m^2{\cdot}hr$까지 증가시키면서 막간차압을 측정하였다. 또한 분리막 오염 상태를 판단하기 위하여 완전막힘, 표준막힘, 중간막힘, 비압축성 케이크 및 선형압축성 케이크 오염 모델을 실험값에 적용하였다. 10분운전/2분휴지 운전방식에서는 매 주기마다 펄스형태로 막간차압이 변화하므로 최고점 및 최저점 연결선으로 구분하여 막오염 모델을 적용하였다. 활성슬러지 케이크 막오염은 이상의 5가지 오염 모델 중 선형압축성 케이크 오염 모델이 모든 투과실험 결과와 가장 잘 일치하였다.

• 한국물환경학회지
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• 제34권1호
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• pp.121-131
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• 2018

Domestic sewage treatment plants (STPs) consume about 0.5 % of total electric energy produced annually, which is equivalent to 207.7 billion Korean won per year. To minimize the energy consumption and as a way of mitigating the depletion of energy sources, the sewage treatment strategy should be improved to the level of "energy positive". The core processes for the energy positive sewage treatment include A-stage for energy recovery and B-stage for energy-efficient nitrogen removal. The integrated process is known as the A/B-process. In A-stage, chemically enhanced primary treatment (CEPT) or high rate activated sludge (HRAS) processes can be utilized by modifying the primary settling in the first stage of sewage treatment. CEPT utilizes chemical coagulation and flocculation, while HRAS applies returned activated sludge for the efficient recovery of organic contents. The two processes showed organic recovery efficiencies ranging from 60 to 70 %. At a given recovery efficiency of 80 %, 17.3 % of energy potential ($1,398kJ/m^3$) is recovered through the anaerobic digestion and combustion of methane. Besides, anaerobic membrane bioreactor (AnMBR) can recover 85% of organic contents and generate $1,580kJ/m^3$ from the sewage. The recovered energy is equal to the amount of energy consumption by sewage treatment equipped with anaerobic ammonium oxidation (ANAMMOX)-based B-stage, $810{\sim}1,620kJ/m^3$. Therefore, it is possible to upgrade STPs as efficient as energy neutral. However, additional novel technologies, such as, fuel cell and co-digestion, should be applied to achieve "energy positive" sewage treatment.

• 대한환경공학회지
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• 제27권5호
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• pp.519-524
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• 2005

국내 하수의 낮은 C/N비를 나타내는 특성으로 인하여 질소와 인의 효과적인 제거를 위해서는 추가적인 보조 탄소원의 주입이 필요한 실정이다. 여러 가지 적용 가능한 외부 탄소원 중, 음식폐기물은 다량의 유기물을 함유하고 있어 다양한 전처리를 통하여 하 폐수 고도처리 공정의 외부탄소원으로 이용가치가 높다고 할 수 있다. 본 연구에서는 음식폐기물 고속발효건조 과정에서 발생하는 음식폐기물 응축수를 A/O 공정으로 구성된 막 결합 생물반응조의 외부탄소원으로 적용 가능성에 대해 평가하고 다양한 운전 조건에서의 질소 인 성분의 제거 효율을 살펴보았으며, 막 오염에 영향을 미칠 수 있는 다양한 인자들에 대한 평가를 실시하였다. 실험 결과 무산소 조건에서 0.19 g $NO_3-N/g$ VSS/day의 탈질율을 얻을 수 있었으며 연속운전에서는 음식폐기물 응축수 주입을 통하여 총질소와 인 성분의 제거율을 각각 최대 64%, 41% 향상 시킬 수 있었다. 또한 유입수 유량의 0.5% (vol/vol)의 외부탄소원 주입 조건에서도 효과적인 처리효율을 얻을 수 있었으며, 전체 공정의 수리학적 체류시간 8시간 이상, 무산소조와 호기조의 체류시간은 각각 3시간, 5시간에서 최적의 처리효율을 나타내었다. 실제 생환하수 처리 시, 질소와 인의 제거효율은 증진되었으나 막 결합 생물 반응조 내의 전체 입자의 크기 증가 및 미생물 체외고분자 물질 중 단백질 성분의 증가로 인하여 전체 막 저항 값이 증가하는 경향을 보였으며, 유입수의 고형물질의 조절을 통하여 막 오염을 줄일 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권2호
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• pp.234-238
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• 2008

활성슬러지 공정에 막을 침지한 MBR(Membrane Bioreactor)공정에서 고가의 막을 대체하여 부직포 같은 섬유 여과막을 이용한 연구가 수행되었다. 부직포는 저렴한 가격, 저압에서 높은 투과유속의 확보 등 막을 대체할 수 있는 대안으로서 가치가 높다. 그러나 부직포 여과막 모듈은 막에 비하여 비표면적이 현저하게 작기 때문에 이를 증가시키는 노력이 필요하다. 본 연구에서는 활성슬러지 공정에 부직포 여과 관형 막모듈을 침지하여 설치형태와 관직경에 따라 여과압력에 미치는 영향을 실험적으로 검토하였다. 관형 필터의 직경이 같을 때, 반응조내 필터 모듈의 설치형태가 여과압력 변화에 미치는 영향은 없었다. 그러나 필터의 관 직경이 작을수록 여과압력의 상승이 빠르게 나타났고 이는 관내 수리학적 손실에 기인된 것으로 해석되었다. 따라서 관형 부직포 여과막은 관경 10 mm 이상에서 비표면적을 고려하여 설계하고, 반응조내 수직형으로 설치함이 적정한 것으로 나타났다.

• 한국염색가공학회지
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• 제30권1호
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• pp.51-61
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• 2018

In this study, effluent water was produced through Submerged Membrane Bio-Reactor(SMBR) process, which is a simple system and decomposes organic matter contained in wastewater with biological treatment process and performs solid-liquid separation, Especially, ozone oxidation treatment process is applied to effluent water containing fluorescent whitening agent, which is a trace pollutant which is not removed by biological treatment, and influences the quality of reused water. The concentration of $COD_{Cr}$ in the SMBR was $449.3mg/{\ell}-COD_{Cr}$, and the concentration of permeate water was $100.3mg/{\ell}-COD_{Cr}$. The removal efficiency was about 70.1%. The amount of ozone required for the removal of the fluorescent whitening agent in the permeated water in SMBR was $6.67g-O_3/min$, and the amount of ozone required to remove $COD_{Mn}$ relative to the permeate water was calculated to remove $0.997mg-COD_{Mn}$ for 1mg of $O_3$.

• Environmental Engineering Research
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• 제19권3호
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• pp.275-281
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• 2014

Aim of this study was to investigate biofilms attached in pipeline of water reuse from the MBR system treating sewage without chlorination in correlation to the outflow water quality. Two general pipe materials: polyvinyl chloride (PVC) and polyethylene (PE) were employed in the experiment. The peak growths were found at week 4 in both pipes. The maximum biofilms in PE pipe was $33mgVSS/cm^2$ with the growth rate of $4.75mgVSS/cm^2-d$ which was significant higher than that of PVC pipe. Biofilms examined by PCR-DGGE technique revealed five bacterial species in PE biofilms namely Sinorhizobium medicae WSM419, Sinorhizobium fredii NGR234, Geobacter sp. M18, Parachlamydia acanthamoebae UV-7, and Mycobacterium chubuense NBB4. The VSS concentrations in outflow had directly correlated to the biofilm attachment and detachment. High COD concentrations of outflow appeared during biofilm detaching phase. In summary, water quality of reuse water corresponded to the biofilms attachment and detachment in the pipeline.