• 한국환경과학회지
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• 제25권3호
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• pp.439-446
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• 2016

Domestic sewerage treatment plant is operated by activated sludge method and its modified method by using microorganism. In most cases, a method of using microorganism is directly controlled by the operator based on individual judgment through factors of DO, pH and ORP. In addition, under aerobic condition in bioreactor, energy consumption including excessive air injection is learned to be somewhat plenty. In order to solve this problem, in most of the process, improvement of internal recycling and activated environmental factor of microorganism were researched extensively. However, as factors are changed depending on various conditions, it is not sufficient as an indicator of judgment. As such, a research on operation of bioreactor that measures metabolic change in short time by directly measuring activated condition of microorganism using NADH fluorometer is required in reality.It is considered that the method like this could supplement problem of energy consumption being occurred in the existing treatment method and operational optimization of bioreactor would be enabled by controlling optimal air volume. Therefore, in this study, in order to obtain optimal operational indicator of bioreactor, proper air volume control test was performed and through batch test and site evaluation, possibility of NADH sensor being utilized as operational control indicator of bioreactor is intended to be analyzed. In order to compare with measured value, DO, ORP that are operational control indicator of existing bioreactor were used. As MLSS concentration was increased through batch test, NADH value was increased and site evaluation also showed similar tendency to batch test. Resultantly, it could be confirmed that changing level of NADH fluorometer was a sensor that could measure bioreactor condition effectively and optimized scale of bioreactor is considered to be utilized.

• 한국물환경학회지
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• 제25권6호
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• pp.872-878
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• 2009

Advanced Phase Isolation Ditch (APID) process was studied to develop economic retrofitting technology, for the plants where retrofitting of common activated sludge process is required. In this study, to develop and apply the modified intermittently aeration mode as process control conditions for treating municipal wastewater, a demonstration plant was installed and operated in the existing sewage treatment plant of P city. During this study, the average effluent $BOD_5$, SS, T-N, and T-P concentrations were 6.3, 4.5, 10.0, and 1.3 mg/L. The modified mode decreased the nitrification capability more than the conventional mode in the application period. Nitrate in the anaerobic condition can have a negative effect on biological phosphorus removal. In the decreasing nitrate levels, the modified mode increased the biological ability of removal phosphorus more than the conventional mode in this study. Therefore, newly developed APID process with modified intermittent aeration mode can be one of the useful processes for stable organic matter and nutrients removal.

• 한국물환경학회지
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• 제22권1호
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• pp.51-58
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• 2006

The effluent limitations for individual industry based on the best available technology economically achievable (BAT) have been required to achieve effective regulation. BAT assessment criteria that are suitable for the circumstances of Korean industry were developed in the previous study. The criteria were applied to determine the BAT for leather tanning and finishing industry. For the evaluation BAT, a subcategorization for the industry considering wastewater characteristics, source equipments, raw material and so on should be suggested. Three subcategories: A) Unharing, Chrome Tan, Retan-Wet Finish, B) Chrome Tan, Retan-Wet Finish, and C) Furskins were proposed in this study. Wastewater discharged from the each category contains high concentration of COD, chrome, nitrogen and sulfide. In particular, the concentration of nitrogen from the subcategory A is significantly greater. Twenty sites were surveyed and wastewater qualities were analyzed. Therefore, six different technologies were applied to the subcategory A for the end-of-pipe treatment technology, and a technology was used in the subcategory B and C, respectively. The technology candidates were evaluated in terms of environmental impacts, economically achievability, treatment performance and economical reasonability. As the result, the technology options for each subcategories: A) primary chemical precipitation + modified Ludzack-Ettinger process (MLE) + secondary chemical precipitation, B) chemical precipitation + typical activated-sludge process + Fenton oxidation, C) chemical precipitation + typical activated-sludge process + batch Fenton oxidation or batch activated carbon treatment were selected as the BAT, respectively.

• 대한환경공학회지
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• 제22권6호
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• pp.1011-1019
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• 2000

본 연구는 유입수의 농도, 수리학적 체류시간 및 F/M비와 슬러지 첨전성과의 상관관계를 새롭게 명확히 밝혀 기존에 제시된 각 처리법 즉 장기포기법, 재래식 활성슬러지법, 고율 활성슬러지법 및 수정포기법의 설계조건이 도출된 원인을 밝히고 동시에 이들 기 제시된 설계조건에 관계없이 설계가 가능함을 확인하기 위한 연구이다. 본 실험은 특히 체류시간과 미생물의 침강성을 중심으로 고찰되었는데, 이는 슬러지의 침강성이 기존 각 처리법의 운전조건을 결정하는 주인자$^{1)}$이기 때문이다. 따라서 각각의 처리법에 대해 제시된 설계범위를 벗어날 경우 슬러지는 팽화하는 것으로 알려져 있으며, 설계의 기초를 제공한 Lesperance$^{1)}$의 실험결과에서도 침강성이 확보되지 않는 부하범위가 발생하는 것으로 나타냈다. 위와 같이 일정 조건에서 슬러지가 팽화하는 원인은 Lesperance가 이전 다년간의 실패와 시도로 밝혀진 연속운전이 가능한 것으로 밝혀진 몇몇의 운전조건을 실험조건으로 채용함에 따라 각각의 체류시간에 해당하는 최적의 부하가 적용되지 않았기 때문이다. 하지만 본 실험결과 부하를 적절히 유지할 경우, F/M비 $6.3kg-BOD/kg-MLSS{\cdot}day$ 이하, HRT 0.67hr 이하의 조건에서 슬러지의 침강성이 SVI치 120 이하로 확보될 수 있음을 확인하였다. 따라서 본 연구에서는 체류시간과 그에 해당하는 최적 부하를 제시하였으며, 체류시간이 미생물의 침강성에 결정적 영향인자임을 밝히고, 아울러 본 실험결과를 근거로 이제까지 알려진 처리법에서는 적용된 바 없는 1시간 이하의 체류시간에서 고율 활성슬러지법의 적용 부하치를 수 배 능가하는 새로운 운전법 (UHR : Ultra high rate)도 가능함을 제시하였다.

• 한국물환경학회지
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• 제20권2호
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• pp.190-195
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• 2004

A new technology for advanced wastewater treatment was developed using a modified Rotating Biological Contactor (RBC) process, named as Rotating Activated Bacillus Contactor (RABC) process that utilizes Bacillus sp., the facultatively anaerobic or activated microaerophilic bacteria on multiple-stage reticular rotating carriers, as a predominant species. The RABC process for a municipal wastewater with relatively low concentrations of organics, nitrogen, and phosphorus showed stable and high removal efficiencies, less than $BOD_5$ 10 mg/L, T-N 15 mg/L, and T-P 1.5 mg/L in final effluent. The performance load of RABC process was shown to be $1.23kg{\cdot}BOD/m^2{\cdot}day$ for the first stage (average $0.31kg{\cdot}BOD/m^2{\cdot}day$ for the total stages) based on both removed BOD and converted disc area corresponding to the reticular one. The sludge produced in the RABC process is characterized by low generation rate (about $0.18kg{\cdot}MLSS/kg{\cdot}BOD$) and excellent settleability. The number ratio of Bacillus ($2.4{\times}10^6CFU/ml$) to heterotrophic bacteria ($3.6{\times}10^7CFU/ml$) inhabiting in the biofilms of the RABC process was 6.7 %, indicating that Bacillus sp. was a predominant species in the biofilms. The RABC process with reticular rotating carriers showed its excellent performance for the advanced wastewater treatment without any offensive odor problem due to organic overloading.

• 한국물환경학회지
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• 제23권3호
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• pp.309-313
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• 2007

In Activated Sludge Model, COD fraction of primary settled municipal wastewater was a very important parameter. In this study, the COD fraction was determined using the oxygen utilization rate experiments. Readily biodegradable COD ($S_S$) fraction was observed about 29.7% of influent TCOD. $S_I$, $X_I$, and $X_S$ were analyzed to be 7.6%, 7.3%, and 55.4% of TCOD, respectively. The model used in this study was developed based on ASM3 and modified Bio-P module in order to simulate the existing BNR process. Parameter estimation results showed that $Y_{STO,O2}$, $Y_{STO,NO}$, $Y_{H,O2}$, $Y_{H,NO}$, $Y_{PO4}$, ${\mu}_H$, $b_H$, ${\mu}_A$, $q_{PHA}$, $q_{PP}$ and ${\mu}_{PAO}$ were 0.7, 0.64, 0.61, 0.48, 0.31, 3.9, 0.1, 1.35, 4.98, 1.8 and 0.59, respectively. Using the presented model and the estimated parameters, the simulation of the existing BNR process was successfully conducted.

• 공업화학
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• 제10권3호
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• pp.349-353
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• 1999

페놀성 산업폐수중 2,4-dichlorophenol과 2,4-dinitrophenol를 함유한 폐수에 대해서 phenol이 활성슬러지공법에서 이 두 물질의 미생물 분해와 활성슬러지공정에 대한 Eckenfelder 수정모델의 미생물분해계수 (biodegradation kinetic coefficient)에 미치는 영향을 연구실험하였다. 미생물 성장에 필요한 에너지원과 필수영양물질 (base mix. BM)을 함유한 폐수를 분해하고 있는 활성슬러지 시스템에 2,4-dichlorophenol과 2,4-dinitrophenol를 함유한 폐수를 유입시켰을 때 이 활성슬러지 시스템은 서서히 죽어갔고 미생물들이 다 씻겨 나갔다. 반면에 페놀에 먼저 순화되어 있는 활성슬러지 시스템에 2,4-dichlorophenol과 2,4-dichlrophenol을 함유한 폐수를 phenol과 함께 유입하였을 때는 분해가 잘 되었고, 분해효율은 $BOD_5$ 기준으로 91.9%에 달했다. 그리고 phenol, 2,4-dichlorophenol 및 2,4-dinitrophenol의 처리효율은 각각 99.8%, 43.3% 및 62.5%였다. 같은 반응조에 연이어서 유입한 에너지원과 필수 영양물질의 추가공급은 처리효율을 상당히 증가시켜 처리수 중의 phenol, 2,4-dichlorophenol 및 2,4-dinitrophenol 농도를 현저히 감소시켰다. 이러한 효과는 페놀에 의해 순화되어 있는 미생물이 BM의 추가공급으로 활성도가 증가되어 분해효율이 증가되었다고 본다. 페놀에 대한 미생물의 순화과정 없이 실험하였을 때는 정상상태를 유지할 수 없었기 때문에 그 결과로부터는 Eckenfelder 수정모델의 미생물분해계수의 값을 구할 수가 없없다. 순화과정을 거친 경우의 미생물분해계수는 12.44/day이었고, 추가적인 $BM\;47mg/l(BOD_5)$의 첨가에 의해서는 46.91/day로 증가되었다. 이러한 값들은 공정설계시에 설계값으로 사용될 수 있고 다른 벤젠유도체의 미생물분해연구에 기초자료로도 활용 될 수 있을 것이다.

• 한국물환경학회지
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• 제24권5호
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• pp.618-625
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• 2008

Advanced Phase Isolation Ditch (APID) process was studied to develop economic retrofitting technology, for the plants where retrofitting of common activated sludge process is required. In this study, to evaluate the effluent BOD, SS, T-N, and T-P concentrations as process capable and stable parameters for treating municipal wastewater, a demonstration plant was installed and operated in the existing sewage treatment plant of P city. During this study, the average effluent BOD, SS, T-N, and T-P concentrations were 4.56, 5.20, 9.30, and 1.75 mg/L at the conventional mode and 3.95, 3.17, 7.65, and 1.18 mg/L at the modified mode. The modified mode (BOD: 3.69, SS: 3.19, T-N: 1.27, and T-P: 0.69) increased the process capability more than the conventional mode (BOD: 1.80, SS: 1.05, T-N: 2.17, and T-P: 0.15) in this study. If process capability over 1.0, this process is capable and stable to treat wastewater. Therefore, newly developed APID process with modified intermittent aeration mode can be one of the useful processes for stable organic matter and nutrients removal.

• 대한환경공학회지
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• 제28권7호
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• pp.752-756
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• 2006

최근 수계의 총질소(T-N) 규제가 강화되면서 기존 BAF 공정의 개선을 위해 독립적인 무산소조가 추가로 도입되었다. 본 연구에 사용된 공정은 유기물과 질산화 중심으로 개발 된 기술인 $Biobead^{(R)}$공법으로 상용화된 상향류의 BAF공정의 하나이다. 독립적인 무산소조의 도입의 타당성을 검토하기 위해 분자생물학적 방법의 하나인 PCR-DGGE기법이 수행되었다. 두 가지 type의 nitrite reductase genes를 통해 진행되었는데, nirS로 암호화된 cytocrome $cd_1$ nitrite reductase gene과 nirK로 암호화된 Cu를 함유한 nitrite reductase gene이다. 이러한 탈질 기능유전자를 이용하여 PCR-DGGE를 통해 탈질 목적으로 순화된 독립적인 무산소조의 탈질미생물의 군집을 해석하였다. PCR 증폭결과, 탈질을 수행하는 무산소조 내에서는 nirS와 nirK유전자 가운데 nirS유전자만 검출되었고, DGGE 분석결과, 최초 식종원으로 이용된 활성슬러지에서는 상대적으로 많은 band들이 검출되는 반면, 무산소조 내에서는 운전일수와 nitrate 부하량이 증가할수록 단일 band로 우점화 하는 경향을 나타내었다. DGGE band에 대한 염기서열 분석결과, 식종 슬러지의 경우 다양한 uncultured bacteria가 나타났으나, nitrate 제거율이 높은 안정화된 무산소조에서는 alcaligenes faecalis 등 특정 탈질미생물이 우점화 되는 것으로 확인되었다. 결론적으로 이러한 탈질미생물 군집특성을 가지는 무산소조의 도입은 96%이상의 안정적인 탈질을 가능하게 하였으며, BAF 공정 개선을 위한 독립적인 무산소조의 도입은 적절한 것으로 판단되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권4호
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• pp.503-515
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• 2014

최근 하수처리장의 질소 및 인 방류수 수질기준이 강화되고 슬러지의 해양투기가 금지됨에 따라 기존 표준활성슬러지공법의 고도처리공법으로의 증설 및 새로운 하수슬러지 처리공법에 대한 환경성, 경제성 평가의 필요성이 증가하고 있다. 이러한 고도처리 및 슬러지 처리공법은 운영 단계뿐만 아니라 건설, 폐기를 포함한 전과정에 걸쳐 환경 전반에 영향을 미치며 경제적 비용을 소모하므로, 본 연구에서는 건설에서부터 폐기까지의 전과정을 고려하여 고도처리공정 및 슬러지 처리 공법의 환경성, 경제성을 평가하고자 한다. 고도처리공법으로 Anaerobic/Anoxic/Oxic ($A_2O$), Bamard Denitrification Phosphate (Bardenpho), Virginia Initiative Plant (VIP), Modified University of Cape Town (MUCT) 공법을, 슬러지 처리공법으로는 매립, 소각, 퇴비화를 선정하였다. 각 공법에 따른 환경성, 경제성 평가를 위하여 International organization for standardization (ISO)에서 제시하는 가이드라인을 따라 전과정평가를 수행하였으며, 전생애비용을 산정 비교하였다. 각 고도처리 공법에 대한 평가 결과, 환경영향 측면에서는 운영 단계에서의 생물학적 처리로 인한 온실가스 배출이, 경제성 측면에서는 운영 단계에서의 전력소모가 가장 많은 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 가장 친환경적인 하수처리 및 슬러지 처리공법은 $A_2O$ 공법과 퇴비화로 환경에 가장 큰 영향을 미치는 CAS 공법과 매립에 비해 환경영향을 52% 줄일 수 있는 것으로 나타났다. 경제적인 측면에서는 가장 많은 비용을 소요하는 CAS 공법과 매립 적용 시에 비해 MUCT 공법과 퇴비화가 전생애비용을 62% 절약할 수 있음을 알 수 있었다. 본 연구를 통해 고도처리 공법으로의 증설 및 슬러지 처리에 대한 전과정을 고려하여 친환경적이며 경제적인 공법을 선정하기 위해 전과정평가를 수행하고 전생애비용을 산출하여 각 공법을 비교 및 평가하였으며, 전과정평가의 환경성 및 경제성에 중요한 영향인자를 분석하였다. 따라서 본 연구의 방법론을 통하여 환경부하 및 경비 절감을 고려한 고도처리공법의 개보수 공정 및 슬러지 공정 선택이 가능할 것으로 예상된다.