• 한국물환경학회지
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• 제23권1호
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• pp.19-26
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• 2007

The lab-scale BNR processes fed with Municipal Wastewater Before or After Primary Clarifier (MWBPC or MWAPC) were operated to observe the behavior of particle organic matter in terms of nitrification and denitrification efficiency. As a result of the fractionation of the COD from MWBPC or MWAPC using an aerobic respirometric serum bottle reactor, the total mass of biodegradable organic matter from MWBPC is about 52% greater than the mass from MWAPC. Batch reactors were operated to observe the effect of the Particulate Organic Matter (POM) on substrate utilization for denitrification. Although the consumption of POM for denitrification was observed, the increment of the Specific Denitrification Rate (SDNR) was not great. In terms of the effect of POM on nitrification at different HRTs, activate sludge reactors were operated to determine the optimal HRT when MWBPC and MWAPC were fed relatively. All reactors showed a great organic matter removal efficiency. Reactors fed with MWAPC had obtained the nitrification efficiency above 90% when the HRT of 4 hr, at least, was maintained, while reactors fed with MWBPC had same efficiency when the HRT longer than 5 hr was kept. Three parallel $A^2/O$ systems fed with MWBPC or MWAPC relatively were operated to investigate the effects of POM on BNR processes with varying the HRT of an anoxic reactor. For all systems, the efficiency of organic matter removal and denitrification, respectively, was great and about the same. In case of denitrification efficiency, system with MWAPC had 1.5% lower than system with MWBPC at the same HRT of anoxic reactor of 2 hr, and the increasing the HRT of the anoxic reactor by 1 hr in systems fed with MWBPC resulted in a 3.5% increment. The denitrification rate was similar while the consumption of organic matter in systems fed with MWBPC was higher than system fed with MWBPC. It suggests that POM in MWBPC was not be used significantly as a substrate for denitrification in system with the HRT of 3 hr of an anoxic reactor.

• 한국습지학회지
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• 제18권3호
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• pp.244-249
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• 2016

혐기 소화 상징액은 고농도 질소를 함유하고 있으며 수처리 계통으로 반송되어 하수처리장 유입 부하를 증가시킨다. 혐기 소화 상징액 내 고농도 질소를 아질산화 반응을 통해 처리하게 된다면, 경제적인 하수처리장 개조 효과를 기대할 수 있다. 본 연구에서는 혐기 소화 상징액을 이용한 장기간 실험실 규모 반응조 운전을 실시하였다. 운전 결과 암모니아성 질소 제거율 90% 이상과 아질산화율 70% 이상 효율을 보이는 운전 조건을 도출할 수 있었다. 또한 이를 바탕으로 운전 인자와 암모니아성 질소 제거 효율 및 아질산화율의 상관성을 분석하였다. 운전 결과 암모니아성 질소 제거 효율과 아질산화율은 미생물 체류시간 (SRT), 암모니아성 질소 부하 및 단위 미생물 농도 (MLSS) 당 암모니아성 질소부하와 관계가 큰 것을 확인할 수 있었다. 본 연구 결과는 향후 혐기 소화 상징액의 아질산화 반응 유도에 중요 자료로 활용될 수 있으며, 아질산화 반응의 활용성을 증가시킬 것을 기대한다.

• Carbon letters
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• 제18권
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• pp.49-55
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• 2016

Refuse-derived fuel (RDF) produced using municipal solid waste was pyrolyzed to produce RDF char. For the first time, the RDF char was used to remove aqueous copper, a representative heavy metal water pollutant. Activation of the RDF char using steam and KOH treatments was performed to change the specific surface area, pore volume, and the metal cation quantity of the char. N₂ sorption, Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometer (ICP-AES), and Fourier transform infrared spectroscopy were used to characterize the char. The optimum pH for copper removal was shown to be 5.5, and the steam-treated char displayed the best copper removal capability. Ion exchange between copper ions and alkali/alkaline metal cations was the most important mechanism of copper removal by RDF char, followed by adsorption on functional groups existing on the char surface. The copper adsorption behavior was represented well by a pseudo-second-order kinetics model and the Langmuir isotherm. The maximum copper removal capacity was determined to be 38.17 mg/g, which is larger than those of other low-cost char adsorbents reported previously.

• 대한환경공학회지
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• 제31권1호
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• pp.70-78
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• 2009

지형도를 이용하여 전국 주요하천의 홍수터 면적을 조사하였고, 원판형 부압침투계를 이용하여 홍수터 토양의 투수특성을 조사하였다. 문헌조사와 불포화 흐름해석용 코드를 이용하여 홍수터에서 도시하수의 2차 처리수에 대한 토양처리의 가능성도 평가하였다. 이들 자료를 바탕으로 우리나라의 홍수터여과 용량을 산정하였다. 연구결과 우리나라의 홍수터는 토양여과에 적합한 표층토를 가지며, 하천연장 전체에 걸쳐 홍수터가 골고루 분포되어 있어서 홍수터여과가 하수의 추가처리로 활용되기에 유리한 여건임을 알 수 있었다. 우리나라 전체의 홍수터여과 용량은 약 182,000,000 $m^3$/day이고, 대부분의 하천들은 2차 처리수를 모두 홍수터여과를 통해 추가적으로 처리할 수 있을 것으로 계산되어 이 공법을 적용할 경우 하천수질이 개선 될 것이라고 기대한다. 또한, 본 공법은 상수원수의 수질개선에도 활용될 수 있을 것으로 기대되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.216-220
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• 2012

본 연구는 경기도 용인시에 위치한 공공하수처리장을 대상으로 소수력발전 성능특성을 예측하고 경제성을 분석하여 소수력발전소의 건설타당성을 제시하였다. 방류구에서의 수준측량 조사에 따르면 실제 유효 낙차는 4.3m로 나타났다. 최근 5년간 방류량 자료를 살펴보면 일평균 실제 처리량은 약 $30,000m^3/day$로 나타났으며, 우수 유입과 물 사용량이 증가하는 여름 및 가을에 처리량이 증가하였다. 설계유량은 유량변화에 따른 누적 확률밀도와 유량지속곡선에 근거해 산정하였으며, 시간빈도로 보았을 때 17%의 유량이 지속되는 $0.35m^3/sec$가 설계유량으로 나타났다. 예상되는 수차 발전용량은 11kW급이며, 시스템 가동율은 74%, 그리고 계통선에 송출될 수 있는 연 전력생산량은 71.3MWh로 나타났다. 경제성 평가는 신재생에너지 경제성 분석 도구인 RETScreen 프로그램을 사용하여 B/C ratio, IRR, 개발투자비 등의 경제성 평가지표들을 산정하였다. 편익(Benefit) 산정시 전력기준단가는 133.67원/kWh, 할인율 7%를 적용하였으며, 비용(Cost) 산정시 유지관리비는 초기 건설비의 1%, 사용연한 30년을 적용하였다. 경제성 분석결과 기흥레스피아의 소수력발전소 건설시 초기 건설공사비가 $165,000 일 때, B/C 1.0, NPV $3,534, 투자회수기간 15.1년으로 산정되었고 따라서 초기 건설비용이 $165,000 이하일 때 가장 경제적인 것으로 파악되었다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제11권3호
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• pp.237-243
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• 2011

강화되는 방류수 수질기준에 맞추어 하수처리장 개조 방안의 하나로 고농도의 암모니아성 질소를 함유한 반류수를 처리하는 방안이 주장되고 있다. $35^{\circ}C$, $20^{\circ}C$와 $10^{\circ}C$ 조건의 실험실 규모 반응조 운전을 통하여 경제적인 질소 제거 방법인 아질산화 반응 유도하였다. $20^{\circ}C$ 이상의 온도에서는 안정적인 아질산화 반응을 유도 할 수 있었으나, $10^{\circ}C$ 저온 조건에서는 완전 질산화 반응이 유도 되었다. 이는 온도의 영향을 받아 SRT가 길어져 완전 질산화 반응이 유도된 것으로 사료된다. 온도에 따라 아질산화 반응에 요구되는 SRT가 변화하는 것으로 볼 때, 온도와 SRT는 아질산화 반응에 중요한 인자로 판단된다. 또한 $20^{\circ}C$ 이상의 조건에서 암모니아성 질소 제거 반응과 아질산화 반응을 유도하는 것이 유리 한 것으로 나타났다. 본 논문에서 제시한 결과는 아질산화 반응을하수처리장에 적용할 때 중요한 기초 자료로 사용될 수 있을 것이다.

• 한국물환경학회지
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• 제27권2호
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• pp.235-241
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• 2011

This study was performed to investigate the characteristics of nutrient removal of municipal wastewater in the submerged membrane bioreactor by addition of alum directly into aerobic tank. Membrane bioreactor consists of three reactors such as two intermittent anaerobic tanks and the aerobic tank with hollow fiber membrane. The removal efficiencies of $COD_{cr}$, BOD, SS, TN and TP on the membrane bioreactor were 94.0%, 99.1%, 99.9%, 66.9%, and 58.9%, respectively. In addition, The removal efficiencies of $COD_{cr}$, BOD, SS, TN and TP on the membrane bioreactor with alum addition were 93.4%, 99.0%, 99.9%, 63.2%, and 96.8%, respectively. There was little difference between them on the nutrient removal efficiencies except phophorus removal. The estimated sludge production, specific denitrification rate, specific nitrification rate and phosphorus removal content on the membrane bioreactor were 1.76 kgTSS/d, $0.055mgNO_3-N/mgVSS{\cdot}d$, $0.031mgNH_4-N/mgVSS{\cdot}d$, and 0.095 kgP/d, respectively. And The estimated sludge production, specific denitrification rate, specific nitrification rate and phosphorus removal content on the membrane bioreactor with alum addition were 2.90 kgTSS/d, $0.049mgNO_3-N/mgVSS{\cdot}d$, $0.030mgNH_4-N/mgVSS{\cdot}d$, and 0.160 kgP/d, respectively. The alum content added was 1.7 molAl/molP on an average. The increasing ratio of tran-membrane pressure on the membrane bioreactor was $0.0056kgf/cm^2{\cdot}compared$ to $0.0033kgf/cm^2{\cdot}d$ on the membrane bioreactor with alum addition. There was a slightly reduction effect on membrane fouling by alum addition.

• 대한환경공학회지
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• 제30권5호
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• pp.507-516
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• 2008

폐타이어 담체 유 무에 따른 질소 제거 효과와 담체를 충진한 유동상 생물막 공정의 질소제거 특성을 알아보고자 실험을 수행하였다. 하수처리장 유입하수를 이용해 폐타이어 담체 유 무에 따른 질소 제거 정도는 실험실 규모 회분식 실험을 이용하고, 온도가 질소제거에 미치는 영향은 담체를 15% 충진한 파일럿 규모 유동상 생물막 공정을 약 370일 동안 장시간 운전을 통해 알아보았다. 폐타이어 담체 유 무에 따른 질산화율은 3.4 및 1.7 mg NH$_4^+$-N/g Mixed-Liquor Volatile Suspended Solid(MLVSS)$\cdot$hr로 담체를 투입한 경우 질소 제거가 더 효과적이었다. 온도범위가 9$\sim$10$^{\circ}C$에서 20$\sim$24$^{\circ}C$로 증가하였을 때 총 질소제거효율은 53 $\pm$ 8%에서 76 $\pm$ 5%까지 증가하였다. 온도가 9$\sim$10$^{\circ}C$, 10$\sim$20$^{\circ}C$, 20$\sim$24$^{\circ}C$에서 질산화율은 0.8 $\pm$ 0.5, 3.1 $\pm$ 1.9, 3.4 $\pm$ 2.1 mg NH$_4^+$-N/g MLVSS$\cdot$hr로, 탈질율은 0.6 $\pm$ 0.2, 1.1 $\pm$ 0.6, 1.4 $\pm$ 0.6 mg NO$_3^-$-N/g MLVSS$\cdot$hr로 나타났으며, 전체미생물 중 부착미생물은 17 $\pm$ 7, 20 $\pm$ 6, 22 $\pm$ 6%로 온도가 증가함에 따라 증가하는 경향을 나타내었다. 미생물 총괄활성도는 온도가 9$\sim$10$^{\circ}C$에서 20$\sim$24$^{\circ}C$으로 증가함에 따라 혐기조, 무산소조, 호기조에서 22, 20, 15% 증가하였고 질산화 미생물인 Nitrosomonas와 Nitrobacter 활성분율도 증가하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권6호
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• pp.687-692
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• 2006

실험은 C/N 비가 낮은 실제하수 유입시 적용한 유동여재 $A_2O$시스템의 생물학적 탈질특성을 파악하고 외부 탄소원(메탄올) 주입량(C/N비) 변화에 따른 오염물질 제거특성, 각 반응조의 유기물, 질소 거동 특성을 검토하였다. 실험장치는 실험실 규모로 호기조에 유동여재를 투입하여 부유와 부착 미생물이 공존하는 혼합형 형태이다. 유동여재는 $10{\sim}20mm$정도의 육면체로 된 스폰지 형태의 폴리우레탄 재질이다. 실험에서 얻어진 결과는 다음과 같다. 외부탄소원을 주입하지 않는 하수처리의 경우, 부유성 미생물양이 부착성 미생물양 보다 약 3배 가량 많았다(총 미생물량 80 g). 무산소조에 주입되는 외부탄소원에 의해 성장되는 미생물은 우선적으로 호기조 접촉여재에 일정량 부착된 후에 부유성 상태 미생물로 유지되었다. 유출수 $COD_{Cr}$ 농도는 외부탄소원 주입여부에 관계없이 $13{\sim}29mg/L$으로 안정하게 유지되었다. 유출수의 총무기성 질소(TIN)농도의 경우, 미주입시에는 $20.0{\sim}35.9mg/L$(제거효율 18%)이었으나 주입시에는 $2.5{\sim}9.0mg/L$(제거효율 $71{\sim}83%$)로 염분의 영향은 없었다. 각 반응조의 유기물($COD_{Cr}$) 제거특성은 외부탄소원 미주입시에는 대부분이 혐기조에서 제거되었으며, 외부탄소원 주입시에 대부분이 무산소조에서 제거되었다. 과잉주입의 경우 대부분이 호기조에서 제거되었다. 총 무기성 질소(TIN)의 경우, 외부탄소원 미주입시 대부분이 혐기조에서 제거되었으며, 외부탄소원 주입시 불안정한 상태에서는 혐기조에서, 안정한 상태에서는 무산소조에서 대부분 제거되었다.

• 한국습지학회지
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• 제24권2호
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• pp.83-92
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• 2022

전세계적으로 플라스틱에 대한 수요가 늘어감에 따라 플라스틱 폐기물의 양이 증가하고 있다. 수계 내에서의 미세플라스틱의 위해성에 대한 평가 기준에 대해서는 아직 많은 연구가 필요하지만 대체적으로 미세플라스틱을 성질 개선을 위해 첨가하는 화학물이 유독하다는 사실은 여러 문헌을 통해 증명되어있다. 하수처리장(MWTP)은 오수를 처리하는 시설로서 가정에서 발생하는 미세플라스틱이 모이는 미세플라스틱이 모이는 장소이다. 따라서 MWTP 에서의 미세플라스틱 분석이 필요한 상황이지만 이를 진행하기 위해 표준화된 방법이 아직은 없다. 따라서 본 연구에서는 MWTP에서 미세플라스틱 검출을 위한 하수 시료에 적용할 수 있는 최적의 방법론을 조사해보고자 한다. 본 연구에서는 J 하수 처리장에서 수집한 유입수 샘플로부터 미세플라스틱을 분석하는 다양한 전처리 방법 중에서 하수처리장 샘플에 가장 널리 사용되는 펜톤산화와 H₂O₂ 산화법을 선정하였다. 각 전처리 방법별로 측정에 오차를 발생시킬 요소들이 있었으며, 이를 극복하기 위해 펜톤산화 전처리의 경우 밀도분리법 대신 여과를 진행하여 분석을 진행하는 것이 추천되며, H₂O₂ 산화법의 경우 반응 이후 증류수로 세척하는 과정이 필요해 보인다. 분석 결과 미세플라스틱의 농도는 H₂O₂ 산화법을 이용한 샘플의 경우 2.75 ea/L, 펜톤산화법을 이용한 샘플의 경우 3.2 ea/L 로 측정되었으며 대부분 섬유형태로 존재하였다. 또한 정량분석을 현미경을 이용해 육안으로 진행하기 때문에 측정 결과에 대한 신뢰성을 보장하기가 어렵다고 판단해 검정곡선을 만들었다. 총 3개의 검정곡선이 그려졌으며 해당 검정곡선들을 분석한 결과 R² 값이 전부 0.9 이상이였으며 이는 정량분석에 대해 높은 신뢰성을 보장한다. 정성분석으로 MWTP에 유입되는 미세플라스틱의 계열에 대해선 판단할 수 있었지만 각 미세플라스틱의 화학적인 조성에 대해선 확인할 수 없었다. 향후 MWTP에 유입되는 미세플라스틱의 화학적 조성에 대해서 확인하기 위해서 이번 연구를 활용할 수 있을 것이다.