• 대한환경공학회지
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• 제34권2호
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• pp.79-85
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• 2012

본 연구는 역삼투공정에서 발생하는 농축수의 생물학적 처리에 관한 것으로, SBR공정의 처리성능 및 부하변동과 온도변화에 따른 효율을 평가하였다. SBR공정의 cycle당 HRT가 각각 8시간과 12시간으로 2가지 형태로 공정운전이 이루어졌으며, RO농축수의 낮은 C/N비 때문에 효과적인 탈질을 위해 메탄올을 주입하였다. 유량과 온도의 변화에도 SBR공정의 질소제거 효율은 비교적 안정적인 것으로 나타났다. SBR공정의 최적 time cycle은 2 cycle/day이지만, 3 cycle/day 조건에서도 방류수 TN 농도가 수질기준 이하로 나타났다. 평가결과 RO 농축수 처리를 위한 SBR공정의 적용은 효과적이었으며, 폐수처리장 설계에 활용이 가능할 것이다. SNR과 SDNR은 각각 $0.043{\sim}0.066kg\;NH_3-N/kg\;MLVSS{\cdot}day$와 $0.096{\sim}0.287kg\;NH_3^--N/kg\;MLVSS{\cdot}day$로 나타났다. 도출된 동역학적인자는 RO농축수 처리에서 포기조와 무산소조 설계에 적용이 가능할 것이다.

• 대한환경공학회지
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• 제33권2호
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• pp.113-119
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• 2011

오존을 이용한 잉여슬러지 감량화 시스템이 결합된 생물학적 처리 공정에서 잉여슬러지의 무배출에 따른 생물반응조내의 영향 및 처리수질을 검토하였다. 잉여슬러지 인발량 배수($SDN_{min}$)가 3인 조건에서 잉여슬러지의 pH를 4 이하로 전 처리한 후 오존주입율 0.03 g $O_3/g$ SS로 처리한 결과 잉여슬러지의 인발 없이 안정적인 생물학적 처리가 가능하였다. $OUR_{max}$ 실험 결과, 오존주입율 0.03 g $O_3/g$ SS의 조건에서 대부분의 슬러지는 미생물 활성이 없어지는 것으로 조사되었다. 잉여슬러지의 가용화에 따른 생물반응조내에서의 MLVSS/MLSS의 변화는 거의 없었고, 반응조내 미생물의 인 축적 현상도 관측되지 않았다. 잉여슬러지 가용화 후 생물학적 처리수의 유기물 및 SS의 농도 증가 현상은 관측되지 않았고, 생물반응조내의 질산화 및 탈질율 증가로 유출수중의 T-N 농도가 감소하는 효과를 나타내었다. T-P의 경우에는 잉여슬러지의 무배출로 인해 대부분이 제거되지 않고 유출수중에 함유되어 유출되는 것으로 조사되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권4호
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• pp.460-465
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• 2007

본 연구에서는 고농도 암모니아성질소로 오염된 고체배지로부터 분리해 낸 Leclercia adecarboxylata를 이용하여 암모니아성질소의 제거특성 및 기작을 파악하여 폐수처리의 적용가능성에 대해 살펴보았다. 질소제거에 있어서 가장 널리 알려진 생물학적 질산화와 후탈질에 의한 질소의 대기로의 방출이 아닌 질소합성균주를 이용한 질소의 체내합성을 이용한 영양물질의 제거 가능성에 대해 접근해 보았다. L. adecarboxylata는 무염분조건에서 암모니아성질소의 제거와 균체중식이 가장 왕성했으나, 염분이 4%를 넘어서게 되면 그 효율은 급격히 저하되었다. 약 80 mg/L의 암모니아성질소는 20시간 이내에 거의 대부분 제거되었으나, 500 mg/L인 시료는 탄소원의 부족으로 인해 50시간 이상 처리후에도 50%의 제거율에도 미치지 못해 탄소원이 많을수록 질소제거율은 높음을 알 수 있었다. 탄소원이 모두 소모되고 난 이후에는 더 이상 질소제거는 이루어지지 않았으나, 탄소원을 추가로 공급했을 때 제거효율은 다시 증가했다. 시료의 pH는 미생물의 증식에 의해 8에서 6.36까지 감소했다. 암모니아성질소가 제거되는 동안 아질산성질소와 질산성질소의 축적은 일어나지 않았고, TKN값은 큰 차이를 보이지 않은 것으로 미루어 볼 때 유기질소로의 합성을 추측할 수 있었다. 유기질소 중 단백질의 농도를 측정해 본 결과 초기시료에서는 불검출 되었으나, 48시간 경과후의 시료에는 193.1 mg/L의 단백질이 검출 되었다. 따라서 L. adecarboxylata는 암모니아성질소를 유기질소로 합성하는 능력이 탁월하여 폐수중의 암모니아성질소의 제거에 이용가치가 클 것으로 판단된다.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제12권1호
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• pp.111-122
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• 2009

Abatements of TN and ${NO_3}^-$-N in a horizontal subsurface-flow wetland with litter layer on its surface were compared with those without one. The wetland was constructed in 2001 on floodplain of the Gwangju Stream which flows through Gwangju City in Korea. Its dimensions were 29m in length, 9m in width and 0.65m in depth. A bottom layer of 45cm was filled with crushed granites (15~40mm in diameter) and a middle layer of 10cm had pea pebbles. An upper layer of 5cm contained coarse sands. Reeds (Phragmites australis) growing in natural wetlands were transplanted on its surface. Water of the stream was channelled into the wetland by gravity flow and its effluent was discharged back into the stream. Average Litter layer of 12.2cm was formed on its surface in 2007. The layer and above-ground parts of reeds were eliminated in April 2008. Volumes and water quality of influent and effluent of the wetland were analyzed from May to November in 2007 and 2008, respectively. Inflow into the wetland both in 2007 and 2008 averaged approximately 40$m^3$/day and hydraulic residence time both in 2007 and 2008 was about 1.5days. Influent TN concentration in 2007 and 2008 averaged 3.96 and 3.89mg/L, respectively and average influent ${NO_3}^-$-N concentration in 2007 and 2008 was 2.11 and 2.05mg/L, respectively. With a 0.05 significance level, influent concentrations of TN and ${NO_3}^-$-N, temperatures and pH of effluent, and heights and stem numbers of reeds showed no difference between the wetland with litter layer and without one. TN retention in the wetland with litter layer and without one averaged 64,76 and 54.69%, respectively and ${NO_3}^-$-N removal averaged 60.83 and 50.61%, respectively. Both TN and ${NO_3}^-$-N abatement rates in the wetland with litter layer were significantly high (TN abatement: p<0,001, ${NO_3}^-$-N abatement: p=0.001) when compared with those without one. The subsurface-flow wetland having litter layer on its surface was more efficient for TN and ${NO_3}^-$-N removal.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제43권2호
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• pp.86-93
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• 2000

An experiment was conducted to obtain the quantitative data on the transformation and loss of applied urea-N in waterlogged soil columns. The soil columns were pre-incubated for 35 days to develop oxidized and reduced soil conditions prior to urea application. After urea application at the rate of $150kg\;N\;ha^{-1}$(29.5 mg N), the amounts of nitrogen which were volatilized, leached, and remained in soil column were measured during 38 days of incubation period. On 2 and 4 days of incubation, 54.1%(15.9 mg N) and 98.4%(29.0mg N) of the applied urea was hydrolyzed, respectively. Most of the applied urea was completely hydrolyzed within 6 days. After urea application, the rates of ammonia volatilization were increased with the floodwater pH when the floodwater pH were higher than 7.0. The maximum rate of ammonia volatilization was $0.3mg\;d^{-1}$ when pH of the floodwater showed maximum value of 7.6. The total amount of volatilized nitrogen was 6.1% (1.8mg N) of the applied urea-N. A 63.2 % (18.6mg N) of the applied urea was remained in soil as $NH_4{^+}-N$ and 28.0% (8.2mg N) of the applied urea was leached as $NH_4{^+}-N$ at the end of the incubation. Amount of $NO_3{^-}-N$ in soil was smaller than 2.0 mg throughout the incubation period. The total amount of $NO_3{^-}-N$ leached was very small, which value was 1.8 mg. It suggested that nitrification process was not significant in waterlogged soil column of this study due to high infiltration rate of urea solution applied to the soil column. Therefore only small amount of $NO_3{^-}-N$ was lost by denitrification and leaching process.

• 대한환경공학회지
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• 제31권2호
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• pp.109-113
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• 2009

본 연구는 혐기조, 안정화조, 무산소조, 막분리호기조로 구성된 membrane bioreactor의 운영을 통하여 도시 하수의 영양염류 제거 특성을 규명하였다. 수리학적 체류시간(HRT)과 슬러지 체류시간(SRT) 및 운영 여과 플럭스의 평균값은 각각 6.2시간, 34.1일과 19.6 L/$m^2$/hr (LMH)이었으며, 공정을 운전한 결과, $COD_{Cr}$, SS, TN 및 TP의 평균 제거율은 각각 94.3%, 99.9%, 69.4% 및 74.6%이었다. 슬러지 생산계수, SDNR, SNR, SPPR 및 SPUR은 각각 0.653 kgVSS/kgBOD/d, 0.044 $mgNO_3$-N/mgVSS/d, 0.035 $mgNH_4$-N/mgVSS/d, 51.0 mgP/gVSS/d 및 5.4 mgP/gVSS/d였다. 또한, 생산된 슬러지의 평균 질소 및 인 함량은 각각 8.86%와 3.5%였다.

• 생명과학회지
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• 제15권4호
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• pp.590-594
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• 2005

황토볼을 담체로 사용하여 혐기조${\rightarrow}$호기조${\rightarrow}$무산소조의 순서로 진행되는 폐수처리 시스템(F-STOP PROCESS)에서 폐수의 조성이 COD 200, 총질소 40 (ppm)정도의 합성폐수를 처리하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 총질소 성분의 평균 제거율은 $83.0\%$이였으며, 암모니아성 질소는 평균 제거율이 $84.4\%$이였다. 또한 질산성 질소는 호기조의 평균 질산화율은 $60.2\%$이였는데 유출수의 pH범위가 $4.8\~6.0$인 것을 고려하면 양호한 결과를 보였으며, 무산조의 질산성 질소의 제거율은 $96.3\%$으로 상당히 좋은 결과를 보이고 있다. 최종 방류조의 유출수 COD는 12.8ppm으로 평균 제거율 $93.6\%$이였으며, SS의 경우에는 평균발생량은 7.0ppm이였다. 이러한 결과치는 하수종말처리장(특별대책지역 및 잠실수중보권지역) 기준 및 폐수처리시설(농공단지 오 폐수처리시설 포함) 기준 이내의 기준에 해당하는 영양염류의 수치로 양호한 결과를 보여주었다. 그러나 이러한 결과를 유지하기 위해서는 폐수성상에 따른 시스템 순서의 변경, 비정상상태에서 정상운전에 이르는데 요구되는 시간을 줄이는 것 등이 관건으로 되어 있으며, 향후 이러한 방향으로 보다 연구가 진행되어야할 필요성이 있다.

• 한국습지학회지
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• 제23권1호
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• pp.60-66
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• 2021

도시화와 산업화로 인해 하수처리장으로 유입되는 하수 내 질소 농도가 증가함에 따라 부영양화 발생, 수생태계에 독성을 미치는 등의 악영향의 정도 또한 증가하고 있다. 고농도의 질소가 포함된 하수를 처리하기 위해 생물학적 질소 제거 공정에 대한 연구가 다방면으로 진행되고 있다. 기존의 생물학적 질소 제거 공정에 있어 산소공급과 외부탄소원 보충에 따른 상당한 비용이 요구된다. 이러한 측면에서 경제적인 개선이 이루어진 고도의 질소 제거 공정이 요구됨에 따라 최근 기존의 질산화·탈질 공정 보다 효율적이고 경제적인 혐기성 암모늄 산화 공정(ANaerobic AMMonium OXidation, ANAMMOX)이 제안되었다. 본 연구에서는 수처리공정에서의 ANAMMOX 공정의 안정성을 확인하고, Mainstream ANAMMOX 공정구현을 위한 암모니아성 질소(NH4+) 대비 아질산성 질소(NO2-) 비율을 도출하는데 목적이 있다. 선행연구에서 제시된 기질비율을 바탕으로 산정한 비율을 적용해 실험실 규모의 Mainstream ANAMMOX 반응조를 운전하였다. Initial 구간에서 NH4+ 제거효율은 58~86%, 평균 제거효율은 70%였다. Advanced 구간에서 NH4+ 제거효율은 94~99%, 평균 제거효율은 95%였다. 연구 결과 NH4+/NO2- 비율이 증가함에 따라, Mainstream ANAMMOX 공정의 안정성이 확보되어 NH4+ 제거효율 및 총질소(TN) 제거효율이 증가하는 경향을 확인할 수 있었다. 결과적으로, 본 연구결과는 이후 수처리공정에서의 ANAMMOX 공정 적용과 공정 안정성 확보에 있어 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 보인다.

• 한국습지학회지
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• 제23권1호
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• pp.94-105
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• 2021

본 연구에서는 합성섬유로 충진된 바이오필터(FBF)와 우드칩으로 충진된 필터(WBF)로 구성된 수직흐름형 습지공정(BFS)의 처리성능을 평가하였다. BFS 시스템에서 단독 필터를 사용한 것보다 두개의 필터를 직렬로 결합한 경우 특히 질소제거에 탁월한 성능을 나타내었다. FBF 공정에서는 암모니아 질소 100%가 활발한 질산화 반응을 통하여 질산성 질소로 전환되었으며 후속 WBF에서 77%의 질산성 질소가 제거되어 우드칩이 제공하는 탄소가 탈질반응에 큰 영향을 끼치는 것으로 판명되었다. 바이오필터의 성능은 유입특성에 상관없이 독립적인 성능을 보였으며 인 제거에도 효과가 있었으나 종종 용출징후가 나타났으며 현장적용시에는 이와 같은 사항을 유념해야할 것으로 보인다. 한편 회귀식 분석결과 운전시간에 따른 바이오 필터내부의 미생물 증식상태를 간접적으로 암시해 주었다. 본 연구결과 질소제거 측면에서 본 연구에서 제안하고 있는 여재를 이용한 수직흐름형 직렬식 습지 공정은 전형적인 수직-수평흐름 습지와 비교하여 비용측면에서 많은 장점을 가지고 있다.

• 한국수산과학회지
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• 제26권4호
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• pp.380-391
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• 1993

고밀도의 어류양식 순환수 처리씨스템 개발을 위하여 양식장의 수질특성 조사 및 생물학적 유동층 공정에 의한 모형 폐수처리 장치로 운영 실험한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 단일어종을 양식하는 H 및 S 양만장 폐수의 경우 BOD $9.4{\sim}13.1\;mg/l$, COD(Mn) $14.5{\sim}20.0\;mg/l,\;NH_4-N\;1.1{\sim}2.3\;mg/l,\;NO_3-N\;15{\sim}21\;mg/l$이었고, 틸라피아 등 3종의 어류를 사육하는 B 및 K 양식장에서는 BOD $9.3{\sim}11.3\;mg/l$, COD(Mn) $8.0{\sim}11.1\;mg/l,\;NH_4-N\;7.3{\sim}20.2\;mg/l,\;NO_3-N\;26.9{\sim}46.4\;mg/l$의 수질특성을 나타내었다. 2) H 및 S 양만장 폐수의 BOD/COD 비율은 0.65로 거의 동질의 유기물 농도 값을 가지며, 틸라피아 등 3 종의 어류를 사육한 B 및 K 양식장 폐수에서는 크게 상이하였다. 3) 양식장의 여과조 및 동육조내 DO 농도를 기준으로 한 시간별 수질변동폭은 $1.5{\sim}2.0$ 배로 조사되었다. 4) 양만장 폐수의 탄소성 유기물 분해속도상수값은 $0.049\;d^{-1}$, 질산화반응 속도상수값은 $0.035\;d^{-1}$로서 미생물 분해작용에 의한 BOD 곡선식은 다음과 같이 나타낼 수 있었다. $y_T=14.1(1-10^{-0.222t)+30.9(1-10^{-0.035(t-8)})$ 5) BFB 처리 씨스템의 $0.014{\sim}0.075g\;NH_4-N/g\;BVS{\cdot}day$ 부하 조건 하에서 5 배의 암모니아성 질소 부하량 증가에도 질산화율은 $65{\sim}79\%$로 안정되게 나타났다. 6) BFB 처리 씨스템에 있어서 $0.014g\;NH_4-N/g\;BVS{\cdot}day$의 낮은 암모니아성 질소 부하조건에서는 공존 유기물 농도가 실산화 반응속도 저하 요인으로 작용하였다. 7) 부하율 변화 영향을 받지 않을 것으로 예측되었던 미생물 농도 $3.04{\sim}3.44\;g/l$의 무산소 BFB 탈질 씨스템에서 T-N 부하율 증가시 T-N 제거율 감소경향이 뚜렷하였던 바, 그 이유는 화기성조내에서 호기성 질산화 미생물의 증식이 억제되었기 때문으로 파악되었다. 8) 부하율 변화에 따른 처리율의 안정성과 반응조내에서 고농도의 미생물유지 잠재력을 확보하는 BFB 방법은 소요 부지면적이 작고 처리효율을 임의로 선택할 수 있는 실용성이 보장되므로 기존의 처리방법보다 설계 및 운영면에서 유리할 것으로 평가되었다.