• 대한환경공학회지
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• 제33권3호
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• pp.212-221
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• 2011

우리나라의 공공하수처리시설은 생물학적 인 제거공정을 운전하고 있으나, '12년부터 지역구분(I, II, III)에 따라 각각 0.2, 0.3 및 0.5 mg/L로 강화되는 방류수수질기준을 준수하기 위해서는 화학물질을 이용한 추가적인 인 처리시설을 적용할 필요성이 대두되었다. 강화된 총인의 수질기준을 만족하기 위해 적용된 물리화학적 처리기술 성능의 구체적인 운영자료 구축을 위하여, 화학적 응집제 사용 중인 인 처리시설 중 모범적으로 가동하고 있는 국내 시설의 운영 데이터를 분석하여 처리성능을 평가하였다. 또한, jar 테스트를 이용해 물리화학적 인 제거공정 적용 시 최적 응집제 주입율 도출, 인 제거 및 슬러지 발생특성을 관찰하고 약품비용과 슬러지 발생증가량을 산정하여 실처리장에 응집제 적용 시 예상되는 경제성 분석을 하였다. 활성슬러지를 이용한 jar 테스트 결과, 0.5와 0.2 mg/L 이하의 총인 농도를 달성하기 위해 필요한 최소한의 응집제(황산알루미늄, 폴리염화알루미늄)의 주입농도는 각각 25와 30 mg/L (as $Al_2O_3$)이며, 2차 처리수의 경우에는 동일한 총인 농도를 달성하기 위해 요구되는 응집제 주입농도가 활성슬러지에 비해 약 1/12~1/3 수준으로 감소하였다. jar 테스트 결과, 활성슬러지에 응집제를 주입할 경우에 고형물 농도가 약 10~11%가 증가할 것으로 예측되었다. 한편, 활성슬러지에 응집제를 주입하는 경우의 응집제(황산알루미늄) 구입비는 2차 처리수에 주입하는 경우에 비해 약 4~10배 정도가 증가할 것으로 산정되었다. 또한, 슬러지 발생량은 약 4~10배 정도 증가할 것으로 예측되었다.

• 생태와환경
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• 제38권2호통권112호
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• pp.225-236
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• 2005

하수처리수는 이용할 수 있는 소중한 수자원이지만, 적절한 정책과 안전하고 효율적인 관리 없이는 이용할 수 없다. 본 연구에서는 국제적인 농업적 재이용수 수질기준을 고찰하고 하수처리수를 논에 관개한 후 E. coli의 농도를 모니터링 하였으며, Beta-Poisson 모형을 이용하여 두개의 시나리오를 바탕으로 미생물 위해성 평가를 실시하였다. 본 연구의 모니터링 결과 biofilter 유출수를 추가 처리 없이 관개한 처리구에서 높은 E. coli농도를 나타내었으며, 처리구와 모니터링 시기별로 큰 차이를 보였는데 이는 관개나 기타 영농작업시 저질이 교란되어 수체의 농도에 반영되고 처리구별 논의 생태 차이가 영향을 미친 것으로 판단된다. 하수처리수를 관개할 경우 Beta-poisson 모형을 이용하여 직접 영농활동에 참여하는 농부와 주변의 아이들에 미치는 위해성에 대해 평가하였다. 미생물 위해성 평가 결과 관개 직후보다 관개 후 24시간이 경과되면 위해도 값이 감소하는 것으로 나타났으며, 관개 후 1 ${\sim}$ 2일이 경과한 후에 작업에 임하는 것이 미생물 위험이 적은 것으로 나타났다. 2003년과 2004년 모두 관개 초기인 5월말과 6월초에 높은 위해도 값을 나타내었다. 본 연구에서 실시한 위해성 평가는 논에 관한 역학자료가 충분하지 않았으며,E. coli를 음용수로 섭취할 경우 발생할 수 있는 질병에 대한 평가 모형을 이용하였기 때문에 하수처리수의 논 관개시 위험을 평가하는데 한계를 갖고 있다. 하지만, 하수처리수를 관개용수로 사용할 경우 병원성 세균에 의한 감염의 개연성을 보여주었으며 하수처리수를 재이용하고자 할 때 추가적인 처리 등의 적절한 관리가 필요함을 시사한다.

• 한국환경농학회지
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• 제19권4호
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• pp.339-344
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• 2000

축산폐수를 처리하는 연못시스템의 1차연못 처리수(평균 $BOD_5\;49.1mg{\cdot}L^{-1}$, $T-N\;48.6\;mg{\cdot}L^{-1}$)를 1주에 2 - 3회 실험양어지에 공급하여 잉어의 성장을 조사하였다. 처리수 공급유량과 실험양어지의 유량이 1:4가 유지되도록 공급하였으며, 실험양어지의 평균 $BOD_5$는 $15\;-\;20\;mg{\cdot}L^{-1}$였다. 양어지에 수용한 잉어의 평균 체중은 8월에 204.2 g에서 9월과 10월에 210.4 g와 219.3 g로 각각 늘었으며 60일간 사육에서 생잔율이 82%였다. 운반 및 조사시 잉어에 주는 스트레스를 감안하면 양어지의 수질과 환경은 잉어 성장에 나쁘지 않았다고 여겨진다. 8월부터 10월 사이의 다소 낮은 성장률은 양어지의 물을 빼내고 잉어를 잡아 체중과 체장을 측정하는 과정이 잉어에 스트레스를 준데 원인이 있다고 사료된다. 월동 후인 이듬해 4월에 잉어의 평균 체중은 205.3g로 감소하였으며 전년도 10월과 비교하여 생잔율은 83%였다. 일반적으로 잉어는 월동 후에 체중이 약 10 - 20% 감소하는 경향이 있다. 양어지 실험결과 양어지의 평균 $BOD_5$가 $15\;-\;20\;mg{\cdot}L^{-1}$로 유지되면 용존산소결핍으로 잉어가 일시에 죽는 현상은 일어나지 않음을 알 수 있었다. 평균 $BOD_5$와 T-N이 각각 27.9, $30.8\;mg{\cdot}L^{-1}$인 2차연못에 체중 약 100g 정도의 잉어 10마리를 8월에 넣어 보았으나 1주일 이내에 모두 죽었다. 새벽 무렵의 급격한 용존산소결핍 현상에 원인이 있다고 사료된다. 연못시스템의 3차연못에 잉어를 직접 털어 성장을 분석하였다. 3차연못의 평균 $BOD_5$와 T-N은 각각 $19.8\;mg{\cdot}L^{-1}$, $21.0\;mg{\cdot}L^{-1}$였다. 3차연못은 2차연못에서 발생한 조류(algae)가 죽어 연못바닥으로 침전되는 마무리연못(maturation pond)으로 연못전체가 호기성을 유지하고 있었다. 3차연못에 8월에 넣은 잉어의 평균체중은 107.5g였으며 2개월 후에 165.2g으로 증가하였다. 사육 1년 후의 평균체중은 478.2g으로 약 3배 증가했으며, 1년 후의 잉어 생잔율도 86%로 높게 나타났다. 월동을 했다는 것을 고려한다면 매우 좋은 성장이다. 생잔율이 높게 나타난 원인은 측정 횟수가 적어 측정에 따른 스트레스가 적었다는 점과 3차연못의 환경조건 (수질, 먹이 등)이 잉어사육에 적합했다고 사료된다. 사료공급 없이 하${\cdot}$폐수를 재활용하는 세계 여러나라의 잉어 생산량은 약 $18\;-\;l37g{\cdot}m^{-2}year^{-1}$이다. 3차연못 잉어생산량은 $125\;g{\cdot}m^{-2}year^{-1}$로 아주 양호한 생산량이다. 산업폐수가 유입되지 않은 생활하수나 축산폐수의 처리수를 이용한 양어의 고기는 생체실험결과 인체에 해가 없다고 규명되어 왔다.$^{15,16),17)$ 축산폐수를 자연생태적으로 처리하는 연못시스템의 연못에서 잉어를 사육할 경우 연못의 수질이 2차처리수준인 $BOD_5\;20\;mg{\cdot}L^{-1}$ 정도를 유지하는 것이 적절하다고 사료된다. 연못시스템은 축산지수를 효율적으로 처리할 수 있을 뿐만 아니라, 양어의 수확으로 축산농가의 소득증대에도 기여할 수 있다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권8호
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• pp.549-556
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• 2012

응집제 투입 몰비에 따른 인 제거 효율을 다양한 유입 T-P 농도 및 고형물(SS) 농도에 따라 분석하였으며, 응집제 구입비 및 슬러지 처리비를 기준으로 인 처리 운영비용 분석을 하였다. 2차 침전지 유출수 T-P 농도가 0.5 mg/L 이상에서 고형물(SS) 농도에 따라 응집제 주입 몰비는 상당히 다른 것으로 나타났다. 90% 제거율 기준으로 고형물(SS) 농도 10 mg/L 이하일 경우 Alum (8%)은 약 11 mol Al/mol P, PAC (17%)은 9.6 mol Al/mol 이 요구되었으며, 고형물(SS) 농도가 10 mg/L 초과일 경우 Alum (8%)은 3.9 mol Al/mol P, PAC (17%)은 3.2 mol Al/mol P 로 나타났다. 2차 침전지 유출수 대상으로 응집제 투입비용과 슬러지 처분비용을 기준으로 한 총 운영비를 분석한 결과 대체로 PAC (17%)을 주입한 경우가 Alum (8%)을 주입했을 때 보다 상대적으로 적은 운영비가 드는 것을 확인할 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제32권7호
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• pp.722-729
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• 2010

하수 재이용에 대한 관심이 급부상하고 있는 가운데, 재이용수의 미량물질 등에 의한 화학적 리스크와 더불어 미생물학적 안전성에 대한 고려가 요구되고 있다. 본 연구에서는 벤치스케일의 연속식 실험장치를 이용, 미량물질 중 최근 주목을 받고 있는 의약품류를 대상으로, UV처리공정의 의약품류 제거효과 및 미생물학적 안전성의 달성 가능성을 고찰하였다. 시험수로 이용한 하수 2차 처리수중에서는 항생물질, 해열진통제 등 38종의 의약품류가 수 ng/L에서 수백 ng/L의 범위로 검출되었으며, 이를 대상으로 하여 UV 및 UV/$H_2O_2$ 처리실험을 행한 결과, UV 단독처리에 의한 의약품류의 효과적인 제거에는 상당량의 UV조사량이 필요할 것으로 예상되었다. 반면, UV/$H_2O_2$ 공정의 경우 $H_2O_2$의 첨가농도를 약 1 mg/L에서 6mg/L까지 증가시킴에 따라 각 의약품류의 제거율은 점점 증가하는 것으로 나타났다. 한편, $923\;mJ/cm^2$의 UV 조사량과 6.2 mg/L의 $H_2O_2$를 병용한 UV/$H_2O_2$ 처리는 Naproxen(>89%)외 모든 의약품류의 농도를 90% 이상까지 감소시킬 수 있었다. 또한 이 운전조건은 현행 하수처리장 유출수중의 대장균군에 대한 규제농도($3,000/cm^3$)를 기준으로 하였을 때, 4~5 log의 불활성화를 달성할 수 있을 것으로 예상되어, 하수 재이용에 요구되는 California Title 22의 criteria를 만족시킬 수 있을 것으로 판단되었다.

• 한국습지학회지
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• 제24권4호
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• pp.345-353
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• 2022

산업과 생활환경에서 사용된 공학적 미세입자는 결국 하수처리장을 거쳐 수계로 배출되므로 미세입자의 수계 배출 제어에 매우 중요한 역할을 담당하고 있다. 그러나 다수 연구에서 하수처리장 유출수 내 미세입자의 농도가 무영향관찰농도(No Observed Effective Concentration, NOEC)를 빈번히 초과하고 있는 것으로 보고되고 있어 전통적인 하수처리 기능과 더불어 미세입자를 보다 효과적으로 제어할 수 있도록 하수처리장의 설계와 운영을 최적화시킬 필요가 있다. 이를 위해서는 하수처리장 내 단위공정별 특성 및 운전조건에 따른 미세입자의 거동특성과 제거효율에 대한 예측이 선행되어야 한다. 이에 본 연구에서는 하수처리장 내 각 공정 특성별 및 주요 운전조건의 영향에 따른 미세입자 제거효율예측을 위한 모델을 개발함으로써 하수처리장에서 미세입자를 보다 효율적으로 제어하기 위한 도구를 제공하고자 하였다. 개발 모델에서는 수처리 계통에서의 4개 단위공정(1차침전지, 생물반응조, 2차침전지, 및 총인처리시설)을 고려하고, 슬러지처리 계통은 농축, 소화, 탈수 공정 등의 다중 공정을 통합한 단일 공정으로 모의한다. 모의 대상 미세입자는 TiO₂ (nano-TiO₂)로서, 수중에서의 용해와 변환은 미미하므로 부유성 고형물과의 부착 기작만을 고려하였다. 부유성고형물에의 nano-TiO₂ 부착 기작은 고-액상 간 평형가정에 기반한 겉보기분배계수(Kd)를 매개변수로 반영하였으며 정상상태에서의 미세입자의 농도 및 부하를 공정별로 계산할 수 있도록 하였다. 아울러 개발 모델 구동의 편의를 위하여 MS 엑셀기반 사용자 인터페이스를 제작하였다. 개발 모델을 이용하여 주요 운전인자인 고형물체류시간(Solid Retention Time, SRT)이 nano-TiO₂ 제거효율에 미치는 영향을 파악하였다.