• 생태와환경
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• 제42권3호
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• pp.317-330
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• 2009

패류를 이용한 오염하천의 수질개선 가능성을 확인하고자 CROM기술을 응용한 S-CROM기법을 개발하고 현장에 직접 적용하였다. 실험은 하천에 형성된 소형 보에서 실시하고 자연유속을 그대로 이용하였으며, 패류의 섭식활동을 위해 현장의 퇴적물을 첨가하였다. 실험은 처리조를 현장수(대조군), 현장수+퇴적물(대조군), 현장수+퇴적물+패류 30개체 (D1), 현장수+퇴적물+패류 60개체 (D2) 등 4가지로 구성하고, 유속은 450mL $min^{-1}$, 시료채취는 12시간(주, 야)간격으로 실시하였다. 환경요인으로는 현장에서 직접 수온, pH, DO, 전기전도도, 탁도 등을 측정하였고 시료를 채취하여 Chl-$\alpha$, SS, TN, TP, $NO_2$-N, $NO_3$-N, $NO_4$-N, $PO_4$-P, BOD, 식물플랑크톤 등을 분석하였다. 실험결과 유기물 제어능은 패류밀도와 처리시간에 따라 차이를 보였는데, 최대효과는 운영 2일째, 낮 동안 그리고 고밀도 처리군에서 나타났으며, 부유물질 (57%)과 조류(72%)의 감소를 보였다. 고농도의 암모니아와 인산을 배출하였던 CROM(김 등, 2009)보다 뚜렷하게 낮은 수준을 보였으며, 패류의 밀도효과는 유의하지 않았다. 비록 S-CROM이 CROM에 비하여 낮은 제어율을 보였으나 이는 상대적으로 낮은 패류밀도 및 빠른 유속 등이 원인으로 판단되었다. 따라서 S-CROM를 이용한 하천의 유기물 제어는 하천환경과 패류밀도를 적절하게 조합한다면 높은 수질개선 효과를 기대할 수 있을 것으로 사료되었다.

• 환경영향평가
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• 제25권3호
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• pp.222-232
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• 2016

물발자국은 인간의 활동을 통해 소비되는 직접수와 간접수의 총사용량을 산정함으로써 지속가능한 물이용을 유도하기 위한 효과적 수단으로 활용되고 있다. 본 연구는 서울시의 물이용 관리와 관련한 계획들의 문제점 분석을 통해 물발자국의 도입가능성을 분석하고 장단기적인 측면에서 도입 및 활용방안을 제시하고자 하였다. 또한 서울시 25개 자치구를 대상으로 시뮬레이션을 통해 청색 및 회색 물발자국을 산정하고, 지역별 물발자국의 차이점 분석과 이를 바탕으로 물발자국을 줄이기 위한 대안들을 모색하였다. 물발자국 측면에서의 서울시 물환경시스템에 대한 분석은 크게 청색물발자국과 회색물발자국으로 나누어 수행하였다. 개인이나 공동체가 제품이나 서비스를 생산 소비하기 위해 필요한 지표수와 지하수의 양을 의미하는 청색물발자국을 분석하기 위해서 서울시의 각 행정구역별 지하수의 사용량과 생활용수의 사용량을 합산하여 추정하였다. 각 행정구역별 청색물발자국을 인구수와 세대수 비율로 확인해 본 결과 중구, 종로구 강남구, 용산구, 서초구 등의 순으로 높게 나타났다. 회색물발자국은 각 행정구역별 BOD기준의 오 폐수발생부하량을 배출기준 수질(BOD기준 3.5ppm)로 정화하여 배출할 때 사용되는 물의 양을 추론하여 산출하였다. 각 행정구역별 회색물발자국을 인구수와 세대수 비율로 확인해 본 결과 중구, 종로구 강남구, 용산구, 서초구, 영등포구 등의 순으로 높게 나타났다. 본 연구 결과는 물관리 있어 공급중심의 양적 관리 정책의 한계를 극복하기 위한 일환으로 물발자국의 개념 및 방법의 도입을 제안하였으며 이는 환경적 경제적 사회적으로 보다 탄력적이고 지속가능한 물관리 정책을 모색하는데 중요한 기초자료가 될 것으로 기대된다.

• 멤브레인
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• 제25권2호
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• pp.132-143
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• 2015

인구의 급속한 증가, 한정된 식수 자원의 오염 등으로 인하여 인류에게 필수적인 물이 점점 부족해지고 있다. 깨끗한 물을 얻기 위해 분리막 공정을 이용한 수처리 방식이 널리 사용되고 있으며, 분리막 공정 중 하나인 정삼투 공정은 고압펌프 없이 구동이 가능하다. 정삼투 공정이 높은 수투과도를 가지기 위해서는 내부 농도 분극 현상 및 Reverse salt flux를 적게 일으키는 유도 용질 개발이 필요하며, 희석된 유도 용액에 포함된 유도 용질의 경제적인 회수 방법 개발 또한 필요하다. 현재까지는 $60^{\circ}C$ 가량에서 회수가 가능한 $NaHCO_3$와 같은 무기 유도 용질, 음료수 생산이 가능한 sucrose와 같은 유기 유도 용질, 자기장을 이용해 회수가 가능한 magnetic nanoparticle과 같은 유도 용질들이 개발되어 보고되었다. 또한, 이러한 정삼투 원리를 이용하여 해수 담수, 폐수처리, 단백질 정제, 압력 지연 삼투 이용한 에너지 생산, 관개를 위한 농축된 비료 희석, 바이오 연료를 위해 폐수로부터 조류를 키우는 공정과 같은 분야에 적용될 수 있다. 본 논문에서는 정삼투 공정에 영향을 주는 유도용액의 특성과 이상적인 조건, 여러 가지 유도 용질 및 유도용질의 회수 방법, 정삼투 공정의 적용 분야를 여러 논문 내용들을 바탕으로 정리하였다.

• 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.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.1706-1709
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• 2010

일반적으로 생물학적 하수처리공정들은 단위공정내 물리 화학적 및 생물학적 반응들이 복잡하게 존재한다. 활성슬러지모델 1(ASM No.1)을 시작으로 생물공정을 모사하기 위한 다양하고도 새로운 수학적 모델들이 개발되어 왔다. 그러나 이들 모델은 그 활용의 측면에 있어 비용과 단순성에서 매우 큰 단점을 가지고 있었다. 그중 이들 수학적 기반의 모델들이 갖는 또 다른 활용상의 어려움은 현장 근무자들이 활용하기에는 시간 소요와 컴퓨터-과학에 관한 기술부족의 장벽이 매우 높아 결국 모델활용의 영역은 전문가나 특정 엔지니어들에게 국한되어 왔다. 이러한 상황을 극복하고 현장 근무자들에게 도움을 주기 위해 동적-물질수지모델(Dynamic-Mass-Balance Model)에 기초한 $KM^2BM$이 개발되었다. 금번 논문은 생물학적 하수처리장을 설계하고 모사함에 있어 활용 가능한 모사 툴로서의 $KM^2BM$을 소개한다. 이 모델은 모델 파라메터의 추정이나 하수성상분석과 같은 별도의 노력 없이도 단순한 인자추정만으로 생물학적 하수처리장내 미생물의 중요 거동기작을 고려함으로서 잠재적 공정적응력을 최대화 시킬 수 있다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권1호
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• pp.121-132
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• 2000

TCODcr 380mg/L이며 TKN이 65mg/L, TP 12mg/L가량인 도시하수의 질소, 인 제거를 위하여 $13{\sim}28^{\circ}C$에서 선단무산소조를 설치한 영양소제거공정(Bio-NET)을 $10m^3/d$ 규모의 pilot plant를 설치하여 내부반송율과 SRT를 변화시켜 운전하여 질소, 인 제거 특성을 살펴 보고 이를 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 모사한 결과를 상호 비교하였다. SS, CODcr의 경우 각각 94%, 87%의 제거효율을 안정적으로 보였으며, 질소의 경우 52%~89%로 평균 75%의 제거효율을 보였다. 또한 인의 경우 안정적으로 평균 90% 이상의 높은 제거효율을 보여주었다. 또한 선단무산소조에서는 유입수내에 높은 $COD/NO_3-N$가 유지되어 비탈질속도는 평균 9.04mgN/gMv/hr로 분석되었다. 인의 거동은 유입수의 SCOD부하에 의해 큰 영향을 받는 것으로 나타났으며 비인용출속도는 평균 6.25mgP/gMv/hr를 보였다. 혐기조에서 비인용출속도는 평균 1.0mgP/gMv/hr를 보였고 폭기조에서 비질산화속도는 평균 2.9mgN/gMv/hr로 분석되었다. GPS-X 프로그램을 이용하여 모델의 내부인자 중 종속영양미생물군의 최대비중식속도, 인의 용출에 관련된 Short Chain Fatty Acid(SCFA) limit, 인의 섭취와 관련된 COD 이용당 인용출량을 반응조 특성에 맞게 보정하여 시뮬레이션을 실시한 결과와 pilot plant 실측치가 유사한 것으로 나타났다.

• 생태와환경
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• 제42권2호
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• pp.172-182
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• 2009

본 연구는 2007년 만경강의 중 상류의 3개 지점을 선정하여 어류의 길드특성 및 조직별 수은 함량을 분석하였다. 어류의 종조성 분석에 따르면 7과 26종이 채집되었으며, 주요 우점종은 갈겨니(47%)로 수질오염에 쉽게 사라지는 민감종(Senstive species)이 우점하였다. 상류의 S1지점은 균등도 및 종 다양도가 낮게 나타났으나 그 밖의 2개의 지점들에서는 종다양도 및 풍부도가 높은 것으로 나타났다. 내성도 길드 분석에 의하면 S1과 S2 지점에서는 민감종의 비율이 각각 70%, 42%을 보였으나 반면 공단이나 도심지의 점오염원에 의해 영향을 받는 S3 지점은 민감종의 비율 감소(1%) 및 내성종의 비율(60%)이 증가하였다. 트로픽 길드 분석에서는 충식종의 비율이 S1에서 S3으로 갈수록 감소하였다. 이런 특성은 유기물질 (BOD, COD), 영양염류 (TN, TP), 전기전도도, 대장균수 및 부유물질에 근거한 이 화학적 수질 평가 결과와 일치하였다. 물리적서식지평가 (QHEI)는 3지점에서 모두 '양호'상태로 나타나 물리적 서식지가 양호한 상태일지라도 수질에 의해 어류의 종구성이 달라질 수 있음을 나타냈다. 어류의 조직 (tissue) 내의 총 수은 함량 분석에 따르면, 평균 농도는 149.6 ${\mu}g$ $kg^{-1}$로서 식약청의 기준(500 ${\mu}g$ $kg^{-1}$)에 따르면 어류 건강성에 영향을 줄만한 농도는 아닌 것으로 평가되었다. 각 조직별 수은 농축도는 근육에서 가장 높았고, 신장, 척추, 간, 아가미의 순으로 나타났다.

• 한국물환경학회지
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• 제35권1호
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• pp.64-71
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• 2019

In recent years, carbon dioxide ($CO_2$) bubbles emerged as the most widely applied material with the recycling of sequestrated storage to decrease global warming. Flotation using $CO_2$ as an alternative to air could be effective in overcoming the high power consumption in the dissolved air flotation (DAF) process. The comparison of DAF and DCF system indicated that, the carbon dioxide flotation (DCF) system with pressurized $CO_2$ only requires 1.5 ~ 2.0 atm, while the DAF system requires 3.0 ~ 6.0 atm. In a bid to understand the characteristics of particle separation, the single collector collision (SCC) model was used and a series of simulations were conducted to compare the differences of collision and flotation between $CO_2$ bubbles and air bubbles. In addition, laboratory experiments were sequentially done to verify the simulation results of the SCC model. Based on the simulation results, surfactant injection, which is known to decrease bubble size, cloud improved the collision efficiency of $CO_2$ bubbles similar to that of air bubbles. Furthermore, the results of the flotation experiments showed similar results with the simulation of the SCC model under anionic surfactant injection. The findings led us to conclude that $CO_2$ bubbles can be an alternative to air bubbles and a promising material as a collector to separate particles in the water and wastewater.

• 한국물환경학회지
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• 제27권3호
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• pp.322-328
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• 2011

This study was performed to investigate the characteristics of nutrient removal of municipal wastewater in the membrane bioreactor system with the different types of membrane. Membrane bioreactor consists of three reactors such as two intermittent anaerobic and the submerged membrane aerobic reactor with flat sheet and hollow fiber membrane, respectively. The removal efficiencies of $COD_{cr}$, BOD, SS, TN and TP on the flat sheet membrane bioreactor were 94.3%, 99.0%, 99.9%, 70.3% and 63.1%, respectively. In addition, The removal efficiencies of $COD_{cr}$, BOD, SS, TN and TP on the hollow fiber membrane bioreactor were 94.0%, 99.3%, 99.9%, 69.9% and 66.9%, respectively. The estimated true biomass yield, specific denitrification rate (SDNR), specific nitrification rate (SNR) and phosphorus removal content on the flat sheet membrane bioreactor were $0.33kgVSS/kgBOD{\cdot}d$, $0.043mgNO_3-N/mgVSS{\cdot}d$, $0.031mgNH_4-N/mgVSS{\cdot}d$, and 0.144 kgP/d, respectively. In addition, the estimated true biomass yield, specific denitrification rate (SDNR), specific nitrification rate (SNR) and phosphorus removal content on the hollow fiber membrane bioreactor were $0.30kgVSS/kgBOD{\cdot}d$, $0.067mgNO_3-N/mgVSS{\cdot}d$, $0.028mgNH_4-N/mgVSS{\cdot}d$, and 0.121 kgP/d, respectively. There was little difference between the flat sheet and hollow fiber on the nutrient removal efficiencies except SNR and SDNR. These differences between them were caused by the air demand to prevent the membrane fouling. The flux and oxygen demand for air scouring were $19.0L/m^2/hr$ and $2.28m^3/min$ for the flat sheet membrane, and $20.7L/m^2/hr$ and $1.77m^3/min$ for the hollow fiber membrane on an average.

• 청정기술
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• 제15권3호
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• pp.154-164
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• 2009

2007년을 기준으로 울산에 위치한 사업장으로부터 발생된 유기성 폐수슬러지의 94%가 해양처분되었다. 유기성 슬러지의 해양처분은 2012년에는 완전 금지될 예정이다. 그러나 아직까지 울산에 위치한 사업장으로 부터의 유기성 슬러지는 소각 이외에 다른 대안이 없는 실정이며, 현재 울산석유화학산업단지의 사업장들은 슬러지의 육상처리 및 처분기술의 확보가 매우 중요한 과제이다. 본 연구에서는 울산의 석유화학사업장 슬러지와 하수처리 슬러지를 연료로 활용하기 위해 건조슬러지와 탄화슬러지의 재료적 측면에 대한 평가를 실시하였다. 연구결과 저위발열량 3,000 kcal/kg이상을 초과하는 테레프탈산, BTX, 프로필렌, 화학섬유 등을 생산하는 사업장으로부터의 건조슬러지와 탄화슬러지는 연료로서의 가능성이 높지만 건조할 경우 2,100 kcal/kg 이하, 탄화할 경우 1,100 kcal/kg 이하인 좀 더 무기성분이 많은 펄프, 제지, 메틸아민, 아마이드 등을 생산하는 사업장의 폐수슬러지는 연료로서의 가치가 적은 것으로 나타났다. 연구결과 대부분의 슬러지들이 에너지 측면에 있어서 탄화보다는 건조가 더 좋은 결과를 보여주었다.