• KSBB Journal
• /
• 제14권3호
• /
• pp.328-336
• /
• 1999

본 연구에서는 제철소에서 배출되는 산업폐수를 이용하여 미세조류를 성공적으로 배양하였으며 이에 대한 모델링 연구를 통해 이산화탄소의 고정화 및 암모니아의 제거효율에 미치는 환경인자에 대하여 살펴보고 실제 옥외배양에서의 성능을 평가하고자 하였다. Bottle에서의 배양을 통해 산업폐수에서 미세조류가 성장하면서 암모니아를 완전히 제거할 수 있음을 확인하였다. 또한 이때 타양미생물의 성장은 미세조류의 성장에 비해 미미하였으므로 건조중량으로부터 고정화된 이산화탄소를 계산할 수 있었다. Raceway pond의 회분식운전 결과로부터 조류성장에 대한 모델을 구축하고 관계되는 parameter를 결정할 수 있었으며 이로부터 실제 옥외에서의 빛의 세기에서 고정화된 이산화탄소의 누적량 및 암모니아의 제거를 계산할 수 있었다. 그 결과 60 klux이상의 빛에서는 암모니아가 완전히 제거될 수 있다는 결과를 얻었으며 빛의 세기가 증가할 수록 성능이 향상되지만 빛에너지에 대한 효율은 감소하는 경향을 발견하였다. Raceway pond의 실제 옥외운전을 모사하기 위한 반연속식 배양실험에서는 dilution rate이 증가할 때 이산화탄소의 고정화율 및 암모니아의 제거율이 증가하나 암모니의 제거효율은 감소하는 경향을 얻었다. 또한 raceway pond의 옥외배양시 빛의 세기 및 폐수의 깊이, dilution rate에 따른 성능변화를 모델로 이용하여 계산하였는데 결과적으로 하루에 12시간동안 100klux의 태양빛이 공급되는 조건에서 raceway pond를 운전할 때 최적의 dilution rate은 0.425$day^{-1}$이며 이러한 조건에서 24.7 g$m^{2}day^{-1}$의 속도로 이산화탄소를 고정할 수 있는 것으로 평가되었다. 또한 이러한 조건에서 암모니아는 0.52 g $NH_3-Nm^{-2}day^{-1}$의 속도로 제거될 수 있으며 배출수증의 암모니아농도는 폐수의 깊이에 따라 크게 변화하는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제10권7호
• /
• pp.1654-1660
• /
• 2009

본 연구에서는 연속회분식반응조 (Sequencing Batch Reactor, SBR)를 이용하여 친환경성 절삭유라는 이름으로 시판되는 절삭유 2종 (H사, B사)의 생물학적 처리능을 평가하였다. H사의 절삭유를 응집/응결 전처리 ($H_1$)하여 0.04-0.08kgCOD/kgMLSS d의 F/M비로 SBR로 유입한 경우, $BOD_5$와 $COD_{Cr}$의 평균 제거율은 각각 97%, 91%이상을 나타내었으며, T-N, T-P의 평균 제거율은 각각 76%, 81%이상을 나타내었다. B사의 절삭유를 희석한 후 ($B_1$) 0.01-0.02kgCOD/kgMLSS d의 F/M비에 맞추어 SBR로 유입한 경우, $COD_{Cr}$의 평균 제거율은 77% 이상을 나타내었다. 응집/응결 처리된 절삭유 (B2)를 0.01-0.04kgCOD/kgMLSS d의 F/M비에 맞추어 유입한 경우, $COD_{Cr}$의 평균 제거율은 85%이상을 나타내었다. 이후 실제 처리장에서 폐절삭유를 처리할 때 오수와 합병하여 처리하는 상황을 반영하기 위하여 $B_2$와 합성폐수를 혼합하여 ($B_3$) 0.09-0.11kgCOD/kgMLSS d의 F/M비에 맞추어 유입하였을 때, $BOD_5$와 $COD_{Cr}$의 평균 제거율은 각각 97%, 98%이상을 나타내었고 T-N, T-P의 평균 제거율은 각각 79%, 76%이상을 나타내었다. 그리고 생물학적 처리를 거친 $H_1$과 $B_3$에 대한 각각의 유출수의 ($COD_{Cr}$-$BOD_5$)/$COD_{Cr}$비는 각각 85%와 61%정도로 난분해성 유기물이 잔존하고 있는 것을 확인할 수 있었다.

• 유기물자원화
• /
• 제30권4호
• /
• pp.5-13
• /
• 2022

현대의 환경문제는 다량의 폐기물의 발생과 무분별한 에너지의 소비로 인한 환경오염이 가속화 되고 있다는 것이다. 대표적인 에너지 생산 연료인 화석연료는 에너지를 생산하는 과정에서 연소가 이루어져 다량의 온실가스가 발생하고 최종적으로 기후변화를 야기한다. 또한 전 세계적으로 발생하는 폐기물의 양도 지속적으로 증가하고 있으며 처리하는 과정에서 환경오염이 발생하고 있다. 이와 같은 문제들을 동시에 해결하기 위한 방법 중 하나는 유기성 폐기물의 에너지화 및 감량화이다. 하수처리장에서 발생하는 하수슬러지는 해양매립이 전면 금지된 이후로 다양하게 처리되고 있으나, 그 발생량은 지속적으로 증가하는 추세이다. 하수슬러지는 유기물을 다량 함유하고 있어 혐기소화를 통하여 하수슬러지를 에너지화 하고 최종 배출되는 폐기물을 감량화 하는 것이 바람직하다. 하지만, 잉여슬러지의 경우 대부분이 하수처리에 이용되었던 미생물 덩어리로써 잉여슬러지가 혐기성소화 되기 위해서는 먼저 미생물의 세포벽이 파괴되어야 하는데 세포벽 파괴에는 많은 시간이 요구되기 때문에 혐기성 소화 과정만으로는 높은 바이오가스 생산율이나 폐기물 감량율을 달성할 수 없다. 따라서 잉여슬러지를 가용화하는 전처리 공정이 필요하며, 여러 가지 가용화 공법 중에서 열적 가용화 공정이 가장 효율적인 것으로 검증되었고, 혐기성소화 공정의 전처리 과정으로써 열적가용화 공정을 이용하여 잉여슬러지에 포함된 세포벽을 파괴한 후 전처리 된 잉여슬러지를 혐기성소화 함으로써 높은 바이오가스 생산율과 폐기물 감량율을 달성할 수 있다. 본 연구에서는 열적 가용화장치를 통하여 TS 10%의 농축 잉여슬러지를 전처리하는데 있어서 체류시간 및 운전온도 변수에 따른 가용화 특성에 대한 연구를 수행하였다. 열적 가용화장치의 체류시간에 대한 실험변수는 운전온도를 160 ℃로 고정한 상태에서 각각 30분, 60분, 90분, 120분이었다. 실험 결과로 도출된 TCOD와 SCOD를 통해 계산된 가용화율은 각각 12.11%, 20.52%, 28.62%, 31.40% 순으로 증가하였다. 또한, 운전온도에 따른 변수는 반응시간을 60분으로 고정한 상태에서 각각 120℃, 140℃, 160℃, 180℃, 200℃였으며 가용화율은 각각 7.14%, 14.52%, 20.52%, 40.72%, 57.85% 순으로 증가하였다. 이 외에 TS, VS, T-N, T-P, NH₄⁺-N, VFAs를 분석하여 농축 잉여슬러지를 대상으로 하는 열적 가용화 특성에 대한 평가를 수행 했으며, 그 결과 TS 10%의 농축 잉여슬러지에 대한 열적 가용화를 통하여 30% 이상의 가용화율을 얻기 위해서는 운전온도를 160℃로 고정할 경우 120분의 체류시간이 필요하며, 운전시간을 60분으로 고정할 경우 170℃ 이상의 운전온도가 요구되어 진다.

• 한국토양비료학회지
• /
• 제45권2호
• /
• pp.272-279
• /
• 2012

자연정화공법을 이용한 축산폐수처리장에서 주입부하량에 따른 대응성을 평가하기 위해 주입방법에 따른 수처리 효율 결과를 이용하여 오염물질의 처리경향을 파악하고, 이를 토대로 설계 및 시공시 부지면적 감소와 오염물질의 처리효율 극대화를 위한 기초자료를 제시하기 위하여 주입방법에 따른 오염물질의 제거속도를 조사하였다. 축산폐수처리장에서 시기별 주입방법에 따른 수처리 효율을 조사한 결과 최종 5차 방류수에서 COD, SS, T-N 및 T-P의 처리효율은 연속적 주입의 경우는 각각 99.5%, 99.8%, 99.0% 및 99.8%였으며, 간헐적 주입의 경우는 99.2%, 99.5%, 98.5% 및 99.3%로서 상대적으로 연속적 주입이 간헐적 주입보다 높은 처리효율을 보였다. 축산폐수처리장에서 주입방법에 따른 오염물질의 제거속도 K ($day^{-1}$)는 축산폐수 주입방법을 연속적 및 간헐적으로 구분하여 각 방법에 따른 COD, SS, T-N 및 T-P의 제거속도를 각각 조사하였으며, 각 오염물질의 제거속도는 $ln(C/C_0)=-Kt$의 1차 반응속도식을 이용하였다. COD 제거상수(K)는 연속적 주입의 경우 1차, 2차, 3차, 4차 및 5차 처리조에서 각각 0.210, 0.086, 0.222, 0.053 및 $0.137\;d^{-1}$이었고, 간헐적 주입의 경우 0.377, 0.129, 0.174, 0.052 및 $0.169\;d^{-1}$였다. 그리고 T-N의 제거속도 상수(K)는 연속적 주입의 경우 1차, 2차, 3차, 4차 및 5차 처리조에서 각각0.235, 0.071, 0.171, 0.058 및 $0.126\;d^{-1}$이었고, 간헐적 주입의 경우0.361, 0.121, 0.109, 0.047 및 $0.155\;d^{-1}$이었다. T-P의 제거속도 상수(K)는 연속적 주입의 경우 1차, 2차, 3차, 4차 및 5차 처리조에서 각각 0.572, 0.049, 0.090, 0.112 및 $0.222\;d^{-1}$이었고, 간헐적 주입의 경우 0.803, 0.084, 0.076, 0.118 및 $0.301\;d^{-1}$였다. 이상의 결과를 미루어 볼때 제거속도는 연속적 주입이 간헐적 주입에 비해 빠른 경향이었으며, 본 현장 축산폐수처리장은 축산폐수 유입 부하량 변동과 순간 부하량에 대한 대응성이 우수한 것으로 판단된다.

• 유기물자원화
• /
• 제1권1호
• /
• pp.85-102
• /
• 1993

본보는 분뇨처리장에서 잉여 슬러지로 발생하는 유기성 슬러지를 지렁이 먹이로 활용하여 처리하는 폐기물 자원화 기술의 하나인 Vermicomposting 방법을 효율적으로 운영관리하기 위한 온도, pH, 사육밀도의 적정사육조건과 Vermicomposting 의 부산물인 분변토의 비료성분과 안전성을 조사하였는데 지렁이 생존율은 온도 $10-15^{\circ}C$ 에서 98.3%, pH 5.8-7.5에서 75% 및 밀도 $1/79.8cm^3$에서 100%였다. 지렁이 생체량 변화는 온도 $10-15^{\circ}C$에서 266%, pH 5.8-7.5에서 227% 및 밀도 $1/79.8cm^3$에서 325% 로 많이 증가하였으며, 지렁이 분변토 발생량은 온도 $20-25^{\circ}C$에서 0.06 g/cap./day, pH 5.8-7.5에서 0.065 g/cap./day 및 밀도 $1/79.8cm^3$에서 0.1 g/cap./day로 많이 발생하는 것으로 나타났다. 또한, 지렁이 난포 생산은 온도 $10-15^{\circ}C$에서 3.8 ea./cap./6weeks, pH 5.8-7.5에서 2.95 ea./cap./6weeks 및 밀도 $1/79.8cm^3$에서 3.16 ea./cap./6weeks로 많이 생산되었으며, 지렁이의 먹이로 공급된 슬러지와 먹고 배설한 분변토의 pH는 6.2에서 5.7로 낮아지며 휘발성 고형물질은 2.9% 감소되는 것으로 나타났다. 또한 $NH_3-N$는 $6.984{\mu}g/g$에서 $0.991{\mu}g/g$으로 감소한 반면, $NO_3-N$는 $3.213{\mu}g/g$에서 $7.706{\mu}g/g$으로 증가되는 것으로 나타났다. 그리고 지렁이 분변토 중의 분원성 대장균은 슬러지에서 보다 88.6-99.1% (평균 95.7%) 정도 감소되는 것으로 조사되었으며 병원성 장내세균인 Salmonella, Shigella, Vibrio 등은 검출되지 않았다. 이와 같은 결과로 미루어 볼 때 Vermicomposting 기술은 유기성 슬러지를 재이용함과 동시에 폐기물을 처리하는 효과가 있으며 앞으로 이를 보급함으로써 폐기물 처리에 중요 분야가 될 수 있을 것으로 판단되었다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제42권12호
• /
• pp.1103-1111
• /
• 2009

본 연구에서는 도시화와 기후변화에 대한 미래시나리오를 구성하고 각각의 시나리오별로 수자원 관리 대안들에 대한 효과분석을 수행하였다. 기후변화 시나리오는 SDSM (Statiatical Downscaling Method) 모형을 이용하여 구축하였으며 도시화는 불투수면 모형(Impervious cover model, ICM)을 이용하였다. 안양천 유역에 대해 하수처리수 재이용, 저수지 재개발 대안들을 유황곡선(flow duration curve)과 BOD 농도지속곡선(concentration duration curve)의 변화측면에서 연속유출모형인 HSPF (Hydrological Simulation Program - Fortran) 모형을 이용하여 분석하였다. 그 결과, 시나리오별 하천 유출량에 대한 대안 효과의 차이가 고수량 ($Q_{10},\;Q_5,\;Q_1$)에 비해 저수량($Q_{99},\;Q_{95},\;Q_{90}$)과, 수질오염($C_{30},\;C_{10},\;C_1$) 측면에서 크게 나타남을 알 수 있다. 즉 도시화는 물 순환을 크게 악화시키나 대안의 적용이 이러한 현상을 크게 막아줌을 알 수 있다. 또한 목표 유지유량 및 목표 수질 만족일수는 도시화에 대해 매우 민감한 것으로 나타났다. 따라서 향후 수자원 관리 대안을 수립할 때 기후변화와 도시화에 대한 분석을 포함시키는 것이 바람직하다.

• 한국환경보건학회지
• /
• 제46권1호
• /
• pp.45-64
• /
• 2020

Objectives: Limited information is available on the presence and associated ecological risks of pharmaceutical residues in aquatic environments near pharmaceutical manufacturing areas in Korea. In this study, we investigated the current state of pharmaceutical contamination and its associated ecological risks in streams near a pharmaceutical manufacturing complex. Methods: Seven pharmaceuticals (acetaminophen, clarithromycin, diclofenac, diphenhydramine, ibuprofen, mefenamic acid and roxithromycin) were measured in water samples collected from the streams near a pharmaceutical manufacturing complex. A predicted no-effect concentration (PNEC) was derived using either the assessment factor method or species sensitivity distribution method. In addition, a hazard quotient for each pharmaceutical was calculated by dividing its measured environmental concentration by its PNEC. Results: Samples collected downstream from the wastewater treatment plant (WWTP) had higher concentrations of pharmaceuticals than those collected from the reference site (upstream). Moreover, pharmaceutical concentrations were greater in ambient water than in the final effluent from the WWTP, which suggested that non-point sources were contributing to the contamination of the ambient water environment. Some of the target pharmaceuticals exhibited a hazard quotient >1, indicating that their potential ecological effects on the aquatic environment near the pharmaceutical industrial area should not be ignored. Conclusion: This study demonstrated that the pharmaceutical manufacturing area was contaminated with residual drugs, and that there was a possible non-point source near the WWTP effluent discharge area. The results of this study will aid in the development of management plans for pharmaceuticals, particularly in hotspots such as pharmaceutical industrial sites and their vicinities.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제30권6호
• /
• pp.937-945
• /
• 2020

N-acyl-homoserine lactone (AHL)-mediated quorum sensing (QS) plays a major role in development of biofilms, which contribute to rise in infections and biofouling in water-related industries. Interference in QS, called quorum quenching (QQ), has recieved a lot of attention in recent years. Rhodococcus spp. are known to have prominent quorum quenching activity and in previous reports it was suggested that this genus possesses multiple QQ enzymes, but only one gene, qsdA, which encodes an AHL-lactonase belonging to phosphotriesterase family, has been identified. Therefore, we conducted a whole genome sequencing and analysis of Rhodococcus sp. BH4 isolated from a wastewater treatment plant. The sequencing revealed another gene encoding a QQ enzyme (named jydB) that exhibited a high AHL degrading activity. This QQ enzyme had a 46% amino acid sequence similarity with the AHL-lactonase (AidH) of Ochrobactrum sp. T63. HPLC analysis and AHL restoration experiments by acidification revealed that the jydB gene encodes an AHL-lactonase which shares the known characteristics of the α/β hydrolase family. Purified recombinant JydB demonstrated a high hydrolytic activity against various AHLs. Kinetic analysis of JydB revealed a high catalytic efficiency (k_cat/K_M) against C4-HSL and 3-oxo-C6 HSL, ranging from 1.88 x 10⁶ to 1.45 x 10⁶ M^-1 s^-1, with distinctly low K_M values (0.16-0.24 mM). This study affirms that the AHL degrading activity and biofilm inhibition ability of Rhodococcus sp. BH4 may be due to the presence of multiple quorum quenching enzymes, including two types of AHL-lactonases, in addition to AHL-acylase and oxidoreductase, for which the genes have yet to be described.

• 대한환경공학회지
• /
• 제39권5호
• /
• pp.277-281
• /
• 2017

최근 강우는 짧은 시간에 많은 비가 오는 특성을 자주 나타낸다. 이런 기상현상 때문에, 초기유출수와 합류식하수관거 월류수의 유입유량과 농도도 변화되고 있다. 이와 같이 유입조건이 변동되는 경우에는, 높은 수면적부하율을 가지는 부상방법이 공공수역의 수질관리에 적합하다. 왜냐하면 부상법은 공공수계의 요구조건을 충족 할 수 있기 때문이다. 현재까지 이러한 부상법의 검증과 진단을 위하여, 공급공기량과 유입SS량의 비율을 반영하여 왔다. 그러나 불행하게도 이러한 방식은 기술진단과 검증을 위한 판단기준으로는 그 한계를 가진다. 왜냐하면 부상속도와 시간요소가 상이한 버블분포에 의해 달라지기 때문이다. 부상속도와 시간은 처리시설의 용량에 영향을 준다. 왜냐하면 시간인자가 시설의 규모를 결정하기 때문이다. 그러므로, 동일한 공급공기량과 유입SS농도간 비율조건에서의 버블분포특성과 부상시간특성을 운영 및 기술진단 및 평가를 위한 판단기준으로 적용하여야만 한다. 따라서 이러한 필요에 따라, 이 논문 내용은 버블분포와 부상시간간 관계의 분석에 대한 실증적 일반화에 관한 연구이다.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제10권2호
• /
• pp.69-79
• /
• 2004

1981년부터 1998년까지 연구해역에서 COD와 DIP의 2월, 4월, 8월, 11월의 월별 분포양상은 비슷하였고, 두 항목 모두 8월에 가장 높은 값을 보인 반면 DIN의 경우는 2월, 4월, 8월, 11월로 갈수록 점차 증가하는 경향을 보였다. COD값은 1990년부터 1992년까지점차 증가하다가 1993년, 1994년으로 갈수록 감소하는 것을 볼 수 있는데, 이것은 마산만의 준설기간 중반부터 준설의 효과가 표층까지 나타난 것으로 보여진다. DIN과 DIP의 표층 농도 변화에는 준설의 효과가 뚜렷이 나타나지 않았다. COD의 공간적인 변동에서 적조가 빈발하였던 연도가 그렇지 않았던 연도에 비해 높은 COD농도의 분포가 마산만 밖으로 확장되어 있었고, 준설에 의한 COD값의 뚜렷한 변동은 나타나지 않았다. 전체적으로 DIN농도의 공간적인 분포 양상을 살펴보면 마산만의 안쪽에서부터 바깥쪽으로 오염이 점차 확장되었다. 마산만의 가장 안쪽 지점이 일정한 경향이 없이 높은 DIN농도를 유지하였으며, 내만 유역에 마산만의 오염원이 집중되어 있고, 마산만 유역에서 생활하수 및 산업폐수가 계속적으로 유입되고 있었다. DIP농도의 공간적인 분포에서도 마산만 준설이 DIP의 표층 농도 변화에는 뚜렷한 영향을 미치지 않은 것으로 나타났다. 강수량과 COD, DIN, DIP 농도 사이에는 일정한 상관성이 없었으며, 적조발생일수와 COD 농도 사이에는 0.66의 대체로 높은 상관성을 나타내었다.