• 한국물환경학회지
• /
• 제33권6호
• /
• pp.696-714
• /
• 2017

Simple material budget models were developed to predict the spring season (March ~ May) water quality for a river-type reservoir Paldang, in the Republic of Korea. These models are available at mixed water bodies whose light intensity is negligible at the bottom. The calculated data from the models fit quite well with field data collected for 30 years, from 1988 to 2017. The apparent settling velocity of total phosphorus was estimated to be $110m\;d^{-1}$. The critical hydraulic load that determines the usability of phosphorus for algal production appeared to be about $2.0m\;d^{-1}$. When a hydraulic load was larger than the critical value, the concentrations of chlorophyll ${\alpha}$ ($Chl.{\alpha}$), chemical oxygen demand (COD), and 5-day biochemical oxygen demand BOD in the reservoir water became insensitive to internal algal reactions. The model analysis showed that the allochthonous COD continued to increase while the allochthonous BOD slightly decreased after 1999. The decrease of allochthonous BOD is due to the expansion of sewage and wastewater treatment plants in the watershed. The increase of allochthonous COD seems to result from the increase in anthropogenic non-point sources as well as the increase in the discharge of natural organic matters due to climate change. Organic matter of algal origin continued to increase until the mid-2000s, but recently it has decreased as the phosphorus concentration has decreased. The COD and BOD of algal origin increased from 35 % and 27 % during 1988 ~ 1994 to 43 % and 40 % during 2000 ~ 2010, respectively, and then decreased to 25 % and 28 % during 2011 ~ 2017.

• 한국물환경학회지
• /
• 제22권1호
• /
• pp.23-29
• /
• 2006

Biosorption technology was used to remove hazardous materials from wastewater, herbicide, heavy metals, and radioactive compounds, based on binding capacities of various biological materials. Biosorption process can be explained by two steps; the first step is that target contaminants is in contact with microorganisms and the second is that the adsorbed target contaminants is infiltrated with inner cell through metabolically mediated or physico-chemical pathways of uptake. Until recently, no information is available to explain the definitive mechanism of biosorption. The purpose of this study is to evaluate biosorption capabilities of organic matters using activated sludge and to investigate affecting factors upon biosorption. Over 49% of organic matter could be removed by positive biosorption reaction under anoxic condition within 10 minutes. The biosorption capacities were constant at around 50 mg-COD/mg-MLSS for all batch experiments. As starvation time increased under aerobic or anaerobic conditions, biosorption capacity increased since higher stressed microorganisms by starvation was more brisk. Starvation stress of microorganisms was higher at aerobic condition than anaerobic one. As temperature increased or easily biodegradable carbon sources were used, biosorption capacities increased. Consequently, biosorption can be estimated by biological -adsorbed capability of the bacterial cell-wall and we can achieve the cost-effective and non -residual denitrification with applying biosorption to the bio-reduction of nitrate.

• 생태와환경
• /
• 제50권2호
• /
• pp.238-253
• /
• 2017

하 폐수는 하천과 저수지의 부영양화와 녹조현상에 대한 주요 원인 중의 하나로 잘 알려져 있으며, 또한 잠재적인 열오염의 원인을 제공하지만 온배수 관점에서 연구는 거의 없었다. 본 연구는 2015년 12월부터 2016년의 2월까지 동계에 연접하는 하천에서 온배수의 거동 실태와 수질에 미치는 영향을 파악하고자 생활하수, 산업폐수 및 온천폐수를 대상으로 그 시공간적 특성을 조사하였다. 조사지점은 각 하천에서 상류, 방류구 및 하류의 4개씩 선정하였고, 온배수의 배출지점으로부터 유하거리에 따른 수온 변화를 모니터링 하였다. 하천에서 하 폐수의 온도 영향과 범위는 배출수 온도와 양뿐만 아니라 현장 기온, 수온 및 하천유량에 의존하였다. 하 폐수의 수온 영향은 하천 합류 후 $2.1{\sim}5.8^{\circ}C$ 증가와 1.0~5.5 km까지 관찰되었다. 특히, 온천폐수는 양적으로 적었으나 온도 영향은 가장 컸다. 하 폐수는 온도뿐만 아니라 유기물과 영양염의 증가에도 관련되었다. 산업폐수는 N 계열, 온천폐수는 P N 계열에서 각각 높은 농도로 방류되었다. 이에 대한 차이는 화학적 총인처리의 유 무에 의한 것이었다. 부착조류 Chl-a 함량은 온배수 방류구와 하류구간에서 높았고, 대부분 부영양 수준이었다. 이러한 생태학적 결과는 하천의 높은 수온과 P 농도 때문이었고, 하 폐수의 온배수가 그에 대한 주 원인을 제공하는 것으로 판단되었다. 본 연구의 결과는 하천수질(수온, 비옥도)에 대한 하 폐수의 온배수 영향을 보다 체계화된 시공간적 연구로서 평가할 필요성이 큼을 시사한다.

• 상하수도학회지
• /
• 제23권1호
• /
• pp.69-75
• /
• 2009

The characteristics of disinfection and organic removal were investigated with pulse UV lamp in this study. The intensity and emission wavelength of pulse UV Lamp were compared with low pressure UV lamp. The emission spectrum range of pulse UV lamp was between 200 and 400 nm while the emission spectrum of low pressure UV lamp was only single wavelength of 254nm. 3 Log inactivation rate of B. subtilis spore by pulse UV and low pressure UV irradiation was determined as $44.71mJ/cm^2$ and $57.7mJ/cm^2$, respectively. This results implied that wide range of emission spectrum is more effective compared to single wavelength emission at 254nm. 500ng/L of initial 2-MIB concentration was investigated on the removal efficiency by UV only and $UV/H_2O_2$ process. The removal efficiency of UV only process achieved approximately 80% at $8,600mJ/cm^2$ dose. 2-MIB removal rate of $UV/H_2O_2$ (5 mg/L $H_2O_2$) process was 25 times increased compared to UV only process. DOC removal efficiency for the water treatment plant effluent was examined. The removal efficiency of DOC by UV and $UV/H_2O_2$ was no more than 20%. Removal efficiency of THMFP(Trihalomethane Formation Potential), one of the chlorination disinfection by-products, is determined on the UV irradiation and $UV/H_2O_2$ process. Maximum removal efficiency of THMFP was approximately 23%. This result indicates that more stable chemical structures of NOM(Natural Organic Matter) than low molecule compounds such as 2-MIB, hydrogen peroxide and other pollutants affect low removal efficiency for UV photolysis. Consequently, pulse UV lamp is more efficient compared to low pressure lamp in terms of disinfection due to it's broad wavelength emission of UV. Additional effect of pulse UV is to take place the reactions of both direct photolysis to remove micro organics and disinfection simultaneously. It is also expected that hydrogen peroxide enable to enhance the oxidation efficiency on the pulse UV irradiation due to formation of OH radical.

• 대한환경공학회지
• /
• 제36권11호
• /
• pp.753-757
• /
• 2014

산화전극부 전극은 단순히 전자를 받아 전달할 수 있는 역할 뿐만 아니라 공극이 많아 표면적이 큰 구조로 미생물을 고정화할 수 있는 표면적을 제공할 수 있어야 한다. 미생물의 수가 많을수록 폐수처리 효율과 전류발생을 높일 수 있기 때문이다. 따라서 전극은 미생물연료전지의 효율을 높일 수 있는 중요한 역할을 하는 인자 중의 하나이다. 본 연구는 미생물연료전지에 사용하는 고가의 흑연펠트를 스텐철사 타래(철 수세미)로 대체할 수 있는지 알아보기 위한 것이다. 이 연구에 사용된 가축분뇨는 전처리를 거친 후 유기오염물질(COD)로 500 mg/L로 희석한 것을 이용하였고, 이때 전류 발생은 스텐철사 타래를 적용하였을 때 약 5% 정도 낮았지만 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 유기오염물질(COD)의 감소는 스텐철사 타래를 이용하였을 때 88.3%이었으며, 흑연펠트를 사용하였을 때 82.4%로 스텐철사 타래의 제거율이 더 높게 나타났다. 암모니아성 질소 이온의 경우는 두 경우 모두 반응시간에 따라 농도 변화가 거의 없는 것으로 나타났다. 이 결과 스텐철사 타래를 적용하였을 때 전류발생이나 수처리 측면 모두 효과가 유사하거나 더 좋은 결과를 보였으며, 초기 시스템을 구축하는 비용을 약 1/50 정도로 줄일 수 있는 것으로 예상되어. 흑연펠트 대체제로 적용이 가능할 것으로 판단된다.

• 유기물자원화
• /
• 제11권2호
• /
• pp.66-73
• /
• 2003

석유화학공장폐수 슬러지를 폐석고와 시멘트, fly ash 및 고화제 등을 배합하여 성형하면 시멘트벽돌 및 보통시멘트의 압축강도 기준을 초과함으로 제조된 고화체는 벽돌, 블록, 경량골재, 노반재 등으로 활용이 가능할 것으로 판단되었다. 실험 결과 다음의 결과를 얻었다. 시멘트량을 전체 중량비의 20%인 1.29kg에서 fly ash/슬러지의 배합비의 모든 조건과 시멘트량을 전체 중량비의 15%인 0.9kg에서 fly ash/슬러지의 배합비가 0.31~0.45일 때, 시멘트벽돌 및 보통시멘트의 압축강도 기준을 초과하였다. 제조된 고화체(제품)의 유해성 평가를 위해서 침출수 중의 $Cr^{+6}$, Cu, Zn, Cd, Pb의 용출농도를 실시한 결과 모든 대상시료의 중금속 농도는 배출허용기준치 이내를 유지하여 유해물질로 인한 문제는 없을 것으로 판단되었다. 고화체를 시멘트벽돌 및 보통시멘트에 준해서 활용이 가능한 제조조건에서 제조원가를 조사하였다. 조사결과 자원화시설의 고화체 제조능력을 연간 약 18,000톤을 기준으로 할 때, 총괄원가 및 톤당제조원가는 각각 678,664천원 및 37,704원으로 조사되었다.

• 환경생물
• /
• 제24권3호
• /
• pp.230-239
• /
• 2006

본 연구는 2002년 1월부터 2003년 5월까지 오염원이 비교적 단순한 산지하천에서의 무기 영양염 및 유기물 변동을 고찰하기 위해 낙동강 지류인 대천천의 상류에서 실시되었다. 조사지점은 인위적인 오염이 없는 DC1, 주위의 식당과 민가에서 생활하수가 유입되는 DC2, DC3, DC4그리고 부분적으로 수질이 자연 정화된 DC5이다. 전기전도도, 탁도, BOD는 하수의 유입으로 인하여 DC2에서 급격히 증가하였다가 DC5에서 다시 낮아졌다. 수층의 $NH_4^+$및 $PO_4^{3-}$농도는 갈수기인 겨울에 증가하는 경향이 보였으며, DC2에서 DC1에 비해 각각 150 배 및 37배가 증가하였다가 하류로 내려 갈수록 뚜렷하게 감소하였으며, $NO_3^-+NO_2^-$은 오염지역인 DC2, DC3, DC4와 DC5에서 청정지역인 DC1보다 약 2배 증가하였다. N/P비율은 DC1에서 가장 높았고, 하수 유입지역에서 감소하여 이들 지역에는 부영양화가 진행되고 있음을 알 수 있었다. 퇴적물 공극수의 $PO_4^{3-}$농도는 겨울과 봄에 증가하였으나, $NH_4^+$와 $NO_3^-+NO_2^-$의 농도는 계절 경향이 보이지 않았다. 퇴적물 공극수의 $NO_4^-,\;PO_4^{3-}$ 농도와 퇴적물의 유기물 함유량도 하수가 유입되는 DC2, DC3, DC4에서 유의하게 증가하였고, DC5에서 다소 감소하였다. 퇴적물 공극수의 $NO_3^-+NO_2^-$의 농도는 DC2에서보다 용존산소가 풍부한 DC5에서 오히려 증가하였다. 수층의 TOC와 DOC농도는 봄과 가을에 증가하였고, 하수가 유입되는 지역에서 높게 측정되었다. 조사지역이 산지하천의 상류에 위치하고 있으나 식당 및 민가에서 유입되는 생활하수는 하천의 상류를 부영양화 시켰으며, 하류로 내려오면서 유기물 및 무기 영양염의 농도가 감소하여 하천수가 자연적으로 정화되는 것이 관찰되었다.

• 한국축산시설환경학회지
• /
• 제14권2호
• /
• pp.105-112
• /
• 2008

돼지분뇨 특성에 따른 기계교반 퇴비화시설의 적정용적 산정을 위하여 돈분 및 톱밥에 함유되어 있는 수분투입량과 발효온도, 유기물 분해율 및 수분감소율 등의 변화를 조사하여 적정 용량을 산정하기 위하여 본시험을 실시하였으며 그 결과는 다음과 같다. 1. 발효조내 온도는 발효조내 혼합물 투입 후 4일 이상 경과해야 발효온도가 $70^{\circ}C$ 이상 유지되었으며, 발효조내 투입되는 혼합물(돈분+톱밥)의 수분함량은 평균 72.9%로 추천치보다 높게 조사되었으나, 적정수분함량 조정은 발효조 27m 지점 즉, 투입후 $5{\sim}6$일후에나 적정 수분 함량이 되었다. 2. 투입되는 열량가는 현물상태에서 평균 1,127.3kca/kg이고 질소, 인산 가리성분은 각각 1.0%, 1.1, 및 0.38%로 조사되었으며 OM/N은 26.3로 조사되었으며 완제품의 수분 함량은 평균 65.3%였으나 겨울철과 나머지 계절간에는 유의적인 차이가 나는 것으로 조사되었다(p>0.05). 3. 퇴비화과정 중의 유기물 분해율은 평균 3.53%였으며, 계절별로는 봄철이 3.88%로 가장 높았고, 가을과 여름은 각각 3.47, 3.52%로 비슷한 경향을 보였다. 그러나 겨울철에는 3.23%로 봄철에 비하여 약 16.8% 정도 분해율이 낮아 퇴비화기간 동안의 수분감소 량의 경우 유의적인 차이가 나는 것으로 조사되었다(p>0.05). 4. 퇴비화시설의 용적 산정에 사용할 인자를 도출하기 위해 앞서 수행한 시험결과에 의거하여 돼지의 성장단계별 분뇨발생량, 계절별 수분증발량, 유기물 감소율, 용적 중 감소율, 톱밥수분량 및 계절별 수분발생량을 산출하였다. 양돈농가에서 돼지의 사육규모가 2000두를 기준으로 하여 용적을 산정시 슬러리 돈사의 경우 적정 퇴비화 용적은 여름철 $281m^3$, 겨울철 $260m^3$으로 약 7.5%($21m^3$) 차이가 났으며, 돈분뇨 및 세정수 등을 포함한 농가의 경우에는 여름철 $412m^3$, 겨울철 $359m^3$로 계절간에는 약 12.9%($53m^3$)의 차이가 나는 것으로 계산되었다. 5. 따라서 양돈농가에서의 기계교반 퇴비화 시설을 이용하여 돈분뇨를 퇴비화 하는 경우 계절별 수거되는 돈분의 수분 함량과 유기물 분해율 및 수분증발가능량 등을 고려하여 퇴비화 용량을 산정하는 것이 바람직하다고 생각된다.

• 한국환경보건학회지
• /
• 제24권1호
• /
• pp.132-140
• /
• 1998

회전원판공정(rotating biological contactorRBC)과 화학적 처리공정을 결합한 처리시스템을 이용하여 도시하수내 포함된 유기물과 영양염류를 제거할 경우에 수리학적 부하 (hydraulic loading)와 처리수 반송율 (recirculation rate)의 시스템 처리효율에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 각각의 수리학적 부하 0.031, 0.0535 및 0.076 $m^3/m^2/d에서 반송율을 100%, 200%, 300%로 변화시켰고, 질산화에 필요한 알카리도의 보충 및 화학적 처리를 위하여 lime(CaCO$_3$)을 가하여 유입수의 pH를 10.4-11.0으로 유지시켰다. 실험결과 수리학적 부하 0.0535 $m^3/m^2/d에서 BOD, COD의 제거효율이 가장 높게 나타났으며, 질산화 효율 및 질소 제거효율에서는 수리학작 부하 0.035 $m^3/m^2/d, 반송율 300%에서 가장 높았으며, 반송율별에서는 수리학적 부하를 고려할 때 300% 반송하는 것이 가장 높은 유기물 제거효율을 보였다. 반송율과 수리학적 부하를 증가시킬 경우에 발생되는 슬러지내 유기물 함량은 점점 증가하였고, 수리학적 부하 0.076 $m^3/m^2/d, 반송율 300%일 경우에는 유기물 함량이 47%로 매우 높았다. 이는 부하증가에 따른 미생물 성장의 증가와 더불어 수리학적 부하 증가에 따른 전단력의 증가가 영향을 미쳤기 때문이다. 인을 제거하기 위하여 pH를 10.4-11.0으로 유지시킨 경우에 인을 90%이상 제거할 수 있었으며, 유출수내 평균 SS농도는 40 mg/l를 상회하였다.

• 한국환경보건학회지
• /
• 제39권1호
• /
• pp.83-89
• /
• 2013

Objectives: The purpose of this experiment was to illuminate the relationship between the phosphorus removal rate of unit operation and the phosphorus removal rate of phosphorus volume loading in the Ferrous Nutrient Removal process, which consists of an anoxic basin, oxic basin, and iron precipitation apparatus. Methods: This study was conducted in order to improve the effect of nitrogen and phosphorus removal in domestic wastewater using the FNR (Ferrous Nutrient Removal) process which features an iron precipitation reactor in anoxic and oxic basins. The average concentration of TN and TP was analyzed in a pilot plant ($50m^3/day$). Results: The removal rate of T-N and T-P were 66.5% and 92.8%, respectively. The $NH_3-N$ concentration of effluent was 2.62 mg/l with nitrification in the oxic basin even though the influent was 17.7 mg/l. The $NO_3$-N concentration of effluent was 5.83 mg/l through nitrification in oxic basin even though the influent and anoxic basin were 0.82 mg/l and 1.00 mg/l, respectively. The specific nitrification of the oxic basin ($mg.NH_3$-Nremoved/gMLVSSd) was 16.5 and specific de-nitrification ($mg.NO_3$-Nremoved/gMLVSSd) was 90.8. The T-P removal rate was higher in the oxic basin as T-P of influent was consumed at a rate of 56.3% in the anoxic basin but at 90.3% in the oxic basin. The TP removal rate (mg.TP/g.MLSS.d) ranged from 2.01 to 4.67 (3.06) as the volume loading of T-P was increased, Conclusions: The test results showed that the electrolysis of iron is an effective method of phosphorus removal. Regardless of the temperature and organic matter content of the influent, the quality of phosphorus in the treated water was both relatively stable and high due to the high removal efficiency. Nitrogen removal efficiency was 66.5% because organic matter from the influent serves as a carbon source in the anoxic basin.