• 상하수도학회지
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• 제9권2호
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• pp.108-117
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• 1995

연못시스템의 처리정도는 기후조건(氣候條件)과 아주 밀접한 관계가 있다. 기존시스템이 없는 경우 비슷한 기후권의 사례지역을 반드시 비교분석하게 된다. 미국 온대권에 위치한 Corinne과 Eudora 시스템의 기온과 태양복사량을 김포지역과 비교한 결과 아주 유사함이 규명되었다. 특히 태양복사열의 경우, 여름철에 김포지역이 두 시스템보다 조류성장에 유리한 조건이다. 국내 중부지방에 Corinne과 Eudora 시스템과 비슷한 연못시스템을 설치운영(設置運營)하는 데는 문제점이 없음을 알 수 있다. 남부지방은 연중기온이 김포지역보다 높으므로 연못시스템의 이용이 김포지역보다 유리하다. 미국에서는 연못시스템이 2차처리시설(次處理施設)로 합법화되어 있으며, 2차처리 수질기준(水質基準)을 충족시키고 있다. Corinne과 Eudora 연못시스템의 처리수준을 분석한 결과 처리수의 $BOD_5$ 가 30mg/l 이하로 처리되고 있으나, SS 농도가 30mg/l 보다 다소 높은 경우가 있다. Eudora시스템에서 4월에 일어나는 연못하수의 회전기간(回轉期間)을 제외하고는 연못시스템에 적용하는 처리수의 SS기준인 70-100mg/l 이내로 처리되고 있다. 우리나라 중부지방에 Corinne과 Eudora 시스템과 유사한 연못처리시스템을 설치(設置)하면 2차 처리수준으로 하수를 처리할 수 있을 것으로 판단된다. 연못시스템은 양어, 작물생산, 레크레이션이용과 결합시킬 수 있어, 국내의 경우 농촌소도시 지역, 도시경계 생산녹지지역, 내륙 및 하구의 저습지(wetland)에서 소형뿐아니라 대형 시스템으로 활용이 가능하다.

• 한국조경학회지
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• 제23권2호
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• pp.167-181
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• 1995

An Ecocomplex is proposed for ecological design of the estuarine environment of Han River, which is designed upon an alternative mamagement concept of estuarine environment. The concept reveals interrelationships among estuary, delta region and urban inland with inputs/outputs and feedbacks among them. The Ecocomplex emphasizes an integration of wastewater treatment with aquaculture, agriculture and recreation, and carries out ecological treatment, recycling, and harvest processes. A module of wastewater treatment pond system is employed in the Ecocomplex, which treats a flow of 3,786 ㎥/day and is composed of a four-facultative-pond series. Treatment ponds stabilize wastewater discharged from the urban area, and concurrently produce algae for commercial or recreational fish farming. Effluent from treatment and fish ponds is reused for agricultural production. Through the waste-algae-fish-vegetable-recreation processes, wastewater from the urban settlement is recycled back to the urban ecosystem. This resource-conserving design approach can maintain a sustainable urban ecosystem, managing an estuarine environment more naturally, healthly, and economically.

• 한국농공학회지
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• 제44권4호
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• pp.139-148
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• 2002

Pilot study was performed to examine the feasibility of the pond system for further polishing of treatment wetland effluent from December 2000 to June 2001. The wetland system used for the experiment was highly effective to treat the sewage during the growing season, but it was less effective and its effluent was still high to discharge to the receiving water body. Therefore, the wetland effluent may need further treatment to prevent water quality degradation. Pond system could be used to hold and further polish the wetland effluent during the winter season and ots feasibility was evaluated in this study. Additional water quality improvement was apparent in the pond system during winter season, and the pond effluent could be good enough to meet the effluent water quality standards if it is properly managed. Timing of the pond effluent discharge appears to be critical for pond system management because it is a closed system and whole water quality constituents are affected by physical, chemical, and biological pond environments. Once algae started to grow in mid-April, constituents in the pond water column interact each other actively and its control becomes more complicated. Therefore, upper layer of the pond water column which is clearer than the lower layer my need be discharged in March right after ice cover melted. In the experiment, water quality of the upper water column was markedly clear in March than ant other times probably because of freezing-thawing effect. The remaining lower water column could be further treated by natural purification as temperature goes up or diluted with better quality of wetland effluent for appropriate water uses. This study demonstrated the feasibility of pond system for subsequent management of wetland effluent during the winter season, however, more study is needed for field application.

• 한국농공학회:학술대회논문집
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• 한국농공학회 2003년도 학술발표논문집
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• pp.575-578
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• 2003

Constructed wetlands have become a popular technology for treating contaminated surface and wastewater. In this study, the field experiment to reduce nonpoint source pollution from watershed runoff during rainy day using wetland and pond. TSS and T-N removal rate of wetland-pond system and pond-wetland system was 91% and 73%, 94% and 70%, respectively and values were same range. $BOD_5$ and T-P removal rate of pond-wetland system (38% and 78%) was higher than wetland-pond system (27% and 62%). overall, pond-wetland system is more useful than wetland-pond system to control NPS.

• 한국농공학회지
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• 제45권6호
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• pp.194-206
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• 2003

A pilot study was performed to examine the feasibility of the pond system for further polishing of treatment wetland effluent to agricultural reuse of reclaimed water. The constructed wetland and pond system was installed in Konkuk University and the effluent from septic tank of school building was used as an influent to the wetland system. The effluent of the wetland was used as an influent to pond systems. The influent concentrations of total coliform(TC), fecal coliform (FC), and E. coli were about $10^5$MPN/100 ml, and they were reduced to less than 10,000 MPN/100 ml on average after wetland treatments, showing over 95 % removal. And they were further reduced to less than 1,000 MPN/100 ml in average, showing over 85∼93 % removal after pond treatment. Turbidity and SS were improved effectively on average and their pond effluent concentration was about 4.5 NTU and 9.8 mg/L in average, respectively Average $BOD^5$ concentrations were also reduced substantially to 9.3 mg/L with about 83 % removal rate after wetland and pond treatment systems. Nutrients removal was relatively low and removal rate for T-N and T-P was less than 43 and 44%, respectively after wetland and pond treatment. Considering stable performance and effective removal of bacterial indicators as well as other water quality parameters, low maintenance, and cost-effectiveness, pond system was thought to be an effective and feasible alternative for agricultural reuse of reclaimed water. This paper describes a preliminary result Iron pilot study and further investigations are recommended on the optimum design parameters before full scale application.

• 한국환경농학회지
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• 제19권2호
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• pp.171-176
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• 2000

조건성연못의 메탄발효 환경조건은 용존산소가 없고, 혐기성 및 중성 pH가 유지되어야 하며, 온도변화가 적어야 한다. 분석결과 실험 조건성연못의 바닥은 이러한 조건들을 충족시키고 있어 설계인자가 비교적 적절하다고 본다. 조건성연못의 수심이 2.4m일 경우도 강한 바람이 불면 상충의 용존산소가 바닥으로 이동하여 연못바닥의 메탄발효를 일시적으로 저하시키는 현상이 있을 수 있다. 용존산소의 바닥침투를 완화하기 위해 수심을 깊게 설계할 수 있으나 수심이 깊어지면 연못바닥의 수온이 낮아져 메탄발효의 효율이 저하된다. 실험결과 조건성연못의 수심은 2.4m 정도가 적합하다고 본다. 최근에는 용존산소의 연못바닥 침투를 차단하기 위해 연못바닥에 Pit를 설치하는 방법이 연구되고 있으나 시설비용이 추가되는 단점이 있다. 실험 조건성연못의 슬러지층의 온도가 $16^{\circ}C$ 이상에서 메탄발효가 원활히 일어나고 있다. 기존 조건성연못의 메탄발효 연구에 의하면 연못바닥 슬러지충의 온도가 $19^{\circ}C$에서 슬러지 분해량과 침전량이 같아진다고 보고되고 있다. 실험 조건성연못에서는 $19^{\circ}C$보다 $3^{\circ}C$ 낮은 온도에서도 메탄발효가 원활히 일어나고 있다. 실험 조건성연못의 바닥온도 분석결과 메탄발효가 거의 정지되는 $14^{\circ}C$이하가 되는 기간이 약 7 개월이 되어, 매년 어느 정도의 슬러지는 바닥에 쌓이게 된다. 1997년 1월부터 9월까지 9개월 동안 연못바닥에 형성된 슬러지 깊이가 1.3cm였다. 따라서 연간 약 1.7cm가 쌓일 것으로 예측된다. 실험 조건성연못처럼 연못의 수심을 2.4m로 유지하고, 연못바닥에 슬러지 퇴적을 위해 여분의 0.3m 깊이를 두어 15 - 20년에 한번 슬러지를 제거할 수 있도록 설계하는 것이 바람직하다고 사료된다. 메탄발생이 왕성한 기간에 연못상충에서 포집한 가스의 83%가 메탄으로 구성되어 있어 축산폐수를 처리하면서 메탄가스를 회수하여 연료로 사용하는 것이 가능하다. Parker(1979)의 연구에 의하면 슬러지층이 형성되지 않은 연못이 슬러지층이 형성된 연못의 BOD제거수준에 이르는데는 약 1년이 소요된다.$^{24)}$ 메탄박테리아 활동이 슬러지층의 표면에서 훨씬 높기 때문이다. 본 연구는 조건성연못의 초기 메탄발효를 분석한 것으로 조건성연못이 생태적으로 적용하면 초기단계보다 메탄발효의 효율이 증가할 것으로 예측된다.

• 한국융합학회논문지
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• 제11권10호
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• pp.213-217
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• 2020

천연 광물질, 식물질, 정수장 슬러지를 이용하여 친환경적인 수수질정화제와 이를 활용하는 오폐수복합처리시스템을 개발하였다. 오폐수복합처리시스템은 오염수 유입, 수질정화제 투입, 가압부상장치 가동, 슬러지 부상, 슬러지 수거 및 처리수 배출의 과정을 거친다. 이 장치를 축분 탈리액, 육계 세척수, 공장 폐수, 하수종말처리장 및 연못의 녹조제거에 적용하여 우수한 제거율을 얻었다. 유기성 폐기물 정화에 천연 수질정화제를 활용한 예는 조사되지 못했다.

• 한국환경농학회지
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• 제18권2호
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• pp.191-195
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• 1999

유입폐수의 $BOD_5$가 1차연못에서 88%가 제거되고 있어 Pit의 $BOD_5$ 제거효율이 60%에 달할 것으로 예측된다. 메탄발효 Pit의 환경조건으로 용존산소가 없고, 혐기성 및 중성 pH가 유지되어야 하며, 충분한 체류시간이 확보되어야 하고, 온도변화가 적어야 한다. 분석결과 실험 메탄발효 Pit는 이런 조건들을 만족시키고 있어 Pit설계가 적절함을 알 수 있다. 실험결과 메탄발효 Pit의 설계인자로 폐수체류 기간이 2day, 월류유속은 $1.5m^3m^{-2}day^{-1}$가 적합하며, Pit바닥의 수심은 슬러지층의 온도와 밀접한 관계가 있어 3-3.5m 정도가 적합한 것으로 사료된다. Pit 바닥의 슬러지층 온도가 $16^{\circ}C$ 이상으로 유지되어야 메탈발효가 원활히 일어난다. 우리나라 중부지방과 기후조건이 유사한 지역에 위치한 연못시스템 연구에 의하면, 연못바닥의 온도가 메탄박테리아 활동이 거의 정지하는 $14^{\circ}C$ 이하로 내려가는 기간이 약 7개월이 된다. 온대권의 연못시스템은 연간 슬러지 침전량이 분해량보다 많아 어느 정도 슬러지가 쌓이게 된다. 따라서 여분의 30㎝ 수심을 두어 10-20년에 한번 슬러지를 제거하도록 설계한다. 실험 연못시스템이 설치된 장소는 중부지방보다 평균기온이 약 $3-4^{\circ}C$ 높은 지역으로 연못바닥 지하 1.5m에 위치한 Pit의 수온이 14℃이하가 되는 기간이 Fig.5에서 약 6개월이 된다. 실험 메탄발효 Pit는 좁은 면적의 연못에 설치하기 위해 콘크리트구조로 만들었으나, 1차연못의 규모가 크면 토공만으로 Pit설치가 가능하며 비용이 적게 든다. Pit에서 발생한 가스가 연못상층으로 이용하면서 $CO_2$가 해리되어 정제된 메탄을 회수할 수 있다. 메탄발생이 왕성한 기간에 연못상층에서 포집한 가스는 거의 메탄으로만 구성되어 있어 축산폐수를 처리하면서 메탄가스를 회수하여 연료로 사용하는 것이 가능하다. 메탄발효 Pit가 생태적으로 적응하면 초기보다 처리효율이 증가할 것으로 기대되어 지속적인 실험을 수행할 예정이다.

• 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.

• 미생물학회지
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• 제48권3호
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• pp.192-199
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• 2012

미세조류는 광합성을 통하여 바이오디젤과 같은 부가가치상품을 생산할 수 있으며, 미세조류를 이용한 생명공학 기술이 주목 받고 있다. 그러나 질소원과 탄소원은 미세조류 배양 비용을 높여 충분한 바이오매스 생산에 제한요소가 되고 있다. 미세조류를 배양하는데 도시하수를 이용하는 것은 생산단가를 낮추는 좋은 대안이 될 수 있으며, 본 연구에서는 옥외 수질정화 배양 시스템(mini raceway open pond)을 이용하여 적용했다. 실험에 사용한 도시하수는 하수종말처리장의 1차 침전지를 거친 유입수를 이용하였으며, 토착 미세조류를 mini raceway open pond에서 배양하였다. 체류시간 6일의 운전 후 TN, TP, COD-$_{Mn}$, $NH_3$-N의 평균 제거 효율은 80.18%, 63.56%, 76.34%, 96.74%로 각각 나타났다. 18S rRNA gene 분석결과 녹조류인 Chlorella, Scenedesmus가 우점하였으며, 16S rRNA gene 분석결과 Rhodobacter, Luteimonas, Agrobacterium, Thauera, Porphyrobacte의 5종의 bacteria가 동정되었다. 이러한 결과를 통하여 미세조류를 이용한 호기성 처리나 과도한 발전비용 없이 효과적인 하수처리를 할 수 있는 가능성을 확인하였다. 그리고 도시하수는 미세조류 배양에 필요한 탄소원과 질소원을 제공할 수 있으며 미세조류 바이오매스는 상업적 목적으로 이용될 수 있는 가능성을 확인할 수 있었다.