• Coupled systems mechanics
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• 제9권2호
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• pp.111-123
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• 2020

Wastewater treatment plants (WWTPs) with activated sludge system are widely used throughout the most common technologies in the world. Most treatment plants require optimization of certain treatment processes using dynamic modeling. A lot of examples of dynamic simulations require reliable data base of diurnal variation of the inflow and typical concentrations of parameters such as Chemical Oxygen Demand (COD), Total Kjeldahl Nitrogen (TKN), etc. Such detailed data are not available, which leads to problemsin the application of dynamic simulations. In many examples of plants, continuous flow measurements are only performed after the primary clarifier, whereas measurements from influent to the plant are missing, as is the case with the examples in this paper. In some cases, a simpler, faster and cheaper way can be applied to determine influent variations, such as the "HSG-Sim" method ("Hochschulgruppe Simulation"). "Hochschulgruppe Simulation" is a group of researchers from Germany, Austria, Switzerland, Luxembourg, Netherlands and Poland (see http://www.hsgsim.org). This paper presents a model for generating daily variations of inflow and concentration of municipal wastewater quality parameters, applied to several existing WWTPs in Bosnia and Herzegovina (B&H). The main goal of the applied method is to generate realistic influent data of the existing plants in B&H, in terms of flow and quality, without any prior comprehensive survey and measurements at the site. The examples of plants show the influence of overflow facilities on the dynamics of input flow and quality of wastewater, and a strong influence of the problems of the sewerage systems.

• 멤브레인
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• 제29권4호
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• pp.216-222
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• 2019

본 연구에서는 역세척이 가능한 평막과 MBR 하부에서 공급되는 공기 및 자연적으로 순환되는 구형 입자를 이용하여 투과 실험하였다. 활성슬러지 수용액은 MLSS 8,000 mg/L로 유지하였으며 여과/이완(FR), 이완시 역세척(FR/BW), 사인파형 연속투과 운전(SFCO) 및 사인파형 연속투과 운전 시 역세척(SFCO/BW) 방식에 따른 막간차압(TMP)을 측정하였다. 역세척 유량을 47에서 $14L/m^2{\cdot}hr$로 감소시키면, TMP가 증가하였으며 SFCO보다는 FR 방식의 TMP가 크게 증가하였다. 또한 역세척 방식이 구형입자를 이용한 세척방식보다 TMP를 더 감소시켰으며, 구형입자와 역세척 방식을 동시에 사용하면 각각의 방법보다 더 효과적임을 확인할 수 있었다.

• 분석과학
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• 제20권1호
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• pp.1-9
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• 2007

용존산소(dissolved oxygen; DO) 전극에 미생물 막과 보호막을 장착하여 BOD(biochemical oxygen demand) 센서를 제작하였다. 토양과 물 그리고 활성슬러지에서 분리한 다양한 미생물들을 BOD 센서에 적용하여 그 감응특성을 조사하여 빠른 산소 호흡력과 회복력을 나타내는 미생물로 Bacillus 종인 HN24와 HN93을 선별하였다. 최종적으로 최적화한 BOD 센서는 Bacillus subtilis, Bacillus sp. HN24 그리고 Bacillus sp. HN93을 혼합한 미생물 막과 DO 전극의 기체투과막을 silicon rubber(SR) 막으로 사용한 것이며, 측정조건으로 완충용액에 50% 산소(질소와의 비율)를 주입하여 감응특성을 향상시켰다. 본 실험에서 제작된 BOD 센서는 100 mg/L BOD 농도 이상까지 우수한 직선감응성($r^2=0.9986$)을 나타냈다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권12호
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• pp.1281-1286
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• 2008

하수처리과정에서 온실가스인 N$_2$O가 발생하는데, N$_2$O의 지구온난화 기여율은 CO$_2$의 310배에 달한다. 본 연구에서는 하수처리공정에 따라 온실가스 배출계수가 어떤 차이를 보이는지를 분석하기위해 운전 중인 4개의 하수처리공정을 대상으로 조사하였다. 배출계수 산정을 위한 시료채취는 Flux Chamber를 이용하였으며, N$_2$O 정량은 6 port gas sampling valve가 장착된 Agilent사의 GC로 분석하였으며, 검출기는 ECD를 사용하였다. 하수처리공정별 오염물질 유입 부하에 대한 N$_2$O 배출계수 산정결과 5-stage공정은 0.94 g-N$_2$O/kg-TN으로 가장 낮았으며, 다음으로 활성슬러지공정이 2.65 g-N$_2$O/kg-TN, Denipho공정이 9.30 g-N$_2$O/kg-TN, 그리고 SBR공정이 26.73 g-N$_2$O/kg-TN으로 가장 높게 나타났다. 하수처리에서 N$_2$O 배출량 감소를 위해서는 조사대상 시설 중 5-stage 공정이 가장 적절한 것으로 평가하였다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제11권3로
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• pp.169-176
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• 2005

본 연구에서는 국내 2층 돈사 및 톱밥돈사를 조사하였으며 현재 양돈에 적용되고 있는 분뇨처리 형태, 사육형태, 환기방식 및 돈사건축비의 실태를 현장조사를 통하여 분석, 평가함으로써 이를 바탕으로 우리나라 기후와 조건에 적합한 분뇨처리와 돼지사육이 가능한 고상식 돈사의 건축모델에 적용 가능성을 고려할 목적으로 무창 2층 돈사와 개방식 톱밥돈사 농장을 방문 조사한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 2층 돈사의 분뇨에 수분조절재로 톱밥, 수피, 왕겨를 사용하였다. 톱밥돈사는 톱밥만을 사용하였으며, 수분조절재의 사용깊이는 대체로 $30\~60cm$로, 이용기간은 평균 $3\~6$개월 정도 이용하였다. 2. 2층 돈사에서 돼지의 사육형태는 1층에서는 주로 임신돈 및 분만돈을 사육하였고 2층은 자돈과 육성돈을 사육하고 있었다. 3. 환기시스템은 기본적으로 2층 무창돈사는 기계적 환기(mechanical ventilation)시스템을 설치하였고 톱밥돈사는 자연환기(natural ventilation)시스템으로 조합되어 있었다. 4. 2층 돈사의 단열재는 블록, 칼라강판 및 샌드위치 판넬 등을 사용하였고 단열재두께는 지붕 $75\~100mm$, 벽이 $50\~75mm$였으며 천장높이는 최소 2.0, 최대 3.0m로 조사되었다. 5. 평당 건축비는 무창 이층돈사는$70\~1,400$천원 이내였으며, 개방식 톱밥돈사는 자체 건축한 곳을 제외하고는 $300\~400$천원 내외로 건축비가 소요되었다

• 생물환경조절학회지
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• 제7권2호
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• pp.91-108
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• 1998

본 연구의 목적은 양돈사육 농가의 기계장치 보유현황, 시설의 구성, 분뇨처리 방법 등에 관한 실태를 분석하여 문제점을 개선하고 양돈농가에서 양돈 경영을 하기 위해서는 최소한으로 갖추어야 할 시설 및 기계장치 등을 대상으로 양돈의 사육규모별 작업공정별 기계 및 장치의 최소투입 모델을 개발하는데 있다. 성장단계별로 농가의 사육두수 분포를 분석한 결과 조사대상 농가의 총 사육두수를 100으로 하였을 때 종웅돈 0.5%, 임신돈 7.9%, 분만돈 2.1%, 이유자돈 29.4%. 육성돈 29.4%, 비육돈이 30 7%로 나타났다. 기계화모델 개발을 위해서는 농가의 조사결과와 연구문헌을 종합하여 종웅돈 0.4%, 임신돈 6.9%, 분만돈 2.4%, 이유자돈 23.6%, 육성돈 27.6%, 비육돈이 39 1%로 결정하였다. 분만돈사와 이유자돈사는 여름철 냉방 및 겨울철 난방 등 돈사내부의 환경관리가 매우 중요시되고 있기 때문에 일부 양돈장에서 무창돈사로 시설하고 있었으나 보급율이 22.2~44.4%로 낮게 나타나 금후의 보급이 활발할 것으로 판단된다 기계화 모델로는 환경관리가 생산성에 많은 영향을 미치는 분만돈사와 이유자돈사를 무창돈사로 설정하였고, 임신돈사, 육성돈사, 비육돈사는 기존의 개방형 돈사로 시설하는 것이 좋을 것으로 판단된다 돈사의 시설면적이 적정면적보다 작거나 큰 경향을 보이고 있기 때문에 밀식 사육으로 인한 질병의 발생과 과다한 면적으로 시공하여 돈사의 건축비가 과다 투자되는 등의 문제점이 발생하고 있다 따라서 본 연구에서 설정한 기계화 모델에서는 적정 시설면적을 성장단계별로 종웅돈, 임신돈, 분만돈, 이유자돈, 육성돈. 비육돈의 경우 각각 8.64, 1.36, 3.96, 0.40. 0.60. 0.80m$^2$/head 로 설정했다. 겨울철의 난방을 위해 온풍기 및 온수보일러, 보온등, 보온상자 등을 이용하고 있었으나 돈사의 시설형태가 개방형돈사이기 때문에 난방비가 많이 소요되는 것으로 나타나 난방 에너지 절감을 위한 연구가 필요하며, 축분의 효율적인 처리를 위해 양돈농가에서 발생된 축분은 발효하여 경지에 환원하는 것을 기계화모델로 설정하였다.

• 한국물환경학회지
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• 제24권6호
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• pp.659-669
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• 2008

Two sets of four parallel activated sludge reactors (ASRs) maintaining an MLSS of 3000 mg/L were operated to investigate the effect of DO, HRTs and bio-contact media (BCM) packing ratios on the removal efficiency of organic matters and nitrogen. Packing ratios of BCM to BCM-ASR systems 1, 2, 3, and 4 were 0% (suspended growth only), 10%, 15% and 20%, respectively. All systems were operated at an HRT of 4 hr, 6 hr, and 8 hr, respectively; DO concentration was maintained 0.5~1.0 mg/L and 1.5~2.0 mg/L for each HRT condition. In terms of TSS, TCODcr and SCODcr removal efficiency, all systems had a similar level of the removal efficiency under varied HRTs, and DO. But organic removal efficiency of systems with BCM was approximately 3~5% higher than systems without BCM at the same HRT and the DO. About the nitrification efficiency, with high DO (1.5~2.0 mg/L), as HRT (4 hr, 6 hr, 8 hr) or BCM packing ratio increased, the slight increment of nitrification efficiency was observed. However, under the low DO (0.5~1.0 mg/L), increase of BCM packing ratio and HRT resulted in large increase of the nitrification efficiency. At the same HRT and BCM packing ratio, the nitrification efficiency increased greatly with up to 15% as DO increased. When the HRT increased from 4hr to 8hr, the denitrification efficiency slightly increased by 5~10% only, under all DO conditions. Systems with BCM had higher denitrification efficiency, ranged 62.7~91.1% than systems without BCM showed 32.1~65.6%. And the increase in BCM packing ratio from 10% to 20% resulted in about 14~16% denitrification efficiency increment. BCM packing ratio showed great effect on the denitrification. The increase of the DO (from 0.5~1.0 mg/L to 1.5~2.0 mg/L) at the same HRT and BCM packing ratio resulted in slight decrease of denitrification efficiency with up to 7% for systems with BCM. But for systems without BCM, the denitrification efficiency decreased with up to 28%. In all system, the denitrification efficiency had more influence on the TN removal efficiency than nitrification efficiency. So, BCM packing ratio (0%, 10%, 15%, 20%) has greater effect on the TN removal than HRT and DO. The TN removal efficiency increased as packing ratio of BCM increased with up to 45%. As a result, the highest TN removal efficiency was observed 73.7% at the condition showed the highest denitrification efficiency that DO of 0.5~1.0 mg/L, an HRT of 8 hr, and 20% of BCM packing ratio was maintained.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제10권1호
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• pp.29-36
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• 2004

양돈폐수의 원수, 활성오니정화처리, 오존 처리 및 $TiO_2$처리 등 각 정화처리단계별 유기물질의 성분특성 및 분자량의 분포의 변화를 알아보기 위하여 시험을 수행하였으며 그 결과는 다음과 같다. 1. 양돈폐수 원수 중에는 acetic acid, 2-butanone, hexane, chloroform, propionic acid, butanoic acid 등 33종의 유기물질이 포함되어 있었으며 phenol 28.7%, benzoic acid 9.9%, benzeneacetic acid 13.3% 등으로 고른 분포를 보였다. 2. 오존처리 후 ethene, pentane, 2-methyl-propanal, hexane, furan 등 13종의 유기물질이 존재하였으며, hexane이 67.8%로 대부분을 차지하는 것으로 나타났다. 3. $TiO_2$ 처리를 한 후에는 ethene, hexane, chloroform, 1-decene, silane 등 12종의 유기물질이 존재하였으며, ethene 8.8%, hexane 16.2%, 1-dodecene 8.0%, 1-tetradecene 10.8%, cyclo-trisiloxane 12.6% 등의 분포를 보였다. 4. 양돈폐수 원수는 500Da 이하의 분자량이 15%, 500-1,000Da 분자량이 14% 1,000∼3,000Da 분자량인 물질은 21%를 차지하였다. 5. 활성오니처리 후 분자량 500Da 이하는 7%, 500∼1,000Da 12%, 1,000∼3,000Da 10%이었으며 난분해성 물질인 분자량 3,000∼10,000Da 24%, 10,000Da 이상 26%로 고분자 물질의 분포가 높아졌다. 6. $TiO_2$ 처리 후 분자량 3,000∼10,000Da 5%, 분자량 10,000Da 이상 5%로 급격히 감소한 반면 분자량 500Da 이하 31%, 분자량 500∼1,000Da 54%를 차지였다.

• 상하수도학회지
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• 제21권6호
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• pp.727-735
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• 2007

The use of water by cities is increasing owing to industrialization, the concentration of population, and the enhancement of the standard of living. Accordingly, the amount of waste water is also increasing, and the degree of pollution of the water system is rising. In order to solve this problem, it is necessary to remove organisms and suspended particles as well as the products of eutrophication such as nitrates and phosphates. This study developed a high-end treatment engineering solution with maximum efficiency and lower costs by researching and developing a advanced treatment engineering solution with the use of Biosorption. As a result, the study conducted a test with a $50m^3/day$ Pilot Scale Plant by developing treatment engineering so that only the secondary treatment satisfies the standard of water quality and which provided optimal treatment efficiency along with convenient maintenance and management. The removal of organisms, which has to be pursued first for realizing nitrification during the test period, was made in such a way that there would be no oxidation by microorganisms in the reactor while preparing oxygen as an inhibitor for the growth of microorganism in the course of moving toward the primary settling pond. The study introduced microorganisms in the endogeneous respiration stage to perform adhesion, absorption, and filtering by bringing them into contact with the inflowing water with the use of a sludge returning from the secondary settling pond. Also a test was conducted to determine how effective the microorganisms are as an inner source of carbon. The HRT(Hydraulic Retention Time) in the nitrification tank (aerobic tank) could be reduced to two hours or below, and the stable treatment efficiency of the process using the organisms absorbed in the NAR reactor as a source of carbon could be proven. Also, given that the anaerobic condition of the pre-treatment tank becomes basic in the area of phosphate discharge, it was found that there was excellent efficiency for the removal of phosphate when the pre-treatment tank induced the discharge of phosphate and the polishing reactor induced the uptake of phosphate. The removal efficiency was shown to be about 94.4% for $BOD_5$. 90.7% for $COD_{Cr}$ 84.3% for $COD_{Mn}$, 96.0% for SS, 77.3% for TN, and 96.0% for TP.

• 멤브레인
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• 제24권1호
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• pp.63-68
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• 2014

주류를 제외한 과일 및 탄산음료 등을 제조하는 비알코올성 음료품 제조시설에서 발생되는 폐수는 높은 농도의 유기물과 낮은 농도의 질소, 인 등을 함유한다. 이러한 폐수의 처리 시설은 주로 호기성 공정과 약품응집 공정으로 구성하고 후단에 사여과지 또는 활성탄 공정을 추가하기도 한다. 하지만 이러한 방식은 긴 체류시간과 침전지 설치로 인해 많은 부지를 필요로 하는 문제가 있다. 본 연구에서는 부지소요 문제와 슬러지 유출로 인한 수질저하 문제를 해결하고자 W식품공장 폐수처리장 인근에 MBR pilot plant를 설치하고 장기간 운영을 통해 데이터를 확보하고 처리 효율을 평가하였다. 약 3개월간 음료수 제조공정 폐수를 평막을 적용한 MBR pilot plant로 운전조건을 변화하며 처리한 결과, 처리유량 $20m^3/day$, HRT 29 hr, 4Q 반송조건까지는 유기물 제거율 97% 이상으로 안정적인 처리가 가능했다. 하지만 그 이상의 운전조건에서는 생물반응조의 오염물질 제거율이 감소하였고 TMP가 급격히 증가하는 모습을 보였다.