• 대한토목학회논문집
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• 제4권4호
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• pp.113-125
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• 1984

우리 나라는 수공급(水供給)을 주로 댐개발(開發)에 의존(依存)하여 왔으나 이와 같은 방식(方式)은 앞으로 댐적지(適地)의 감소(減少), 건설비(建設費)의 앙등(昻騰), 수몰지역주민(水沒地域住民)의 생활재건대책(生活再建對策), 환경영향(環境影響) 등의 제요인(諸要因)으로 인하여 계속하여 개발(開發)하기 어려운 상황(狀況)에 있다. 한편 수수요(水需要)는 도시(都市)로의 인구집중(人口集中), 생활수준(生活水準)의 향상(向上), 산업발전(産業發展) 등으로 인하여 계속 증가(增加)되고 있으며 앞으로도 인구(人口)의 증가(增加)와 경제활동(經濟活動)의 고도화(高度化)에 따른 도시기능(都市機能)의 향상(向上)에 의해 증가(增加)될 것으로 예상(豫想)된다. 따라서, 앞으로 늘어날 수수요(水需要)에 대처(對處)하기 위해서는 지하수(地下水)의 개발(開發), 해수(海水)의 담수화(淡水化), 그리고 물을 순환재이용(循環再利用)하는 중수도(中水道)의 도입(導入)이 절실(切實)하며 그 연구(硏究) 또한 시급하다. 중수도(中水道)란 종래(從來) 수도(水道)에 의해서 급수(給水)되고 있던 용도(用途)가운데 반드시 음용수(飮用水)와 같은 정도(程度)의 청정(淸淨)을 요(要)하지 않는 용도(用途)에 대(對)하여 각(各) 용도(用途)에 적합(適合)한 수질(水質)의 중수(中水)를 공급(供給)하는 것으로써 사람이 마시기에 적합(適合)하지 않은 물을 공급(供給)하는 시설(施設)의 총체(總體)라고 정의(定義)한다. 이와 같은 중수도(中水道)의 용도(用途)로는 수세식(水洗式) 변소용수(便所用水), 에어컨냉각용보급수(冷却用補給水), 세차용수(洗車用水), 살수용수(撒水用水), 가로청소용수(街路淸掃用水), 조경용보급수(造景用補給水), 소화용수(消火用水) 등을 들 수 있으며, 원수(原水)로는 건물내(建物內)에서 발생(發生)하는 잡배수(雜排水), 수세식(水洗式) 변소용수(便所用水), 냉동냉각배수(冷凍冷却排水), 하수처리수(下水處理水), 오탁하천수(汚濁河川水), 그리고 우수(雨水), 지하수(地下水) 등을 생각할 수 있다. 그러나, 원수(原水)를 선정(選定)할 때는 수질(水質)과 함께 수량(水量)이 풍부(豊富)한가에 대해서도 고려(考慮)하여야 한다. 중수도(中水道)의 형태(形態) 및 분류(分類)는 개방계(開放系) 순환방식(循環方式)과 폐쇄계(閉鎖系) 순환방식(循環方式)으로 대별(大別)되며, 이를 규모(規模)에 따라 개별순환방식(個別循環方式), 지구순환방식(地區循環方式), 광역순환방식(廣域循環方式)의 3 가지로 나눈다. 중수도처리방식(中水道處理方式)은 활성오니법(活性汚泥法), 회전원판법(回轉圓板法), 접촉폭기법(接觸曝氣法)을 포함(包含)한 생물화학적(生物化學的) 처리법(處理法)과 의집심의법(擬集沈擬法), 사려과법(砂濾慮過法), 활성탄처리법(活性炭處理法), ozone 처리법(處理法), 염소처리법(鹽素處理法), 막처리(膜處理) 등을 포함(包含)한 물리화학적(物理化學的) 처리법(處理法)으로 대별(大別)된다. 또한 현재(現在) 외국(外國)에서 실시(實施)하고 있는 중수도(中水道)의 예(例) 조사(調査)하였으며, 중수도이용(中水道利用)의 효과(效果)를 직접적(直接的) 효과(效果)와 부수적(附隨的) 효과(效果)로 나누어 기술(記述)하였다. 또한 중수도(中水道) 개발시(開發時)의 문제점(問題點)을 순환방식별(循環方式別)로 조사(調査)하였으며, 기술(技術), 위생(衛生), 관리상(管理上)의 문제(問題)와 비용문제(費用問題), 법령상(法令上)의 문제(問題)를 다루었다. 중수도(中水道)를 개발(開發)하기 위해 사업자(事業者)(설치자(設置者))와 행정기관(行政機關)의 역할(役割) 중수도(中水道)를 위한 시설(施設)의 구조기준(構造基準) 및 유지관리기준(維持管理基準), 재정적(財政的) 조치(措置) 등에 대해서 연구(硏究)하였다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제8권1호
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• pp.9-16
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• 2002

본 연구는 경제적이고 효율적으로 돈 슬러리를 분리할 수 있는 새로운 고형물 분리 시스템을 개발하여 최적 시스템의 운행요건을 구명하고 1일 처리용량 200$\ell$ 규모의 pilot에서 분리 시스템의 인자도출 및 분리효율 분석결과는 다음과 같다. 1. 돈 슬러리의 고형물 분리를 위해 간이 저장조와 순환조, 고정식 생물막조로 구성되는 시스템을 개발하여 본시험에 공시하였다. 2. 시스템의 효율을 구명하기 위해서 폭기량과 스크류 배출기의 회전수를 측정한 결과 폭기량은 0.3 l /min에서 Bulking 현상이 거의 나타나지 않았으며 슬럿지 부유현상은 매우 경미하였고 침전효과가 좋았으며 스크류배출기의 회전수는 114ppm에서 고형물 수분 함량이 62%로 수분조절재 없이 축분 퇴비화할 수 있는 조간이 형성되었다. 3. 순환조의 순환 횟수에 따른 오염농도감소는 유입 슬러리의 농도가 낮고 높음에 관계없이 일정한 수준을 감소시켜 주었다. 본 시험에 이용되는 돈 슬러리의 오염농도는 BOD$_{5}$, COD/ sub Mn/, and SS가 각각 15,970($\pm$2,389)mg/l , 20,0040($\pm$5,512)mg/l 및 26,486 ($\pm$5,935)mg/ l 이었으나 순환조의 2회 순환시$BOD_5,\;COD_{Mn}$, and SS 가 각각 5,630mg/l, 5,260mg/l 및 1,250mg/l으로 감소되었다. 4. 따라서, 이 시스템을 돈 슬러리 정화의 전처리시스템으로 적용함으로서 고형물은 수분조절재가 없이 퇴비화 할 수 있고 돈슬러리를 정화처리시 고농도의 오염물질 때문에 처리효율이 떨어지는 활성오니법의 단점을 보완케 함으로서 활성오니 법을 이용한 정화 효율을 크게 높일 수 있을 것으로 사료된다.관찰되었다.3시간 SO$_2$폭로군에서 대조군에 비해 많이 증가하였고 그외의 실험군에서는 대조군에 비해 대부분의 세포에서 감소하거나 소실되었으며 대조군에서 나타나지 않던 점액화된 상피세포들은 모두 SO$_2$폭로군에서 중섬점액질만을 함유하고 있었으며 100 ppm 및 200ppm SO$_2$폭로군에서 그 양이 감소하는 경향을 나타내었다. 산성점액질의 양은 10 ppm 및 50ppm 3시간 SO$_2$폭로군에서는 대조군에 비하여 많이 증가하였으나. 그외 대부분의 SO$_2$폭로군에서는 현전히 감소하거나 소실되었다. 대조군에 비해 SO$_2$폭로군에서 강 sulfomucin은 감소하는경향을 나타내었고, 100 ppm및 200 ppm SO$_2$폭로군에서 강 sulfomucin은 소실되었으나 sialomucin은 대조군에 비해 증가하는경향을 보였다. 하비중격선의 중성점액질은 양은 대조군에 비해 SO$_2$폭로군에서 감소하는 경향을 나타내었으며 100ppm및 200ppm SO$_2$ 폭로군에서 그 감소가 아주 현저하게 대부분의 선포들에서 중성 점액질이 소실되었다. 이상의 결과로 보아 SO$_2$는 비강에 심대한 병리조직학적 변화뿐만 아니라 점액질 대사에 심대한 영향을 미쳐 심한 병변을 야기시킴을 알수 있었다. 전반적으로 SO$_2$의호흡기 영향은 고농도로 갈수록 심한 영향을 미쳤으며 저 농도 에서도 폭로시간이 길어짐에 따라 나타나는 SO$_2$의영향이 고농도와 유사한경향을 나타내며 또한 모든 SO$_2$의 농도를 비교해보면 폭로 시간이 길어질수록 그영향이 더 심하게 나타났다.ate to harvest

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제9권1호
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• pp.14-20
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• 2006

수산물 가공공장 폐수의 생물학적 처리를 위하여 미생물 강제포획방식인 EMMC 공정을 적용하여 유기물 및 질소의 동시제거 가능성을 평가하였다. 처리도 실험은 도시하수처리장에서 가져온 활성슬러지를 cellulose triacetate를 이용한 gel matrix에 고정시켜 실험을 수행하였다. anoxic조와 oxic조로 구성된 시스템에 유기물 및 질소부하 율을 증가시켜가며 실험한 결과 비교적 안정된 형태의 운전이 가능하였다. 적용 유기물부하는 $0.65{\sim}1.72kgCOD/m^3{\cdot}d$, 총질소 부하는 $0.119{\sim}1.317kgT-N/m^3{\cdot}d$의 범위에서 4단계로 나누어 적용시켰다. 본 연구에 사용한 수산물 가공공장폐수의 경우 공장폐수의 유출수 총질소 농도 규제치인 60 mg/l 이하를 기준으로할 때 T-N의 경우 한계 적용용적부하는 약 $0.3kgT-N/m^3{\cdot}d$인 것으로 나타났다. T-N의 경우는 부하율 증가에 따른 제거효율 저하가 뚜렷하였으나 ${NH_4}^+-N$의 경우는 각 단계별로 부하율을 증가시키면서 실험해본 결과 부하율 증가에도 불구하고 제거 효율 변화는 완만하여 본 실험에 적용한 시스템의 경우 질산화 반응은 부하변동에 관계없이 효율적으로 이루어지는 것으로 평가되었다. 실험 기간 중 Anoxic조의 질산성 질소 제거율은 각 단계별로 평균 $99.51{\sim}98.62%$로 나타났으며 oxic조의 질산화 제거율은 $94.0{\sim}96.9%$로 나타났다. 시스템 전체로는 적용 용적부하율하에서 화학적 산소요구량(COD: Chemical Oxygen Demand)의 경우 $94.2%{\sim}96.6%$, 총질소의 경우 $73.4{\sim}83.4%$ 의 제거효율을 나타내었다.

• 생명과학회지
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• 제12권6호
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• pp.700-707
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• 2002

높은 COD 농도의 유입수질에 따른 Bacillus 균주의 유기물 및 영양소 제거특성을 파악하고자 실험실 규모의 3가지 다른 기질 조성을 가지는 회분식 반응조(Rl, R2, R3)를 운전하였다. $NH_4^+$-N 및 $COD_{cr}$, 농도는 호기적 상태에서 95% 이상 제거되었으며, 각 반응조의 $NH_4^+$-N 및 $COD_{cr}$, 제거율은 각각 22.6 와 90.5%(Rl), 23.9 와 65.8%(R2), 30.2와 86.4%(R3)이었다. $NH_4^+$-N의 제거는 $NO_3^{-}$-N의 농도가 충분히 공급이 될 경우 제거효율이 높은 것으로 나타났고, 초기 nitrite의 농도가 높을 시에는 COD 처리효율을 크게 떨어뜨림을 알 수 있으며, 탈질에 이용되는 탄소량은 거의 없었다. 따라서, Bacillus 균주에 의한 탈질과정에서는 일반적 전자공여체 대신에 암모니아성 질소가 전자공여체로서 이용될 수 있다는 가능성을 보였다. $NO_3^{-}$-N농도는 무산소 조건에서 거의 탈질 되는 것으로 나타났으며, R3 반응조의 경우에만 호기상태에서도 10%의 제거가 일어났다. 총질소(TN)와 총인(TP)의 제거율은 각각 41.8 와 49.5%(Rl), 40.1와 35.8%(R2) 및 47.0 와 57.6%(R3) 이었다. Alkalinity는 호기조건에서 alkalinity의 농도가 많이 소모되었다가 다시 무산소 조건에서 탈질반응에 의하여 회복됨을 알 수 있었는데, 호기적 조건하에서 1 mg/L의 $NH_4^+$-N이 산화될 때 소모된 alkalinity는 Rl, R2, R3 반응조에서 각각 4.96, 5.41, 3.93 mg/L($CaCO_3$으로 환산한 농도로서)이었으며, 무산소 조건하에서는 1 mg/L의 $NO_3^{-}$-N이 제거되는 동안 회복되는 alkalinity는 각각 3.06, 3.17, 2.60 mg/L.($CaCO_3$으로 환산한 농도로서)이었다 Rl, R2, R3 각 반응조의 SOUR 값을 구해보면, 각각 38.5, 52.7 및 42.0 mg $O_2$/g MLSS/hr으로서 기존의 활성슬러지보다 높은 미생물 활성을 보였다. 각 반응조의 유기물질 용적부하율(OLR) 및 슬러지 생산량을 계산하면 각각 0.69 와 0.28(Rl), 0.77 와 0.20(R2) 및 0.61 kg COD/$m^3$/day 와 0.25 kg MLSS/kg COD(R3)이 었다. 유기물 부하율이 상당히 높은데 반해 슬러지 생산량은 다른 공법에 비해 다소 낮은 것으로 나타났다. 초기 $NO_3^{-}$-N 농도가 높은 R3 반응조는 무산소 조건하에서의 $NH_4^+$-N 1 mg 제거 당 가장 많은 양의 $NO_3^{-}$-N 제거 및 COD 1 mg 제거 당 가장 많은 $NO_3^{-}$-N 량이 제거되었다. Rl, R2 반응조에서의 $NH_4^+$-N 1 mg 당 제거된 COD mg수는 10.41-12.63으로서 호기적 탈질을 일으킨다고 보고된 T. pantotropha 균주를 사용한 실험결과와 비슷한 값을 나타내었고, $N_2$로의 변환에 의한 질소제거를 N-balance로부터 구해보면, R3 반응조의 경우가 가장 높은 제거율(40.9%)을 보였다. 이상의 결과들을 볼 때, Bncillus 균주는 호기적 탈질을 일으킬 수 있는 가능성이 있고, Bncillus 균주를 이용한 B3 공정은 탈질에 이용되는 탄소량이 거의 없고, 적은 alkalinity 소모에 의한 경제적 이익 등 장점을 가진 공정으로 보여 진다.

• 청정기술
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• 제28권1호
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• pp.79-93
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• 2022

본 연구에서는 Part I에서 제안한 첨단 전자산업 폐수처리시설 특화 Water Digital Twin모델인 e-ASM을 이용하여 랩-파일럿 처리장 데이터를 바탕으로 모델 보정(Calibration), 유입 성상에 따른 제거 효율, 유출수 예측 및 최적 공법 선정을 수행하였다. 첨단 전자산업 폐수처리시설의 특화 모델링을 위하여, 민감도 분석을 통해 e-ASM 모델의 정합성과 상관성이 높은 동역학적 파라미터를 선정하였고, 다중반응표면분석법 (Multiple response surface methodology, MRS)을 이용하여 동역학적 파라미터를 보정하였다. e-ASM 모델의 보정 결과, Lab-scale, Pilot-scale 단위의 실험데이터와 90% 이상의 높은 정합성을 보였다. 그리고 4가지 유기폐수 처리처리공법인 MLE, A2/O, 4-stage MLE-MBR, Bardenpho-MBR을 제안한 Water Digital Twin으로 구현하여 유입 폐수의 성상별 운전조건에 따라 제거효율을 분석하였으며, Bardenpho-MBR이 C/N ratio 변화에서도 안정적으로 COD (Chemical oxygen demand)를 90% 이상 제거하며 높은 총 질소 제거 효율을 보였다. 그리고 유입 폐수의 조건별 Bardenpho-MBR공정의 수리학적 체류시간(Hydraulic retention time, HRT)이 3일 이상일 때 1,800 mg L-1의 고농도 TMAH 폐수를 98% 이상 제거할 수 있음을 확인할 수 있었다. 이와 같이, 본 연구에서 개발한 e-ASM은 전자산업 제조시설별, 유입 폐수의 성상별 특화 모델링을 통해 높은 정합성을 가진 전자산업 폐수처리공정의 Water Digital Twin를 구현할 수 있고, 최적운전, Water AI, 최적가용기법 선정 등의 응용 가능성을 바탕으로 지속 가능한 첨단전자 산업을 위해 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권3호
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• pp.391-396
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• 2010

본 연구에서는 퇴비공장 또는 공공시설에서 발생되는 악취폐가스의 대표적인 제거대상 오염원인 암모니아의 효율적 처리를 위하여, 여러 운전 조건 하에서 동 부피의 폐타이어담체와 compost를 충전하고 반송슬러지를 고정한 바이오필터의 암모니아 제거 특성을 조사하고 바이오필터공정의 적정운전조건을 구축하였다. 암모니아를 함유한 폐가스의 처리를 위하여 바이오필터를 30일(2회/1일의 회수로 총 60회 실험) 동안 약 $30^{\circ}C$의 온도조건 하에서 암모니아부하를 $2.18g-N/m^3/h$부터 $70g-N/m^3/h$ 까지 증가시키면서 운전하였다. 바이오필터를 가동하여 I부터 IV 단계까지는 암모니아 제거율이 거의 100%로서, 암모니아부하가 $17g-N/m^3/h$에 이르기까지 거의 모든 암모니아가 제거되었으나, 바이오필터 운전 V 단계에서 암모니아부하를 약 $35g-N/m^3/h$로 증가시켰을 때에 암모니아제거율은 약 80% 정도로 급락하여 암모니아 제거용량이 약 $28g-N/m^3/h$이었다. 그러나 바이오필터 운전 VI 단계에서 암모니아부하를 약 $70g-N/m^3/h$로 두 배로 증가시켰을 때에도 암모니아제거율은 80%를 유지하여 최대암모니아 제거용량이 약 $55g-N/m^3/h$에 달하였다. 이와 같이 본 연구의 최대 암모니아 제거용량은, 분뇨슬러지를 유기담체인 rock wool에 접종하고 Kim 등에 의하여 수행된 바이오필터실험의 최대 암모니아 제거용량인 $1,200g-N/m^3/day$(i.e., $50g-N/m^3/h$)보다 다소 우월하였다. 그러나 본 연구의 암모니아 질소 임계부하는 Kim 등에 의하여 수행된 바이오필터실험의 암모니아 질소의 임계부하인 $810g-N/m^3/day$(i.e., $33.75g-N/m^3/h$)에 미치지 못하였다. 본 연구의 최대 암모니아 제거용량이 Kim 등보다 우월한 이유는 Kim 등에 의하여 사용된 미생물담체보다 본 연구에서 사용한 미생물담체인 폐타이어담체의 코코넛 활성탄분말로 도포된 표면 및 발달된 내부공극이 각각 질산화 및 탈질 미생물이 고정화되기 더욱 쉬운 환경을 제공하기 때문이라고 사료된다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권6호
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• pp.414-420
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• 2012

에너지 절감형 산기장치의 상용화를 목적으로 국내 J사의 인장강도 $400kg_f/cm^2$ 이상, 두께가 0.5 mm의 폴리 우레탄 시트를 확보하고 고무 시트의 천공에 가장 널리 이용되는 방식인 needle을 이용한 천공방법을 택하여 기공의 크기가 $100{\mu}m$ 정도의 판형 멤브레인 산기장치를 제작하였다. 판형 산기 모듈 제작 후 실험실 및 파일롯 규모의 테스트 결과, 수조 450 L, 수온 $20^{\circ}C$, 공기량 40 L/min인 실험실 테스트에서 3분 내에 DO가 5 mg/L을 넘었고, 8분 내에 DO가 포화치에 가까운 8 mg/L 이상이 됨을 알 수 있었다. 이때의 $K_{La(15)}$는 $16.34hr^{-1}$, 표준산소전달효율은 54.7%, 표준폭기효율는 7.88 kg/kwh로 상당히 높은 효율의 실험결과를 보였다. 수조 2 $m^3$, 수온 $19^{\circ}C$, 공기량 30 L/min인 파이롯 규모의 테스트에서는 8분 내에 DO 농도가 5 mg/L를 넘었고, 이때의 $K_{La(15)}$는 $5.8hr^{-1}$, 표준산소전달효율은 42.1%, 표준폭기효율는 6.41 kg/kwh로 기존 산기관의 2~2.5배 높은 효율의 실험결과를 보였다. 특히 단위 동력당 산소전달률이 높아 경제성이 높음을 나타내었다. 기존 산기관의 적용에서 청수에서의 산소전달효율이 실제 폐수에서의 산소전달률의 차이로 인한 문제가 빈발하여 실제 $40^{\circ}C$ 축산폐수에서 테스트한 결과 $OTE_f$는 22.1% $OTE_{pw40}$이 39.6%로 매우 높은 효율을 보였다.