• 상하수도학회지
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• 제31권1호
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• pp.103-114
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• 2017

A membrane bioreactor by sequentially alternating the inflow and by applying a two-stage coagulation control based on pre-coagulation was evaluated in terms of phosphorus removal efficiency and cost-savings. The MBR consisted of two identical alternative reaction tanks, followed by aerobic, anoxic and membrane tanks, where the wastewater and the internal return sludge alternatively flowed into each alternative reaction tank at every 2 hours. In the batch-operated alternative reaction tank, the initial concentration of nitrate rapidly decreased from 2.3 to 0.4 mg/L for only 20 minutes after stopping the inflow, followed by substantial release of phosphorus up to 4 mg/L under anaerobic condition. Jar test showed that the minimum alum doses to reduce the initial $PO_4$-P below 0.2 mg/L were 2 and 9 mol-Al/mol-P in the wastewater and the activated sludge from the membrane tank, respectively. It implies that a pre-coagulation in influent is more cost-efficient for phosphorus removal than the coagulation in the bioreactor. On the result of NUR test, there were little difference in terms of denitrification rate and contents of readily biodegradable COD between raw wastewater and pre-coagulated wastewater. When adding alum into the aerobic tank, alum doses above 26 mg/L as $Al_2O_3$ caused inhibitory effects on ammonia oxidation. Using the two-stage coagulation control based on pre-coagulation, the P concentration in the MBR effluent was kept below 0.2 mg/L with the alum of 2.7 mg/L as $Al_2O_3$, which was much lower than 5.1~7.4 mg/L as $Al_2O_3$ required for typical wastewater treatment plants. During the long-term operation of MBR, there was no change of the TMP increase rate before and after alum addition.

• 한국농공학회논문집
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• 제52권6호
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• pp.19-26
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• 2010

Batch experiments were conducted to investigate growth and nutrient removal performance of microalgae Chlorella vulgaris by using piggery wastewater in different concentration of pollutants and the common growth models (logistic, Gompertz and Richards) were applied to compare microalgal growth parameters. Removal of nitrogen (N) and phosphorus (P) by Chlorella vulgaris showed correlation with biomass increase, implying nutrient uptake coupled with microalgae growth. The higher the levels of suspended solids (SS), COD and ammonia nitrogen were in the wastewater, the worse growth of Chlorella vulgaris was observed, showing the occurrence of growth inhibition in higher concentration of those pollutants. The growth parameters were estimated by non-linear regression of three growth curves for comparative analyses. Determination of growth parameters were more accurate with population as a variable than the logarithm of population in terms of R square. Richards model represented better fit comparing with logistic and Gompertz model. However, Richards model showed some complexity and sensitivity in calculation. In the cases tested, both logistic and Gompertz equation were proper to describe the growth of microalgae on piggery wastewater as well as easy to application.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제11권3로
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• pp.207-214
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• 2005

축산폐수에서 용해인과 암모니아 질소를 제거하기 위하여 마그네슘을 첨가하여 시험을 수행하였다. 자돈사의 축산폐수를 대상으로 실험을 하였을 때 원수의 용해인의 수치가 폭기구에서 $471mg/\ell$, NaOH로 pH를 조정하여 준 구에서 $559mg/\ell$ 이었으며, 각기 $5mg/\ell$와 $4mg/\ell$으로 감소하여 공히 $99\%$의 제거효율을 나타내었다 특히, 실험온도가 $6-8^{\circ}C$를 유지하였는데에도 양호한 효과를 나타내어서 겨울철 낮은 온도에서도 작동이 가능할 것으로 판단되었다. 암모니아 질소의 제거효율은 폭기구에서 $15\%$, NaOH로 pH를 조절해준 구에서 $18\%$를 나타내었다. pH를 NaOH로 조정해준 구와 폭기를 시켜준 구의 비교에서 폭기만 시켜주어도 pH가 8.4 정도로 되어 pH 조정구와 유사한 제거 효과를 얻을 수 있었다. Struvite 결정체의 관찰에서 직사각형 형태의 결정체와 결정체가 서로 결합한 모양을 볼 수 있었다. 마그네슘과 인을 동시에 주입하여 암모니아 질소의 제거효율을 높이고자 한 실험에서 용해인은 인을 2g 넣은 구에서는 $99\%$로 거의 제거되었으나 4g 넣은 구에서는 절대량으로 보아서는 제거량이 많으나 효율면에서는 $15\~19\%$로 그리 높지 알았다. 암모니아 질소의 제거율도 각각 $18\%,\;15\%$로 앞선 실험의 결과와 유사하였고 향상되지 않아 반응기작에 관한 분석이 더 필요한 것으로 사료된다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권2호
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• pp.206-214
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• 2005

본 연구는 도시하수 처리시 부유성장 미생물만을 이용하는 표준 활성슬러지 공정(Conventional Activated Sludge; CAS) 및 MLE(Modified Ludzack-Ettinger) 공정과 부유 및 부착 미생물을 동시에 활용하는 하이브리드(hybrid)형 공정인 M-Dephanox(Modified-Dephanox) 공정의 유기물, 질소 및 인 제거효율을 상호 비교 검토하고자 하였다. M-Dephanox 공정은 기존 Dephanox 공정의 단점을 극복하기 위하여 고안된 공정으로서 기존 Dephanox 공정에 비해 탈질 효율을 증가시킬 수 있다. 연구 결과 부유 성장 미생물을 이용하는 MLE 공정에 비해 하이브리드형 공정인 M-Dephanox 공정의 TCOD, T-N 및 T-P 제거효율이 각각 12.3, 18.6, 28.2% 더 높게 관찰 되었다. M-Dephanox 공정이 MLE 공정에 비해 유기물 및 질소 제거 효율이 더 높은 원인은 M-Dephanox 공정이 하이브리드 공정이자 다단 슬러지 공정(multi-sludge)인 동시에 생흡착(biosorption)을 이용한 효과적인 유기물 이용 기작이 있기 때문이다. M-Dephanox 공정의 질산화 반응조에서의 암모니아성 질소 제거효율은 약 2hr의 수리학적 체류시간에서 약 96.7%로 나타나 Dephanox 공정과 관련한 기존 문헌에서 보고된 5 hr의 체류시간 보다 3 hr 짧은 수리학적 체류시간에서도 높은 암모니아성 질소 제거효율을 관찰 할 수 있어 전체 공정의 수리학적 체류시간을 줄이는데 커다란 역할을 할 것으로 기대된다.

• 한국환경보건학회지
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• 제24권1호
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• pp.132-140
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• 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.

• 한국습지학회지
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• 제20권4호
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• pp.417-423
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• 2018

축산 지역 하류에 위치한 농업용 저수지의 강우시 유입, 유출수 분석을 통해 축산지역의 강우 유출 특성과 저류지에 의한 축산계 비점 오염물질의 저류형 시설에 의한 유출 저감 효율을 분석하였다. 급경사지에 위치한 한우 축산 지역의 비점 오염물질 유출은 주로 초기세척현상에 의해 발생됨을 알 수 있었으며 강우시의 유입수 농도는 비강우시에 비해 SS농도가 가장 높게 발생하고 있으며 T-P도 4배 이상 증가하는 양상을 보인다. 반면 총질소는 평균 30% 증가하는 것으로 나타나는데 질소항목으로 보면 질산성 질소는 거의 변화가 없는 반면에 암모니아성 질소가 2배 이상 증가하고 있다. 저류형 비점 제거시설 효율 분석 결과 비강우시 총인 제거효율이 53%로 가장 높고 부유물질은 37% 제거되고 있다. 유기물질은 10% 내외, 총질소는 5% 이내로 제거되며 부영양화로 녹조가 번성하는 하절기에는 오히려 유출수의 질소농도가 더 높아지는 경우도 빈번히 발생하고 있다. 강우시의 유입수 농도는 비강우시에 비해 SS농도가 가장 높게 발생하고 있으며 T-P도 4배 이상 증가하는 양상을 보인다. 강우시 부유물질의 제거효율은 60%로 나타나고 있으며 총인은 22% 제거되어 비강우시에 비해 제거효율은 감소하고 있다. 환경부의 비점제거시설 기준보다 9배 이상의 용량을 지니고 있지만 비점 전용 시설로 활용되지 못하는 탓에 장마철에 거의 만수 상태로 담수하여 비점제거 효율에 있어서는 충분한 효과를 보이지 못하고 있는 것으로 나타나 저수지의 용량 뿐 아니라 수문관리 등 유지관리도 비점 제거효율에 영향을 미치는 중요 인자로 분석되었다.

• Membrane and Water Treatment
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• 제7권1호
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• pp.11-22
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• 2016

The characterization of treatment performance with respect to mixed liquor suspended solids (MLSS) concentration enables greater control over system performance and contaminant removal efficiency. Hybrid membrane bioreactors (HMBRs) have yet to be well characterized in this regard, particularly in the context of greywater treatment. The aim of this study, therefore, was to determine the optimal MLSS concentration for a decentralized HMBR greywater reclamation system under typical loading conditions. Treatment performance was measured at MLSS concentrations ranging from 1000 to 4000 mg/L. The treated effluent was characterized in terms of biochemical oxygen demand ($BOD_5$), chemical oxygen demand (COD), turbidity, ammonia ($NH_3$), total phosphorus (TP), total kjeldahl nitrogen (TKN), and total nitrogen (TN). An MLSS concentration ranging from 3000 to 4000 mg/L yielded optimal results, with $BOD_5$, COD, turbidity, $NH_3$, TP, TKN, and TN removals reaching 99.2%, 97.8%, 99.8%, 99.9%, 97.9%, 95.1%, and 44.8%, respectively. The corresponding food-to-microorganism ratio during these trials was approximately 0.23 to 0.28. Operation at an MLSS concentration of 1000 mg/L resulted in an irrecoverable loss of floc, and contaminant residuals exceeded typical guideline values for reuse in non-potable water applications. Therefore, it is suggested that operation at or below this threshold be avoided.

• 대한환경공학회지
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• 제32권9호
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• pp.879-886
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• 2010

제철소에서 산업부산물로 다량 발생되는 제강전로슬래그를 struvite 정석반응의 정석재로 사용하여 고농도의 질소와 인의 제거특성을 파악하고자 하였다. $NH_4$-N와 $PO_4$-P의 제거 및 회수를 위한 struvite 정석반응의 최적의 pH영역은 8.0~8.75 범위로 확인되었다. pH 8.0~8.75 영역에서 struvite 침전 및 정석반응에 의한 총제거효율은 $NH_4$-N와 $PO_4$-P에 대하여 각각 34.3~61.0%와 91.0~96.2%의 값을 나타냈다. Struvite 정석반응에 의한 $NH_4$-N의 제거는 pH 8.5에서 29.4%의 최대값을 보였고 $PO_4$-P의 경우 pH 8.0에서 65.1%로 최대값을 나타냈다. 수중의 Ca 이온농도가 증가할수록 struvite 정석반응에 의한 $NH_4$-N의 제거효율은 감소하는 경향을 나타냈으며 $PO_4$-P의 경우에는 Ca 이온농도의 변화에 총제거효율이 크게 변하지 않았다. SEM, EDS 및 XRD 분석결과 struvite 정석반응에서 $NH_4$-N과 $PO_4$-P의 제거는 MAP과 HAp 결정이 독립적으로 혹은 정석재의 표면상에 발생함으로써 진행되는 것으로 판단되었다.

• 생태와환경
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• 제48권2호
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• pp.95-107
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• 2015

경포호에서 수질 변수들의 장기적인 경향을 파악하기 위하여 1998년부터 2013년까지 매년 3월부터 11월까지 2개월에 1회씩 3개 지점에서 조사된 15가지 수질변수들과 강우량자료를 이용하였으며, Mann-Kendall test, Sen's slope estimator 및 linear regression을 적용 분석하였다. 계절 변화 분석에는 Mann-Kendall test 및 Sen's slope estimator만 이용하였다. 분석결과 염분, 투명도 및 영양염류 (총인, 용존무기인, 총질소, 질산성 질소, 암모니아성 질소)의 변수들만 통계학적으로 유의적인 경향을 보였다. 선형회귀 분석에서는 염분 (표층과 심층의 전 지점)과 투명도 (지점 1)만이 통계학적으로 유의적인 증가 경향을 나타냈으나, 비모수법에 의한 분석에서는 염분과 투명도 모두 전 지점에서 통계학적으로 유의적인 증가 경향을 보였다. 통계학적으로 유의적인 감소 경향을 보인 수질변수들은 선형회귀분석에서는 용존산소 (표층 지점 1, 심층 지점 2와 3), 총인(지점 1과 2), 용존무기인, 총질소, 질산성 질소 및 암모니아성 질소, 비모수법에 의한 분석에서는 용존산소 (심층 전지점), 총인, 용존무기인, 총질소, 질산성 질소 및 암모니아성 질소였다. 계절적인 경향을 분석한 결과 봄에는 염분, 탁도, 투명도 및 부유물질 (SS), 여름에는 염분, 투명도, 질산성 질소 및 부유물질, 가을에는 수온, 염분, 투명도 및 부유물질 만이 증가하는 경향을 보였으며 이들 변수들이 계절에 따라 다소 차이를 보이는 것으로 나타났다. 특히 봄과 여름에 비해서 가을철에 Mann-Kendall test 및 Sen's Slope estimator에 의해 유의적인 경향을 나타낸 수질변수들이 많았다. 가장 강한 증가 경향을 보인 것은 염분이었으며 봄보다는 여름과 가을에 뚜렷하였다. 투명도도 염분과 유사한 특성을 보였다. 강우량은 조사기간 동안 전체적으로 감소하는 경향을 보였다. 경포호에서 영양염류의 유의적인 감소경향은 그동안 강릉시에서 추진해온 석호 복원사업 및 해수유통 (수중 보철거) 등과 관련이 있는 것으로 판단되나 정확한 원인 규명을 위해서는 보다 면밀한 조사가 수반되어야 할 것으로 사료된다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권1호
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• pp.15-25
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• 2006

본 연구는 도시하수 처리시 부유성장 미생물만을 이용하는 MLE(Modified Ludzack-Ettinger) 공정과 부유 및 부착 미생물을 동시에 활용하는 하이브리드(hybrid)형 공정인 M-Dephanox(Modified-Dephanok) 공정의 유기물, 질소 및 인 제거효율을 수리학적 체류시간에 따라 상호 비교 검토하고자 하였다. H-Dephanox 공정은 기존 Dephanox 공정의 단점을 극복하기 위하여 고안된 공정으로서 기존 Dephanox 공정에 비해 탈질 효율을 증가시킬 수 있도록 고안되었다. 수리학적 체류시간에 따른 유기물, 질소 및 인 제거효율을 관찰한 결과 하이브리드 공정인 H-Dephanox 공정이 MLE 공정에 비해 높은 제거효율이 관찰되었으며, 특히 질산화의 경우 수리학적 체류시간이 6, 5, 4, 3.5 hr으로 짧아짐에 따라 MLE 공정이 M-Dephanox 공정에 비해 질산화 영향을 더 심하게 받는 것으로 나타났다. M-Dephanox 공정의 질화반응조에서의 암모니아성 질소 제거 효율은 질산화 반응조의 HRT 1.59 hr에서 약 92%를 나타내 매우 짧은 수리학적 체류시간에서도 질산화 반응이 원활하게 일어나는 것을 관찰 할 수 있었으며, 질산화 반응조로 유입되는 유기물의 영향을 심하게 받는 것으로 관찰되었다. 질산화 반응조에서의 HRT 단축은 전체 공정의 HRT도 줄이는 결과를 가져옴을 관찰 할 수 있었다.