• 청정기술
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• 제12권2호
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• pp.67-77
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• 2006

본 연구에서 소규모 하수고도처리를 위한 이중슬러지(Dual sludge) $KNR^{(R)}$ (Kwon's nutrient removal) 시스템이 개발되었다. $KNR^{(R)}$ 시스템은 부유성장식 탈질미생물과 부착성장식 질산화미생물을 분리시킨 이중슬러지 공정으로 최초침전조, 혐기조, 무산소조, 농축조의 복합기능을 수행하는 UMBR (Upflow multi-layer bioreactor)과 펠렛형 담체가 충진된 호기성 담체조로 구성되어 있다. 소규모 하수처리시 본 개발공정의 안정성과 처리성능을 평가하기 위해 처리용량 $50m^3/d$ 규모의 파일럿 플랜트를 고도처리 공정으로 개선공사 중인 처리용량 $50m^3/d$ 규모의 실제 소규모 마을하수처리장에 적용하였다. UMBR과 담체조의 체류시간은 각각 4.7 h와 7.2h이었으며, 반응조 수온은 $18.1{\sim}28.1^{\circ}C$이었다. 유입 하수량과 유입수의 BOD/N의 변동폭이 컸음에도 불구하고 파일럿 플랜트는 안정된 처리성능을 보였다. 전체 실험기간 중 처리수의 $COD_{cr}$, $COD_{Mn}$, $BOD_5$, TN, TP의 평균 농도는 11.0 mg/L, 8.8 mg/L, 4.2 mg/L, 3.5 mg/L, 9.8 mg/L, 0.87/0.17 mg/L (poly aluminium chloride(PAC) 투입/미투입)이었으며, 제거율을 각각 95.3%, 87.6%, 96.3%, 96.5%, 68.2%, 55.4/90.3% 이었다. 잉여슬러지 발생량은 $A_2O$와 Bardenpho 등과 같은 단일슬러지를 이용하는 고도처리공정과 비교시 약 1.9~3.8배 낮은 $0.026kg-DS/m^3$ and 0.220 kg-DS/kg-BOD로 나타났다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2001년도 추계학술발표대회
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• pp.521-524
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• 2001

수영 하수처리장의 소화조에서 농축조로 보내지는 혐기성 슬러지를 탈기된 증류수와 1:1 로 희석한 후 연속식 반응기에 주입한 후 합성폐수의 농도를 변화시켜 공급한 결과, 담체 표면적당 생물막 부착량은 23 일 이후에 그 양이 일정해지는 경향을 나타냄을 알 수 있었다. SEM 사진에 의해서는 미생물 형태를 명확히 파악할 수 없고 특히 메탄 형성 미생물의 존재를 규명하기 어려워 형광현미경을 이용하였다. 형광현미경에 의한 담체에 부착된 미생물의 관찰 결과 메탄생성균을 확인할 수 있었고, 시간이 증가됨에 따라 일정하게 증가됨을 볼 수 있었고, 23 일 이후엔 농도 변화엔 큰 영향이 없이 일정함을 알 수 있었다.

• 환경위생공학
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• 제13권1호
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• pp.44-56
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• 1998

This study was performed to investigate the reaction characteristics of piggery wastewater for biological nutrient removal. The reaction characteristics were discussed the fraction of organics, the behavior of nitrogen, nitrification, denitrification, and the behavior of phosphorus. The fraction of readily biodegradable soluble COD was 11-12 percent. The ammonia nitrogen was removed via stripping, nitrification, autotrophic cell synthesis, and heterotrophic cell synthesis. The removal percents by each step were 12.1%, 68.9%, 15.0%, and 4.0%, respectively. Nitrification inhibition of piggery wastewater was found to occur at an influent volumetric loading rate over 0.2 NH$_{3}$-N kg/m$^{3}$/d. Denitrification rates were the highest in the raw wastewater and the lowest in the anaerobic effluent. The denitritation of piggery wastewater came out to be possible, and the rate of organic carbon consumption decreased about 10 percent. The phosphorus removed was released in the form of ortho-p in the aerobic fixed biofilm reactor, it was caused by autooxidation. The synthesis and release of phosphorus were related to the ORP and the boundary value for the phase change was about 170mV. In the synthesis phase, the phosphorus removal rate per COD removed was 0.023mgP$_{syn}$/mgCOD$_{rem}$. The phosphorus contents of the microorganism were 4.3-6.0% on a dry weight basis.

• 한국환경과학회지
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• 제16권7호
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• pp.813-821
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• 2007

Laboratory scale experiments were conducted to investigate the removal characteristics of nitrogen and phosphorus in two sequencing batch biofilm reactors (SBBRs). SBBR1 had a short first non-aeration period and SBBR2 had a long first non-aeration period. The removal characteristics of nitrogen and phosphorus in each SBBR were precisely observed according to the variation of influent TOC concentration, and the operation control parameters (pH, DO concentration, ORP) in each reactor were measured. In biological nitrogen removal, there was little difference between SBBR1 and SBBR2 and the nitrogen removal efficiencies were very low. The nitrogen and phosphorus removal characteristics in high influent TOC concentration were different from those in low TOC. Nitrogen removals by simultaneous nitrification/denitrification (SND) were occurred in both SBBR1 and SBBR2. The P removal in SBBR1 was superior to that in SBBR2. The second P release was observed in SBBR1 which had long second non-aeration period.

• 대한환경공학회지
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• 제29권8호
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• pp.922-929
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• 2007

암모니아의 질산염으로의 산화는 2개의 산화과정으로 구분된다. 나이트로좀머나스(Nitrosomonas)에 의한 암모니아의 아질산염으로의 산화와 나이트로박터(Nitrobacter)에 의한 아질산염의 질산염으로의 산화이다. 아질산염 축적 과정을 거치는 질소의 제거는 포기를 위한 에너지의 절약, 탈질과정에서 투입되는 유기물의 절약 및 발생되는 슬러지의 양을 감소시킬 수 있는 다양한 장점들을 가지고 있다. 본 연구에서는 아질산염 축적의 조건들을 찾기 위해 막분리 장치를 장착한 생물분리막 반응조(MBR)가 사용되었다. 생물 분리막 반응조는 성장속도가 늦어 쉽게 유실되어질 수 있는 독립영양 질산화 박테리아를 반응조내 충분히 유지시키는데 중요한 역할을 한다. 반응조내 용존산소와 암모니아의 농도를 변화시키며 아질산염 축적의 영향인자들을 조사하였다. 연구의 결과로 반응조내 높은 암모니아 농도는 아질산염 축적을 시작하는데 매우 효과적이었으며, 이러한 효과는 반응조내 낮은 용존산소 농도가 동시에 존재할 시 더욱 강화되었다. 낮은 용존산소 농도 $c'_{O2}<0.3$ $mgL^{-1}$ $O_2$와 높은 암모니아 농도 $c_{NH3}=6.3\sim14.9$ $mgL^{-1}$ $NH_3N$에서 아질산염 축적율 74%에 달성될 수 있었다. 특히 아질산염 축적이 많은 연구자들이 제시하는 것처럼 생물막 반응조에서 뿐만 아니라, MBR 반응조에서도 일어날 수 있음을 밝힌 것은 본 연구의 중요한 성과라 할 것이다.

• KSBB Journal
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• 제21권4호
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• pp.317-323
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• 2006

본 연구는 다가올 물 부족에 따른 하나의 대안으로서 중수도 시스템에 초점을 맞추어, 생활오수를 이용하여 혐기/무산소/호기조의 $A^2O$ 생물막 공법으로 구성된 상향류식 고정상 담체 반응기로 처리한 오수를 하향류식 은나노 모래여과 반응기에 다시 연속 통과시켜 이중 처리하여 얻은 처리수를 중수도에 활용이 가능하지에 대하여 연구하였다. 이중 공정 후 배출수의 pH는 $7.39{\sim}8.06$(평균 7.84) 범위이었고, $COD_{Mn}$은 $8{\sim}18mg/L$(평균 12.1 mg/L), $BOD_5$는 $2.1{\sim}10mg/L$(평균 4.9 mg/L)로 중수도 수질 기준에 적합하였다. SS는 $3{\sim}9mg/L$의 범위로 평균 농도가 4.95 mg/L를 나타내면서 SS 제거율이 94.8%로 대부분 법적 기준치 5 mg/L 이하로 처리되어 가능성을 보여 주었다. 대장균군 수의 평균 제거율이 99.1%이었으며, 배출수의 평균 대장균 군수는 65 MPN/100mL이 검출되었으나 중수도 수질 기준에는 불검출로 되어 있으므로 완벽한 제거를 위해서는 0.2 mg/L 이상의 결합잔류염소의 양을 고려한 염소 처리를 하여야 한다. SEM 사진으로부터 은모래 표면에서는 박테리아가 존재하지 않음을 알 수 있었다. 이 외에 중수도 수질 기준에 포함될 가능성이 있는 총질소 및 총인의 제거율은 각각 50.3%와 27.2%이었다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권4호
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• pp.452-459
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• 2007

부유 및 부착성장 미생물을 이용한 접촉안정형 영양염류처리 하이브리드공정은 질산화 반응조내에 EPS(Expanded Poly-Styrene) 여재를 충진하여 autotrophs와 heterotrophs의 분리성장과 질산화균의 우점화를 도모함으로써 수리학적체류시간 6시간 이내에서도 양호한 처리수질을 얻을 수 있는 공정이다. 본 공정의 운전결과 방류수의 $BOD_5,\;COD_{Mn}$, SS의 평균농도는 5.2 mg/L, 7.3 mg/L, 4.9 mg/L이었으며, T-N 및 T-P농도는 6.8 mg/L 및 0.6 mg/L로서 양호한 처리 결과를 얻을 수 있었다. 또한 본 공법의 평균 제거효율은 $BOD_5,\;COD_{Mn}$, SS의 경우 94.6%, 79.8%, 94.9%이었으며, T-N 및 T-P로서 70.8% 및 76.9%로 나타났다. EPS 여재에 부착된 부착미생물 군집의 16S-rRNA 분석결과 ammonia-oxidizing bacteria로 알려진 Nitrosomonas속, Nitrosoccus속, Gallionella속이 포함된 cluster가 EPS 여재에 부착된 biofilm의 6% 정도인 것으로 조사되었다. 결과적으로 질산화미생물의 우점화를 통해 질산화 반응시간을 단축시킴으로서 6시간 이내의 짧은 수리학적 체류시간에서도 T-N 및 T-P농도를 10 mg/L 및 1.0 mg/L 이하로 처리할 수 있었던 것으로 사료된다.

• 한국물환경학회지
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• 제23권5호
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• pp.642-649
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• 2007

The effectiveness of add-on tertiary treatment processes for the polishing of the effluent of a biological nutrient removal (BNR) system from a modified $A^2/O$ process has been examined under the field condition with pilot-scale plants. The add-on treatment processes of 1) combined biofilm anoxic reactor and sand filtration, and 2) two-stage denitrification filter had been operated with various operating conditions. The experimental results indicated that two-stage denitrification filter could produced a better polished tertiary effluent. Filtration rate of $150m^3/m^2{\cdot}d$ for the 2-stage denitrifying filter could decrease the nitrate removal probably due to shorter detention time that caused insufficient reaction for denitrification. Two stage denitrification filter operated with M/N ratio of 3.0 and filtration rate of $100m^3/m^2{\cdot}d$ produced the tertiary effluent with nitrate and SS concentraitons of 2.8 mg/L and 2.3 mg/L, respectively. When the operating temperature reduced $30^{\circ}C$ to $18^{\circ}C$, $NO_3{^-}-N$ removal efficiency decreased from 73% to 68%.

• KSBB Journal
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• 제21권3호
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• pp.188-193
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• 2006

본 연구에서는 신 개념의 바이오필터 시스템인 RDBF를 이용하여 기상의 styrene을 제거하고자 하였다. 다양한 운전조건에서 시스템의 성능을 평가하고, 진공흡입을 통해 과다성장 미생물을 제어하고자 하였다. RDBF에서는 sheet 형태의 충진 담체를 사용하므로 영양원 및 공기의 균일한 공급이 가능하였고, 빠른 속도로 균일한 미생물 층을 담체 표면에 형성할 수 있었다. 또한 기-액 접촉면적을 증대 시켜 95% 이상의 안정적이고 높은 styrene 분해 효율과 $125g/m^3{\cdot}hr$의 높은 제거 용량을 가질 수 있게 해주었다. 하지만 우수한 성능은 미생물의 과다성장에 따른 기공의 폐쇄현상 때문에 오래 지속되지 않았고 반응기의 성능과 안정성은 급속히 저하되었다. 이를 해결하기 위해 진공흡입을 통한 미생물 제거를 시도하였으나 제한적인 효과만을 확인하였다. 향후 RDBF 반응기의 상업화를 위해서는 보다 효율적인 미생물 제어 방법이 개발될 필요가 있다.

• Advances in environmental research
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• 제9권4호
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• pp.233-249
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• 2020

To date, there is no central wastewater (WW) treatment plant in Erbil city, Kurdistan region, Iraq. Therefore, raw WW disposes to the environment and sometimes it used directly for irrigation in some areas of Erbil city. Disposal of the untreated WW to the natural environment and using for irrigation it causes problems for the people and the environment. The aims of the current work were to study the characteristics, design of primary and different secondary treatment units and reusing of produced WW. Raw WW samples from Ashty city-Erbil city were collected and analyzed for twenty three quality parameters such as Total Suspended Solids (TSS), total dissolved solids, total volatile and non-volatile solids, total acidity, total alkalinity, total hardness, five-day Biochemical Oxygen Demand (BOD5), Chemical Oxygen Demand (COD), biodegradability ratio (BOD5/COD), turbidity, etc. Results revealed that some parameters such as BOD5 and TSS were exceeded the standards for disposal of WW. Design and calculations for primary and secondary treatment (biological treatment) processes were presented. Primary treatment units such as screening, grit chamber, and flow equalization tank were designed and detailed calculation were illustrated. While, Conventional Activated Sludge (CAS), Sequencing Batch Reactor (SBR) and Moving Bed Biofilm Reactors (MBBR) were applied for the biological treatment of WW. Results revealed that MBBR was the best and economic technique for the biological treatment of WW. Treated WW is suitable for reusing and there is no restriction on use for irrigation of green areas inside Ashty city campus.