• 공업화학
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• 제7권2호
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• pp.371-378
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• 1996

경기도 광주군 소재 경안천 하 폐수 종말처리장을 실제 적용 대상으로하여 공정 조업상에 발생될 수 있는 문제점의 원인을 진단 및 분석하고 이에 적절한 대응 방안을 제시할 수 있는 조업지원 목적의 prototype의 전문가 시스템을 연구, 개발하여 실제 적용 test를 수행하였다. 특히 생물학적 폐수처리 공정인 폭기조와 최종 침전지상에서 발생될 수 있는 공정상의 문제점을 집중분석 (bulking 현상 등) 하여 100 여개의 production-rules로 구성된 지식베이스를 완성하므로써 공정의 안정적인 조업관리 및 유지가 가능하도록 하였고 조업에 있어서 전문 및 표준기술을 제공하므로써 특히 경험이 부족한 신입 현장 조업자들의 조업능률을 향상시킬 수 있었다. 향후의 과제는 조업 data를 통계처리하여 공정조업에 영향을 미치는 인자와 조업 제어변수간에 상관관계를 분석하고 최적의 조업조건을 제시할 수 있는 통계제어모델을 개발하여 전문가 시스템에 접목시킴으로써 Prototype이 아닌 완벽한 공정시스템 도구로 발전시키고자 한다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제20권1호
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• pp.21-29
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• 2010

The phenolic compounds are a major contaminant class often found in industrial wastewaters and the biological treatment is an alternative tool commonly employed for their removal. In this sense, monitoring microbial community dynamics is crucial for a successful wastewater treatment. This work aimed to monitor the structure and activity of the bacterial community during the operation of a laboratory-scale continuous submerged membrane bioreactor (SMBR), using PCR and RT-PCR followed by denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) and 16S rRNA libraries. Multivariate analyses carried out using DGGE profiles showed significant changes in the total and metabolically active dominant community members during the 4-week treatment period, explained mainly by phenol and ammonium input. Gene libraries were assembled using 16S rDNA and 16S rRNA PCR products from the fourth week of treatment. Sequencing and phylogenetic analyses of clones from the 16S rDNA library revealed a high diversity of taxa for the total bacterial community, with predominance of Thauera genus (ca. 50%). On the other hand, a lower diversity was found for metabolically active bacteria, which were mostly represented by members of Betaproteobacteria (Thauera and Comamonas), suggesting that these groups have a relevant role in the phenol degradation during the final phase of the SMBR operation.

• 생명과학회지
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• 제9권6호
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• pp.692-697
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• 1999

주정폐액과 같은 고 농도의 유기성 폐액의 효율적 처리에는 혐기적, 호기적인 생물학적인 처리와, 생물학적으로 난분해성 물질의 화학적 처리가 요구되었다. 난분해성 COD성분을 제거하기 위하여 Fenton처리 전에 가능한 많은 유기물의 제거가 요구되며, 이때 $FeCl_3$,alum,cationic polymer의 처리가 효과적이었다. 이 처리과정 중은 몰론 Fenton 처리과정 중에 생성되는 슬러지의 제거 효율에 따라 전체 폐수처리효율리 크게 영향을 받게되 슬러지의 효과적인 제거과정이 필요하였다, 이를 위해 기포의 직경이 80-120 um 정도되는 기존의 DAF방식에 비해 새로 도입한 PBF법에 의해 생성되는 직경 20-50um 의 미세포기는 슬러지의 부상을 촉진시켜 화학적 슬러지의 제거 효율이 훨씬 뛰어남을 알 수 있었다. 이에 따라 PBF법에 의한 슬러지의 제거는 기존의 DAF법에 비해 약품 사용량, 용수의 절감, 방류량의 감소 등으로 전체 운전비용을 약 30%정도 줄일 수 있었다.

• KSBB Journal
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• 제22권4호
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• pp.191-196
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• 2007

본 연구는 급속한 산업 발전으로 인해 일어난 많은 수질오염 문제 중 생활하수의 처리방법에 관심을 기울여 생물막 공법을 이용하였는데, 이는 소규모 오폐수 처리장치에서 운전과 유지가 간단하고 활성슬러지 공정보다 넓은 부지를 필요로 하지 않기 때문이다. 생물막 공법 중 생물여상법의 변법을 적용한 Pilot 규모의 상향류식 충전탑형 반응기로 내부의 담체로는 폐토기와 폐비닐을 넣어 혐기조와 호기조를 구성하였고, 생활 오수로는 식당 오수를 이용하여 Lab.-Scale 실험 후 Pilot-Scale로 Scale-up하여 100여일 간에 걸쳐 실험을 수행하였다. 실험은 연속 포기시 일정 HRT에서 유기물과 질소, 인 제거율을 살펴보았다. 실험결과 $BOD_5$와 SS의 평균 제거율은 각각 94.33%와 87.77%로 높은 제거율을 보였으나, $COD_{Cr}$은 81.46%로 목표 제거율 90% 이상에 미치지 못하였고, T-N과 T-P도 각각 71.92%와 21.10%로 예상보다 약간 낮았다. 특히 $COD_{Cr}$와 T-N의 제거율은 지난 Lab.-Scale 때보다 약 10% 정도의 감소를 하여 Pilot-scale에 내외적인 문제가 작용한 것으로 보였다.

• Environmental Engineering Research
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• 제24권4호
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• pp.646-653
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• 2019

Recovery of valuable metals in the industrial wastewater and sludge has attracted an attention owing to limited metallic resources in the earth. In this study, we firstly fabricated Ti/Ir-Ru electrodes by spin coating technique for effective recovery of Cu in electrowinning process. Two different Ti/Ir-Ru electrodes were fabricated using 100 and 500 mM of precursors (i.e., Ir-Ru). SEM-EDX and AFM revealed that Ir and Ru were homogenously distributed on the surface of Ti plate by the spin coating, in particular the electrode prepared by 500 mM showed distinct boundary line between Ir-Ru layer and Ti substrate. XRD, XPS, and cyclic voltammetry also revealed that characteristics of IrO₂, RuO₂, and TiO₂ and its electrocatalytic property increased as the concentration of coating precursor increased. Finally, we carried out Cu recovery experiments using two Ti/Ir-Ru as anodes in electrowinning process, showing that both anodes showed a complete removal of Cu (1 and 10 g/L) within 6 h reaction, but much higher kinetic rate constant was obtained by the anode prepared by 500 mM. The findings in this study can provide a fundamental knowledge for surface characteristics of Ti/Ir-Ru electrode prepared by spin coating method and its potential feasibility for effective electrowinning process.

• 대한환경공학회지
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• 제28권8호
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• pp.866-871
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• 2006

연속 회분식 방식의 실험실 규모 상향류 반응조를 사용하여 인 결정화공정을 이용한 영양물질 회수에 대한 연구를 수행하였다. 양이온 공급원으로서 산업폐기물인 폐석회와 마그네슘염을 이용하여 그 운전특성을 비교하였다. 이 연구는 고성능 발효조와 인 결정화 반응조로 구성된 새로운 통합 슬러지 처리 공정에 있어서 인 결정화공정의 성공적인 적용성 평가에 초점을 두고 있다. 발효조 유출수와 유사한 특성으로 제조된 합성폐수를 이용한 첫 번째 struvite 결정화 실험에서 반응은 $0.5{\sim}1$ hrs 사이의 반응시간에서 빠르게 진행되었는데, 그 동안 상당량(약 60% 이상)의 암모니아와 인이 제거되었다. 알칼리성 조건이라는 기질의 고유특성으로 인하여 암모니아 탈기 현상이 다소 발생하였으나 그 정도는 미미한 것(<5%)으로 나타났다. 또한 공기주입에 의한 이산화탄소 탈기조건을 추가적으로 제공하였을 때 struvite 형성속도의 향상은 일어나지 않았다. 실폐수로서 발효조 유출수를 사용한 두 번째 실험에서 stuvite 결정화를 위한 마그네슘염의 최적주입량은 struvite형성질량비와 유사한 0.86 g Mg $g^{-1}$ P이었다. 반면에 폐석회의 최적주입량은 0.3 g $L^{-1}$으로 다소 높게 나타났으며, 약 3시간의 반응시간 조건에서 $NH_4$-N과 $PO_4$-P의 제거효율은 각각 80%와 41%로 나타났다. 각 실험에서 침전물을 현미경으로 분석한 결과 마네슘염을 사용한 경우 프리즘과 같은 결정체가 관찰된 반면 폐석회를 사용한 경우는 비결정질의 결정체가 주로 관찰되었다. 하수처리용량 158,880 $m^3\;d^{-1}$의 실규모 처리시설의 경우를 대상으로 한 통합 슬러지처리시스템의 물질수지 분석결과 결정화 반응조 유출수로 부터의 반송되는 영양물질의 재순환 부하(각각 하수 1 $m^3$ 당 0.13 g N와 0.19 g P)는 매우 낮게 유지되는 것으로 나타났다. 그러므로 이미 산업폐기물 형태로 존재하는 폐석회를 본 연구에서와 같이 통합 슬러지 처리시스템의 영양물질 회수 공정에서 재이용하는 것은 높은 환경적 및 경제적 이익과 동시에 산업폐기물의 지속발전적 처리/처분이라는 다양한 장점을 가질 것이다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권9호
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• pp.917-922
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• 2005

섬유 염색폐수는 PVA, 유기정련제, 각종 염료 등이 함유되어 있어 처리가 매우 어려운 난분해성 유기폐수로 분류되어 있다. 본 연구에서는 생물학적 처리방법으로 염색폐수의 난분해성 유기물질을 효과적으로 처리할 수 있는 방안으로 활성슬러지를 PEG(Polyethylene glycol)에 포괄고정화한 담체를 고정상 반응기를 이용한 공정에 적용시켜 난분해성 유기물질의 처리효율을 평가하고 적정 운전인자를 검토하였다. 별도로 적응과정을 거치지 않은 활성슬러지를 고정화한 담체를 고정상 반응기에 충전하여 호기성 상태에서 연속식으로 운전하였다. 이때 유입수는 $SCODE_{Cr}$ 약 330 mg/L, $SBOD_5$ 20 mg/L 이하의 생물학적 1차 처리수를 사용하였다. 체류시간의 변화에 따른 각 반응기의 난분해성 유기물질 제거효율을 비교한 결과 EBCT 6 hr을 제외하고는 모두 50% 이상의 유기물($CODE_{Cr}$) 제거효율을 보였고 $COD_{Mn}$의 경우 배출허용기준치 90 mg/L보다 평균 18 mg/L 이상 낮았다. EBCT $6{\sim}24\;hr$ 결과들을 비교한 결과 EBCT 8 hr이 유기물 제거효율과 배출허용기준을 고려할 때 경제적이고 안정된 효율을 얻을 수 있는 적정 체류시간으로 나타났다. 또한 반응기에 충분한 DO를 공급하기 위하여는 주입공기 선속도를 $7\;m^3/m^2{\cdot}hr$ 이상으로 해 주어야 하는 것으로 나타났다. 또한 담체내부 미생물을 동정한 결과 PAH, PVA, Phenol 등 난분해성 물질을 분해하는 균주가 성장하고 있었다. 한편, 고정화담체를 131일에 걸쳐 관찰한 결과 압축강도와 담체내부로의 물질확산에 큰 변화가 없는 것으로 나타났다. 포괄고정화 담체를 이용한 염색폐수처리에서 고정상 반응기는 기존 활성슬러지 공정의 후처리로서 적용 가능할 것으로 판단되어진다.

• 한국물환경학회지
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• 제25권5호
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• pp.704-712
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• 2009

Advanced Phase Isolation Ditch (APID) process was studied to develop economic retrofitting technology, for the plants where retrofitting of common activated sludge process is required. In this study, to evaluate and monitor the effluent water quality ($BOD_5$, SS, T-N, and T-P) and operating conditions (Influent, SVI, SRT, and HRT) as process capable and stable parameters for treating municipal wastewater, a demonstration plant was installed and operated in the existing sewage treatment plant of P city. During this study, the average effluent $BOD_5$, SS, T-N, and T-P concentrations were 7.7, 5.6, 10.8, and 1.6 mg/L. Trend analysis of influent $BOD_5$, SS, T-N, and T-P in APID process were illustrated that APID process need for more strong APID process management on the winter session, such as developing new intermediated aeration mode, operating methods, and managements strategy. At the application of control chart, the signal of uncommon effects at APID process was determined much higher existing control chart tntr conventional control chart in this study. These results indicate that conventional control chart has been collected and determined cleary signal at only stable situation. Therefore, newly developed APID process of dynamic control chart can be one of the useful tool for monitoring and management process.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제8권3호
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• pp.627-631
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• 2007

슬러지의 침전성에 영향을 미치는 인자는 F/M비, 유입수의 성분과 조성, 처리수온, 포기조의 pH, 슬러지 일령, 사상성세균의 증식 등으로 알려져 있으며, 유기산의 잔류량이 EPS의 분비에 영향을 미쳐 슬러지의 침강성에 영향을 주게 된다. 바실러스를 이용한 공법에서 생물 반응조는 특히 바실러스 종의 우점화를 위한 포자화의 진행을 이루는데 중요한 것으로 알려져 있으나 이에 대한 기작 설명은 아직 미흡한 실정이다. 바실러스를 이용한 B3 공법과 RABC 공법으로 운전 중인 처리장의 생물반응조는 점감포기를 하고 있으며 침전조에서 포자를 형성한 바실러스가 생물반응조로 반송되면 1.6mg/L로 높아진 DO농도와 유기물질 유입으로 바실러스가 발아를 하고 활성도가 높아지며, 0.5mg/L로 낮아진 DO농도로 인하여 포자를 형성하면 EPS 추출물질 중 Protein의 함량이 109.95mgEPS/gSS에서 131.77 mg EPS/gSS로 증가하고 SVI는 85mL/g에서 96mL/g사이로 양호함에 따라 DO농도가 EPS 추출물질 중 Protein의 생성에 영향을 미치며 Protein의 함량이 침전에 영향을 미치는 것으로 판단된다. 또한 Protein/Carbohydrate 비율에 따라 침강성은 영향을 받는 것으로 나타났다. 특히 RABC 공법에서는 Protein/Carbohydrate의 비가 침전에 영향을 미치는 것으로 나타난 반면, B3 공법에서는 Protein/carbohydrate의 비에 영향을 크게 받지 않는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제8권4호
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• pp.861-866
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• 2007

본 연구는 하 폐수 중의 유기물뿐만 아니라 질소, 인을 생물학적으로 제거하기 위하여 Bacillus sp. 미생물을 사용하였다. Bacillus sp. 미생물이 생존하기에 알맞지 않은 상황에서는 포자를 형성하고, 증식과 포자화를 반복하면서 우점화되는 특성을 발현시키기 위해 점감포기를 실시하였다. 반응기 용존산소 농도는 포기조 1단; $1.2{\sim}l.5mg/L$, 포기조 2단; $0.3{\sim}$0.5mg/L, 포기조 3단 ; 0.2mg/L이하로 유지하였다. 또한 공정내 미생물의 유실을 방지하고 미생물이 고농도 상태로 유지 가능한 부착성장의 한 공법인 RBC에 끈상 나선형 미생물 접촉재를 설치한 반응기를 이용하였다. 식종한 Bacillus sp.가 적응하는 기간에서의 유입유량은 173 L/d, 내부반송율 200%, 슬러지반송율 100%로 운전을 하였으며, 방류수질을 기준으로 단계적으로 유입유량을 증가시켰다. 정상상태에서 유입유량은 346 L/d이고, 내부반송율과 슬러지 반송율은 각각 50%로 결정하여 실험을 수행하였고, 원수는 Glucose 1,800 mg/L. $NH_4Cl\;500mg/L,\;KH_2PO_4\;5mg/L$를 혼합한 인공폐수를 제조하여 공정에 주입하였고, 그 결과 각각 미생물이 폐수에 적응하는 단계인 Period 1에서는 각 수질 분석 항목의 농도가 점차적으로 감소하는 경향을 보였으며. 정상상태라고 판단한 Period 2에서는 최종적으로 유입수에 대한 유출수의 제거율은 각각 TCODCr 94%. BOD 87%, T-N 85%, T-P 89%의 결과를 나타내었다.