• 대한환경공학회지
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• 제27권5호
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• pp.519-524
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• 2005

국내 하수의 낮은 C/N비를 나타내는 특성으로 인하여 질소와 인의 효과적인 제거를 위해서는 추가적인 보조 탄소원의 주입이 필요한 실정이다. 여러 가지 적용 가능한 외부 탄소원 중, 음식폐기물은 다량의 유기물을 함유하고 있어 다양한 전처리를 통하여 하 폐수 고도처리 공정의 외부탄소원으로 이용가치가 높다고 할 수 있다. 본 연구에서는 음식폐기물 고속발효건조 과정에서 발생하는 음식폐기물 응축수를 A/O 공정으로 구성된 막 결합 생물반응조의 외부탄소원으로 적용 가능성에 대해 평가하고 다양한 운전 조건에서의 질소 인 성분의 제거 효율을 살펴보았으며, 막 오염에 영향을 미칠 수 있는 다양한 인자들에 대한 평가를 실시하였다. 실험 결과 무산소 조건에서 0.19 g $NO_3-N/g$ VSS/day의 탈질율을 얻을 수 있었으며 연속운전에서는 음식폐기물 응축수 주입을 통하여 총질소와 인 성분의 제거율을 각각 최대 64%, 41% 향상 시킬 수 있었다. 또한 유입수 유량의 0.5% (vol/vol)의 외부탄소원 주입 조건에서도 효과적인 처리효율을 얻을 수 있었으며, 전체 공정의 수리학적 체류시간 8시간 이상, 무산소조와 호기조의 체류시간은 각각 3시간, 5시간에서 최적의 처리효율을 나타내었다. 실제 생환하수 처리 시, 질소와 인의 제거효율은 증진되었으나 막 결합 생물 반응조 내의 전체 입자의 크기 증가 및 미생물 체외고분자 물질 중 단백질 성분의 증가로 인하여 전체 막 저항 값이 증가하는 경향을 보였으며, 유입수의 고형물질의 조절을 통하여 막 오염을 줄일 수 있었다.

• 한국습지학회지
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• 제11권1호
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• pp.115-121
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• 2009

생물산업 연구단지에서 발생되는 폐수를 처리하기 위해 건설된 폐수처리장의 3차 처리시설로 hybrid 인 공습지 시스템을 적용하여 최종 방류수의 재이용가능성을 평가하였다. 폐수처리를 위한 1차 처리공정은 화학적 처리(약품 응집)이며, 2차 처리공정은 생물학적 처리(표준활성슬러지법)로 구성되어 있다. 3차 처리시설로서 hybrid 인공습지는 자연통풍시스템이 구비된 호기성 인공습지와 혐기/무산소성 인공습지가 순차적으로 연결된 시스템이다. Hybrid 인공습지로 유입되는 2차 생물학적 처리공정의 처리수 농도는 BOD, SS, T-N 및 T-P의 평균 농도가 각각 53mg/L, 48mg/L, 34mg/L 및 3mg/L로 나타났으며, hybrid 인공습지에서의 최종방류수의 BOD, SS, T-N 및 T-P의 평균농도는 각각 2.3mg/L, 1.2mg/L, 7.95mg/L 및 0.83mg/L로 나타나 하수처리수의 재이용권고수질기준과 비교할 때 조경용수나 세척용수 등의 용도로 직접 재이용이 가능한 수질이 확보될 수 있었다. Hybrid 인공습지는 반응조를 호기 및 혐기/무산소 조건으로 기능화 함으로서 높은 효율로 오염물질이 제거될 수 있었으며, 이러한 결과로부터 다양한 하수 및 폐수의 3차 처리시설로서 활용이 가능한 것으로 평가되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제8권4호
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• pp.19-25
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• 2007

하폐수의 생물학적 고도처리 공정의 설계와 운전 최적화에 필요한 자료를 제공하기 위하여 ASM3를 이용하여 부상여재반응기(ABF)에 대한 해석을 수행하였다. 대상 반응기로서는 수중의 부유물질 제거와 질산화 반응을 위해 이용되는 호기적 부상여재반응기로 하였다. 본 연구에서는 하폐수 고도처리공정 중 활성슬러지의 생흡착반응을 이용한 전체 시스템 중에 흡착조를 거친 유출수를 부상여재를 이용하여 질산화시키는 공정에 대한 해석을 목적으로 하였다. 민감도 분석과 영향평가를 위해서 상용 수처리 공정해석 프로그램인 GPS-X(V 5.0)을 이용하였다. 민감도 분석을 통해 공정거동에 영향이 큰 매개변수($Y_A$, $k_{sto}$, ${\mu}_A$, $K_{A,HN}$)가 결정되었고, 70일간의 pilot plant 운전자료를 이용한 동적 시뮬레이션을 통해 최적화하였다. 최적화된 매개변수 값들은 $Y_A$가 0.14, $k_{sto}$는 3.5/d, ${\mu}_A$는 2.7/d, $K_{A,HN}$는 1.1mg/L로 결정되었다. 최적화된 매개변수 값들을 이용하여 시뮬레이션을 수행하였고, 부상여재반응기의 수리학적 체류시간(HRT)을 10분에서 4시간으로 변화시키면서 TN, $NH_4{^+}-N$, $NO_3{^-}-N$의 변화를 예측하여 실측값과 비교한 결과 HRT가 10분 정도로 매우 짧은 운전조건에서도 60%에 가까운 질산화율을 보여주고 있었다. 짧은 HRT에서 우수한 질산화 능력을 보인 부상여재의 특성을 이용하여 유량변동이 매우 큰 현장에 부상여재반응기가 효과적으로 적용될 수 있다고 판단되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제38권6호
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• pp.323-328
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• 2016

공기주입형 가압식 MBR 공정은 일반적인 침지식 MBR 공정과 마찬가지로 정상 운전조건에서 막 오염에 대한 제어 및 관리 기술뿐만 아니라 저유량, 저부하 조건과 같은 비정상 운전조건에서도 시설의 운영에 지장이 없도록 막 오염에 대한 제어 대책이 필요하다. $85m^3$/일 규모의 공기주입형 가압식 MBR 실증시설 운영을 통해 공기주입에 의한 분리막 오염 저감효과와 비상 시 운전조건에서 미생물에 의해 나타날 수 있는 막 오염 문제를 고찰하였다. 가압식 분리막에서 공기의 주입은 분리막 표면에서 공기방울에 의한 scouring 효과에 의해 TMP 상승 기간을 연장시키고 처리의 안정성과 높은 효율의 플럭스($40L/m^2{\cdot}h$ 이상)를 장시간 유지할 수 있는 것으로 분석되었다. 비정상 운전조건에서는 생물반응조에 PACl (53 mg/L as Al)을 주입한 경우 19%의 TMP 상승 감소효과가 있었으나 MBR 공정의 비정상 운전조건 지속에 따른 반복적인 PACl의 주입은 질산화 미생물의 활성도에 영향을 미치게 되어 궁극적으로 질소 처리효율이 악화될 수 있음을 회분식 배양 실험을 통해 확인하였다. 생물반응조에 PAC (0.6 g/L)을 주입한 경우에서는 연속운전 5일 동안 TMP 상승 없이 운전 초기 TMP인 $0.2kg/cm^2$을 유지하여 안정적으로 운전이 가능하였다. 이것은 미생물의 성장 저해조건에서 막 오염 원인물질을 유발하는 EPS와 같은 고분자 물질의 흡착에 따른 것으로 판단된다.

• 한국습지학회지
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• 제15권1호
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• pp.1-8
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• 2013

도시유역에서 강우시에 발생되는 합류식 하수관거 월류수(CSOs; Combined Sewer Overflows)을 처리하기 위해 물리화학적 처리기법을 적용한 실증규모의 응집침전시스템을 개발하였다. 이에 앞서 응집침전시스템은 lab-test를 통해 도출된 최적의 설계조건이 실증규모로 증설할 시에 설계인자가 제대로 반영되었는지 평가가 필요하며, 최적조건에 따라 설계에 반영하였다 하더라도 대상원수의 유입특성에 따라서도 처리결과에 대한 평가가 다를 수가 있다. 이에 본 연구에서는 청주하수 처리장에 유입되는 CSOs를 대상으로 각각 $1m^3$/일과 $100m^3$/일의 CSOs를 처리할 수 있는 실험실규모 및 실증규모의 장치를 통해 실험을 수행하였다. 실증규모의 시스템을 운전하여 lab-test에서 도출된 설계인자와의 상사성을 검토하고, 이를 바탕으로 높은 처리효율을 유지하기 위한 운전인자를 적용하여 CSOs를 처리함에 있어 그 가능성을 평가하였다. 그 결과, 실험실 규모의 설계조건과 상사성을 만족하는 인라인믹서와 응집반응조의 조건을 도출할 수 있었으며, pilot-test를 운전하기 위한 적정 응집제 주입량을 도출하였고, 결과적으로 실증규모의 시스템에서도 CSOs를 대상으로 높은 효율의 응집침전처리를 가능하게 할 수 있었다.

• 한국환경과학회지
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• 제27권12호
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• pp.1179-1193
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• 2018

The purpose of this study at water quality pollutants to propose proper management method for the Osu-A unit watershed which is the influent tributary located upstream of the Sumjin -river among the 13 unit watersheds in the Sumjin-river water system. Analyzed the correlation between flow-pollution loading and the correlation between land use type, BOD and TP items, and analyzed 8-day intervals Cumulative Flow Duration Curve (CFDC) and Load Duration Curve (LDC) to evaluate water quality damage. As a result, both BOD and TP were larger than 1 and the concentration of water pollutants increased with increasing flow. BOD was positively correlated with Urban and Field, and TP was positively correlated with Field with 0.710. As a result of the LDC, BOD was analyzed that the target water quality was achieved with the excess rate of less than 50%, and TP exceeded the target water quality by 50.1%. BOD usually exceeded the standard value (exceedance probability 50%) at low flow zone and On the other hand, TP usually exceeded the standard value at high flow zone. Monthly BOD (April to June) and TP (May to August) exceeded the standard. Sewage Wastewater treatment and non-point pollution control is Osu-A unit watersheds are effective in improving BOD and TP.

• 유기물자원화
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• 제32권2호
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• pp.37-48
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• 2024

하수처리장은 공공부문 온실가스 목표 관리제 대상 시설로 탄소 배출량 감축이 시급하다. 하지만 최근 하수도 통계에 의하면 하수처리량에 대한 CO₂ 배출량은 2020년 대비 3.03 % 감소하였으며 이는 국가 온실가스 감축목표(NDC)를 충족하기에는 상당히 부족한 수치이다. 생물반응조에서 발생하는 직접 배출 온실가스와 하수처리과정에서 이용되는 에너지로 인한 간접배출 온실가스 두 가지를 모두 고려한 총 CFP (Carbon Footprint)를 최소화하는 생물반응조 운전 조건을 찾기 위해 EQPS라는 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 연구를 수행하였다. 4-stage BNR 공법 하수처리장 생물반응조 내부반송율을 유입 수량의 100 %로 설정했을 때 총 CFP가 설계 운전 조건 대비 약 10.97 % 감소함을 확인하였다. 또한 대상 처리장의 N₂O EF(Emission Factor)를 계산한 결과 0.138~0.199 %로 IPCC에서 제시한 기본값 1.6 %보다 낮은 값임을 파악하였다. 본 연구는 생물반응조 운전 조건 최적화를 통해 하수처리시설의 총 CFP를 최소화하는 방안을 제시하며, N₂O 배출 감소를 위한 추가 연구의 필요성을 강조하고 있다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제39권3호
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• pp.260-265
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• 2024

하수기반역학을 이용한 코로나19 감시 결과, 연구기간(2022년 8월-2023년 8월)동안 울산지역 4곳 하수처리장의 전체 174건 모든 시료에서 코로나바이러스-19가 검출되었다. 확진자 수와 하수 내 코로나바이러스 농도와의 상관분석 결과, 높은 상관성이 나타났으며 특히 하수감시가 임상감시보다 2-3주 앞서 농도가 증가함으로써 조기 인지의 가능성도 볼 수 있었다. 또한 코로나19 변이 분석 결과 역시 유행 시기별 우세종화된 변이와 비교적 유사하여 변이 예측도 가능하였다. 하수감시가 전국적, 전세계적으로 적용되고 있으며 많은 연구가 국가적 사업으로 진행되고 있다. 이에 따라, 하수 분석방법 및 분석기기 발전 등의 지속적 연구 업데이트가 필요하다. 또한 코로나19를 통해 감염병의 선제적 모니터링 및 유행 예측의 가능성을 확인하였으므로 다양한 병원체 및 식품·의약품 등에 확대 적용이 진행 중이다. 따라서 본 연구는 감염병 검출분야에서 더 나아가 하수 내 식품 성분, 활성물질 및 미생물 등의 분석을 통해 지역사회의 식품안전 및 전반적인 위생환경 감시를 위해 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 자원환경지질
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• 제35권1호
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• pp.43-54
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• 2002

전주시내에는 전주천과 삼천천이 흐르고 있으며 그 주변에는 여러 오염원이 분포하고 있다. 삼천천은 고사평 쓰레기 매립장에서 전주천과 합류하고 전주천은 최종적으로 만경강에 합류된댜. 전주천과 삼천천은 BOD, COD, 총질소, 총인에 대해서 오염되어 있으녀 전반적으로 상류에서 하류로 가면서 오염정도가 증가하는 경향을 보여준다. 전주천 하류에서 COD, 총질소, 총인 양은 호소기준 5급수 상한값의 수배에 해당된다. 이는 전주식 하수가 BOD, COD, 총질소, 총인의 주 오염원임을 지시한다. 고사평쓰레기 매립장은 BOD와 COD의 오염원일 가능성이 높다, 촟ㅇ질소는 상류부터 상댱히 오염되어 있기 때문에 농업활동에 의한 오염 영햐도 큰 것으로 생각된다. 전주천은 만경강의 BOD, COD, 총질소, 총인 오염에 중요한 영향을 미치고 있다. 전주천 외에도 전주 하류의 만경강 지류들은 BOD,COD, 총질소, 총인에 의해 만경가응ㄹ 오염시키고 있으며 특히 익산천은 주 오염원이다. 199년 8월의 오염부하량을 실제 유량과 수질 분석치를 이용해 계산해 본 결과 전주천 유입 이전의 만경강인 고산천으로부터 유입되는BOD(0.49 ton/day), COD(0.86 ton/day), 총질소(1.61 ton/day), 총인(0.01 ton/day)에 비해 전주천을 통하여 유입되는 BOD, COD, 총질소, 총인이 각각 약 5배, 7배, 7배, 36배 가량 높았으며 익산천을 통하여 유입되는 BOD, COD,총질소, 총인이 각각 약 5배, 7배, 7배, 36배 가량 높았으며 익산천을 통하여 유입되는 BOD, COD, 총질소, 총인은 각각 약 13배, 10배, 10배, 147배 가량 높았다.

• 멤브레인
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• 제22권2호
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• pp.95-103
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• 2012

본 연구에서는 생활오수, 산업폐수, 축산폐수 등에서 발생하는 질산성화합물 및 난분해성 화합물을 효과적으로 처리하기 위해 막분리법과 다공 전극형 전기분해법을 조합한 하 폐수의 고도처리 기술을 제안하였고 제안 시스템의 효율성을 검토하였다. 제안하는 시스템은 활성슬러지 공정, 막분리 공정, 다공 전극형 전기분해공정의 3단계로 구성하였다. 본 연구에서 구성되는 막분리 공정은 부유물질을 제거해줌으로써 전기분해공정의 부하를 최소화할 수 있는 역할을 담당할 수 있게 하여 시스템을 안정하게 운전할 수 있도록 하였다. 전기분해 하이브리드 공정에 있어서는 다공성 전극으로 구성함으로써 비표면적의 확대로 인한 전극의 효율성을 높였다. 아울러 외부전압을 인가함에 따라 처리제의 공급 없이 장치에 유입된 물을 분해시킴으로써 산화 환원 반응을 유도하였다. 즉 중간체로서 수소 자유전자 라디칼과 산소원자 라디칼이 발생되어 난분해성 유기물을 산화 분해하는 역할을 담당하도록 하였다. 이는 전극 내에서 발생하는 중간체를 폐용질의 분해에 사용하기 때문에 친환경적 처리공법이었다. 실험결과들은 제안공정이 활성슬러지공법에 비하여 우수한 공정임을 보여 주었다. SS제거율은 제안공정, 막분리공정, 활성슬러지 단독공정에서 각각 약 100%, 약 100%, 약 90%였고 COD 제거효율은 제안공정 약 92%, 막분리공정 약 84%, 활성슬러지 단독공정 약 75%였으며 T-N의 제거효율은 제안공정 약 88%, 막분리공정 약 67% 활성슬러지 단독공정 약 58%였다. 이결과는 SS의 제거에 있어서 막분리 하이브리드 공정만으로도 부유물질이 충분히 제거됨을 나타내고 있었다. COD의 제거에 있어서 막분리 하이브리드 공정은 SS분의 제거를 통한 COD와 SS이외의 유기물질이 소량제거 되었음을 보였고 전기분해 하이브리드 공정에 있어서는 유기물질의 산화반응을 통한 분해로 높은 제거효율을 보였다. T-N의 제거에 있어서는 막분리 하이브리드 공정은 SS분에 포함된 부분과 소량의 유기물에 포함된 부분이 제거되고 있는 반면 전기분해 공정에 있어서는 유기물질의 산화분해반응으로 인한 높은 제거효율을 나타내고 있었다.