• 멤브레인
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• 제24권1호
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• pp.63-68
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• 2014

주류를 제외한 과일 및 탄산음료 등을 제조하는 비알코올성 음료품 제조시설에서 발생되는 폐수는 높은 농도의 유기물과 낮은 농도의 질소, 인 등을 함유한다. 이러한 폐수의 처리 시설은 주로 호기성 공정과 약품응집 공정으로 구성하고 후단에 사여과지 또는 활성탄 공정을 추가하기도 한다. 하지만 이러한 방식은 긴 체류시간과 침전지 설치로 인해 많은 부지를 필요로 하는 문제가 있다. 본 연구에서는 부지소요 문제와 슬러지 유출로 인한 수질저하 문제를 해결하고자 W식품공장 폐수처리장 인근에 MBR pilot plant를 설치하고 장기간 운영을 통해 데이터를 확보하고 처리 효율을 평가하였다. 약 3개월간 음료수 제조공정 폐수를 평막을 적용한 MBR pilot plant로 운전조건을 변화하며 처리한 결과, 처리유량 $20m^3/day$, HRT 29 hr, 4Q 반송조건까지는 유기물 제거율 97% 이상으로 안정적인 처리가 가능했다. 하지만 그 이상의 운전조건에서는 생물반응조의 오염물질 제거율이 감소하였고 TMP가 급격히 증가하는 모습을 보였다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제45권5호
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• pp.875-884
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• 2003

본 연구에서는 축산폐수내에 고농도로 함유되어 있는 질소와 인을 재생하기 위한 공정으로서의 struvite 결정화 방법의 운전인자를 파악하고 폐수처리 측면에서 효율적인 struvite법과 전기분해법과의 연계공정을 도출하고자 하였다. 유효용적인 2L인 Struvite 반응조를 이용하여 주입원의 종류, pH, 교반과 폭기 등에 따른 암모니아와 인의 결정화 특성을 파악하였으며, 효율적인 전기분해법과의 연계방법을 찾고자 6가지 서로 다른 방법에서의 NH$_4$-N과 PO$_4$$^{3-}$의 제거특성을 분석하였다. 시험결과 struvite 형성을 위한 주입원으로는 CaCO$_3$나 CaCl$_2$ 보다는 MgSO$_4$ 혹은 MgCl$_2$을 사용하는 것이 효율적인 것으로 판단되었다. 공기주입과 교반이 struvite 결정화 반응에 미치는 영향을 파악한 시험에서는 포기의 경우 pH가 8.5이상으로 상승하면서 인 제거효율이 90%에 도달하는데 1시간이 걸린 반면 교반의 경우에는 14시간이 걸리는 것으로 나타나 포기가 교반보다 빠른 pH 상승효과를 가져오면서 struvite 결정화 반응을 촉진함을 알 수 있었다. 포기조건에서의 struvite 결정화는 유입폐수의 pH에 영향을 받는 것으로 나타났는데 유입폐수의 pH가 5수준일 때는 아무런 결정화가 이루어지지 않았으며 pH 6, 7, 9 에서는 struvite 결정화가 활발하여 각각 3시간, 2시간, 10분만에 90%의 PO$_4$$^{3-}$가 struvite 반응으로 제거되었다. 그러나 pH 10 이상에서는 과량의 거품발생으로 인한 운전의 어려움이 목격되었으며 pH 11에서는 struvite 결정화 반응이 둔화되는 것으로 나타났다. 이상의 결과와 축산폐수의 pH의 범위가 7~9 수준임을 감안할 때 축산폐수의 경우에는 아무런 pH 조절제를 사용하지 않고도 포기만으로도 효율적인 결정화 반응 유도가 가능함을 알 수 있었다. 전기분해법을 struvite 반응과 연계하여 폐수내 인과 질소 제거효율을 높이기 위해서는 struvite 결정화 반응과 전기분해를 모두 포기 조건에서 수행하면서 struvite 반응 후에 상등액을 전기분해 하는 것이 시험된 공정 중 가장 효율적인 것으로 나타났다. 본 공정에서의 인과 암모니아성 질소의 제거 효율은 각각 98%와 86%이었으며 색도 제거효율은 92.4%이었다.

• 미생물학회지
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• 제49권4호
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• pp.353-359
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• 2013

본 연구의 목표는 압축공기분사시스템을 이용하여 원유로 유출이 된 해안을 정화함에 있어서 그 정화효율성과 정화 전후의 총석유탄화수소(total petroleum hydrocarbon; TPH) 농도 및 미생물군집변화를 관찰함으로써 그 최적 정화과정을 이해하기 위한 기초자료를 얻고자 하는 것이다. 압축공기제트시스템을 2-5회 연속적용 시 오염지의 TPH가 약 66%까지 저감이 된 반면에 대조구인 해수를 펌핑한 경우에는 40% 정도의 저감효과가 관찰이 되었다. 압축공기의 분사 후 PCR-DGGE에 의한 미생물군집분석 결과에서는 유류분해미생물의 군집은 확인이 되지 않았다. 이는 정화에 의한 낮은 TPH 농도(약 100 mg/kg 수준, 탄소원), 처리환경에 내재적인 제한적인 질소 및 인의 농도에 기이한 것으로 판단된다. 따라서 잔여분의 유류는 에어제트시스템을 적용시 제한적 영양염류(질소 및 인 등)를 적절한 방식과 농도로 투여할 경우 거의 완전하게 제거가 가능할 것으로 사료된다. 향후 본 기술은 고농도의 유류 및 유기물로 오염된 다양한 수질환경 및 토양환경의 효율적이고 환경친화적인 정화에 활용이 될 것으로 기대된다.

• 유기물자원화
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• 제19권1호
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• pp.64-78
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• 2011

본 연구에서는 염분이 높은 단무지폐수를 대상으로 새로운 침지형 막분리 장치를 제작하고 기존의 소수성이 강한 폴리에틸렌 재질의 비개질 분리막과 이 소수성 분리막에 이온빔을 조사하여 친수성을 높여준 표면개질 분리막을 사용한 성능실험에서 시간에 따른 플럭스(flux)와 압력 변화, 유기물과 부유물질, 영양염류 등 오염물질의 제거 특성을 알아보았다. 간헐식 비개질막을 사용한 실험 결과, 합성폐수와는 달리 실제폐수에서는 투과 압력이 급격히 증가하여 심한 파울링(fouling) 현상이 일어남을 알 수 있으며 이는 실제폐수에 존재하는 첨가제 등 고분자물질과 염분에 의한 영향으로 추정된다. 약품세정 후의 막과 물세정 후의 막의 압력과 플럭스 변화 실험에서 오염된 막을 재생하기 위해 약품세정이 반드시 필요하며 막 운전시 연속식보다는 간헐식으로 운전하는 것이 성능이 더 우수함을 알 수 있었다. 또한 개질막의 경우가 비개질막의 경우보다 파울링에 도달하는 시간이 약 6배가 크므로 개질막의 경우가 막의 교체 비용을 1/6로 줄일 수 있다. 표면개질 분리막과 비개질 분리막 모두 처리수는 대체로 양호한 수질을 나타내고 있으며 특히 SS 제거, 질소 및 인 제거에도 탁월한 성능을 나타내고 있다.

• 한국환경농학회지
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• 제28권2호
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• pp.97-105
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• 2009

농어촌 등에서 소규모로 발생하는 하수를 환경친화형 인공습지 하수처리장에서 효과적으로 처리하기 위하여 인공습지 하수처리장을 시공한 후 3년 동안의 수처리 효율을 조사하였다. 하수처리 시기별 오염물질 농도 변화를 조사한 결과 BOD, COD 및 부유물질은 하수원수 농도의 편차가 심하였으나, 호기성조와 혐기성조를 통과하면서 농도가 급격히 감소하여 방류수의 BOD는 0.2${\sim}$11.8 mg/L, COD는 1.0${\sim}$41.9 mg/L 및 SS 함량은 1.1${\sim}$6.5 mg/L이었다. 방류수의 총 질소 농도는 4${\sim}$60 mg/L범위로 각 조에 유입되는 총 질소 농도에 따라 편차가 심하였고, 방류수의 총 인 농도는 0.02${\sim}$3.51 mg/L범위이었다. 연차별 BOD, COD 및 부유물질 처리효율은 연차에 따라 큰 차이를 보이지 않았으며, 시공 후 3차년도의 방류수의 BOD, COD, 부유물질의 처리효율은 각각 97, 92 및 99%로 매우 높았다. 연차별 총 질소와 총 인의 처리효율은 호기성조 처리수와 방류수 모두에서 연차가 증가함에 따라 점차 그 처리효율이 증가하는 경향이었으며, 시공 후 3차년도의 방류수 중 총 질소 및 총 인 처리효율은 각각 62 및 73%이었다. 계절별 BOD, COD, 부유물질 및 총 인의 처리효율은 4계절 모두 큰 차이가 없었으며, 방류수의 BOD 처리효율은 97${\sim}$98%, COD 처리효율은 87${\sim}$91%, 부유물질 처리효율은 99% 및 총 인 처리효율은 76${\sim}$86%로 나타났다. 하지만 계절별 방류수의 총 질소 처리효율은 봄과 겨울철이 다른 계절에 비해 처리효율이 약간 감소하였고, 특히 겨울철 방류수의 총 질소 처리효율은 43%로 여름철의 61%에 비해 18%정도 감소하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제44권3호
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• pp.434-441
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• 2011

축산농가에서 소규모로 발생하는 고농도의 질소와 인을 함유한 축산폐수의 처리효율을 극대화시키기 위해 수생식물여과조-활성슬러지조-인공습지로 구성된 축산폐수처리 시스템에서 축산폐수 재주입 비율별 및 주입방법별 수처리 효율을 조사하였다. 축산폐수의 재주입 비율별에 따른 처리효율을 조사한 결과 COD, SS, T-N 및 T-P 처리효율은 30% < 70% ${\leq}$ 100%의 순으로 재주입 비율이 증가함에 따라 오염물질의 처리효율이 점점 증가하는 경향이었다. 또한, 주입방법에 따른 COD, SS, T-N 및 T-P의 처리효율을 조사한 결과 1차 및 2차 처리조까지는 연속적 주입이 간헐적 주입에 비해 약간 높은 처리효율을 보였으나, 3차 처리조 부터는 비슷한 처리효율을 보였으며, 방류수 중COD, SS, T-N 및 T-P의 처리효율은 연속주입방법이 각각 99.5, 99.8, 99.0 및 99.8%로 간헐주입에 비해 약간 높았다. 이들 결과를 미루어 볼 때, 본 현장 인공습지 축산 폐수처리장에서 은 적합한 축산폐수의 재주입 비율과 주입방법을 선정한다면 질소 및 인 처리효율을 향상 시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권2호
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• pp.207-212
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• 2008

본 연구에서는 seed 물질을 첨가함으로써 struvite 결정핵의 생성 및 성장단계를 단축시키고자 하였다. 본 연구에서는 seed 물질의 성상(모래, 안트라사이트, struvite)별, 입자의 크기(44$\sim$63 $\mu$m, 63$\sim$88 $\mu$m, 88$\sim$114 $\mu$m)별, 교반조건($G{\cdot}t_d$)에 따라 결정핵의 생성속도론에 미치는 영향을 관찰하였다. 모래와 안트라사이트는 seeding 하지 않은 경우에 비하여 암모니아성 질소제거효율이 각각 9%, 11%로 향상되었으며, struvite로 seed한 경우는 암모니아성 질소제거효율은 20% 이상 향상되었다. Seeding에 따른 struvite 결정화 효율은 seed 입자의 비표면적과 밀접한 상관관계가 있다. Seed 물질입자의 비표면적이 클수록 struvite 핵생성 및 성장을 향상시켰다. 또한 struvite 결정화 반응시 동질의 seed 물질(struvite seeds)을 사용하여 2차 핵생성을 유도하면 struivte 결정의 핵생성 및 성장을 위한 $G{\cdot}t_d$값을 단축시킬 수 있는 것으로 나타났다. 본 연구에서 고려한 입자크기에 대해서는 seed 입자크기에 대한 영향은 확인되지 않았다. Struvite 결정핵 생성속도론에서 $G{\cdot}t_d$값은 매우 중요한 인자로써 작용하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제48권4호
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• pp.472-487
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• 2020

급격한 산업화로 인한 이상기후의 발생으로 매년 수질관리 중요성과 관리비용이 증대되고 있는 실정이다. 이에 국내의 경우 수질오염의 주요 원인물질인 총인, 총질소의 관리를 위해 하수처리장에서 응집제를 투입하여 유기물질을 처리하고 있다. 그러나 PAC(Poly Aluminium Chloride)의 경우 응집제 과다 주입 시 2차 오염문제가 발생될 수 있다. 이에 국내에서는 천연재료를 혼합한 응집제를 이용한 응집제의 적용성에 관한 연구가 진행되고 있다. 따라서 본 연구에서는 하수처리장의 1차 침전지 유출수를 대상으로 PAC와 반탄화목분의 최적 혼합비율을 도출하기 위해 수질 오염물질인 T-P, T-N 및 탁도를 분석하여 개발한 혼합응집제의 적용성 평가를 하고자 한다. PAC(10%)와 반탄화목분 함유량이 1%가 되는 조건에서 T-P의 경우 최대 92%의 제거효율이 나타났으며, T-N의 경우 약 22%의 제거효율이 나타났다. 이는 혼합응집제와 동일한 양전하성 유기물질이 다수 포함된 T-N의 제거가 잘 이루어지지 않은 것으로 판단된다. 탁도는 약 91%의 제거효율이 나타났다. 이에 반탄화목분 1%가 최적 첨가량이라고 판단하였으며, PAC 농도를 저감하여 유기물질 제거효율을 분석한 결과, PAC 농도 7%에서 T-P의 경우 최대 91%의 높은 제거효율이 나타났으며, T-N의 경우 32%의 제거효율이 나타났다. 탁도의 경우 최대 90%의 제거효율이 나타났다. 또한, PAC(10%)와 응집성능 비교실험을 수행하여 본 연구에서 제조한 반탄화목분 1% 함유량 기준에서 혼합응집제를 이용하여 응집공정을 수행할 경우 PAC 농도를 30-50%로 저감할 수 있으며, 시판 응집제와 유사한 성능을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 PAC 주입량이 저감되어 경제적 효과를 확보하고, 2차 오염 문제를 저감하는 안정적인 수처리를 수행할 수 있을 것이라고 사료된다.

• 대한환경공학회지
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• 제37권9호
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• pp.533-541
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• 2015

일본의 "유역별 하수도정비종합계획"(이하 '유총계획') 및 비와호 유역하수도를 소개하고 이를 바탕으로 국내에서 2013년도부터 수립 시행되고 있는 "유역하수도정비계획"의 발전방향 등을 제시하였다. 일본의 유총계획은 환경기본법에서 정하는 수질환경기준을 준수하기 위한 계획으로 비와호의 경우는 지자체의 조례에 의한 가중 배수기준보다 더 엄격한 기준을 적용하여 수립 시행하고 있는 것으로 분석되었다. 특히 비와호의 경우는 응집제첨가다단소화탈질법 등의 고도처리공법을 건설초기단계부터 적용하여 방류수의 수질항목별 농도가 BOD 0.9 mg/L, SS 0.6 mg/L, T-N 5.5 mg/L, T-P 0.06 mg/L였으며 BOD의 처리효율은 99.5%로 매우 높았다. 도입초기단계인 국내 유역하수도계획의 발전을 위해서는 평가항목의 다양화, 비용최소화, 건설 및 유지 보조금제도 개선, 경제적 개념의 배출부하량조정시스템의 도입, 유역하수도 개념 적립 등의 적용 방법 등을 장기적인 관점에서 연구할 필요가 있다.

• 한국환경농학회지
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• 제27권1호
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• pp.27-34
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• 2008

농어촌 등에서 소규모로 발생하는 하수를 자연정화공법 의한 인공습지에서 효과적으로 처리하기 위하여 소형 하수처리장치를 호기성조 및 혐기성조로 구분하여 시공한 다음, 최적 하수 부하량을 조사하기 위해 하수 부하량별 오염물질의 처리효율을 조사한 결과 호기-혐기 조합형 소형 하수처리장에서 전반적으로 하수 부하량이 증가함에 따라 오염물질의 처리효율이 점점 감소하는 경향으로 특히 하수부하량 300 $Lm^{-2}day^{-1}$ 이상에서 수처리효율의 감소폭이 약간 컸다. 따라서 본 소형 하수처리장에서 BOD, $COD_{Mn}$, 탁도, T-N 및 T-P를 안정적으로 처리하기 위한 최적 부하량은 300 $Lm^{-2}day^{-1}$ 이었고, 이 때의 방류수 중 BOD, $COD_{Mn}$, 탁도, T-N 및 T-P의 처리효율은 각각 99, 94, 99, 49 및 89%로 현행 방류수 수질기준을 만족하면서 안정적으로 처리되었다. 하지만 본 소형 하수처리장에서 방류수 중의 T-N 및 T-P 함량은 각각 $28.5{\sim}29.4$ 및 $0.9{\sim}2.1mgL^{-1}$ 정도로서 앞으로 질소와 인의 방류수 수질기준이 각각 20 및 2 $mgL^{-1}$로 강화됨에 따라 보다 안정적인 수처리를 위해서는 T-N 및 T-P 처리효율을 향상시켜야 할 것으로 판단된다. 이에 최적 하수 부하량하에서 질소와 인의 강화될 방류수 수질기준(질소 20 $mgL^{-1}$ 및 인 2 $mgL^{-1}$)을 만족시키면서 안정적인 하수처리를 위한 최적의 수처리 공정개선 방안을 조사하였다. 호기-혐기 조합형 소형 하수처리장에서 수처리 공정개선 중 질소 및 인의 처리효율 향상이 가능한 방안은 혐기성조의 깊이 및 여재 입경 변경과 여재에 굴패각을 혼합한 방법이었다. 혐기성조의 깊이 및 여재 입경 변경 조건 중 혐기성조 1.5 m 깊이에서 여재 A(유효입경 1.50 mm)를 사용한 경우 T-N 및 T-P의 처리효율을 각각 10 및 3% 향상시켰고, 여재에 굴패각 혼합한 경우 T-N 및 T-P의 처리효율을 각각 14 및 7% 향상시켰다. 또한 동일한 조의 체적하에서 혐기성조의 깊이를1.5 m로 깊게한 것은 혐기성조 깊이 1 m에 비해 부지면적을 약 33% 정도 감소시킬 수 있을 것으로 판단되며, 또한 굴패각을 사용한 것은 폐기물의 재활용면에서도 매우 효과적인 방안으로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.