• Membrane and Water Treatment
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• 제3권2호
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• pp.133-140
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• 2012

The overall performance of BNR-MBR, so-called Anoxic-Anaerobic-Aerobic Membrane Bioreactor ($A^3$-MBR), developed for nutrient removal was studied to determine the efficiencies and mechanisms under different solid retention time (SRT). The reactor was fed by synthetic high-rise building wastewater with a COD:N:P ratio of 100:10:2.5. The results showed that TKN, TN and phosphorus removal by the system was higher than 95%, 93% and 80%, respectively. Nitrogen removal in the system was related to the simultaneous nitrification-denitrification (SND) reaction which removed all nitrogen forms in aerobic condition. SND reaction in the system occurred because of the large floc size formation. Phosphorus removal in the system related to the high phosphorus content in bacterial cells and the little effects of nitrate nitrogen on phosphorus release in the anaerobic condition. Therefore, high quality of treated effluent could be achieved with the $A^3$-MBR system for various water reuse purposes.

• 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.

• 한국농공학회논문집
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• 제47권4호
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• pp.75-85
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• 2005

A study was performed to examine the effects of reclaimed-water irrigation on microorganism con-centration in ponded-water of paddy rice plots. Several treatments were used and each one was triplicated to evaluate the change of indicator microorganisms (total coliforms (TC), fecal coliforms FC), and E. coli) concentrations in 2003 and 2004 growing seasons. Their concentrations increased significantly right after irrigation, but decreased about $45\%$ in 24 hours. It implies that agricultural activities such as plowing and fertilizing should be practiced one or two days after irrigation considering health-risks. Treatments with UV-disinfected water irrigation demonstrated significantly lower concentrations than others including control plots where natural surface water was irrigated. The monitoring results from actual paddy rice fields and experimental paddy plots showed that concentrations of indicator microorganisms ranged from $10^2\;to\;10^5$ MPN/100mL. A comprehensive assessment of existing agricultural practices and a thorough monitoring in the field as well as treatment-plots are recommended to make more realistic national guidelines more applicable. UV-disinfected water irrigation reduced microorganism concentrations in paddy fields down to below the concentration of conventional paddy rice culture, and is thought to be an effective and feasible measure fur agricultural reuse of secondary effluent.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.609-617
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• 2013

본 연구에서는 역삼투 공정 농축수에 존재할 수 있는 내분비계 장애물질의 처리에 있어, 고급산화 공정의 적용가능성을 다양한 조건하에서 평가하였다. 오염물 제거에는 Fe(II)를 촉매로 한 과황산나트륨 산화를 이용하였으며, 초기 pH와 이온강도 등, 영향인자에 따른 산화능을 검토하였다. Fe(II) 촉매 과황산나트륨에 의한 $17{\alpha}$-ethynylestradiol(EE2) 제거효율은 초기 pH와 이온강도가 증가할수록 감소하였다. 반면, 이온강도 물질로 염소이온과 같은 할로겐족 이온을 적용 시 산화반응에 긍정적인 영향을 나타냈는데, 이는 라디칼 전이에 따른 영향으로 판단된다.

• 한국습지학회지
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• 제21권4호
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• pp.374-383
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• 2019

왕포천은 충청남도 부여군에 위치하고 있는 하천으로 유로 연장이 길지 않고, 경작지 및 취락지를 통과하는 하천으로 수질이 불량하고, 수량이 부족한 하천이다. 따라서 부여 하수처리수와 왕포천의 비점오염원 1,500~7,000 ㎥/d를 처리 하고 생태계를 복원하고자 SSB (Sustainable Structured wetland Biotop) system의 처리습지를 적용한 결과는 다음과 같다. 왕포천 복원에 대한 설계 및 시공 완료후인 2016년부터 2018년까지 지속적인 관리와 모니터링을 실시한 결과 BOD₅ 평균 농도는 7.3 mg/L, 평균 유출농도는 2.1 mg/L로 71.2%의 개선 효율을 나타내었다. T-N은 평균 유입 농도가 7.953 mg/L, 평균 유출 농도가 3.379 mg/L로 57.5 %, T-P의 평균 유입 농도는 0.177 mg/L, 평균 유출 농도는 0.052 mg/L로 70.7 %의 개선효과를 나타냈다. 왕포천 수질정화시설을 통한 생태계복원에 대한 모니터링 결과는 복원 후 3년 동안 모니터링 된 왕포천 수질정화시스템의 식물상은 21과 41종으로 식재수종보다 자연유입된 식물종의 비율이 높게 나타났다. 동물상에 대한 모니터링 결과, 양서류와 파충류는 3과 6종, 조류는 15과 25종, 포유류는 5과 5종이 왕포천과 생태적수질정화시설을 이동하며 서식하는 것으로 확인되어, 생물다양성도 창출및 향상된 것으로 나타났다.

• 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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• 제28권7호
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• pp.697-703
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• 2006

물 재이용 목적으로 설계한 pilot scale의 하수 처리공정에서 배출되는 방류수 중 내분비계 장애물질을 GC/MS로 분석하였고, 처리 공정별로 제거율을 비교하였다. 각 처리 공정별 방류수에서 nonylphenol이 주로 검출되었고, 평균 $0.36{\sim}0.94$ ${\mu}g/L$으로 높게 검출되었으나, E2와 EE2는 처리수에서 정량 이하로 검출되었다. 내분비계 장애물질은 처리 공정별로 $50{\sim}100%$의 제거율을 보여주었다. E-screen assay에 의해 얻어진 양-반응 곡선에서 E2의 EC50값은 $9.0{\times}10^{-3}$ M로 bisphenol A와 p-octylphenol의 EC50값인 $2.736{\times}10^{-5}$ M, $9.760{\times}10^{-6}$ M에 비해 매우 높았다. 이는 알킬페놀류가 E2에 대한 상대적인 에스트로겐 활성도가 매우 낮음을 보여주었다. 환경 호르몬 농도와 이 물질의 상대적인 에스트로겐 활성도에 근거하여 계산된 에스트로겐 활성도(ng-EEQ/L)는 E-screen assay에 의해 실측한 총 에스트로겐 활성도(ng-EEQ/L)에 비해 평균 2배의 높은 활성도를 보여 주었다. 각 처리 공정별 방류수의 에스트로겐 활성도는 1 ng-EEQ/L 이하의 매우 낮은 활성도를 보여주었다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권9호
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• pp.637-643
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• 2012

본 연구에서는 300 kDa 공경의 세라믹막을 이용하여 재이용 원수인 하수 2차 방류수를 처리하여 가역 및 비가역 막오염비율을 연구하였다. 이를 위하여 운전조건인 막간차압을 변화시킬 때의 각 막오염을 수치적으로 계산하고 F-EEM과 SEC분석을 시행하였다. 또한 탁도, TOC 및 UV254를 측정하여 수질의 안정성을 평가하였다. 막간차압이 낮을수록 비가역 막오염에서 가역 막오염으로의 형성이 증가하였으며, 이는 주로 분자량이 큰 단백질 성분으로 인한 것으로 나타났다. 또한 하수 2차 처리수에는 다양한 분자량의 오염물이 함유되어 있으나 상대적으로 0.5 kDa 이하의 작은 분자량을 가지는 오염물이 가장 많았으며, 그 다음으로는 12 kDa 이상의 물질이 많았다. 300 kDa의 세라믹막은 주로 6 kDa 이상의 물질을 제거하였으며, 막간차압이 낮을수록 12 kDa 이상의 고분자 물질과 1 kDa 이하 물질이 가역 막오염으로 형성되는 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권10호
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• pp.549-555
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• 2017

본 연구는 오존용해탱크 구조에 따라 마이크로오존버블의 분포, 에너지 소비, 수처리 효율이 어떻게 변하는지를 알아보고자 하였다. 오존용해탱크 내부의 격판은 압력의 변화, 전단력, 선회유동을 발생시키고 이는 버블 직경의 크기에 변화를 준다. 버블 직경의 크기는 내부의 격판에 따라 10.5%까지 차이가 났다. 오존 버블 직경의 변화는 에너지 소비와 관련이 깊다. 오존 버블이 작아질수록 버블생성에너지는 높아지지만 용존 효율이 올라가면서 오존생산에너지는 줄어들게 된다. 따라서 버블생성에너지와 오존생산에너지의 합이 최소인 마이크로오존버블을 생성하는 오존용해탱크를 선정하여야 한다. 동일한 양의 오존가스을 방류수에 주입하기 위해 소비된 에너지는 내부의 격판에 따라 2.5%까지 차이가 났다. 하지만 수처리 효율까지 고려한다면 오존용해탱크 선정 조건이 달라진다. 오존 버블이 작아질수록 증가하는 자유라디칼이 수처리에 매우 효율적이기 때문이다. 동일한 오존주입농도에서도 내부의 격판에 따라 수처리 효율이 10.4%까지 차이가 났다. 따라서 수처리 효율과 에너지 효율을 고려하여 합리적인 마이크로오존버블을 생성하는 오존용해탱크 구조에 대하여 연구하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제32권7호
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• pp.722-729
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• 2010

하수 재이용에 대한 관심이 급부상하고 있는 가운데, 재이용수의 미량물질 등에 의한 화학적 리스크와 더불어 미생물학적 안전성에 대한 고려가 요구되고 있다. 본 연구에서는 벤치스케일의 연속식 실험장치를 이용, 미량물질 중 최근 주목을 받고 있는 의약품류를 대상으로, UV처리공정의 의약품류 제거효과 및 미생물학적 안전성의 달성 가능성을 고찰하였다. 시험수로 이용한 하수 2차 처리수중에서는 항생물질, 해열진통제 등 38종의 의약품류가 수 ng/L에서 수백 ng/L의 범위로 검출되었으며, 이를 대상으로 하여 UV 및 UV/$H_2O_2$ 처리실험을 행한 결과, UV 단독처리에 의한 의약품류의 효과적인 제거에는 상당량의 UV조사량이 필요할 것으로 예상되었다. 반면, UV/$H_2O_2$ 공정의 경우 $H_2O_2$의 첨가농도를 약 1 mg/L에서 6mg/L까지 증가시킴에 따라 각 의약품류의 제거율은 점점 증가하는 것으로 나타났다. 한편, $923\;mJ/cm^2$의 UV 조사량과 6.2 mg/L의 $H_2O_2$를 병용한 UV/$H_2O_2$ 처리는 Naproxen(>89%)외 모든 의약품류의 농도를 90% 이상까지 감소시킬 수 있었다. 또한 이 운전조건은 현행 하수처리장 유출수중의 대장균군에 대한 규제농도($3,000/cm^3$)를 기준으로 하였을 때, 4~5 log의 불활성화를 달성할 수 있을 것으로 예상되어, 하수 재이용에 요구되는 California Title 22의 criteria를 만족시킬 수 있을 것으로 판단되었다.