• 멤브레인
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• 제19권2호
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• pp.165-171
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• 2009

본 연구는 SDI (Silt Density Index)를 통해 RO막 전처리 장치로서의 섬유여과기 적용 가능성을 평가한 것이다. 실험 대상 원수는 탁도가 $0.76{\sim}1.6$ NTU인 하수처리장 방류수와 탁도가 $2.2{\sim}3.3$ NTU인 해수 및 탁도가 100 NTU인 지표수이었다. 2단 섬유여과기 공정의 최종여과수인 2차 여과수의 탁도는 17% PAC $10{\sim}30ppm$주입 시 $0.07{\sim}0.25$ NTU였으며 SDI는 $1.4{\sim}2.8$이었다. 하수처리장 방류수에 대해 2단 섬유여과기 pilot 여과수와 실험실 규모의 MF, UF평막 여과수의 탁도 및 $SDI_{15}$를 측정하여 비교한 결과, 여과수 수질은 2단 섬유여과기 > MF > UF순으로 약간 향상하였으며, $SDI_{15}$ 차이는 $0.7{\sim}1.0$ 수준으로 크지 않았다. 따라서 2단 섬유여과 공정을 RO막 전처리 공정으로 사용할 경우 통상의 RO막 제조사가 요구하는 $SDI_{15}$ 5 이하를 충분히 만족시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권2호
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• pp.223-228
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• 2006

본 연구에서는 fluorescence derivatization 기법과 HPLC를 이용하여 수중에 nanograms per liter로 존재하는 극미량 N-nitrosodimethylamine(NDMA)를 분석하고자 하였다. 이를 위해 먼저 다양한 조건 하에서의 fluorescence intensity를 측정함으로써 derivatization 기법을 최적화하였는데, fluorescence detector의 excitation/emission wavelength는 340 nm(excitation)과 530 nm(emission)에서, denitrosation 후 용액의 pH는 9-12의 범위에서, 그리고 dansyl chloride의 농도는 330-500 mg/L 범위에서, 최대 fluorescence intensity를 보여주였다. 용매추출을 통한 수질 시료의 분석에서, 표준농도와 검출농도의 차이는, 저농도(10-200 ng/L) 범위에서 12-162%, 고농도(100-1000 ng/L) 범위에서 6-23%를 보여, 저농도 범위에서 더 많은 차이가 나는 것으로 나타났으나, 두 농도 범위 모두 표준농도와 검출농도의 평균 대비율이 1에 매우 근접해 있어, 수십에서 수백 nanograms NDMA per liter의 분석이 가능함을 보여주었다. 하수처리장 처리수에 주입한 NDMA의 분석에서도 다른 물질에 의한 간섭없이 정확한 농도 검출이 가능했는데, 이는 목적물질을 선별적으로 분석해내는 derivatization 과정에 의한 것으로 나타났다. HPLC와 fluorescence derivatization 기법을 이용한 NDMA의 분석은 상수 및 하수를 사용하는 다양한 실험 연구에서 NDMA를 분석하는 방법으로 효과적으로 사용될 수 있을 것이다.

• 멤브레인
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• 제19권3호
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• pp.183-188
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• 2009

아크릴폐수를 광촉매로 전처리하여 막오염인자를 최소화 한 후 막조합공정에 적용하였다. 한외여과막과 정밀여과막을 역삼투막과 조합을 이루어 막조합공정을 구성하였으며 광촉매처리수를 온도 및 압력변화에 따라 막조합공정에 적용하여 분리특성을 확인하였다. 정밀여과막 모듈 혹은 한외여과막 모듈의 투과수는 역삼투모듈로 보내지며 역삼투 모듈의 최종적인 투과량은 모듈 set 2 (MWCO 200,000 UF+RO)의 역삼투 모듈이 우수하였다. UF 및 MF 모듈에서 TDS, T-N 및 COD의 제거효율은 온도 및 압력변화에 영향을 받지 않고 제거효율 또한 낮음을 알 수 있었다. 그러한 결과로 RO 모듈에서 TDS, T-N 및 COD가 우수한 제거효율을 보였다. UF 및 MF모듈에서의 탁도 제거효율은 우수한 경향(제거효율 99% 이상)을 보였다. 막조합공정에서 처리된 광촉매처리수는 배출 허용기준치를 충족하고, 재활용이 가능하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제32권11호
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• pp.1063-1068
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• 2010

본 연구는 유효한 분변오염의 지표 미생물로서 제안되고 있는 E.coli와, 병원성 바이러스에 대한 지표 미생물로 추천되는 $Q{\ss}$ 파지의 UV 및 UV/$H_2O_2$에 대한 내성을 비교하였다. 이 결과에 의거, 병원성 바이러스 관리를 위한 E.coli 규제의 유효성을 고찰하였다. 또한, 병원성 바이러스에 대한 대체 지표 미생물로써, $Q{\ss}$ 파지, T4 및 lambda 파지의 실제 하수 2차 처리 수중에서의 UV 불활성화를 비교하였다. 실험결과, $Q{\ss}$ 파지와 E.coli는 UV에 대해 거의 동등한 내성을 보였으나, UV/$H_2O_2$ 공정에 대해서는 E.coli보다 $Q{\ss}$ 파지가 더 높은 내성을 보였다. 이로부터, $Q{\ss}$ 파지가 모든 병원성 바이러스의 UV 또는 UV/$H_2O_2$에 대한 내성을 대표한다고 할 수는 없을지라도, 지표 미생물로써 E.coli의 불활성화 효과에만 의존하는 것은, 소독공정에 따라서는 바이러스류에 대해 충분한 소독효과를 얻지 못할 수도 있음을 알 수 있었다. 한편, T4 및 lambda 등 DNA 파지와 불활성화를 비교하였을 경우, $Q{\ss}$ 파지가 UV에 대해 더 낮은 내성을 보였다. 따라서, 불활성화에 대한 지표 바이러스로써 $Q{\ss}$ 파지의 이용은 낮은 UV 조사량의 도입에 의해 결과적으로 불충분한 소독효과를 초래할 수도 있을 것 같다. 이 결과는, 병원성 바이러스류에 대해 보다 충분한 불활성화를 달성하기 위해서는 RNA 파지인 $Q{\ss}$보다 T4 및 lambda 등 DNA 파지가 지표 바이러스로써 보다 유효할 수 있음을 보여준다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권2호
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• pp.353-359
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• 2015

본 연구는 실제 아파트 단지의 재생이 필요한 환경 인프라를 경제적이고 효율적인 녹색 인프라 기술로 재생하기 위한 계획을 수립하였으며, 단지내 물과 폐기물의 자원 순환 및 재이용을 위해 단지형 도시 중수 생산 기술과 단지형 유기성 폐기물 에너지화 기술, 무막힘 탄성포장 우수 재이용 기술, 도시농장 기술을 현장에 적용한 결과를 보여주고 있다. 도심 중수 생산 기술은 하수, 우수, 지하수를 대상으로 중수를 생산하여 단지내 공공용수로 이용하기 위한 기반 기술이며, 무막힘 탄성포장 우수배수구 기술은 단지 내에서 우수의 재이용율 극대화시키기 위한 기반 기술이다. 유기성 폐기물 에너지화 기술은 단지에서 발생하는 음식폐기물 및 분뇨 등의 유기성 폐기물을 처리하는 과정에서 바이오가스와 비료를 만들어 에너지원으로 활용할 수 있으며, 도시농장은 재생용수, 재생에너지, 재생비료를 활용하여 주거민들의 건강 및 여가공간으로 활용할 수 있는 기반기술이다. 이를 통해 단지 내에서 자원 순환 및 재이용이 가능한 하나의 에코시스템을 구축하였으며, 재생 후 녹색지표결과에서 에너지 부문은 4.23, 물부문은 0.32, 폐기물 부문은 0, 토지이용 부문은 0, 환경부문은 2.12가 상승하는 결과를 가져올 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제42권12호
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• pp.1103-1111
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• 2009

본 연구에서는 도시화와 기후변화에 대한 미래시나리오를 구성하고 각각의 시나리오별로 수자원 관리 대안들에 대한 효과분석을 수행하였다. 기후변화 시나리오는 SDSM (Statiatical Downscaling Method) 모형을 이용하여 구축하였으며 도시화는 불투수면 모형(Impervious cover model, ICM)을 이용하였다. 안양천 유역에 대해 하수처리수 재이용, 저수지 재개발 대안들을 유황곡선(flow duration curve)과 BOD 농도지속곡선(concentration duration curve)의 변화측면에서 연속유출모형인 HSPF (Hydrological Simulation Program - Fortran) 모형을 이용하여 분석하였다. 그 결과, 시나리오별 하천 유출량에 대한 대안 효과의 차이가 고수량 ($Q_{10},\;Q_5,\;Q_1$)에 비해 저수량($Q_{99},\;Q_{95},\;Q_{90}$)과, 수질오염($C_{30},\;C_{10},\;C_1$) 측면에서 크게 나타남을 알 수 있다. 즉 도시화는 물 순환을 크게 악화시키나 대안의 적용이 이러한 현상을 크게 막아줌을 알 수 있다. 또한 목표 유지유량 및 목표 수질 만족일수는 도시화에 대해 매우 민감한 것으로 나타났다. 따라서 향후 수자원 관리 대안을 수립할 때 기후변화와 도시화에 대한 분석을 포함시키는 것이 바람직하다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권1호
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• pp.6-13
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• 2018

석탄화력발전소 온배수열 활용하여 발전소 인근지역 시설농업에 난방열을 공급하는 사업의 배관투자비는 설치거리에 비례하여 증가하고 발전소와 떨어진 거리는 경제성 확보에 문제를 낳는다. 또한, 설치거리가 짧은 경우는 난방열 수요 확보가 어려워 경제성 확보의 문제가 있을 수 있다. 본 연구에서는 기준 열배관로 신설길이 1 km에 대한 경제성 평가와 열배관로 신설길이 변동에 따른 민감도를 정부지원금 수준, 난방열 수요량 수준과 정부지원금 증가에 따른 경제성 확보가능 열배관로 신설거리 수준에서 분석하였다. 분석결과 기준 열배관로 신설길이에서는 NPV 131백만원, IRR 15.73%로 경제성을 확보 가능한 것으로 평가되었다. 다만, 민감도 분석결과 열배관로 신설길이가 2.6 km를 초과하는 경우 NPV가 음수로 나타나 경제성을 확보하지 못하는 것으로 분석되었다. 결과적으로 초기투자비의 50%를 정부가 지원하는 경우 5.3 km, 80%를 지원하는 경우 11.4 km 이내에서 경제성을 확보하는 것으로 분석되었다. 기준 열배관로 신설길이에서는 난방열 수요가 기준 열수요 대비 62% 수준 이하로 감소하는 경우 경제성이 없으며, 열배관로 신설길이가 2 km에서는 기준 열수요 대비 14%만 감소하여도 경제성을 확보하지 못하는 것으로 분석되었다. 초기투자비대비 정부지원금 비율이 증가하는 경우 열배관로 신설거리의 탄력성이 증가하여, 열수요 1단위에서 부담하는 시설투자비인 고정비가 감소한다. 이는 단위당 생산원가가 감소하는 효과로 나타나고 시설농업에 더 저렴한 수준으로 열을 공급할 수 있음을 의미한다. 정부지원금은 열배관로 신설거리가 증가하는 효과로 경제성이 확보될 수 있고, 열수요 개발가능 범위 증가에 따라 추가적인 경제성을 확보할 수 있다. 초기투자비 대비 정부지원금 비율이 증가할수록 생산단가 감소로 인한 시설농가의 에너지비용 또한 감소할 것으로 예측된다. 본 연구결과는 발전소 온배수열 활용사업에 대한 정부지원금의 효과성을 경제적 평가측면에서 분석한 점에서 의의를 가지며, 향후 시범적용 또는 Pilot 단계의 실제 적용사례를 기반으로 한 경제성 평가결과에 대한 필요성을 제기할 수 있는 근거가 된다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권6호
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• pp.715-721
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• 2007

전자산업 중 반도체 및 LCD 공장과 같이 폐수에 불소가 다량 함유되어 있는 경우, 불소처리를 위하여 과잉으로 사용되는 소석회에 의하여 처리수의 잔류 칼슘농도가 높으며, 높은 잔류칼슘 농도는 폐수의 재이용 시 일반적으로 채택되는 membrane 공정의 불안정한 운전을 초래하게 된다. 따라서, 전자폐수의 재이용을 위하여 신뢰성 있으며, 경제적인 칼슘제거기술의 개발이 절실히 필요한 실정이다. 본 연구에서는 캐비테이션을 이용한 Hyperkinetic Vortex Crystallization(HVC) 공정을 적용하여 폐수중의 칼슘 이온의 calcification 속도를 촉진하였으며, HVC 공정 적용 시 기존 소다회법에 비하여 동일 약품 주입농도에서 31% 높은 칼슘제거효율을 보였다. 또한, 전자산업 폐수의 재이용을 위한 경제적인 칼슘제거효율인 70%를 달성하기 위한 최적 소다회 주입농도는 유입수 대비 530 mg/L였다. 반응조 내 동질의 반응 핵인 calcite seed 농도가 칼슘제거효율에 큰 영향을 주며, 최대 칼슘제거효율을 달성하기 위한 calcite seed 농도는 $800\sim1,200mg$ SSA이였다. 또한, 소다회 주입에 따른 calcite 발생량은 평균 0.30 g SS/g $Na_2CO_3$였다. HVC 케비테이션 생성장치의 설계 시 HVC 장치 통과횟수를 $2\sim5$회 범위에서 안전율을 고려하여 용량선정을 하여야 한다. HVC 공정을 이용한 연속회분식 운전 결과, 유입수 칼슘농도 변화폭은 $74\sim359$ mg/L(평균 173 mg/L)로 매우 컸던 반면, 처리수 칼슘농도는 $30\sim72$ mg/L(평균 49 mg/L)로 비교적 안정적인 처리효율을 보여주었다. 본 연구결과 HVC 공정은 화학약품 사용량의 절감 및 이에 따른 화학슬러지 발생량의 감소를 기대 할 수 있는 친환경기술로 유지관리비를 최소화할 수 있는 장점이 있었다.

• 한국환경농학회지
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• 제18권3호
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• pp.236-244
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• 1999

본 연구에서는 인공습지 처리시설에서 나오는 생활오수 처리수의 농업용수로 재이용 가능성을 조사하기 위하여 관개용수의 수질과 시비량을 조절하여 벼재배실험을 수행하였으며, 실험결과를 요약하면 다음과 같다. 1. T-N농도가 약 $25mgL^{-1}$까지는 생활오수 처리수를 함유한 관개용수의 수질이 벼의 생장과 수확면에 모두 거의 영향을 미치지 않았으며, 결정적인 영향을 미친 요인은 시비량이었다. 2. 시비량을 동일하게 하였을 경우에 수돗물을 관개한 대조구보다 T-N을 약 $25mgL^{-1}$로 조절 하여 영양물질을 함유한 상태의 생활오수처리수를 관개한 실험구가 오히려 약 9%정도 많이 수확하였다. 이러한 결과는 적절한 농도의 오수처리수는 벼의 재배에 장해가 되는 것이 아니고 오히려 유익할 수도 있음을 의미한다. 3. 종실의 중금속성분 분석결과에 의하면 생활오수처리수의 관개가 종실의 중금속축적에 미치는 영향이 거의 없었다. 따라서, 생활오수처리수를 관개함으로서 종실에 중금속유해성분이 증가하여 건강에 악영향을 미칠 가능성은 적다고 생각된다. 다만 위생적인 작업환경 및 심미적인 영향에 대해서는 구체적인 연구가 수행되어야 할 것이다. 4. 이상의 실험결과에 의하면 오수처리수는 벼재배에 오염성분으로 작용하기보다는 오히려 유익한 관개용수로 재이용할 수 있다고 판단된다. 이러한 결과는 물 부족 국가로서 다량의 관개용수를 필요로 하며 용수부족을 자주 겪는 우리나라의 벼재배에는 특히 적용가능성이 높아고 판단된다. 5. 생활오수 처리수의 관개를 본격적으로 적용하기 위해서는 벼재배에 악영향을 미치지 않는 범위에 대한 과학적이고 현실적인 수질기준을 설정, 영양물질을 함유한 관개용수 사용에 따른 시비량의 조정, 그리고 인공습지와 같은 저기술형 오수처리시설들이 농촌지역의 소규모 처리시설로서의 활발한 보급을 위하여 지속적인 추가연구가 필요하다.

• 한국수산과학회지
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• 제26권4호
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• pp.380-391
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• 1993

고밀도의 어류양식 순환수 처리씨스템 개발을 위하여 양식장의 수질특성 조사 및 생물학적 유동층 공정에 의한 모형 폐수처리 장치로 운영 실험한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 단일어종을 양식하는 H 및 S 양만장 폐수의 경우 BOD $9.4{\sim}13.1\;mg/l$, COD(Mn) $14.5{\sim}20.0\;mg/l,\;NH_4-N\;1.1{\sim}2.3\;mg/l,\;NO_3-N\;15{\sim}21\;mg/l$이었고, 틸라피아 등 3종의 어류를 사육하는 B 및 K 양식장에서는 BOD $9.3{\sim}11.3\;mg/l$, COD(Mn) $8.0{\sim}11.1\;mg/l,\;NH_4-N\;7.3{\sim}20.2\;mg/l,\;NO_3-N\;26.9{\sim}46.4\;mg/l$의 수질특성을 나타내었다. 2) H 및 S 양만장 폐수의 BOD/COD 비율은 0.65로 거의 동질의 유기물 농도 값을 가지며, 틸라피아 등 3 종의 어류를 사육한 B 및 K 양식장 폐수에서는 크게 상이하였다. 3) 양식장의 여과조 및 동육조내 DO 농도를 기준으로 한 시간별 수질변동폭은 $1.5{\sim}2.0$ 배로 조사되었다. 4) 양만장 폐수의 탄소성 유기물 분해속도상수값은 $0.049\;d^{-1}$, 질산화반응 속도상수값은 $0.035\;d^{-1}$로서 미생물 분해작용에 의한 BOD 곡선식은 다음과 같이 나타낼 수 있었다. $y_T=14.1(1-10^{-0.222t)+30.9(1-10^{-0.035(t-8)})$ 5) BFB 처리 씨스템의 $0.014{\sim}0.075g\;NH_4-N/g\;BVS{\cdot}day$ 부하 조건 하에서 5 배의 암모니아성 질소 부하량 증가에도 질산화율은 $65{\sim}79\%$로 안정되게 나타났다. 6) BFB 처리 씨스템에 있어서 $0.014g\;NH_4-N/g\;BVS{\cdot}day$의 낮은 암모니아성 질소 부하조건에서는 공존 유기물 농도가 실산화 반응속도 저하 요인으로 작용하였다. 7) 부하율 변화 영향을 받지 않을 것으로 예측되었던 미생물 농도 $3.04{\sim}3.44\;g/l$의 무산소 BFB 탈질 씨스템에서 T-N 부하율 증가시 T-N 제거율 감소경향이 뚜렷하였던 바, 그 이유는 화기성조내에서 호기성 질산화 미생물의 증식이 억제되었기 때문으로 파악되었다. 8) 부하율 변화에 따른 처리율의 안정성과 반응조내에서 고농도의 미생물유지 잠재력을 확보하는 BFB 방법은 소요 부지면적이 작고 처리효율을 임의로 선택할 수 있는 실용성이 보장되므로 기존의 처리방법보다 설계 및 운영면에서 유리할 것으로 평가되었다.