• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.388-388
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• 2022

하수처리 공정 중 생물반응조에서는 미생물의 산화 반응을 통해 하수 내 각종 유기물들을 처리하고 있다. 블로워는 호기조를 유리산소상태로 만들어 미생물들의 유기물 제어, 질산화가 원활하게 이루어질 수 있도록 지원하는 역할을 담당하고 있다. 그러나 실제 하수처리장에서는 유기물을 원활하게 처리하기 위하여 과도하게 블로워를 가동하고 있어 경제적인 측면에서 문제를 겪고 있다. 블로워를 통해 수중에 산소를 부족하게 공급할 경우 활성슬러지의 침전성이 저해되어 방류수 수질이 저해되는 반면, 용존산소가 과도하게 공급되어도 유기물질의 처리 효율은 증대되지 않으며 잉여용존산소는 대기 중으로 방류된다. 이러한 이유로 국내 하수처리장에서는 강화된 방류수 수질 기준을 만족하기 하고자 유입수질에 관계없이 과도하게 송풍기를 운영하고 있다. 이러한 하수처리장의 운영 및 경제적인 문제점을 해결하고자, 본 연구에서는 하수처리장으로 유입되는 원수의 수질을 처리하는 데 실제로 미생물이 필요한 산소요구량 및 공기공급량을 산정하는 프로그램을 개발하였다. 이를 통해 실제 하수처리장에서 필요한 산소요구량, 공기공급량을 산출하여 효율적인 하수처리장 운영이 가능하다. 실제 하수처리장에서의 프로그램을 통한 송풍량 절감 효율을 분석하고자 한 달간의 A 하수처리장 수질 데이터를 기반으로 하수처리에 필요한 산소요구량 및 공기공급량을 산정하였다. 실험 결과 프로그램 적용시 약 평균적으로 10%의 송풍량을 절감이 가능하며, 연구 결과를 바탕으로 효율적이고 경제적인 송풍기 운영조건의 기준을 제시하고자 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.486-486
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• 2023

하수처리장 내 생물반응조에서는 유기물을 제거하거나 질산화(Nitrification) 반응을 일으키기 위하여 산소를 요구하고 있으며, 필요한 산소는 송풍기 운영을 통해 공급하고 있는 상황이다. 질산화 반응을 일으키기 위해서 처리장 내 일정 이상의 산소가 수중에 공급되어야 한다. 생물반응조내 용존산소가 부족할 경우 활성슬러지의 침전성이 저해되어 오염물질 저감 효율이 떨어지게 되며, 과도한 산소가 공급되어도 수처리의 효율은 개선되지 않으며 반응에 사용되지 않은 산소들은 대기중으로 방출된다. 또한 유입수질에 따라 실시간으로 반응조 내 필요한 산소는 달라지게 되므로 유입수질에 맞는 효율적인 하수처리장 운영이 요구되고 있다. 하수처리장 내 적절한 산소를 공급하기 위하여 많은 연구들이 활발하게 진행되어 왔으나 실제생물학적 처리시 요구되는 산소의 양을 산정할 수 있는 한계점을 지니고 있으며, 하수 성분, 용량과 같은 환경에 따라 차이를 보이고 있어 범용적으로 사용하기에는 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 적용 한계점을 극복하기 위하여 하수도 설계 시 사용되어지고 있는 하수도 시설기준의 산소요구량 및 공기공급량 산정식을 통하여 유입수질에 따라 실제 하수처리장에 필요한 산소요구량 & 공기공급량을 산정하는 시스템을 개발하고자 하였다. 하수도 설계기준의 여러 가지 수식을 실제 하수처리장 내 필요한 요소로 변환시켜 범용적으로 사용가능한 시스템을 개발하였다. 본 연구에서 개발한 하수처리장 송풍량 산정 시스템 적용에 따른 송풍량 절감 효율을 비교분석하기 위하여 2021년 A하수처리장의 4월 월간 데이터를 활용하여 하수처리장에서 필요한 송풍량을 산정하여 실제 사용된 송풍량과 비교 분석하여 송풍량 절감 효율을 분석하였다. 본 연구의 결과를 바탕으로 실제 하수처리장 내 송풍량 산정 시스템을 도입하게 된다면 운전자 경험에 의존하고 있는 수동적인 제어 방식에서 벗어나 자율 제어를 통한 효율적인 하수처리장을 운영할 수 있어 송풍량 절감 및 탄소중립에도 이바지 할 수 있을 것이라고 판단된다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 춘계학술대회
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• pp.432-435
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• 2014

하수관거는 생활환경의 개선, 공중위생, 침수방지 공공수역의 수질보전 및 건전한 물 순환 등을 구축하기 위하여 반드시 필요한 도시기반시설이다. 이러한 하수관거는 시가지의 하수를 배제, 처리하여 공공수역의 수질을 보전함으로서 생활환경을 개선하고, 우수를 신속히 배제함으로써 도시재해를 방지하는 등 2가지 기능을 갖고 있다. 지금 현 상 하수도 시스템은 우수, 하수나 둘 다 무조건 하수처리장으로 유하하여 처리하는 실정이다. 이러한 시스템에서는 평상시에는 문제가 없으나 강우 시에 한 번에 많은 우수가 하수 처리장으로 유하되어 하수 처리장의 처리 능력이 초과 되어 오히려 역효과를 일어 날 수 있고, 하수처리를 할 때 필요한 세제 및 재료들이 추가로 더 사용되기 때문에 정부의 국고 낭비가 되고 있는 실정이다. 그래서 본 과제에서는 이러한 단점을 보완하기 위하여 수 처리를 위한 다목적 컨트롤러 시스템을 설계 및 제안한다. 그 결과, 하수관거의 유량 및 수질을 검사 하여 하수일 경우에는 하수처리장으로 유하하고, 깨끗한 수질일 경우에는 바로 공공수역과 하천으로 흘려보내어 하수 처리장의 불필요한 처리능력에 대해 감소시킬 것이다. 추가로 각 디바이스에서 유 무선 통신으로 인한 디바이스에 대한 모니터링이 가능하고 데이터베이스에 항상 저장하기 때문에, 디바이스에 대한 관리가 쉬워지며, 관리에 대하 관리비를 줄 일 수 있기 때문에 1석 2조의 효과를 거 둘 수 있을 것이다.

• 환경정보
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• 제28권통권361호
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• pp.6-6
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• 2006

하수관거는 생활환경의 개선, 공중위생의 향상, 침수의 방지, 공공수역의 수질보전 및 건전한 물순환 등을 유지하기 위하여 반드시 필요한 도시기반시설이다. 우리나라는 도시민의 쾌적하고 안전한 생활을 확보하기 위하여 하수관거를 지속적으로 부설하였지만 '03년말 기준 전국의 보급률이 65.8%에 불과하고, 설치된 관거도 8.6m당 1곳이 불량하고, 하수관 유량의 31%가 침입수여서 하수관거 개선이 시급한 실정이다. 정부에서는 하수관거정비 종합투자계획을 수립ㆍ하수관거 개보수사업을 적극적으로 추진하고 있다. '07년까지 5조 6천억원을 투자하여 하구관거보급률을 75%수준으로 향상시켜 하수처리장 운영효율 제고 및 수계별 목표 수질 달성에 기여 할 것으로 전망하고 있다. 하수관거정비는 시민 및 사회단체의 환경을 향상시키는 반면에 많은 예산과 장기간이 소요되는 사업이다. 그동안 민간자본을 이용하여 하수처리장 건설 등 환경기초시설 설치 등에 활용되어 왔던 BTO 방식에서 탈피하여 BTL(건설-이전-임대)방식을 도입하여 추진하게 된다. 이에 본지에서는 하수관거정비사업의 현황, 향후 추진방향 등에 대하여 자세히 살펴 보고자 한다.

• 한국습지학회지
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• 제19권2호
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• pp.216-222
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• 2017

현재 국내 하수처리장 방류수 질소 수질 기준 개정의 필요성에 대한 의견들이 지속적으로 제안되고 있다. 하지만, 명확한 근거 없이 기준이 강화될 경우 국내 하수처리장에 혼란을 야기할 것이 자명하다. 본 연구에서는 장기 배양법을 기반으로 용량 및 산업단지 연계 처리에 따른 국내 하수의 질소 성상을 분석하였다. 분석 결과, 하수처리장에서 처리되기 어려운 질소 성분인 NBDDON는 1.0 ~ 1.9 mg/L 범위를 보였으며, 하수처리장 용량이 적을수록 DON 농도 & NBDDON/DON가 증가하였다. 또한 도시하수를 처리하는 하수처리장보다 산업단지 하수처리장의 NBDDON/DON 비가 높은 것으로 조사되었다. 본 연구의 결과는 향 후 국내 하수처리장 방류수 수질 기준 개선을 위한 중요한 기초 자료로 활용될 것이라 전망한다.

• 한국습지학회지
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• 제20권4호
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• pp.390-397
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• 2018

산업단지 인근에 위치한 하수처리장은 유입되는 산업폐수 내 중금속으로 인해 질산화 효율이 감소하는 문제점이 있다. 본 연구에서는 실험실 규모 반응조 운전 결과를 바탕으로 산업폐수가 유입되는 하수처리장의 질산화 효율 개선을 위해 중금속과 체류시간이 질산화에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 운전 결과를 바탕으로 질산화율 향상을 위한 하수처리장 운전 방법을 제시하고자 한다. 실험실 반응조 운전 결과 체류시간 0.5일 이상으로 운전 할 경우 60% 이상의 질산화율을 확보할 수 있을 것으로 나타났다. 하지만, 동일한 조건에서 일반 도시하수처리장 시료를 이용하는 경우보다 낮은 효율을 보이는 것으로 조사되었다. 이와 같은 결과를 보인 원인으로 산업 폐수 내 함유된 중금속의 영향으로 질산화 미생물의 활성(SNR 기준)을 분석하였다. S 하수처리장과 일반 하수처리장 시료(A MWTPame )를 이용한 반응조의 SNR은 각각 0.13 ~ 0.21 mg NH4/gMLSS/hr과 0.74 mg NH4/gMLSS/hr의 범위를 보였다. 이는 S 하수처리장 시료를 유입수로 하는 반응조 내 미생물의 활성이 낮음을 확인 할 수 있다. 따라서 산업폐수가 유입되는 하수처리장에서 질산화 효율개선을 위해 체류시간 증가 및 전처리를 통한 중금속 처리가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.84-88
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• 2015

경인 아라뱃길은 국내에서 운영된 사례가 없는 기수역 운하로서 유량 및 수환경 관리 등을 포함한 수질관리 상황을 종합적으로 평가하기 위한 대책이 필요하다. 또한 경인 아라뱃길로 유입되는 오염원에 대한 현황 및 현장조사를 실시하고, 유입 오염원인을 정확히 파악하는 것이 중요하다. 따라서 경인 아라뱃길 유역의 수질조사 및 분석, 수질예측을 통해 수질관리 방안을 제시하였다. 분석결과, 홍수시 경인 아라뱃길로 유입되는 굴포천의 DO, BOD, SS는 삼정천의 영향으로 상승하였다. 삼정천은 굴포천 상류에서 부천시와 인천시의 관할 행정구역 면적에 비해 인구밀도가 높고 축산 농가 및 산업계로 인한 미처리 유출수에 의해 굴포천에 직 간접적인 영향을 미치고 있는 것으로 판단된다. 또한 굴포천 하수처리장 방류 이후 BOD, T-N, T-P의 경우 급상승하였다. 따라서 굴포천 중류의 부천시 삼정동과 인천시 계양구 내 하수 및 폐수를 하수처리장을 통해 배출할 수 있는 공동처리장 운영 등의 처리 방안이 필요하다. 또한 EFDC 모형을 이용한 해수와 담수의 성분비 변화에 대한 경인 아라뱃길의 수질을 예측한 결과, 해수가 많을수록 수질이 BOD, COD 등이 양호 한 것으로 나타났다. 그러나, 염분에 의한 지하수 및 주변환경 변화에 대한 영향을 고려하였을 때, 해수와 담수비를 조절하는 것보다 성분비를 유지하고 유입되는 양을 확대한다면, 경인 아라뱃길의 수질관리는 효과적일 것으로 판단한다.

• 수도
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• 통권51호
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• pp.9-13
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• 1990

• 수도
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• 통권36호
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• pp.38-46
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• 1986

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.292-296
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• 2009

우리나라의 용수공급체계는 주로 여름에 집중된 강우를 댐이나 저수지에 저류하였다가 연중고르게 사용자들에게 공급하는 방법을 취하고 있다. 이때 도시지역의 생활용수는 갈수기에도 가장먼저 공급되어져야하는 우선순위를 가지는 반면, 농업용수는 가장 우선적으로 그 사용을 제한받는다. 하지만, 도시화로 인해 도시의 하수처리장 배출수량은 지속적으로 증가하고 있으며, 그 처리수의 대부분은 하천으로 방류되어 유실되고 있다. 방류수 수질기준에 맞추어 방류되는 처리수는 대량방류로 인해 자주 하천에 수질문제를 야기하기도 한다. 그러나 실제로 하수처리장의 처리수는 갈수기에 매우 유용하게 사용될 수 있는 수원 중 하나이다. 그러므로 그 처리수의 재이용에 관한 연구를 적절히 수행한다면, 갈수기에도 농업용수사용의 제한을 최소화할 수 있을 것이다. 그러므로 본 연구에서는 처리수 재이용 모형을 혼합정수계획법으로 개발하고, 하수처리장 처리수의 농업용수나 공공용수로의 사용을 제안하였다. 개발된 처리수 재이용 모형에서는 하천으로 방류되던 처리수를 농업용수나 공공용수로 재사용하는 시스템을 구축한다는 가정 하에, 그 공사비를 최소화하는 것을 목적으로 하였다. 또한 관말의 최소유지압력 등 수리학적인 제약조건을 만족시키도록 설계하였으며, 이 때문에 야기되는 비선형성을 선형화하여 계산시간이 짧은 동시에 전역해에 가까운 해를 찾을 수 있도록 하였다. 개발된 모형은 가상의 처리수 재이용 모형에 적용되어 시스템의 설계자에게 갈수기 용수공급의 최적 대안을 제시해 줄 수 있는 가능성을 보였다.