• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 2001년도 추계 총회 및 학술발표회(한국막학회)
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• pp.135-138
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• 2001

• 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.

• 대한환경공학회지
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• 제35권1호
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• pp.57-63
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• 2013

고농도 질소를 함유한 하 폐수를 아질산염 축적 경로를 통하여 처리하고자 생물막공정과 연속혼합반응조의 탈질공정을 결합하여 운전하였다. 생물막 반응조의 폴리에틸렌 담체 표면에 아질산염 산화균에 비해서 암모늄 산화균의 성장을 촉진하여 아질산염을 선택적으로 축적하고자 반응조 온도를 $35^{\circ}C$로 유지하면서 석달 이상 장기간 운전하였음에도 불구하고 유입수 암모늄(500 mg-N/L)의 일부만 아질산염(240 mg-N/L)으로 전환되었다. 하지만 pH를 7.5에서 8.0으로 증가시켰을 때, 아질산염 산화균들이 높은 암모니아 농도에 성장 저해를 받아 생물막 공정에서 아질산염 축적을 성공적으로 이끌어낼 수 있었다. 생물막 공정의 수리학적 체류시간을 12시간으로 운전하였을 때, 반응조의 성능이 급격하게 저하되어 유입수의 암모늄이 완전히 산화되지 않았다. 하수슬러지의 생분해성을 높이기 위해서 다양한 가용화 기술을 적용한 결과, 알칼리와 초음파 처리를 순차적으로 병합하였을 때, 가장 높은 가용화율(58%)을 얻을 수 있었으며, 이를 탈질반응조의 외부탄소으로 사용하였다. FISH 분석결과로부터 담체표면에 암모늄 산화균인 Nitrosomonas와 Nitrospirar계열의 미생물들이 우점종이었으며 일부 아질산염 산화균인 Nitrobacter 계열의 미생물도 소량이지만 관찰되었다.

• 상하수도학회지
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• 제27권5호
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• pp.529-545
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• 2013

With the increasing concern on climate changes and energy shortage, anaerobic membrane bioreactors (AnMBR) become a promising alternative to aerobic processes for domestic wastewater treatment. Two major advantages of AnMBRs are energy production and sludge reduction. Recently, several different configurations of AnMBRs have been proved to produce high quality effluent at reasonable hydraulic retention time and ambient temperature. One of the major problems of the AnMBR is membrane fouling control, and some solutions are already suggested. Other problems to be solved before the full application of the AnMBR are recovery of dissolved methane, management of residual nutrients and sulfide. Considering the potential advantages and future technology development, AnMBR will become major domestic wastewater treatment process in near future.

• 상하수도학회지
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• 제25권4호
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• pp.565-572
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• 2011

The effects of chemical pretreatments on the excess sludge production in the membrane-coupled bioreactor were investigated. In addition, their effects on membrane fouling were also evaluated. Two membrane bioreactors were operated. In one reactor, a part of the mixed liquor was t reated with NaOH and ozone gas consecutively and was returned to the reactor. T he f lowrate of the chemical pretreatment stream was 1.5% of the influent flowrate. During the 200days of operation, the MLSS level in the bioreactor with mixed liquor pretreatment was maintained relatively constant at the range of 8,000 ~ 10,000$mg/{\ell}$ while it increased steadily up to 26,000 $mg/{\ell}$ in the absence of the pretreatment. Each reactor was equipped with two laboratory membrane modules where the flux for each module was 20, and 30 ${\ell}/m^2{\cdot}h$, respectively. With pretreatment, almost constant transmembrane pressure(TMP) was observed throughout the operation at the flux of 20 ${\ell}/m^2{\cdot}h$. Without pretreatment the membrane module at the same flux could also be operated at relatively stable condition. However, as the MLSS increases up to 25,000 $mg/{\ell}$, a fast TMP increase was observed. In conclusion, a complete control of excess sludge production in the membrane-coupled bioreactor was possible without significant deterioration of the treated water quality. In addition, it was shown that stable operation in terms of TMP is possible with sludge pretreatment and recirculation.

• 대한환경공학회지
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• 제35권10호
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• pp.724-729
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• 2013

동시 질산화 탈질은 미세 용존 산소하에 한 반응조내에서 일어난다. 따라서, 본 연구에서는 인 방출을 위해 공기가 공급되는 MBR 전단에 혐기성 존을 만들어주었으며, 높은 DO 농도에서 탈질효율을 향상시켜 주기 위해서는 MBR 내에 배플을 설치하여 무산소 존이 이루어지게 하였다. 그리고 인 제거를 위한 테스트는 MBR 전단의 혐기성 반응조에 알럼 응집제를 투입하여 수행하였다. 질소 제거를 위한 SND의 최적 DO 농도 도출은 MBR 내 DO 농도를 2.0, 1.5, 1.0, 0.75 mg/L의 다양한 조건에서의 운전을 통해 수행하였다. 심지어 높은 알칼리성 하수라 알럼 응집제를 투입하였을 때 알칼리 용액 첨가 없이도 pH는 7.0~8.0로 유지되었다. TCODcr와 $NH_4^+$-N의 제거 효율은 모든 DO 농도에서 90% 이상이었다. DO 농도 2.0, 1.5, 1.0, 0.75 mg/L에서의 TN 제거효율은 각각 50, 51, 54, 66%이었다. DO 농도 0.75 mg/L 조건에서 알럼을 첨가한 결과 TN 제거효율은 54%로 감소하였다. 혐기성 반응조에 알럼을 투입한 결과 TP 제거효율은 29%에서 95%로 향상되었다. 그리고 알럼 투입 후 분리막 모듈의 화학적 세정 주기는 15~20일부터 40~50일으로 늘어났다.

• 공업화학
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• 제17권5호
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• pp.521-526
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• 2006

폐수를 재이용하기 위한 고도처리 시스템으로서 분리막 생물반응조(Membrane Bioreactor, MBR)는 기존의 활성슬러지 공정(Activated Sludge Process, ASP)에 비하여 많은 장점을 가지고 있다. 도시 하수 중에 포함된 유기물과 영양염류를 동시에 제거하기 위하여 침지형 정밀여과(Microfiltration, MF) 막을 이용한 무산소/호기(Anoxic/Oxic, A/O)형 MBR에서 투과플럭스를 $10.2L/m^2{\cdot}h$로 일정하게 유지하면서 고형물 체류시간(Solids Retention Time, SRT) 변화에 따른 막 여과 특성을 조사하였다. 실험 결과, SRT를 증가시킬수록 체외고분자물질(Extracellular Polymeric Substances, EPS)내 단백질/탄수화물(Protein/Carbohydrate, P/C) 비가 높아져서 막 오염이 빠르게 진행되었다. A/O MBR에 RO막을 결합한 A/O MBR-RO 공정을 폐수의 고도처리에 적용하고자 하였으며, 성능평가를 위해 A/O MBR-RO 공정과 기존의 활성슬러지 공정에 MF와 RO막을 결합한 ASP-MF-RO 공정의 유기물 및 영양염류 제거율을 비교하였다. 실험 결과 A/O MBR-RO 공정이 ASP-MF-RO 공정보다 더 우수한 처리효율을 나타내었다.

• 한국물환경학회지
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• 제21권4호
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• pp.337-346
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• 2005

An MSBR using a membrane for not only filtration but also aeration (MA-MSBR) was designed to reduce membrane fouling and to enhance water quality, and compared with an MSBR using a membrane for only filtration (BA-MSBR). COD removal efficiency of the MA-MSBR was similar to that of the BA-MSBR, but membrane performance of the MA-MSBR was better than that of the BA-MSBR. The MA-MSBR had more small particles in mixed liquor, so the specific cake resistance of flocs in the MA-MSBR was higher than that in the BA-MSBR. However, in the aerobic reaction step of the MA-MSBR, air went through membrane pores and out of the membrane surface, so cake layers on the membrane surface and a portion of organics adsorbed on membrane pores could be removed periodically. Therefore, cake resistance, $R_c$, and fouling resistance by adsorption and blocking, $R_f$, for the MA-MSBR increased more slowly than those for the BA-MSBR. Additionally, in order to compare the energy efficiency for two MSBRs, oxygen transfer efficiency and power to supply air into the reactor by a membrane module and a bubble stone diffuser were measured using deionized water. From these measurements, the transferred oxygen amount per unit energy was calculated, resulting that of MA-MSBR was slightly higher than that of BA-MSBR.

• 상하수도학회지
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• 제17권4호
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• pp.559-566
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• 2003

From this research, the performances of a sludge reduction in the sewage sludge aerobic digestion was experimented by using a sludge pretreatment and membrane bioreactor. The submerged plate membrane was used as the solid-liquid separation membrane. After drawing small amounts of sludge in a bioreactor and then doing the alkaline treatment and ozone treatment, the sludge was sent to back to the reactor. The HRT in the reactor was set as 5 days and the operation in the reactor was carried out at the DO of 1mg/L on average. After 100 days of operation in the reactor, it was shown that the reduction efficiency of total solids was more than 83%. Most of volatile solids were removed through mineralization, and the considerable portion of the non-volatile solids was dissolved and then flowed out with the effluent. Only about 16.3% of total solids in the sludge was accmulated in the reactor even without the loss of volatile fraction. Also, by deriving nitrification and denitrification in one reactor simultaneously, more than 90% of nitrogen removal effect was realized and the experiment was run smoothly without fouling of membrane, even in the high concentration of MLSS. Based on this experiment, sludge can be reduced considerably at a low HRT by these two newly suggested approach.

• 멤브레인
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• 제21권4호
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• pp.360-366
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• 2011

음식물 폐기물 침출수를 처리하는 분리막 결합 고온 혐기성소화공정(생물학적 반응조) (Anaeorobic Membrane Bioreactor, AnMBR)의 파일럿 운전에서 분리막의 교차여과 속도와 막간압력이 파울링에 미치는 영향을 관찰하였다. 연구 결과 정압여과 하에서 교차여과 속도가 증가할수록 파울링의 속도는 현격히 감소되었다. 그러나 이와 같은 영향은 낮은 막간압력에서 더욱 효과적이었다. 막간압력이 증가할수록 여과대상 물질의 압축성으로 인해 투과성이 상대적으로 낮은 파울링층(혹은 케익층)이 분리막 표면에 형성된 것에 기인된 듯하다. 여과대상 시료의 입도분석을 해 본 결과 입자크기는 약 $10{\sim}100{\mu}m$ 범위에서 분포하였고 이에 따라 브라운확산에 의한 역수송보다 분리막 표면에서 교차여과에 의해 발생하는 전단력이 입자의 역수송에 더욱 기여하고 있음을 예측할 수 있었으며 이는 AnMBR의 연속운전을 통해 재확인할 수 있었다. 운전 후 막 부검을 실시한 결과 유기 및 무기 파울링이 모두 관찰되었으나 어느 것이 지배적인 파울링 기작을 나타내는지는 앞으로 더욱 연구가 필요하다. 무기 파울링의 경우 대부분 분리막 표면에서 스케일링 형성이 지배적이었으며, 따라서 분리막의 공극 막힘에 주로 기여하는 작은 콜로이드성 유기물질의 경우 분리막 표면에서 전단력에 의한 역수송 효과는 그다지 크지 않을 것으로 사료된다.