• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제8권4호
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• pp.19-25
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• 2007

하폐수의 생물학적 고도처리 공정의 설계와 운전 최적화에 필요한 자료를 제공하기 위하여 ASM3를 이용하여 부상여재반응기(ABF)에 대한 해석을 수행하였다. 대상 반응기로서는 수중의 부유물질 제거와 질산화 반응을 위해 이용되는 호기적 부상여재반응기로 하였다. 본 연구에서는 하폐수 고도처리공정 중 활성슬러지의 생흡착반응을 이용한 전체 시스템 중에 흡착조를 거친 유출수를 부상여재를 이용하여 질산화시키는 공정에 대한 해석을 목적으로 하였다. 민감도 분석과 영향평가를 위해서 상용 수처리 공정해석 프로그램인 GPS-X(V 5.0)을 이용하였다. 민감도 분석을 통해 공정거동에 영향이 큰 매개변수($Y_A$, $k_{sto}$, ${\mu}_A$, $K_{A,HN}$)가 결정되었고, 70일간의 pilot plant 운전자료를 이용한 동적 시뮬레이션을 통해 최적화하였다. 최적화된 매개변수 값들은 $Y_A$가 0.14, $k_{sto}$는 3.5/d, ${\mu}_A$는 2.7/d, $K_{A,HN}$는 1.1mg/L로 결정되었다. 최적화된 매개변수 값들을 이용하여 시뮬레이션을 수행하였고, 부상여재반응기의 수리학적 체류시간(HRT)을 10분에서 4시간으로 변화시키면서 TN, $NH_4{^+}-N$, $NO_3{^-}-N$의 변화를 예측하여 실측값과 비교한 결과 HRT가 10분 정도로 매우 짧은 운전조건에서도 60%에 가까운 질산화율을 보여주고 있었다. 짧은 HRT에서 우수한 질산화 능력을 보인 부상여재의 특성을 이용하여 유량변동이 매우 큰 현장에 부상여재반응기가 효과적으로 적용될 수 있다고 판단되었다.

• 상하수도학회지
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• 제26권5호
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• pp.659-668
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• 2012

In Korea, almost every water treatment plant suffers from seasonal problem of algae and turbidity which result from eutrophication and heavy rainfall. To relieve this problem, experimental investigation was performed to study the applicability of a floating-media and sand filter to preliminary water treatment in terms of algae and turbidity removal. Experimental results using pure-cultured algae influent showed that the shape of algae species as well as filtration velocity affects the removal efficiency. From the experiments using natural river water, it was concluded that algae removal is more sensitive to floating-media depth but turbidity more sensitive to sand depth. As the filtration velocity increased, the removal of turbidity decreased but that of algae was not affected. The floating-media and sand filter removed more than 30 % of TP, TN, turbidity, Chl-a and CODcr, and less than 20 % of DOC and $UV_{254}$.

• 대한환경공학회지
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• 제28권1호
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• pp.1-6
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• 2006

본 연구에서 수행한 입상형의 발포 폴리스티렌을 이용한 고도처리 공정은 기존의 상용화되거나 개발중인 영양염류 처리공정에 비해 수리학적 체류시간을 상당히 줄일 수 있고 동절기에도 온도의 영향을 크게 받지 않는 장점을 가지고 있다. 도시하수를 이용하여 bench-scale 연구를 수행한 결과 T-N 제거효율의 경우 HRT 6 hr 및 4 hr에서 각각 약 55% 및 51%로서 HRT가 짧아졌을때 단지 약 4%의 처리효율 감소가 관찰되었다. 온도 영향에 있어서 여름철과 겨울철의 T-N 제거효율을 비교해본 결과 T-N 제거 효율이 각각 약 65% 및 54%로 관찰되어 여름철이 겨울철에 비해 약 11% 더 높은 효율이 관찰되었으며 겨울철 효율저하는 주로 암모니아성 질소의 질산화가 원활이 이루어지지 않았기 때문인 것으로 관찰되었다. 유입부하 및 C/N 비에 관한 연구에서는 유량 및 농도의 변화가 심한 하 폐수 처리에 있어서도 안정된 처리수질을 확보할 수 있었으며, C/N 비가 감소에 따른 처리효율 저하가 크지 않음을 관찰 할 수 있었다. 따라서 본 개발 시스템을 기존의 중 소규모 하수처리장에 적용할 경우 유입수내의 유기물을 최대한 활용하여 영양염류를 처리할 수 있을 것이라 기대된다.

• 미생물학회지
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• 제42권1호
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• pp.26-33
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• 2006

생물학적 질소 제거(Biological nitrogen removal; BNR) 시스템의 효율적인 처리 공정을 이재하기 위하여 질산화 반응조 내 세균 군집 구조를 16S rRNA 유전자의 PCR 및 terminal restriction fragment length polymorphism (T-RELP)방법을 이용하여 분석하였다. 본 연구에서 사용한 BNR 시스템은 국내에서 비교적 많이 적용되고 있는 부상여재를 이용한 고도처리 시스템, Nutrient Removal Laboratory 시스템, 반추기법을 이용한 영양염류 처리 Sequencing Batch Reactor (SBR)시스템이었고, 실험 결과 모든 시료에서 암모니아 산화 세균과 $\beta-proteobacteria$에 해당되는 말단 단편을 확인할 수 있었다. 암모니아 산화세균 군집에서 유래된 말단 단편의 염기서열을 분석한 결과 SBR공정에서는 Nitrosomonas와 Nitrosolobus에 속하는 군집 이 우점종임을 확인할 수 있었다. 그러나 다른 두 공정들에서는 $\beta-proteobacteria$에 속하는 미배양 균주와 Cardococcus australiensis와 염기서열 유사도가 높은 군집이 우점하였다. 또한, 암모니아산화 세균군집을 분석한 결과, SBR 공정이 암모니아 산화세균의 농화 배양에 가장 효과적인 것으로 나타났다. 이러한 결과는 각 BNR 시스템에 동일한 폐수가 유입되었음에도 불구하고 서로 다른 세균 군집 구조를 형성하고 있음을 의미한다.

• 한국물환경학회지
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• 제22권2호
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• pp.250-257
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• 2006

The objective of this study is to propose an alternative process for the small sewage treatment plants in rural communities. A biofilter has been used for biological wastewater treatment, which is becoming the alternative to the conventional activated sludge system. The proposed process used in this study, which is packed with floating media (i.e. expanded polystylene), has advantages of biofilter system and alternative flow system and they are incorporated into one process. Pilot and bench scale studies were performed using domestic wastewater. In the results of pilot plant study, it was observed that the stable effluent water quality was achieved and it met the present effluent criteria of suspended solid (SS), organic matters, T-N and T-P. In the study for determination of the cycle of backwashing, it was observed that the cycle of backwashing depended on BOD loading rates of influents. In the BOD loading rates of $0.5kg\;BOD/m^3{\cdot}day$ and $1.0kg\;BOD/m^3{\cdot}day$, the backwashing cycle of 28 hour and 16 hour were needed, respectively. The optimum backwashing time was 120~80 seconds at the media expansion rate of 50%. In the removal of SS, organic matters, T-N and T-P, SS removal was rather achieved by physical filtration than biological mechanism and the removal of organic matters except for SS, T-N and T-P were mainly rather achieved by biological mechanism than physical filtration. In bench-scale study, the effects of recirculation rate was investigated on removal of SS, TCOD, T-N and T-P. It was observed that the recirculation made removal efficiencies of SS, TCOD, T-N and T-P increased. Especially, in T-N removal, the increase of T-N removal efficiency of 40% was observed in the reicirculation rate of 1Q compared with 0Q.

• 상하수도학회지
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• 제19권2호
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• pp.149-154
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• 2005

Conventionally used flocculation tanks require large space and high energy requirement for mixing. Static flocculators using gravel bed filter operate at a lower flow rate ($5-10m^3/m^2{\cdot}h$). Further, the cleaning of this system is difficult. A novel high rate static flocculator/filter developed at UTS packed with buoyant media such as polystyrene, polypropylene has been found to operate at higher filtration rates (30-45 $5-10m^3/m^2{\cdot}h$). They can easily be cleaned with minimal energy. Detailed experiments conducted with an artificial kaolin clay solution show that buoyant media is an excellent static flocculator in producing uniform filterable microflocs (12-15 m) even when it is operated at a high rate of 30-40 m/h. Detailed filtration experiments were conducted in a wastewater treatment plant to treat the biologically treated effluent with a floating media of depth of 120 cm. This filter was able to remove majority of phosphorus and remaining solids. It reduced significantly the fecal coliforms and fecal streptoccoci, thus requiring less amount of chlorine for disinfection. The advantage of this system is the low energy and water requirement for cleaning of filter bed. The periodic backwash adopted 30 seconds air and water and 30 seconds water cleaning every 90 minutes filter operation. Thisis equivalent to 1-2% of filtered water production. Mechanical cleaning system on the other hand, requires very low energy requirement (<1% of filtered water production).

• 대한환경공학회지
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• 제29권8호
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• pp.950-955
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• 2007

본 연구에서 개발한 시스템은 기존에 사용되던 유수분리기를 유류가 혼입되어 발생하는 도로, 교량 등의 도시 불투수면 비점 오염저감장치로 업그레이드한 것으로서 유적입자가 coalescence 원리에 의하여 고밀도 고분자 폴리에틸렌 소재를 사용하여 제작된 메디아의 표면과 공간 사이를 타고 이동하면서 합체되어 유적의 크기가 증가한 후 부상하여 제거되는 기전과 SS 성분의 고형물이 침전에 의해 제거되는 원리를 이용한 도시 비점오염저감시설이다. 따라서 본 연구에서는 coalescence 기전을 통해 유수분리가 일어나는 나선형 고분자 여재의 유수분리 특성을 image analysis를 통해 규명하였으며 또한 도로노면 먼지와 폐엔진오일을 이용하여 비점오염원 저감시설에 유입되는 폐수를 모사하여 비점오염원 저감시설의 유수분리 성능을 실험하였다. 연구에 사용된 여재는 부정형의 투명한 나선형 구조를 갖고 있으며, SEM 사진 및 BET 측정 결과 매끄러운 표면 특성을 나타내고 있다. 직접 측정 방법으로 여재의 표면적을 측정한 결과, 여재 1립당 표면적은 1,428 $mm^2$으로 나타났으며, 단위당 중량은 45.3 $kg/m^3$으로 조사되었다. 또한 폐수 내 기름 입자의 액적크기를 현미경으로 촬영하여 이미지 분석을 수행한 결과, 메디아를 통한 폐수내 기름성분의 제거가 coalescence에 의해 일어나고 있음을 증명하였다. 마지막으로 나선형 부유 메디아를 적용한 비점오염저감시설의 성능평가 결과, 유량에 따라서 부유성 고형물은 $86.6\sim95.2%$, $COD_{Cr}$, $87.3\sim95.4%$, n-Hexane 추출물 $71.8\sim94.8%$의 제거효율을 나타내어 본 장치의 처리성능은 기존의 비점오염원 저감시설의 처리대상물질인 유기물과 부유물질 뿐만 아니라 유류의 제거에도 효과적인 것으로 평가되었다.