• Ecology and Resilient Infrastructure
• /
• 제4권3호
• /
• pp.142-148
• /
• 2017

본 연구에서는 부영양화의 원인이 되는 질소와 인의 제거 효율을 향상시킬 목적으로 광물질을 활용한 여재를 이용하여 호기, 혐기의 흐름조건을 만들어주기 위한 수직 수평 흐름 인공습지를 고안하여 아크릴 반응조로 제작한 후 성능평가를 진행하였다. 수직 수평 흐름형 인공습지의 경우 호기 및 혐기조건을 평가하기 위해서 반응조 내 용존산소(DO) 농도를 측정해본 결과 호기상태에서는 2.7 mg/L, 혐기상태에서는 N.D로 확인되어 목적에 부합된 결과가 확인되었다. 실험결과에서는 SS 저감효과가 140 min, 80 min, 60 min의 운전시간에서 각각 94%, 91%, 61%의 효율을 보였고, T-P의 경우 각각의 운전시간에 따라 84%, 71%, 63%의 저감효율을 보였다. 또한 T-N의 경우 각각의 운전시간에 따라 63%, 49%, 42%의 저감효율을 보여 기존의 습지가 12~24 hr 체류시간을 가지는 것에 비하여 짧은 운전시간에도 높은 처리효율을 보이는 것으로 확인되었다. 본 연구에서는 수직 수평 흐름 방식을 복합 적용하여 기존 인공습지의 단점을 보완하기 위해 기술개발을 진행한 것으로 어떠한 기능적 효과를 갖는지 확인하였고, 향후 이에 대한 현장적용을 위한 운영 및 관리적 차원의 메커니즘 연구가 추가로 진행 될 필요가 있다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제33권7호
• /
• pp.530-535
• /
• 2011

본 연구는 호소의 부영양화의 원인물질인 인을 효과적으로 제거하고자 개발된 알루미늄-황토 및 란타늄-황토 복합체의 흡착 특성을 평가 하였다. 연구 결과 황토 1 g에 주입된 알루미늄과 란타늄 양이 증가할수록 결합된 양이 비례하여 증가하였다. 알루미늄과 란타늄이 첨가되지 않은 황토와 0.5, 1, 2 mg의 알루미늄과 0.5, 1, 3 mg의 란타늄이 첨가된 복합체를 사용한 경우에 인 제거효율이 다르게 나타났다. 수중의 인 1 mg $PO_4^{3-}$-P/L를 모두 제거하는데 요구되는 양은 알루미늄-황토 복합체가 순수 황토에 비하여 약 2~10배 적은 것으로 나타났다. 또한 란타늄-황토의 경우에는 약 1.5~10배 적게 요구되었다. 제조된 알루미늄-황토, 란타늄-황토 복합체를 수세한 후에 인 흡착 정도를 관찰하기 위하여 복합체를 1~3회까지 수세한 후 결과를 관찰하였는데 수세전과 비교하여 인 제거효율 차이는 크지 않은 것으로 나타났다. pH에 따른 영향은 pH 5~8에서 높은 인 제거율을 보임으로써 개발된 복합체는 일반 자연수계에 살포시 탁월한 인 제거 효능을 보일 것으로 판단된다. 또한 제조된 알루미늄-황토 및 란타늄-황토 복합체는 30분 이내에 빠르게 침전되기 때문에 호소 바닥에서 빠른 시간 내에 안정화 되어 수중의 인과 퇴적층에서 용출되는 인 제어를 담당할 것으로 사료된다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제38권9호
• /
• pp.482-496
• /
• 2016

하천과 호수의 부영양화로 인하여 남조류가 대량으로 증식하게 되면 고유의 생물독소로 인한 위해뿐만 아니라 정수처리 과정에서 경제적 손실을 야기할 가능성이 있다. 현재 상용화되어있는 천연조류제거제인 M사의 W.H. 응집제(이하 W.H.)는 참나무 유래 성분의 살조 및 타감작용을 이용한 응집.부상공정을 통하여 조류를 사전에 제거함으로써 정수공정에 미치는 영향을 효과적으로 저감할 수 있다. 그러나, W.H.를 활용한 응집 부상공정은 정수처리의 전처리공정으로 적용된 사례가 없기 때문에 최적주입농도의 결정기법에 대한 보고 또한 전무한 실정이다. 본 연구에서는 (1) 한강에서 채취한 복합 조류와 (2) 남조류를 선택적으로 대량 배양하여 광조건 하에서 W.H. 투여량 및 조류농도 등의 여러 조건을 변화시키면서 Jar-test를 시행하여 응집 부상공정에서의 조류의 제거기작을 검토하였다. Jar-test 결과를 바탕으로 IBM-SPSS를 활용한 다중회귀분석을 실시하여 최적 W.H. 주입농도를 결정하기 위한 Chl-a 농도와 탁도를 변수로 하는 두 가지 선형식을 도출하였다. 또한 유입수질의 변동에 따라 W.H. 주입농도를 신속하게 결정하고 자동화할 수 있는 자동제어 로직의 프로토타입(Prototype)을 제시하였다.

• 한국수산과학회지
• /
• 제26권6호
• /
• pp.557-566
• /
• 1993

한국연안해역 표층퇴적물중의 유기물함량 분포특성을 밝히기 위하여 1993년 2월에 총117개 정점에서 중력식 corer로 채취한 표층퇴적물 시료에 대해서 유기탄소와 질소함량, 강열감량, 화학적산소요구량, phaeopigment 및 총황화물량을 측정하였다. 표층퇴적물중 유기 탄소 및 질소함량은 각각 $0.03{\sim}5.41\%$(평균 $1.08\%$), $0.01{\sim}0.44\%$(평균 $0.18\%$) 범위였는데 진주만에서 부산항사이의 남해동부연안역에서 각각 평균 $2.18\%$와 $0.23\%$로서 한반도 주변해역중 가장 높았고 금강에서 동진강에 이르는 군산연안 해역이 각각 평균 $0.17\%$와 $0.03\%$로 가장 낮은 분포였다. 주요인 분석의 결과는 조사해역의 표층퇴적물중 유기물함량 분포특징을 잘 나타냈는데 유기물 함량 즉 부영양화의 정도에 따라 서해와 남해동부해역이 뚜렷이 구분되며 부산항과 마산만 입구에서의 높은 C/N비는 이 수역이 인근 도시의 생활하수나 산업폐수의 영향을 크게 받고 있음을 보여준다. 또한 마산만내의 표층퇴적물은 높은 황화물량을 보여 다른 해역과 뚜렷이 구분된다.

• ALGAE
• /
• 제17권2호
• /
• pp.105-115
• /
• 2002

Influences of vrious environmental factors on the eutrophication of Nakdong River were analyzed statistically using water samples collected from 1 January, 1999, to 30 September, 2001 at Namji area. The relationships between the concentration of chlorophyll α (eutrophication index) and environmental factors and were analyzed to develop a statistical model which can predict the status of eutrophication. The concentation of chlorophyll α ranged from 66.2 mg · $m^{-3}$ to 70.8 mg · $m^{-3}$ during dry winter season and the average concentration during this study period was 35.5 mg · $m^{-3}$ Namji area of Nakdong River was in the hypereutrohic stage in terms of water quality. Stephanodiscus sp. and Aulacoseria granulata var. angustissima were dominant species during the witnter to spring time and summer to autumn period, respectively. Based on the correlation analysis and the analysis of variance between chlorophyll α concentration and environmental factors, significantly high positive relationships were found in the order of BOD> pH> COD > KMnO₄ consumption > DO > conductivity > alkalinity. In contrast to these factors, significantly negrative relationships were found as in the order of $PO₄^{3-}-P$ >water level>the rate of Namgang-dam discharge > NH₃-N> the rate of Andong-dam discharge> the rate of Hapchoen-dam discharge. Based on the factors analysis of environmental factors on the concentration of chlorophyll α, we obtained five factors as follows. The first factor included water level, pH, turbiditiy, conductivity, alkalinity and the rate of Namgang-dam discharge. The second factor included water temperature DO, NH₄+-N, NO₃- -N. The third factor included KMnO₄ consumption COD and BOD. The fourth factor included the rate of Andong-dam discharge, the rate of Hapcheon-dam discharge, and the rate of Imha-dam discharge. The final factor included T-N T-P and $PO₄^{3-}-P$ > concentration. We derived two statistica models that can predict the occurrence of eutrophication based on the factors by factor analysis, using regression analysis. The first model is the stepwise regression model whose independent variables are the factors produced by factor analysis : chl α (mg · $m^{-3}$ = 42.923+(18.637 factor 3) + (-17.147 factor 1) + (-12.095 factor 5) + (-4.828 factor 4). The second model is the alternative stepwise regression model whose independent variables are the sums of the standardized main component variables:chl α (mg · $m^{-3}$ = 37.295+(7.326 Zfactor 3) + (-2.704 Zfactor 1)+(-2.341 Zfactor 5).

• 한국환경농학회:학술대회논문집
• /
• 한국환경농학회 2009년도 정기총회 및 국제심포지엄
• /
• pp.329-338
• /
• 2009

대기 중으로 휘산 되는 대부분의 암모니아는 농경지에 시용하는 가축분뇨, 퇴비 및 질소비료에서 유래하며, 휘산된 암모니아는 강하 (Deposition)를 통해서 자연생태계의 산성화를 초래하고 수계의 부영양화를 유발하는 원인물질로 작용한다. 본 연구에서는 돈분뇨 및 퇴비 시용방법에 따른 암모니아 휘산량을 정량적으로 평가하였다. 돈분퇴비 표층살포 (SA), 표층살포 후 즉시 경운(IRA), 표층살포 3일후 경운 (RA-3d) 처리구의 13일동안 암모니아 휘산량은 각각, 28.7, 8.7, 24.3 kg N/ha 로 IRA 처리구는 SA 처리구에 비해 약 70% 저감효과를 가져왔다. 돈분 액비 표층 살포 후 즉시 경운은 무경에 비해 봄과 가을 각각 26, 50% 의 암모니아 휘산량 저감 효과가 있었다. 그리고 수분 함량에 따른 암모니아 휘산량은 수분 함량이 높을수록 건조 토양에 비해 증가 하였다. 돈분 액비 시용 전후 담수 조건에 따른 암모니아 휘산량은 담수 상태에서 액비를 시용하는 것이 건토에 액비 살포 1일 후 담수 보다 약 4.7배의 암모니아 휘산량 증가가 있었다.

• 상하수도학회지
• /
• 제26권5호
• /
• pp.713-721
• /
• 2012

강이나 호수로 유입되는 인(P)이 종종 부영양화의 가장 큰 제한요소로 작용한다. 그런데 하수처리장의 방류수가 자연수계에 인의 중요한 공급처로 작용하는 경우가 많기 때문에 하수처리장의 최종 처리수에서 인의 제거가 요구된다. 하수에서 인을 제거할 수 있는 많은 기술 중에서, 활성 칼슘-황토의 복합체를 이용한 흡착기술을 연구하였다. 칼슘을 황토에 첨가하여 인의 흡착 용량과 흡착강도를 증가시켰다. 칼슘을 첨가한 황토를 최적 온도로 밝혀진 $400^{\circ}C$의 고온에서 활성화시켰다. $400^{\circ}C$ 미만에서 활성화시킨 칼슘-황토는 하수처리 공정의 활성칼슘-황토 복합체를 이용한 처리조에 적용하기엔 강도가 부족하였다. 반면 $400^{\circ}C$ 초과 온도에서 활성화시킨 칼슘-황토 복합체는 복합체 표면이 유리화되어 흡착용량이 감소하였다. 활성칼슘-황토 복합체는 표면에 충분한 기공이 발달하지 못하여 인의 흡착용량에 한계는 있으나 칼슘을 첨가하였기 때문에 흡착강도는 높았다. 활성칼슘-황토는 입자형 복합체로 만들어졌다. 제조된 복합체를 흡착칼럼에 채워 하수처리공정에 적용하였다. 활성칼슘-황토의 복합체를 충진한 칼럼을 파일롯트 플랜트에 적용한 결과 0.5 mg/l의 인의 농도를 0.1 mg/l로 낮출 수 있었고, 이온성 인을 4개월의 운전기간 동안 완전하게 흡착시켜 제거할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
• /
• pp.251-251
• /
• 2011

해양 투기가 금지되면서 혐기소화를 통해 최종적으로 발생되는 폐기물 양을 줄이고 메탄 등의 바이오 가스를 얻어 이를 에너지로 얻기 위한 많은 공정들이 현장에 적용되고 있다. 하지만 혐기 소화 과정을 마친 후 유출되는 유출액은 고농도의 유기물질 및 암모니아성 질소, 인산염 등을 다량으로 함유하고 있어 적은 양이라도 하천이나 호수 등에 유입되면 수질 악화와 부영양화를 초래할 위험성이 크다. 이번 연구에서는 음식물류 폐기물로부터 바이오가스를 생산하기 위한 혐기소화 공정에서 발생하는 유출액의 방류수 수질기준 확보와 경제성을 만족시킬 수 있는 처리공정의 상용화 기술을 개발하기 위해 생물학적 처리， 물리 화학적 처리를 통합한 공정을 적용하였다. P건설사 혐기소화 유출액 pilot plant(1 ton/day) 운전 결과 50~70% 로 $NO_2$-N 이 약 1,000 mg/$\ell$정도로 축적되는 현상을 보였으며 상대적으로 $COD_{Cr}$의 농도는 400~600 mg/$\ell$로 C/N 비가 낮아 탈질이 어려울 것으로 판단하였다. 이에 실험실 규모에서의 실험을 진행하였다. $NO_2$-N와 $NO_3$-N을 기준으로 McCarty 양론비 기준 80% 에서 300%까지 메탄올을 주입해 제조 폐수와 실제폐수로 실험을 진행하였고 제조폐수로 실행된 실험에서 아질산 탈질의 효율을 확인하였다. 미생물이 메탄올에 순응 후 완전 탈질에 걸리는 시간은 약 2.5 일로 확인 되었으며 메탄올이 추가로 주입되지 않은 반응조의 $NO_2$-N의 탈질량은 메탄올이 이론값 100% 주입 된 반응조에 비해 30% 이하의 처리 효율을 나타냈다. 이론값을 기준으로 메탄올이 100% 주입된 반응조는 약 96.1%의 탈질 효율을 보였으며 메탄올 순응 후에 약 1.5 일의 HRT가 단축되었기 때문에 메탄올에 장시간 순응 시 탈질 효율이 더 좋아질 것으로 보인다. 아질산탈질에 대한 실험실 규모 연구결과를 토대로 pilot plant에서 재현성 검토를 목적으로 운전을 수행하였다. 무산소조의 HRT는 2.7 일 이었으며 호기조의 HRT는 4.1 일 이었다. 유입수의 평균 $COD_{Cr}$ 농도는 2,878 mg/L, T - N 농도는 2,723 mg/L로 나타났으며 $NO_2$-N 기준 C/N비 1.2-1.8의 메탄올을 주입하였을 때 96% 이상의 탈질율을 보였다.

• 한국수산과학회지
• /
• 제30권5호
• /
• pp.882-895
• /
• 1997

본 연구는 시화방조제 건설로 인하여 외해수와의 순환이 차단된 후 유기물오염과 담수화가 진행된 시화호 내에서 방조제 완공 전과 후의 저서동물 군집을 비교함으로써 시화호 내에서 저서동물군집이 어떤 천이과정을 거쳤는지, 그리고 군집의 천이를 일으킨 주된 요인은 무었인지, 또한 방조제 건설 전의 시화지구 해역 저서동물 군집과 건설 후 방조제 외곽해역의 저서동물 군집을 비교함으로써 방조제 건설이 주변 해역에 미친 영향을 파악하는데 그 목적이 있다. 방조제 완공 후 시화호 내에서의 저서동물 군집의 천이는 두 방향으로 진행되었다. 첫번째는 유기물 유입의 증가에 따른 저층수의 무산소 및 빈산소 환경의 형성으로 인해 저서동물이 완전히 사라진 중오염역 (Grossly Polluted Zone)의 출현이다. 두번째는 저서동물 군집이 계속 유지되고 있는 방조제 근처의 낮은 수심에서의 기회종으로 구성된 오염역 (Polluted Zone)으로의 저서동물 군집의 천이이다. 이런 군집의 천이는 방조제의 배수갑문을 통한 빈번한 해수 유입으로 인하여 저층수의 염분도와 용존산소량의 변화에 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한 시화방조제 건설은 주변 외곽지역의 저서동물 군집에도 영향을 미쳐 건설 전보다 후에 평균 출현종수는 2.6배, 밀도는 7배나 증가하는 전형적인 부영양화의 특징적 현상을 보임으로서 방조제 외곽해역의 저서동물 군집 또한 불안정한 상태로 변하고 있음을 알 수 있다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제33권2호
• /
• pp.143-148
• /
• 2011

본 연구는 호소나 댐과 같은 닫힌 수계에서 부영양화의 주요물질인 인을 제거하기 위한 란타늄-황토 복합체 개발에 관한 것이다. 연구 결과 황토 1 g에 붙을 수 있는 최적 란타늄 양은 2.68 mg이었으며, 인 제거를 위한 최적 반응시간은 황토에 부착된 란타늄 양이 증가할수록 최적 반응시간은 단축되었다. 수중의 인 농도는 제조된 란타늄-황토 복합체의 주입량이 증가함에 따라 인 제거율이 증가하는 경향을 보였다. 본 연구에서 란타늄이 부착되지 않은 황토와 란타늄이 첨가된 복합체를 사용한 경우에서 인 제거 경향이 달랐다. 수중의 인을 완벽하게 제거하기 위해 소요되는 황토 및 란타늄-황토량은 후자가 전자보다 약 1.5~10배 적게 소요되었다. 란타늄-황토 복합체의 인 흡착 경향은 Freundlich 및 Langmuir 등온흡착식과 일치하는 것으로 관찰되었다. 수중의 인 제거시 제조된 복합체의 pH에 대한 영향은 넓은 pH범위(pH 5~8)에서 높은 제거율을 보임으로써 자연수계에 직접 적용할 수 있음을 확인하였다. 또한 제조된 복합체 살포시 침전시간은 30분 이내로 짧았다. 침전되는 동안 수중의 인을 흡착하면서 침전되며, 인 농도를 안정적으로 유지할 수 있을 것으로 판단된다.