• 제목/요약/키워드: 생물정화

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Removal of Color and non-biodegradable organic matter from biologically treated effluent by coagulation. (응집에 의한 생물학적 처리수의 색도 및 난분해성 유기물 제거)

  • Seo, Tae-Gyeong;Park, Sang-Min;Park, No-Baek;Jeon, Hang-Bae
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2008.05a
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    • pp.859-863
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    • 2008
  • 축산폐수, 침출수 등의 고농도 폐수를 생물학적으로 처리할 경우 최종 방류수는 강한 색도를 띠며 고분자량의 유기물질을 다량 함유한다. 이는 생물학적으로 분해하기 어려운 유기성 복합체와 생화학적 반응에 의한 중간생성물로 색도를 띠는 천연유기물질(NOM)을 포함한다. 생물학적 처리수의 색도는 심미적인 불안감, 방류수역의 수질오염 및 공중보건상의 잠재적 위해성을 갖는다. 또한, 수자원 이용측면에서 정수처리공정에서의 약품투입량 증가와 특히, 소독부산물 생성이라는 잠재적 문제점이 뒤따른다. 따라서 이러한 문제점을 해소하기 위한 생물학적 2차 처리수의 후속처리가 요구되며, 실제로 난분해성 유기물과 색도를 제거하기 위한 흡착, 막 분리, 고급산화(AOP) 및 화학적 응집 등의 물리-화학적 공정에 대한 연구가 수행되어왔다. 특히, 화학적 응집은 무기응집제 또는 고분자중합체(Polymer)를 이용하여 콜로이드성 입자와 색도를 띠는 난분해성 유기물을 전기적 불안정화를 유도함으로서 흡착 및 응집과정을 통해 제거하는 공정으로 많은 연구자들에 의해 연구되어왔다. 그러나 난분해성 유기물과 색도제거는 대상원수의 성상과 화학적 특성 등에 따라 각각의 제거효율과 최적 운전조건이 상이하게 나타난다. 화학적 응집공정은 비교적 높은 제거효율을 보이지만, 운전 및 유지관리의 기술적 어려움, 경제적 비효율성 등으로 인하여 적용에 어려움을 겪고 있는 실정이다. 본 논문에서는 생물학적 혐기-호기성 공정에서 방류되는 축산폐수의 2차 처리수를 대상으로 화학적 응집에 의한 색도 및 난분해성 유기물의 제거거동을 고찰하였다. 대상 처리수의 $TCOD_{Cr}$ 농도는 평균 410 mg/L인 반면, $BOD_5$는 7-15 mg/L 범위로 난분해성 유기물을 다량 함유하고 있음을 알 수 있었다. 이에 황산알루미늄(Aluminium sulfate; $Al_2(SO_4){\cdot}14H_2O$)과 염화철(ferric chloride)의 무기응집제를 이용하여 자 테스트(jar test)를 수행한 결과, 동일한 응집제 주입량에서 염화철의 유기물 제거 효율이 높은 것으로 나타났다. 황산알루미늄과 염화철의 경우 각각의 응집제 주입율 5.85mM에서 89%, 7.03mM에서 97.5%의 최대 유기물 제거효율을 보여주었으며, 이 때 최종 pH는 4.0-5.6 범위이었다. 한편, 대상 원수 내의 콜로이드성 입자 또는 용존성 유기물의 작용기(functional group)는 일반적으로 음으로 하전 되어 있어 응집에 의해 잘 제거되지 않는 특성을 가지고 있다. 따라서 과량의 응집제를 주입하여 다가의 양이온성 금속염을 흡착시켜 전기적으로 중화시키고, 생성된 침전성 수화물 내에 포획 또는 여과시켜 제거하게 된다. 이 때, 금속염 수화종의 전하밀도가 응집효율에 영향을 주는 것으로 알려져 있는데, 다가의 양이온은 전기적 이중층(Double layer) 압축에 의한 불안정화를 향상시킬 수 있기 때문에다. 또한, 2가 금속염은 색도유발물질과 흡착하여 humate 또는 fulvate 등의 착화합물(complex)을 형성시켜 응집효율을 향상시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 생물학적 2차 처리수의 화학적 응집처리에 있어서 알루미늄염 등의 다가이온 첨가가 응집에 미치는 영향을 관찰하고, 후속되는 플록형성 및 침전공정에 의한 제거효율을 비교, 평가함으로써 2차 처리수로부터 난분해성 유기물과 색도를 보다 효과적이고 경제적으로 제거할 수 있는 최적인자를 도출하고자 하였다.

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Analysis of Heavy Metal Contaminated Soils Remediation Using Reactive Drains (반응성 배수재를 이용한 중금속 오염토양의 정화효율 분석)

  • Park, Jeongjun;Choi, Changho;Shin, Eunchul
    • Journal of the Korean Geosynthetics Society
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    • v.12 no.1
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    • pp.29-38
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    • 2013
  • This paper presents the analysis condition of remediation technique of contaminated fine-grained soil and physical properties of bio-degradable drain for analysis site applicability using bio-degradable drain method. As the result, two kinds of developed degradable drains (cylindricality shaped and harmonica shaped) are satisfied the Korean Industrial Standard. And the cylindricality shaped drain has an excellent discharge capacity than that of another one. By the results of laboratory test, the citric acid is chosen as the washing agent because it has low toxicity, so it is able to minimize harmful influence to environment. Furthermore the subject contaminants were selected as Cd, Cu and Pb. Based on the field pilot test results, the most remedial efficiency is the use of reactive material applied in bio-degradable drain method with the process of injecting the washing agent and extraction of contaminated fluid.

For Refuse of marine dredged eco-friendly cleaning technology (미세 해양오염퇴적물의 생물학적 처리기술 개발)

  • Kim, In-Soo;Ha, Shin-Young;Jeong, Kyung-Chul
    • Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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    • 2012.06a
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    • pp.167-168
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    • 2012
  • 본 연구는 해양퇴적물 준설 중 해양의 탁도와 2차오염을 유발하는 미세한 입자의 퇴적물을 생물학적으로 처리하는 친환경 정화기술로 유용미생물제제(BM-S-1)를 투여한 Lab Scale의 실험장치를 이용하여 기초 실험을 수행하였다. 유용미생물제제(BM-S-1)가 우점되어 있는 Lab Scale 실험장치를 운전하여 유기물 정량분석방법인 COD, T-N, T-P를 분석해본 결과 모든 항목이 약 98% 이상 처리됨을 확인할 수 있었다. 특히 본 실험대상물질인 해양퇴적물은 고농도의 염분이 함유되어 있어 기존기술만으로는 생물학적 처리가 어려웠지만, 본 연구에서 사용된 유용미생물제제(BM-S-1)은 염분이 함유된 오염 퇴적물에서도 효과적인 생물학적 처리가 가능함을 확인 할 수 있었다. 따라서 준설 시 2차오염을 유발시키는 미세한 입자의 해양퇴적물을 본 공법으로 처리하여 방류할 시 친환경적인 준설이 이루어질 수 있으며 이 때 처리되어 배출되는 미세토양은 재이용 가능하다고 판단된다.

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Field Assessment of in Situ Remediation of NO3--contaminated Ground Water Using Zero-valent Iron/Bio Composite Media (영가철/바이오 복합처리제를 이용한 질산성 질소 오염 지하수의 현장 지중정화 적용성 평가)

  • Joo, Wan-Ho;Chang, Yoon-Young
    • Journal of Environmental Impact Assessment
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    • v.30 no.1
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    • pp.35-48
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    • 2021
  • In this study, the assessment of field applicability of in-situ remediation of nitrate-contaminated groundwater located in Yesan-gun was performed. Zero-valent iron/bio composite media injected PRB (Permeable Reactive Barrier) and monitoring well were installed in the contaminated groundwater site and monitored main remediation indicators during the PRB operation. Nitrate, nitrite, ammonia, Fe ion, TOC, and turbidity were analyzed and the diversity and population of microorganism in the PRB installed site were investigated for the verification of effect of injected PRB. In the study site where is an agricultural area, a river flows from west to east that forms a river boundary and the southern area has an impermeable sector. It was found that nitrate flows into the river, which is similar as groundwater flow. Simulation result for the fate of nitrate in groundwater showed steady state of nitrate arrived after 3~5 years passed. However, it is just to consider current conditions with no additional input of contaminant source, if additional input of contaminant source occurs contamination dispersion and time for steady state are expected to be increased. The monitoring results showed that Fe ion, TOC and turbidity in groundwater were not clearly changed in concentration after PRB installation, which indicates adaptability of the injected PRB for remediation of groundwater with no additional harmful effect to water quality. The concentration of nitrate maintained less than 5mg/L until 42 days after PRB installation and recovered its initial concentration after 84 days passed and showed termination of reactivity of injected zero-valent iron/bio composite media for removal nitrate. Nitrite and ammonia ions found after installation of PRB indicates reductive removal of nitrate. And the outstanding increase of microorganism diversity and population of Betaproteobacteria Class which includes denitrification microorganism explains biologically reductive removal of nitrate in injected PRB.

Investigation on Water Purification Effect Through Long-Term Continuous Flow Test of Porous Concrete Using Effective Microorganisms (유용미생물을 이용한 포러스 콘크리트의 장기간 연속흐름 실험을 통한 수질정화 효과 검토)

  • Park, Jun-Seok;Kim, Bong-Kyun;Kim, Woo-Suk;Seo, Dae-Sok;Kim, Wha-Jung
    • Journal of the Korea Concrete Institute
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    • v.26 no.2
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    • pp.219-227
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    • 2014
  • The purpose of this study is to investigate water purification properties of porous concrete by using effective microorganisms through the long-term continuous flow test. To solve the problems such as desorption of conventional microorganisms, in this study, tertiary treatment of the effective microorganisms identified by 16S rDNA sequence analysis was adopted per each step in the manufacturing process of porous concrete. And concentration for optimum continuous flow test and operation conditions through basic experiments according to retention time were investigated. Based on the experimental results, the porous concrete applying effective microorganisms showed no toxicity on the biological water quality and exhibited excellent removal efficiency than normal porous concrete. Therefore, contaminated water quality would be improved by treatment performance investigation of contaminants through long-term continuous flow test. If problems are complemented during the experiment process, it is expected to be able to reduce the non-point pollution sources flowing into river.

An Experimental Study on the Restoration Creation of Tidal Flats (간석지 생태계 복원에 관한 실험적 연구)

  • Lee, Jeoung-gyu;Lee, Nam-hoon
    • Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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    • v.8 no.1
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    • pp.77-82
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    • 2000
  • Seven constructed and three natural tidal flats were compared to evaluate state-of- the-art of creation and restoration technology for tidal flats. parameters studied were physico-chemical and biological characteristics of soils and rate of respiration. The natural tidal flats had higher contents of silts, nitrogen and organic matter compared to the constructed ones. The natural ones had reductive Bone below 2 cm whereas the constructed ones had oxidative zone from the surface to below 20 cm. The bacterial population in the soil of the constructed tidal flats was one to two magnitudes lower than that in the natural ones. Biomass of macrobenthos and microbial respiration rate, however, were not different significantly between the natural and the constructed tidal flats. The purification capacity by diatom+bacterial+meiobenthos and macrobenthos in the constructed tidal flats was higher than that in the natural ones due to deeper permeable layer for purification in the constructed tidal flats. There was an exceptional constructed tidal flat with similar physico-chemical and biological characteristics to natural ones. Shearing stress to the surface of the tidal flat by the flow of seawater was as low as that of natural ones. These hydraulic conditions seemed to be a controlling factor on structures and functions of tidal flats. The control of hydraulic condition seemed to be one of the most important factors to create natural-like tidal flats.

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The test-bed construction and water purification assessment of the eco-convergence type aerated string contacted oxidation system (생태융합형 접촉산화수로 Test-Bed 구축 및 정화효율 평가)

  • Choi, Sunhwa;Lee, Seung-Heon;Jang, Kyusang;Kim, Heungseop
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2016.05a
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    • pp.592-592
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    • 2016
  • 국내에는 17,500여개의 농업용 저수지가 전국적으로 분포하고 있다. 국내 농업용 저수지는 대부분이 소규모이며, 연중 수량 변동이 심하고, 유역배율이 작아 태생적으로 수질오염에 취약한 구조로 되어 있다. 특히 농업용 저수지는 도시 근교나 농촌지역에 많이 위치하고 있어 유역 내 축산 농가나 미처리 생활하수에서 유래된 유기물 및 영양염류 유입에 의한 수질오염도가 높다. 저수지에 고농도로 유입되는 유기물, TN, TP를 처리하기 위하여 농어촌연구원과 수생태복원(주)에서는 공동으로 친환경 수처리시설인 생태융합형 접촉산화시스템을 개발하였다. 생태융합 접촉산화수로는 상부 식생과 수로 내의 섬유상 끈상 미생물 접촉재를 이용하여 오염수가 수로를 흐르면서 침전, 여과, 흡착, 산화, 흡수 등 물리학적, 화학적, 생물학적 원리를 이용하여 고농도의 유기물과 질소, 인을 제거하는 물리적, 생물학적 공정을 융복합 기술이다. 본 연구에서는 경기도 시흥시에 소재하고 있는 M 저수지에 현장 Test-bed를 구축하여 수질정화효율을 평가하였다. M 저수지는 유효저수지량이 약 23만톤에 해당하는 소규모 저수지로, 1941년도 준공된 아주 노후화된 저수지로 평균 수심이 2m 이하이고 연중 수질오염도가 높은 저수지이다. 매화저수지 수변에 설치된 생태융합형 접촉산화수로의 전체규모는 길이 8.6m, 폭 2m, 수심 2m에 해당하며, 끈상 미생물 메디아조 3개($2{\times}2{\times}6m^3$), 침전조 1개($2{\times}2{\times}2m^3$)로 구성되어 있다. 기타 부대 장치로는 끈상 메디아조에 산소공급을 위한 Air-mist(마이크로 버블 발생장치), 자동운전계기판, 유입펌프 등이 있다. 생태융합형 접촉산화수로의 처리 공정은 유입수${\rightarrow}$에어미스트${\rightarrow}$고속복합응집장치${\rightarrow}$융복합 산화조(3조)${\rightarrow}$침전조${\rightarrow}$방류로 구성되어 있다. 테스트 베드는 2015년 8월 말경에 구축 완료하였으며, 끈상 미생물 메디아조의 수질정화효율을 평가하기 위하여 9월부터 11월까지 총 7회 걸쳐 유입수와 유출수를 각각 조사하였다. 현장 측정항목인 수온, pH, EC, DO 등은 유입수 및 유출수간 큰 차이가 없었고, COD, SS, Chl-a, TP 등은 수처리시스템 초기 가동시에는 메디아에 미생물 부착율 저조로 유입수 및 유출수 수질농도에 큰 차이가 없었으나, 운영시간의 경과와 함께 메디아의 미생물 충진율이 높아짐에 따라 처리효율이 최대 SS 69.6%, Chl-a 89.3%, TP 89%까지 도달하는 것으로 나타났다. 생태융합 접촉산화수로는 부지 집약적인 컴팩트한 수처리 시설로서 현재 널리 이용되고 있는 인공습지를 대체할 수 있는 경제적인 시설로 판단된다.

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Effective Costal Environmental Management by Conjugation of Modeling of Bio-Purification and Total Allowable Pollutant Loads in Masan Bay (생물정화기작과 총허용오염부하량을 연계한 마산만의 효율적 해양환경 개선방안)

  • Eom, Ki-Hyuk;Kim, Gui-Young;Lee, Won-Chan;Lee, Dae-In
    • Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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    • v.15 no.1
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    • pp.38-46
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    • 2012
  • This study carried out current status, characteristics, and problems of coastal environment management on semi-enclosed Masan Bay in Korea and suggests cost-effective and eco-friendly water quality management policy. The pollutants from terrestrial sources into the Bay have apparently environmental pollution problems, such as eutrophication, red tide, and hypoxia. The carrying capacity of the Bay is estimated by hydrodynamic model and ecosystem model, material circulation including bivalve in ecosystem is analyzed by the growth model of bivalve. The resulting reduction in the input load was found to be 50~90%, which is unrealistic. When the efficiency of water quality improvement through bivalve farming was assessed based on the autochthonous COD, 30.7% of the total COD was allochthonous COD and 69.3% was autochthonous COD. The overall autochthonous COD reduction rate by bivalve aquaculture farm was found to be about 6.7%. This study indicate that bivalve farming is about 31% less expensive than advanced treatment facilities that remove both nitrogen and phosphorous.

Development of the Biological Oxidation Filter System for Water Treatment (수처리용 생물산화 여과장치 개발)

  • 염병호;정충혁;문정석;최승일
    • Environmental engineer
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    • s.181
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    • pp.70-75
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    • 2001
  • 본 연구는 '99년 7월에 벤처형 중소기업 기술개발 지원사업으로 신규 계약된 과제로서 상수원수의 전처리 및 하수 2차 침전수의 재처리 공정에 활용될 생물 산화 여과지를 개발하는 것이다. 생물 산화 여과 system은 상수 원수의 전처리, 상수도의 고도정수 처리, 하수 및 폐수처리에 이용될 수 있는 것으로, 특히 물리적 여과기능과 포기 과정을 통한 산화 기능을 포함하는 생물학적 분해 및 자연정화처리환경을 유지하여 수질이 악화된 상수도의 전·후처리나 하.폐수의 3차 처리에 적용하기 위한 것이다. 생물 산화 여과 시스템은 여과지의 하부 장치에 균등한 공기(산소)공급시설을 하여 여과층에 연속적으로 공기를 공급하면서 여과를 함으로서 생물막 여과 및 산화 기능으로 유기물질, 철, 망간 등을 제거하고 공기의 부상력에 의하여 조류, 부유물질, 냄새 등을 동시에 제거하는 System이다. 현재 상수처리 공정으로서의 생물 산화 여과지 개발을 위해 Bench-scale과 semi-pilot plant를 거쳐 Y시 M취수장애 pilot plant를 설치하여 연구를 진행중에 있으며, 또한, G시 G하수처리장에 하수처리 공정에 관한 연구를 위해 pilot plant를 설치하고 하수 3차 처리와 저농도 하·폐수 처리를 중심으로 연구중에 있다. 아래의 연구 결과는 정수처리 공정 연구를 위한 Bench-scale plant실험을 통해 얻은 결과치이며 현재까지 진행된 연구는 주로 정수처리 공정 중심으로 이루어 졌으나 pilot plant에서는 정수 및 하수처리에서의 생물산화여과공정의 연구가 진행중이다. 현재 연구가 진행중이므로 각 인자별 최적운전조건 등은 계속적인 실험과 연구를 통해 찾아지겠으나 현재까지 수행된 연구자료를 기반으로 볼 때 생물산화 여과장치는 탁도, SS, VSS 등의 제거에 탁월한 효능을 보이고 있다. 수처리용 장치로서의 이러한 기본적인 기능 이외에 NPOC, DOC 제거에도 뛰어난 효능을 보이고 있으며 특히 정수처리 공정에서 문제시 되고 있는 동절기 암모니아성 질소제거 또한 큰 가능성을 보여주고 있다. 그 동안 외국기술에 전면 의존해 오던 생물 산화 여과방식의 국내개발은 비용 절감뿐만 아니라 국내 실정에 맞는 기술개발이라는 점에서 향후 그 적용 범위를 넓혀 갈 수 있을 것이다.

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Site Application Characteristics of Deep-Site Biopile System for Cleaning Oil-Contaminated Soil/Underground Water (유류오염 토양/지하수 정화를 위해 개발된 DSB(Deep-Site Biopile) System 현장적용특성)

  • Han Seung-Ho;Kong Sung-Ho;Kang Jung-Woo
    • Journal of Soil and Groundwater Environment
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    • v.10 no.2
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    • pp.28-34
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    • 2005
  • The aim of this article is to assess the application characteristics of the site by remediating oil-contaminated area using DSB (Deep-site Biopile) system. In the contaminated area, the soil was composed of penetrable sand and the leaked oil was spread widely (total 7,201 cubic meters) through 2.5 meter deep underground water flow. DSB system was operated for 30 minutes intervals for 24 hours in a day (30 minutes opεration and 30 minutes stop). To check contamination level change in the contaminated area after DSB system was operated, samples were taken. The result from the site shows that BTEX/TPH contamination level was dropped 50% after 30-day operation of DSB system, and that contamination level was dropped below contamination level check standard after 165 days and the remediation was completed. Unlike traditional biological remediation methods DSB system could efficiently process soil and water which were contaminated by high levels of oil compounds.