• 한국물환경학회지
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• 제36권4호
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• pp.322-331
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• 2020

By introducing chemically enhanced primary treatment (CEPT) in the first stage of sewage treatment, organic matter in sewage can be effectively recovered. Because CEPT sludge contains a high biodegradable organic matter in volatile solids (VS), it is feasible to convert the collected CEPT sludge into energy through anaerobic digestion. This study examined the properties and biochemical methane potential (BMP) of the CEPT sludge obtained from a sewage treatment plant located in an ocean area. The CEPT sludge contains a VS content of 37,597 mg/L, which is higher than that of excessive sludge (ES), i.e., 33,352 mg-VS/L. In the methane generation reaction, the lag period was as short as 1 to 2 days. The BMP for the CEPT sludge was 0.57 ㎥-CH₄/kg-VS_removed which is better than that of ES, i.e., 0.36 ㎥-CH₄/kg-VS_removed. Unfortunately, the CEPT sludge showed a high salinity as 0.56~0.75% probably due to the saline sewage. Due to the salinity, repeated BMP testing in a sequencing batch reactor showed significantly low methane production rates and BMPs. Also, the ES showed a strongly reduced BMP when the salinity was adjusted from 0.20 to 0.70% by NaCl. The ES mixture with higher CEPT content showed a better BMP, which is suitable for co-digestion. Besides, anaerobic digestion for 100% CEPT sludge can be a considerable option instead of co-digestion.

• 한국물환경학회지
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• 제21권2호
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• pp.147-152
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• 2005

Fermentation efficiencies of organic wastes from the variety of sources were evaluated based on the production of total volatile acids(TVA) in batch reactor. Mixing and pH were not significant factors in producing TVA from the organic wastes. After a 10-day fermentation, final TVA concentrations in piggery, cattle, poultry, and primary settled sludge of domestic wastewater were 8,900, 2,900, 7,370 and 1,630 mg/L, respectively. The pH of organic wastes was decreased from neutral to 5.7. The ratio of TVA to $NH_4{^+}-N$ produced from the animal waste ranged from 11.5 to 30.1, whereas, that in the primary settled sludge of domestic wastewater, was 5.4. Possibility of fermented organic wastes as the electron donors for denitrification in the activated sludge was investigated. In both acclimated and nonacclimated activated sludge, higher denitrification rates were obtained with fermented piggery sludge added than with either methanol or acetate added. The fermented organic acids derived from the primary settled sludge gave the higher denitrification rate ($4.2mg\;NO_3-N/g\;vss{\cdot}hr$) in the acclimated activated sludge. Denitrification rate was $1.5mg\;NO_3-N/g\;vss{\cdot}hr$ in the nonacclimated sludge with the fermented acids from the primary settled sludge of domestic wastewater added.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.87-94
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• 2013

최근 국내의 준설퇴적오니 오염문제가 부각되고 있으며, 이에 따라 퇴적오니 오염의 정화를 위한 기술의 필요성이 증대되고 있다. 국내에서는 준설퇴적물에 응집제를 투입하여 응집 침전 후 탈수하여 매립하고 있으나, 과도한 슬러지 발생과 운송비 부담 등으로 경제성이 떨어져 새로운 처리방법의 필요성이 대두되고 있다. 이에 본 연구에서는 준설퇴적물 내 오염물질은 큰 입자에 비하여 작은 입자에 강하게 흡착되어 있어 입자별로 분리하면 처분량 및 처분비용을 감소시킬 수 있고, 후속처리 공정에 효율적인 하이드로사이클론을 통한 전처리기술을 이용하여 준설퇴적물 처리의 적합성을 파악하였다. 즉, 준설퇴적물의 입자분리를 위하여 하이드로사이클론을 운전한 결과 고형물함량과 유입압력이 분리효율에 큰 영향을 미쳤다.

• 상하수도학회지
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• 제25권1호
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• pp.85-93
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• 2011

The structural components of microorganism are quite related to the toxin and environmental conditions. The vegetative and dormant cells are quite affected by the physical and chemical environments to survive and they will be dormant when they are in the extreme environment. The mechanism to activate the microorganisms however, is not well defined yet in the area of activation state and sporulation state through the analysis of EPS. Other than that even the main mechanism of prior to acquisition of analysis values is not well understood. Therefore, what kind of specific environment to affect the activation and sporulation will be discussed through the analysis of the extracellular polymeric substances(EPS). EPS are a high molecular weight mixture of polymers presenting both outside of cells and interior of microbial aggregates. They are a major complex materials in microbial aggregation for sustaining them together in a three dimensional matrix. Three commonly used extraction methods were applied to this study their effectiveness and quantification in extracting EPS from several Bacillus microorganisms and activated sludge. Three extraction methods used for this study are regular centrifugation with formaldehyde (RCF), Steaming, and EDTA extraction. The results of EPS contents such as the quantitative proteins, carbohydrates and the ratio of protein versus carbohydrate from the several species with the several specific methods showed in this research. This study aims to get comparable results of the quantitative production of EPS and the effectiveness of sedimentation for Bacillus microorganisms and activated sludge from several wastewater treatment plans. The results revealed that the protein amount extracted was the highest by the Steaming method of three extraction methods before sporulation and the carbohydrate amount extracted was the highest by the RCA method of three extraction methods after sporulation. The higher amount of protein compared with carbohydrate from Bacillus microorganisms affected higher sedimentation efficiency, however it could not be found the relation between the EPS production and sedimentation efficiency for the activated sludge.

• 생태와환경
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• 제42권2호
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• pp.153-160
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• 2009

비점오염원으로부터 오염된 소하천에서 영양염류를 제거하기 위하여 식물플랑크톤 배양 장치를 설치하고 운영하였다. 식물플랑크톤 배양조에서 식물플랑크톤 정치배양 결과, 식물플랑크톤의 연속배양을 위한 배양조의 체류 시간을 3일로 결정하였으며 TP는 70%, TN은 44%가 제거됨을 확인하였다. 연속배양 결과 45일 동안 배양조에 유입된 TP의 53.9%, TN의 53.1%가 식물플랑크톤에 의한 흡수와 슬러지로 제거되었다. 식물플랑크톤이 성장하면서 배양조의 pH와 용존산소농도는 각각 평균 10.8, 16mg $L^{-1}$이었다. 결국 비점오염원에 오염된 하천수의 영양 염류는 식물플랑크톤의 사체와 화학반응으로 생성된 침전물로 제거되었다. 비교적 설치가 간단하고 경제성이 높은 식물플랑크톤 배양법의 높은 현장적용 가능성을 확인하였다.

• 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.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.425-425
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• 2021

북평산업단지내 공공폐수처리시설(6,500톤/일)의 가동률은 30% 이하로 매우 저조하며, 폐수배출업체는 29개소로 그 수가 적어 배출오염부하량 비율에 따른 처리비용이 일부 업체의 경우 과도하게 부과되고 있는 실정이다. 입주업체 운영비용 부담을 저감하기 위해 해당 지자체에서는 운영비용의 65% 이내에서 일정금액을 지원하고 있으나, 동일업종에 대한 원인자비용부담금 비율의 경우, 동해시 A업체는 30.18%로 타 지역 B업체의 4.83% 보다 높은 것으로 나타났으며, 지자체 지원금을 제외한 순수 처리부과금의 경우 A업체가 2배 이상 큰 것으로 나타났다. 이에 북평산업단지 공공폐수처리시설의 전체 운영비 절감을 위한 효율적인 운영방안 마련이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 북평산업단지내 공공폐수처리시설의 운영 및 관리현황을 검토하여 효율적인 운영방안을 제시하고자 하였다. 현재 운영시설에 대한 현황을 파악하고 관련 법률 및 계획등을 검토한 결과, 북평산단 지역은 하수처리 구역이 아닌 공공폐수처리구역으로 산업폐수의 공공하수도처리시설 연계처리 지침에 따라 인근 공공하수처리시설과의 연계처리가 불가한 것으로 나타났다. 또한, 환경부에서는 가동률이 저조한 처리시설에 대해서는 시설개선을 통한 방안을 제시하고 있어 현 처리시설의 공정개선을 통한 운영비 절감방안이 가장 효율적인 것으로 판단되었다. 이에, 현재 생물 반응조 후단에서 운영 중인 가압 부상조에 새로운 배관을 설치하여, 최초 침전지 유출수를 가압부상조 처리 후, 생물 반응조로 유입하고, 최종 침전 후 총인을 제어 할 수 있는 약품투입 시설을 설치하는 공정 개선 방안을 제시하였다. 이처럼 생물 반응조 이전에 가압부상조를 설치하고, 후단 가압 부상조 미운영시 공정개선 전·후에 따른 총 슬러지 발생량은 24.2%, 탈수케익 처리비용은 27.6% 절감할 수 있는 것으로 산정되었으며, 전체 처리시설에 대한 총 운영비 감소율은 13.4%로 분석되었다.

• 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.

• 한국환경농학회지
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• 제18권4호
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• pp.310-315
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• 1999

본 연구에서는 생물막법의 일종인 흡수성 Biofilter 시스템(ABS)을 설치하여 14개월의 실험기간 동안 건국대 농생대 구내의 염기성 부패조로부터 유입수를 3가지 수리부하율로 처리하여 시험하였다. 모니터링 결과에 의하면 ABS는 평균농도 $BOD_5=6.2mg/l$, TSS=4.4mg/l 이라는 아주 낮은 유기성 유출수를 연속적으로 발생시킬 수 있음이 확인되었다. 이러한 저농도 유출수는 현재 우리나라 오분법의 특정지구(상수원 보호구역)에 대한 방류수 기준($BOD_5=10mg/l$, TSS=10mg/l)에도 훨씬 못 미치는 양호한 농도로서 ABS의 우수한 유기성오수 처리성능이 입증되었다. 특히 유출수내의 TSS 농도가 지극히 낮아서 슬러지의 발생이 거의 없으므로 침전조를 생략할 수 있어 설치비용이 저렴해지고, 유지관리가 단순한 장점을 지니고 있음을 알 수 있었다. 그러나 ABS시설이 농촌에 널리 보급되어 실용적인 시스템이 되기 위해서는 앞으로 T - N과 T- P의 처리효율 향상 방안, 겨울철에 대한 Biofilter탱크내 임계온도 유지문제, 광역모니터링 및 신속보수 유지관리체계 확립에 대한 계속적인 연구가 필요하다. 이러한 문제점만 어느정도 해결된다면 ABS는 우리나라 농촌의 소규모 현장 오수처리시설로서 앞으로 미래가 밝은 차세대형 시스템이 될 것으로 확신한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권11호
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• pp.610-616
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• 2020

최근 미세먼지 및 배기가스로 인한 환경문제를 해결하고자 도로구조물의 광촉매 적용이 시도되고 있다. 이에 본 연구에서는 폐수슬러지에서 제조 후 재활용된 저비용 고성능 광촉매(GST)의 혼합 및 분산방안을 검토하고, 질소산화물(NOx) 제거 성능을 최종 평가하여 저비용 고성능 광촉매를 활용한 콘크리트 이형박리제를 개발하고자 한다. 광촉매적용을 위한 분산방안을 검토하기 위해 분산된 시료를 4주간 옥외폭로하여 분리유무를 통한 안정성을 평가한 결과, 분산형 증점제 사용량 20 % 적용시 층분리 및 침전현상 없이 안정적인 상태를 보였다. 저비용 고성능 광촉매를 활용한 이형박리제를 거푸집에 도포시켜 탈형한 시편의 NO 및 NOx 제거율은 Plain 대비 200~400 %의 우수한 효과를 나타내었다. 저비용 고성능 광촉매를 활용한 콘크리트 이형박리제의 성능을 증진시키기 위해서는 나노사이즈인 광촉매의 분산성 향상 및 사용량 증가가 필요할 것으로 사료된다. 또한, 저비용 고성능 광촉매를 활용한 이형박리제를 도로구조물 및 노출 콘크리트에 사용하게 되면 NOx 제거효율을 증가시킬 수 있을 것으로 판단된다.