• 대한환경공학회지
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• 제32권2호
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• pp.141-148
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• 2010

본 연구에서는 수생식물 중 부레옥잠(Eichhornia crassipes)과 미나리(Water Dropwort)를 이용하여 유입수의 부하변동에 따른 수처리 효율을 Lab-scale 실험을 통해 평가하고, 부레옥잠을 현장 적용하여 식물생체내 흡수된 질소, 인의 함량을 산정 제시하고자 하였다. 부레옥잠 식물체내 N, P 흡수율은 하수의 1차처리수를 적용하였을때 HRT 4 day에서 가장 높은 흡수율 1.06 g N/$m^2{\cdot}day$과 0.39 g P/$m^2{\cdot}day$으로 각각 나타났다. 부레옥잠의 경우, BOD 부하 185 kg BOD/$ha{\cdot}day$ 이하에서 80% 이상의 높은 효율을 보였으며, 미나리를 적용한 경우에는 80 kg BOD/$ha{\cdot}day$ 이하에서 70~80%의 효율을 나타냈다. 질소와 인의 처리효율 역시 부레옥잠이 미나리 보다 높은 부하에서도 처리 효율이 높은 것으로 나타났다. 부레옥잠을 이용하여 50% 이상의 TN 처리효율을 달성하기 위해서는 HRT 2 day 이상, 10 kg TN/$ha{\cdot}day$ 이하로 부하를 유지해야하고, TP의 경우, 80% 이상의 처리효율을 위해서는 TP 부하를 2.0 kg TP/$ha{\cdot}day$ 이하로 유지해야 하는 것으로 나타났다. 부레옥잠을 이용한 50일 동안의 현장적용 실험 결과로 부터 부레옥잠의 연중생산량은 30.9 $m^3/ha{\cdot}yr$로 나타났으며, 질소와인의 연간 흡수율은 76.7 kg N/$ha{\cdot}yr$, 13.4 kg P/$ha{\cdot}yr$로 높게 나타났다.

• 한국환경기술학회지
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• 제19권6호
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• pp.550-555
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• 2018

국제 해사기구 (IMO)에서 MARPOL 73/78은 조문과 여섯 개의 부속서로 구성되어 있다. Annex IV는 선박의 하수를 규제한다. 2012년 제 64회 결의안에서 선박에서 배출되는 하수 중 영양염류를 제거하도록 규제하였다. 2014년 해양수산부의 지원으로 영양염류를 제거 할 수 있는 대용량 폐수처리 장치를 개발하였다. Sequence Batch Reactor (SBR)와 Membrane Bio Reactor (MBR)를 결합한 새로운 공정이 개발되었다. 현존하는 SBR 공정의 사이클에서는 침전을 제외하고 통기 및 교반만을 사용하였고, 상기 막은 처리 된 물을 배출 시키는데 사용하였다. 본 연구에서는 MACROGEN 사의 NGS 분석 기술을 이용하여 Bench 규모 폐수처리 설비를 이용한 하수처리장 원수를 처리하기 위한 최적 운전조건에서 폭기조 내 미생물의 우점종을 분석하였다. 그 결과 Bacteroidetes는 호기성 박테리아의 27.1 %를 차지했으며 Gammaproteobacteria는 혐기성 박테리아의 16.8 %를 차지하였다. Operational taxonomic unit ratio에 Others 항목이 차지하는 비율도 상당하다고 볼 수 있는데 기존의 오수처리를 위해 필요했던 미생물 외에 아직 NCBI (National center for Biotechnology Information)에 등록되지 않은 미생물일 가능성이 있어 추후 연구가 필요하다고 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권9호
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• pp.609-613
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• 2014

본 연구는 미세조류 생장에 중요한 영향인자인 N/P ratio가 미세조류의 생장과 하수의 영양염류 제거에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 실험을 위하여 1-70까지의 다양한 N/P ratio를 준비하였으며, 미세조류는 Botryococcus braunii를 사용하였다. 실험결과 바이오매스 생산을 위하여 필요한 N/P ratio는 5-30이었다. TN의 제거율은 N/P ratio 1-30까지는 82%, 31-70까지는 73-78%의 제거율을 나타내어 TN 제거를 위한 N/P ratio는 1-30까지가 가장 좋았다. TP의 제거율 N/P ratio 1-20까지는 80% 이상의 높은 제거율을 나타내었지만, 20 이상부터는 급격하게 하락하여 50 이상에서는 22% 정도의 제거율로 변화가 없이 일정하였다. 따라서 바이오매스 생산량과 하수에서의 TN, TP의 제거를 위한 N/P ratio는 1-30이 가장 좋은 비율로 나타났다. TN, TP 제거율과 바이오매스의 생산량 상관관계는 TP 제거율과 바이오매스 생산량의 상관계수가($R^2$) 0.9126으로 상관관계가 매우 높았으나, TN 제거율과 바이오매스 생산량과의 상관관계는 찾을 수가 없었다. 이는 하수에서 TP의 함량이 TN의 함량보다 바이오매스 생산량에 밀접한 관계가 있음을 알 수 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.759-759
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• 2012

하수처리수의 농업용수 재이용 사업은 물 재이용 기본계획의 일환으로 수행되고 있다. 재이용방식은 직접재이용과 간접재이용으로 구분할 수 있으며 2020년까지 56개 하수처리시설에서 총 106,388 천$m^3$/년의 농업용수를 직접재이용할 계획이다. 하지만 대부분의 경우 간접재이용의 형식으로 하수처리수를 농업용수로 이용하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구의 목적은 하수처리수의 농업용수 간접재이용에 따른 작물생육, 수질, 그리고 토양환경에 미치는 영향을 평가하는데 있다. 본 연구를 위해 수원시 환경사업소와 오산시 환경사업소 하류 지역을 간접재이용 사례지구로 선정하고, 용인 이동저수지를 관개용수로 하는 청정지역을 대비구로 선정하였다. 각 지구별로 수량 구성요소 및 수확량 특성, 그리고 벼의 영양염류 및 중금속 함량 등의 유해성분을 분석하였으며, 관개수질과 논토양의 성분을 모니터링 하였다. 모니터링 결과를 통해 간접재이용 사례지구의 환경영향을 평가하여 수질기준을 정립하고 간접재이용시스템을 개발하는데 있어 기초적인 자료를 제공할 것이라 사료된다.

• 환경영향평가
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• 제32권5호
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• pp.291-304
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• 2023

녹조로 널리 알려진 남조류 과다증식은 심미적 불쾌감뿐만 아니라 독성물질을 생성하기 때문에 댐 수질 관리에 있어 큰 문제가 되고 있다. 녹조 발생을 억제하기 위하여 호소 유역으로부터 유입되는 비점오염물질 특히, 영양염류 저감이 필요하다. 본 연구에서는 친환경적 방법으로 알려진 인공습지의 장기간 운영 결과를 분석하여 비점오염물질 제어 수단으로서 인공습지의 적용 가능성 및 공정운영 관련 기초자료를 구축하기 위하여, 2014~2020년 동안 대청호 유역에 위치한 안내천 인공습지의 오염물질 처리효율을 분석하였다. 분석 결과, BOD 14.3%, COD 17.9%, SS 50.0%, T-N 19.0%, T-P 35.4%로 인공습지가 오염 물질 제거에 효과적임을 확인하였다. 계절별 처리효율은 오염물질별로 다른 경향을 보였는데, 주로 미생물의 반응에 의해 제거되는 BOD, COD, T-N은 겨울철에 비해 봄~가을에 높은 처리효율을 나타내었다. 그러나 수생식물에 의해 주로 제거되는 T-P는 처리효율에 있어 겨울에도 안정적인 처리효율을 나타내 호소 유입부하를 저감하는 데 효과적임을 확인하였다. 오염부하에 따른 제거율은 모든 오염물질이 유입수의 중간농도 및 고농도 구간에서 유출수 농도가 통계적으로 유의하게 감소한 것으로 나타났다. 이는 초기 강우와 같은 고부하 조건에서도 인공습지가 호소로 유입되는 비점오염물질을 안정적으로 제거해 호소의 부영양화를 억제하는 데 효과적으로 활용될 수 있음을 보여준다. 다만, 습지는 자연정화에 기반한 시설로 인위적인 공정 제어가 어렵기 때문에 향후 유역별 특성에 따라 다양한 운영사례 연구가 정립된다면 우리나라 호소의 녹조 문제 해결을 위해 유용한 방법이 될 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권1호
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• pp.43-48
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• 2009

본 연구에서는 소규모 처리공법으로서 질소와 인을 효율적으로 제거할 수 있으며, 관리 및 운전이 용이한 연속회분식반응조(SBR)공정의 영양염류 제거특성에 대하여 연구하였다. 특히, 질소의 탈질 및 인의 과잉섭취에 영향을 미치는, 무산소구간의 반복횟수에 따라 변화하는 용존산소, COD, 질소 및 인의 반응특성을 파악하여 SBR공정의 무산소-호기 구간반복에 따른 운전특성을 파악하고자 하였다. 이에 호기-무산소구간을 1~4회 반복하여 Run 1~4의 실험을 수행한 결과, 무산소구간의 반복횟수가 많아질수록 탈질을 위한 낮은 용존산소 유지가 어려운 것으로 나타났다. COD 제거율의 경우 운전에 상관없이 모두 91% 이상의 양호한 결과를 나타냈으나, 추가적인 무산소구간이 없을 때 효율이 약간 더 우수하였다. 질소제거에 있어서는 무산소구간이 2회 및 3회 반복되었을 때 약 68%의 높은 제거율을 나타냈으며, 배출되는 질소의 구성은 99% 이상이 $NOX^--N$ 이었다. 인 제거에 있어서는 무산소구간이 1회~3회 반복되었을 때 약 40%의 양호한 제거효율을 나타냈다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권1B호
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• pp.119-124
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• 2006

본 연구의 목적은 간헐포기공정(IABR)과 막결합 간헐포기공정(IAMBR)의 오염물질 제거능력과 영양염류 제거 mechanism을 비교 검토하여 막침적의 타당성을 확보하고 질산화율 및 탈질율을 산정하였으며, 질소물질수지를 수립하고자 하였다. 그 결과로서 IAMBR과 IABR의 경우 유기물 제거에 있어서는 큰 차이를 보이지 않았으나 영양염류 제거능력은 IAMBR이 IABR에 비해 높게 나타났다. 또한, 무산소 상태에서 반응조 내의 질산성 질소 농도가 IAMBR이 낮게 유지되는 것으로 보아 높은 탈질화 반응이 일어난 것으로 판단되며, 질소물질수지의 결과에서도 IAMBR에서 탈질된 질소성분이 40.9%로 IABR의 10.7%보다 4배 이상 높은 탈질능력을 보였다. 따라서, 높은 MLSS 농도의 유지와 간헐적 유입 유출 방식의 적용이 가능한 장점을 지니고 있는 막이 월등한 질소제거능력의 차를 보임으로써 간헐포기공정에 대한 막결합의 타당성이 충분한 것으로 사료된다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2010년도 춘계학술대회
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• pp.395-396
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• 2010

본 연구에서는 막결합형 연속회분석공정(MSBR)을 이용한 크루즈선 오 폐수처리장치 개발을 위하여 기초 실험을 수행하였다. MSBR 공정을 평가하기 위하여 SBR, MBR, MSBR system을 Lab scale로 제작하여 처리 효율과 크루즈선이라는 특수환경과의 접목성을 비교 운영하였으며, 검토 결과 MSBR 공정은 처리효율과 장치 운영면에서 선박이라는 특수한 환경에 가장 적합한 공정으로 평가되었다. MSBR의 system의 BOD 제거 효율은 99%, COD 제거 효율은 98%, SS 제거 효율은 99%로 나타내었으며 유기물, 영양염류, 병원성 미생물 처리에 있어 모두 안정적인 효율을 나타내며 IMO의 규제 기준을 모두 만족하였다.

• 한국습지학회지
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• 제14권1호
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• pp.121-130
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• 2012

본 연구에서는 2011년 6월부터 11월까지 충청남도 논산시 양지리의 가축폐수 처리를 위해 조성된 인공습지에서 정수식물인 갈대의 처리공정별 계절별 생물량 변이와 질소 인의 흡수량, 수처리 효율을 파악하기 위하여 수행되었다. 조사기간 동안 인공습지 내 갈대의 총 생물량은 200.1 ~ 669.4 kg의 범위로 보이며 계절별 총 생물량은 7월에 669.4 kg로 가장 높게 나타났다. 인공습지 내 갈대의 지상부 질소 함량은 $21.9{\pm}0.6{\sim}32.1{\pm}1.5mg/g$, 지하부는 $15.1{\pm}5.5{\sim}24.9{\pm}5.7mg/g$, 인의 함량은 지상부에서 $1.5{\pm}0.3{\sim}2.4{\pm}0.2mg/g$, 지하부는 $1.6{\pm}0.6{\sim}2.5{\pm}0.6mg/g$의 범위로 조사되었다. 인공습지 내 갈대의 질소 흡수량은 9.7 ~ 28.0 kg, 인의 흡수량은 0.7 ~ 2.8 kg의 범위로 조사되었다. 질소의 흡수량은 7월에 28.0 kg으로 가장 높게 나타났으며 11월에 9.7 kg으로 가장 낮게 나타났다. 인의 흡수량은 6월에 2.8 kg으로 가장 높게 나타났으며 11월에 0.7 kg으로 가장 낮게 나타났다. 인공습지로 이입되는 가축폐수의 질소 인 저감 효율은 각각 23.0, 59.1 %로 조사되었다. 본 연구결과는 향후 인공습지 내 오염물질 및 영양염류 순환 도출에 기여할 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권3호
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• pp.587-595
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• 2000

국내 하수처리장에 적용되는 BNR(Biological Nutrients Removal) 공정의 효율저하 원인은 유입원수의 낮은 C/N비와 탄소 (Carbon source) 부족이 가장 큰 것으로 지적되어 왔다. 탄소원의 효율적인 공급을 위해 1차 슬러지 산 발효조(Acid fermenter)를 이용하여 SCFAs(Short-Chain Fatty Acids) 생성을 유도할 수 있다. 본 연구에서는 side-stream의 산 발효조와 조합된 $A_2/O$ 프로세스를 운전하여 영양염류 제거에 미치는 영향을 연구하였다. 그 결과 산 발효조의 최대 SCFAs생성은 중온상의 SRT 4~5일에서 약 3.000mg/L(as COD), 대략 0.10~0.16 mg SCFA(as COD)/mg 1차 슬러지(as COD)로 나타났다. 또한 생성된 SCFAs의 성상비는 Acetic, Propionic, (iso)Butyric 및 (iso)Valeric이 1, 0.7, 0.5 그리고 0.6 순으로 나타났다. BNR공정의 side-stream 산 발효조 적용에 의한 영양염류 제거효율은 크게 증가하는 것으로 나타났다. T-N은 인공하수(R1)의 경우 35% 정도의 낮은 처리효율을 나타냈으나 인공 SCFA 주입(R2) 및 발효산물 투입(R3)의 경우 제거효율 74%, 76%로 크게 향상되는 것으로 나타났다. 또한 Phosphate 는 R1의 경우 45% 의 처리효율을 나타냈으나 R2, R3의 경우 73~74% 정도로 양호한 처리효율을 나타냈다. 이는 발효산물 및 SCFA 주입에 의해 혐기조에서 인의 방출 및 호기조에서 과잉섭취가 잘 이루어졌기 때문으로 R3의 경우 인의 방출율은 $0.34g\;PO_4-P/g$ COD로 기존 연구와 비교해서 유사한 것으로 나타났다.