• 한국습지학회지
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• 제22권3호
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• pp.171-177
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• 2020

강우시에 주기적으로 포화상태에 이르는 강우 유출수 처리시스템에 의한 질소저감 능력을 향상시키기 위하여 유기성 여재가 널리 적용되고 있다. 그러나 이와 같은 물질은 추가적인 유기탄소원이 되기도 하지만 처리수의 COD를 증가시키는 원인이 되기도 한다. 본 연구에서는 여러 가지 형태의 유기성 여재의 회분식 용출시험을 통하여 COD 방출량을 정량화하고자 하였다. 연구결과에 따르면 초기 pH가 7.5-7.7인 수돗물 수준에서 쉽게 유기물질이 용출되는 것으로 나타났다. COD 방출이 가장 큰 여재는 노지 벌초물(yard clipping)과 우드칩이었으며 다음으로 퇴비와 목피 순서로 나타났다. 또한 여재의 크기가 작으면 작을수록 비표면적의 증가로 인하여 방출량이 증가하였다. 연구결과로부터 도출된 경험적인 공식에 따르면 유기성 여재로부터 COD 방출은 여재형태에 따라 3-5개월에서 길게는 26개월이 지속되는 것으로 예측되었다. 이와 같은 연구결과는 강우유출수 처리시설에서 유기성 여재의 안전한 적용을 위한 잠재적인 COD 물질의 방출량을 계산하는데 기여할 것으로 사료된다.

• 한국습지학회지
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• 제19권3호
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• pp.259-270
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• 2017

본 연구는 실증규모의 반포화 순환식 인공습지에서 도로 강우유출수를 처리하여 습지의 성능분석, LID 기능 및 다른 LID-BMP 시설과의 처리효율을 비교하였다. 강우시 모니터링을 바탕으로 연구대상 습지의 저감효율을 산정한 결과 TSS 저감효율은 평균 92%, COD, TN, TP는 각각 평균 63%, 36%, 75%로 분석되었으며 다른 시설과 직접적인 비교는 불가능하지만 SA/CA 비율에 따른 오염물질 저감효율을 분석한 결과 연구대상 시설의 SA/CA 비율이 낮았음에도 불구하고 유사한 수준의 효율을 보였다. 또한, 전체 강우유출수의 18%만을 처리하여 약 70%의 오염물질을 저감할 수 있는 시설의 성능을 보였다. 연구대상 습지(합성섬유 충진)와 동일한 형태로 제작되어 직접적인 비교가 가능했던 유기성 여재를 충진한 습지와의 비교 결과 TSS, TP는 유사한 처리성능을 보였으며, COD는 유기성 여재에서 용출되는 유기물질의 영향으로 연구대상 습지에서 높은 효율을 보였으나 TN은 유기성 여재에서 자체 공급되는 유기탄소의 영향으로 유기성 여재를 충진한 습지에서 높은 효율을 나타내었다. 한편 초기 강우유출수 포착장치를 갖춘 본 연구대상 습지에서 그렇지 않은 침투도랑 습지의 성능을 비교분석한 결과 훨씬 안정적인 처리성능을 얻을 수 있었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제20권3호
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• pp.153-157
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• 2010

본 연구에서는 제강슬래그의 재활용 범위를 확대하기 위하여 제강슬래그를 접촉여재로 활용한 유기화합물의 흡 착성능을 평가하였다. 또한 표면에 미세한 기공을 가지고 있어 흡착여재와 여과필터로 많은 연구가 되어온 규조토를 제강 슬래그와 혼합하여 세라믹 여재를 만들고 유기화합물 흡착 특성을 평가하였다. 유기화합물로는 아세틸알데히드, 포름알데히드, 암모니아 기체를 사용하였으며, 각각 80%, 96%, 85%의 흡착 효율을 나타내었다. 사용된 모든 기체에 대해서 80% 이상의 흡착효율을 나타내어 흡착여제로의 활용 가능성을 확인할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.367-367
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• 2022

토지이용의 고도화에 따라 비점오염원 부하는 증가하는 추세이며 기후변화에 따른 강우강도 증가 등으로 지표면에 축적된 고농도의 비점오염물질이 하천으로 유출, 수질오염을 가중시키고 있어 비점오염원 관리가 필요하다. LID 기법은 자연적 기작(mechanisms)과 공정(process)을 이용하여 생태계의 물질순환(물순환 포함)과 에너지 흐름이 원활하도록 조성하는 기법으로, 불투수층면에서 발생되는 강우유출수를 관리 가능하다. LID 시설에는 전처리 시설을 두어 초기 고농도의 입자상 물질을 저감시키고, 강우유출수 저류공간을 통한 유출저감, 첨두유량 등을 저감시킨다. 이러한 전처리 시설에는 유기물질 및 영양소의 생물학적 제거를 위한 미생물 서식공간의 제공 등의 역할을 수행하기 위하여 다양한 여재를 적용하고 있다. 본 연구는 비점오염물질 유입이 LID 기법 전처리 시설 내 여재층의 물리·화학적 및 생물학적 환경을 평가하였다. 3개 시설 모두 100%의 불투수층에서 발생되는 강우유출수를 처리하는 LID 시설을 연구대상으로 선정하였으며, 각각의 전처리 시설에는 자갈, 우드칩, 쇄석 등이 적용되어 있다. 퇴적물의 경우 가장 상부에 존재하는 층으로 퇴적물의 오염물질 농도는 2~10.7배 이상 매우 높게 나타났다. 우드칩의 경우 다른 여재에 비해 높은 함수량과 유기물 함량을 보였으며 이는 우드칩의 수분을 보유하는 능력과 거친 표면공극에 오염물질이 부착되기 때문으로 나타났다. 또한, 같은 무기성 여재인 쇄석과 자갈의 경우 여재 크기의 차이를 보임에도 불구하고 미생물의 군집구성과 함수량의 차이를 보이는 것으로 평가되었다. 유기물의 함량이 낮은 강우유출수의 생물학적 처리능력을 향상시키기 위해서는 유기성 여재가 필요하며, 다공성 무기 멀칭재를 적용하고 하부의 토양은 적정 유기물을 배합하여 질산화 및 탈질화 유도가 가능하도록 설계가 필요한 것으로 분석되었다.

• 한국습지학회지
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• 제20권3호
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• pp.235-242
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• 2018

운전시간이 경과함에 따라 공극폐색 문제로 인하여 수직 흐름형 습지의 기능은 저하되는데 이와 같은 문제는 폰딩(ponding)이나 월류 현상에 의하여 쉽게 관측할 수 있다. 공극폐색 잠재성을 조사하기 위하여 도로주변에 설치된 파일럿 규모의 습지 운전자료를 분석하였다. 습지에는 각각 우드칩과 마사(부석), 그리고 화산석을 충진하였다. 약 7개월 동안 도로 강우유출수 처리시험을 수행한 후 충진된 여재를 비운 후 여재 층별로 분류하여 여재에 의해 포획된 고형물 입자의 양과 특성을 분석하였다. 분석결과 대부분의 포획물질은 외부기인 부유물질 이었으며 다음으로 여재표면에 증식한 생물막인 것으로 나타났다. 특히 다른 여재와 비교하여 유기성 여재인 우드칩에서 생물막의 증식이 왕성하였다. 또한 전체 포획량 중 30% 이상이 상부 20cm 이내에 집중되어 있어 폐색으로 인한 폰딩 발생시 이 부분의 여재를 우선적으로 교체하여야 할 것으로 판단된다. 또한 모델계산 결과 우드칩 충진 습지에서 폐색에 도달하는데 약 2달 정도가 소요될 것으로 산출되었으나 실제로는 전혀 폐색 기미는 발생하지 않았는데 이는 강우시에만 운영되는 특성상 강우활동이 없는 무강우 기간 동안 포획된 유기물질이나 생물막이 자연적으로 분해되어 일정기간이 경과되면 공극이 회복되었다.

• 한국관개배수논문집
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• 제6권1호
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• pp.31-38
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• 1999

Recently, biofilm reactors have been considered as an efficient small scale sewage treatment system in Korean rural areas because of easy operation and cost effectiveness. The objective of this study was to select a more effective filter medium of the bio

• 한국농공학회:학술대회논문집
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• 한국농공학회 1998년도 학술발표회 발표논문집
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• pp.508-512
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• 1998

Recently, biofilm reactors are considered as efficient wastewater treatment system in rural areas, because of characteristics of easy operation and economic feasibility. In order to select the most efficient media, an experimental apparatus with five different media was designed, installed and examined. The media used in this study were zeolite, artificial sponge gourd, absorbent biofilter, non-woven fabric and charcoal. With only one month investigation, all five media showed high removal efficiencies of BOD.

• 한국습지학회지
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• 제17권3호
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• pp.228-236
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• 2015

도시화는 불투수면의 증가를 초래하여 자연적인 물순환 시스템의 왜곡, 비점오염물질 유출 증가, 하천의 수질악화 및 수생태계 훼손 등의 문제를 발생시킨다. 불투수면 증가로 인한 수리수문학적, 생태학적 및 환경적 영향을 저감하기 위하여 선진국에서는 저영향개발(Low Impact Development, LID)기법을 주요한 대안으로 적용하고 있다. 국내에서도 2012년에 비점오염원관리종합대책을 통하여 LID 기법을 비점오염 관리의 주요 방안으로 추진하고 있다. LID 시설은 물순환 구축을 통한 강우유출수의 유출저감과 함께 식물, 미생물, 여재에서의 다양한 물리화학적 및 생물학적 기작을 이용하여 오염물질을 제거하는 기술이다. 이러한 LID 시설에는 다양한 여재가 사용되고 있으나 여재의 오염물질 저감능력 평가를 위한 흡착과 탈착 특성 등에 대한 종합적인 비교평가가 수행되지 못하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 LID 시설에 사용되는 다양한 여재 중에서 모래, 자갈, 바이오세라믹, 우드칩 및 바텀애쉬에 대하여 중금속(Pb, Cu)에 대한 흡착 및 탈착 특성 분석을 통해 여재의 환경성 평가를 수행하였다. 분석결과, 연구에 사용된 모든 여재에서 Pb에 대한 흡착 선호도가 Cu에 비하여 높게 나타났으며 흡착 kinetic 모델에서는 Pseudo second order equation의 적용성이 높게 평가되었고, 흡착등온식 모델에서는 Langmuir-3 isotherm이 높은 적용성을 보였다. 특히 여재 중에서 바이오 세라믹과 우드칩의 경우 Pb에 대한 뛰어난 흡착능을 보이는 것으로 평가되었다. 여재의 탈착 실험 결과 모든 여재에서 환경부 유해물질 기준에 초과하지 않아 LID시설에 다양하게 적용 가능한 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권10호
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• pp.1035-1042
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• 2005

입상활성탄 공정은 수처리에서 널리 사용되고 있으며, S와 B정수장은 기존의 급속여과지의 여재를 활성탄으로 교체하여 F/A 공정으로 운영하고 있다. 소독부산물의 제어를 위해 F/A가 도입된 금강수계 S정수장과 낙동강 수계 B정수장의 운영결과를 토대로 용존유기물질(DOC)과 소독부산물(DBPs) 등의 효율평가와 F/A공정 운영인자 등에 대하여 검토하였다. 두 정수장 원수의 용존유기물질 특성은 친수성과 소수성이 유사한 범위를 보이고 있으며, F/A공정에서 운영 초기 흡착능에 의한 빠른 파과특성을 나타내었다. F/A에서 소독부산물의 제거특성은 운영초기에 THM과 HAA 모두 제거효율이 우수하였으나, 운영기간이 경과되면서 THM제거율은 급격히 감소하였으며, HAA의 제거율은 동절기 저수온 시기를 제외하고는 생물학적 제거기작에 의해 높은 제거효율을 나타냈다. F/A공정은 활성탄흡착지(Post GAC) 공정과 비교하여 높은 유기물 부하, 잔류염소, 응집제 또는 응집보조제, 망간, 빈번한 역세척 등의 여러 가지 이유로 인해 여재 물성치 및 흡착능의 감소가 빠르게 나타났다. F/A공정이 실공정으로 도입되어 1년 이상 운영되어진 결과를 보면 활성탄 여재의 물성치 및 흡착능의 빠른 감소 경향이 있지만, 소독부산물 중 $HAA_5$항목이 문제시되는 정수장의 경우 기타여과지로 인증을 받은 F/A공정은 향후 점점 더 강화되는 수질기준의 만족을 위한 대안공정의 하나로서 적용이 가능하리라 판단된다.

• 유기물자원화
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• 제23권4호
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• pp.21-31
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• 2015

본 연구는 거대억새(Miscanthus sacchariflorus var Geode Uksae-1)와 갈대(Phragmites australis)를 활용하여 돈분뇨 처리수 유래 영양염류(질소 및 인) 제거를 정량적으로 분석하고 생산된 바이오매스의 총 에너지가와 바이오메탄 잠재성 분석을 목적으로 수행되었다. 식물들은 일반토양과 사질토 또는 일반토양, 사질토 및 바이오세라믹의 혼합 여재로 채워진 용기에서 다루어졌다. 사용된 돈분뇨 처리수의 총질소와 총인함량은 각각 222.78 mg/L 과 66.11 mg/L에 해당하였다. 총질소와 총인 모두 바이오세라믹 첨가구에서 높은 제거율을 보였다. 거대억새에서 총질소 제거율이 가장 높게 나타났다(96.14%). 하지만 식물체의 원소분석 결과 갈대의 질소함량이 거대억새보다 더 높게 나타나 갈대의 질소흡착력이 더 뛰어난 것으로 판단된다. 반면 가장 높은 총 인 제거율을 보인 처리구는 갈대로 98.12%의 값을 보였다. 식물체 셀룰로스 함량은 일반토양 처리구보다 바이오세라믹 처리구에서 약 3~6% 더 높게 나타나 바이오세라믹은 식물섬유 형성에 영향을 미치는 것으로 사료된다. 본 연구에서 생산된 바이오매스의 바이오메탄 잠재성 분석결과 약 $57.01{\sim}99.25L-CH_4/kg$ VS의 값을 보였다. 리그닌은 식물의 바이오매스 분해를 방해하는 요소로 일반토양-사질토 여재를 사용한 갈대 처리구에서 가장 높게 나타나 메탄 생산력이 떨어지는 것으로 판단된다.