• 환경생물
• /
• 제35권4호
• /
• pp.654-661
• /
• 2017

축산폐수에 기인한 오염 물질 저감을 위해 최근 축산폐수처리 후속공정으로 인공습지와 같은 자연친화적인 처리법이 제안되고 있다. 따라서 본 연구는 자연친화적 공법이 수생태독성 저감에도 효과적인지 알아보기 위해 다양한 공정의 인공습지를 제작하여 축산폐수 시료를 대상으로 처리 전후 오염저감율 및 물벼룩 급성 독성 변화를 분석하였다. 본 실험결과, 비록 갈대의 유무 및 종류, 그리고 여재의 종류에 따른 영향은 없으나 인공습지에 처리된 경우 유입수에 비해 TN, TP, COD 농도 저감과 더불어 생태독성 영향이 감소하였다. 따라서 일반 갈대는 물론 바이오갈대와 바이오여재를 사용한 인공습지는 축산폐수의 TN, TP, COD 저감은 물론 생태독성 감소에도 효과적인 공법으로 판단된다. 향후 가축분뇨 정화시설과 연계한 후속처리공정으로 적용하기 위해서는 다양한 성상의 축산폐수를 대상으로 처리효율과 생태독성시험이 연계된 통합평가가 필요한 것으로 사료된다.

• 자원환경지질
• /
• 제43권1호
• /
• pp.13-20
• /
• 2010

휴 폐 광산으로부터 유출되는 산성광산배수는 낮은 pH와 다량의 중금속 이온을 포함하고 있어 지하수·하천 오염 및 주변 환경 파괴의 원인이 되고 있다. 본 연구는 자연정화시설에서 기질물질의 흡착 특성 평가에 중점을 두었다. 이를 위해 버섯퇴비에 의해 광미로부터 용출된 중금속이 흡착 처리 되는 과정에서 황산염환원균의 영향을 파악하였고, $Cd^{2+}$, $Cu^{2+}$, $Pb^{2+}$, $Zn^{2+}$을 포함한 인공 광산배수와 버섯퇴비를 반응시켜 중금속 흡착 처리 효율 평가 및 등온흡착곡선에 관해 고찰하였다. 연구 결과 광미에서 용출된 Mn은 미생물 혹은 흡착에 의한 안정화가 이루어지지 않은 것으로 나타났으며. Zn의 경우 황산염환원균에 의한 제거 기작이 중요한 역할을 하고 있음을 보여주었다. Fe는 미생물을 제거한 경우보다 미생물이 존재할 경우 다량의 Fe가 용출되었으며 이는 철환원박테리아가 $Fe^{3+}$를 소모함에 따라 Fe를 포함한 광물이 용해되어 용출되었기 때문이라고 추측된다. 버섯퇴비 투여 시 산화환원전위 (Oxidation Reduction Potential) 와 pH 측정을 통해 환원 환경 및 중성 환경이 조성됨을 확인 할 수 있었다. 인공 광산배수를 사용한 흡착실험결과 pH 6 조건에서 버섯퇴비의 중금속 흡착 효율이 90% 이상으로 매우 높게 나타났으며, pH 3 조건에서는 보다 낮은 흡착 효율을 보였다.

• 한국전통조경학회지
• /
• 제30권2호
• /
• pp.90-100
• /
• 2012

본 연구는 수생태계의 건전성 활용방안에 대한 연구를 마을방죽과 수체계의 원리에서 그 해답을 찾고자 하였으며, 연구대상지 10개의 마을방죽을 중심으로 분석하였다. 마을방죽의 수체계를 구성하는 우물, 공동샘, 마을수로 등 물 흐름을 이루고 있는 구성요소들의 구조와 특성에 대한 이해를 바탕으로 마을방죽의 사회적 생태적 역할 및 도시화로 인해 훼손되거나 소멸된 수생태계 건전성 확보와 생태적 유역관리를 위한 하나의 도구적 방안으로서의 결론은 다음과 같다. 1. 마을방죽은 마을에서 발생하는 배출수와 방죽보다 높은 수위의 농경지에서 흘러드는 농수로를 통해 물을 방죽에 모아서 농업용수로 재활용하고, 그 이상의 물은 논도랑을 통해 하천으로 흘려보내는 구조로서, 각 마을에서 발생하는 유출수를 효율적으로 관리하는 생태적 유역관리를 일상에서 실천하고 있었던 것이라고 볼 수 있다. 단순한 물 흐름의 일시적 저류시설이 아니라, 이를 다시 재사용하고 걸러서 하천으로 보내는 일종의 친환경수처리 시스템인 것이다. 2. 전통마을 5개소와 근대화 이후 농촌마을 5개소를 중심으로 사례대상지 10개의 마을방죽을 선정하여 마을의 수 체계와 방죽의 구조, 물 흐름을 분석하여 방죽의 유형을 분류하였다. 마을방죽의 유형은 소택습지형, 자연유하의 물흐름 구조인 수고답저형, 인위적 수리시설이 필요한 수저답고형 등 3가지 유형으로 분류되었다. 사례연구 대상지 중 전통마을 5개소는 모두 소택습지형으로 나타났으며, 근대화 이후 농촌마을 중 계지마을, 산제리마을, 마암마을, 양촌마을은 수고답저형으로, 상천리마을은 수저답고형으로 분류되었다. 3. 소택형 방죽과 수고답저형 방죽, 수저답고형 방죽으로 분류된 사례대상지의 수질분석을 통해 마을방죽의 수질정화 기능을 확인하였다. 마을하수도 유출수와 생활하수의 영향을 받는 원터마을과 계지마을에서는 암모니아성질소($NH_3-N$)와 총인(T-P)의 효율이 56~95%로 높은 것을 볼 수 있으며, 축사와 농경지의 영향이 강한 상천리와 산제리 마을에서는 부유물질(SS)이 70~85%, 총질소(T-N)와 총인(T-P)이 5.3~65%의 효율로 나타났다. 4. 오염원의 침전과 여과, 식물에 의한 탈질작용을 통해 마을에서 유출되는 생활하수, 마을하수도 배출수, 우수유출수 및 비점오염원들이 하천에 유입되기 전에 다시 한번 걸러주게 되는 수질정화 시스템을 마을방죽의 구조에서 확인할 수 있다. 이러한 구조를 통해 마을방죽은 생태적 유역관리를 위한 기초적 시설로서 활용되어져야 한다. 환경 필터층의 역할을 하는 마을방죽의 수처리 시스템은 단위유역, 집수유역 중심의 생태적 유역관리를 위한 친환경 시설로서 연구되어지고 활용되어야 한다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제35권8호
• /
• pp.564-570
• /
• 2013

산성광산배수처리를 위한 국내 대부분의 처리시설은 자연정화법을 사용하고 있으며 이들 중 일부 처리장에서는 고농도의 망간이 유출되고 있는데 이는 망간산화를 위해 높은 pH (>9)가 요구되기 때문이다. 본 연구는 망간처리 공정 중 경제성을 높일 수 있는 생물학적 망간처리의 가능성을 타진하는데 그 목적이 있으며 망간산화미생물은 Pseudomonas sp. MN5를 이용하였다. 회분식 실험을 통해 수질조건에 따른 영향을 분석한 결과 pH 7에서 최고산화속도는 $10.4mg/L{\cdot}h$로 나타났다. 망간산화미생물을 담지한 연속류 실험결과 운전 초기 망간 농도는 42 mg/L에서 6 mg/L 이하로 크게 감소하였지만 망간산화미생물의 산소소비에 의한 혐기조건 형성으로 망간의 재용출 현상이 나타났다.

• 환경기술인
• /
• 통권181호
• /
• pp.70-75
• /
• 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.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
• /
• pp.515-515
• /
• 2017

하천에서 취수원을 개발하는데 있어 지층의 구성으로 물리, 화학적 여과, 흡착 등을 통해 자연 정화되는 간접 취수 방식이 활발히 도입되고 있다. 양질의 취수원을 공급할 수 있는 간접 취수 방식은 수량 확보 측면에서의 불확실성과 유지관리상의 어려움 때문에 많은 시행착오가 발생된다. 이와 같은 단점을 개선하기 위해 하상을 개착하여 불균질한 대수층을 치환하고 스크린을 통해 간접 취수원을 개발하는 하상여과 방식이 도입되고 있다. 대수층을 치환하여 여재를 구성함에 있어 오염물질 및 탁도의 저감 효율을 극대화하기 위해 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 개착식 하상여과에서 치환하는 여재의 구성에 따른 탁도의 저감 효율을 분석하기 위해 축소 모형실험으로 구성하였다. 각각의 여재의 구성에 대해서는 상수도 시설기준을 통해 축소된 입경의 매질로 구성하였다. 실험실 규모의 모형 수조($1500mm{\times}500mm{\times}1700mm$)를 구성하고 하부에는 내경 80mm이고 길이 1300mm인 기능성 스크린이 부착된 취수관을 설치하였다. 모형 수조에서 여재의 두께는 총 1000mm로 구성하였고, 각각의 층에 대해서는 250mm로 하여 4개의 층을 구성할 수 있도록 하였다. 치환하는 여재의 매질에는 자갈, 왕사, 중사, 화산석을 사용하였고, 각각의 입경은 5-10mm, 2-5mm, 1-2mm, 2-5mm이고, 탁도를 유발하는 물질로는 입경이 $20{\mu}m$인 황토를 사용하였다. 단일매질 구성을 통해 각각의 여재 종류에 따른 탁도 저감 효과에 대해서 분석하였고, 세 가지의 혼합매질 구성을 통해 치환층 여재의 배치에 따른 탁도 저감 효과를 분석하였고, 각각의 구성은 중사-왕사-자갈-화산석, 화산석-중사-왕사-자갈, 중사-왕사-화산석-자갈로 하였다. 주입수는 30-50NTU를 유지하였으며 유출수의 탁도를 통해 저감 효율을 분석하였다. 분석된 결과를 통해 개착식 하상여과 방식의 여재 구성에 대해서 탁도 저감에 효율을 극대화할 수 있을 것으로 보여진다.

• 한국습지학회지
• /
• 제17권4호
• /
• pp.428-435
• /
• 2015

인공습지는 물순환, 생태, 수질정화, 경관, 심미적 기능 등의 융합적 기능을 가지고 있어 다양한 분야에서 적용되고 있다. 특히 기후변화와 토지이용의 고도화 문제를 해결할 수 있는 자연친화적 기술로 알려져 있으며, 전 세계적으로 활발한 연구가 이루어지고 있다. 국내에 조성된 인공습지는 다양한 형태와 목적으로 적용되고 있으나 설치, 운영 등에 대한 가이드라인이 체계적으로 제시되어 있지 않아 단순 토목, 조경 위주의 습지 조성으로 인공습지의 고유기능 발휘에 한계를 보이고 있다. 본 연구는 인공습지의 적정 설계, 유지관리 및 사후운영 방안 등을 제시하기 위해 국내에 조성된 인공습지에 대한 현장조사를 실시하였으며, 인공습지의 개념 정립 및 분류체계를 확립하기 위해 환경부 및 기타 기관에서 분류하고 있는 인공습지의 분류체계에 대하여 조사였다. 인공습지 현장조사는 2013년부터 2014년까지 43개 지점의 인공습지를 대상으로 실시되었다. 현장조사를 실시한 인공습지 중 우수사례로 꼽힌 인공습지는 공통적으로 수변공간 제공, 오염물질 정화기능, 생태서식처 제공 등의 다양한 기능을 발휘하고 있는 것으로 나타났으며, 식생, 퇴적물, 시설관리 등의 유지관리가 적절하게 수행되는 것으로 분석되었다. 현장조사 결과를 바탕으로 인공습지의 적정 설계 및 유지관리 방안을 제시하였으며 이러한 결과는 실제 현장에서 활용 가능할 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
• /
• 제50권3호
• /
• pp.251-256
• /
• 2017

본 연구는 폐광산에서 배출되는 산성광산배수가 하천수 및 지하수에 유출되면서 발생되는 환경 오염들을 막기 위해 생물학적 자연정화 처리 방법인 연속적 알칼리도 생성 시스템의 효율을 증대 시키는 방안에 관한 연구이다. 연속적 알칼리도 생성 시스템를 이용한 산성광산배수의 처리는 대부분 황산염 환원 박테리아를 이용한 생물학적 처리 기술이며, 실제 현장 적용실험에서 그 효과가 증명되었고, 광산배수 정화 사업에 적용하도록 개발된 사례가 많다. 그러나 계절적인 온도 저하로 기온이 매우 낮은 겨울이나 초봄 동안에는 황산염 환원 박테리아가 생존은 가능하더라도 황산염을 환원시키는 활동이 거의 멈추게 되어 지속적인 산성광산배수 처리 효율에 문제점을 야기한다. 본 연구에서는 연속적 알칼리도 생성 시스템에 발광 다이오드를 접목하여 유기물 층의 황산염 환원 박테리아 활성을 증진시키고, 온도가 낮은 겨울철에도 발광 다이오드의 발열 효과를 이용하여 활성 온도를 유지 할 수 있는 방안을 제안한다. 더불어, 산성광산배수 처리 시설은 전력을 쉽게 공급할 수 없는 곳에 위치한 지리적인 특성을 고려하여, 발광 다이오드에 전원을 공급할 수 있는 전원 공급 장치로 태양 전지 모듈 사용을 제안한다. 본 방법을 통하여 추가적 연구들이 진행된다면, 태양광 에너지와 발광 다이오드를 융합한 친환경적인 방법을 이용하여 겨울철에도 산성광산배수 처리 기술의 효율을 극대화 할 수 있을 것이다.

• 환경영향평가
• /
• 제32권5호
• /
• pp.291-304
• /
• 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.

• 한국습지학회지
• /
• 제24권3호
• /
• pp.170-184
• /
• 2022

수변완충녹지는 유역의 비점오염원을 친환경적으로 정화시키고 탄소흡수원으로서 유용하며 다양한 생태계 서비스 기능을 제공하는 자연기반해법이다. 더불어 수변완충녹지는 생물 다양성과 인간의 행위 빈도가 높은 수역과 육역의 중간지대에 구축되는 지속가능한 사회생태시스템으로서 지역 공동체와의 긴밀한 상호 소통적 환경계획 과정으로 조성되어야 한다. 본 연구에서는 한강수계 경안천변 용인시 모현읍 갈담리 582-2 일원의 매수토지에 추진되는 수변생태벨트 사업을 대상으로 계획 및 설계를 소통적 행위로 이해하고 실천하기 위해 세 가지의 전략을 제시하고 이를 과정으로 구현하였다. 첫 번째, 관 주도의 사업을 지양하고 지역 거버넌스인 협의체를 중심으로 주민과 이해관계자들이 함께 참여하는 과정으로 개선하였다. 두 번째, 주민이 공감할 수 있는 생태계 서비스 기능 증진 측면의 설계 요소를 도입하고 선호하는 공간, 시설의 계획을 통해 수용성과 인식을 높이고자 하였다. 세 번째, 생물 서식처, 물순환 기반의 생태환경, 주민 생태체험·휴식공간 등의 균형있는 계획과 더불어 향후 이용 주체인 주민들이 조성 효과와 생태자원으로서의 가치를 체감하고 조성지의 운영, 관리에 참여, 환원될 수 있도록 하는 체계를 마련하였다. 이러한 설계 과정을 통해 사업 초기부터 주민참여 기반의 프로세스 모델을 정착하여 주민의 수용성, 주민 의견을 투영하는 사회생태시스템으로 작동되어 주민의 가치 인식, 조성 유지관리 단계까지 솔선수범할 수 있는 체계를 마련하였다. 그리고 국내 수변완충녹지 정책 패러다임의 변화와 향후 유사 사업 추진 시에 적용 가능한 시사점을 제공하는데 의의가 있다.