• 상하수도학회지
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• 제20권5호
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• pp.747-753
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• 2006

Air flotation is a solid-liquid separation process that utilizes up-flow microbubbles to thicken activated sludge and enhance clarification efficiency. Continuous air flotation experiments were performed to investigate the effect of operation parameters such as initial MLSS (mixed liquor suspended solid) concentration, air pressure, surface loading rate, air to solid (A/S) ratio, and flotation time on thickening efficiency. An initial activated sludge concentration ranged from 3,000 to 12,000mgSS/L and thickened sludge concentration varied from 6,400 to 28,100mgSS/L. The result showed that the thickening efficiency was mainly dependent on surface loading rate, A/S ratio, and flotation time. The pressure did not affect the thickening efficiency when it kept in the range of 1.6 to 1.8 bar. Experimental results showed that the thickening efficiency of activated sludge was increased only when the feed sludge concentration exceeded 5,000mgSS/L and the thickened concentration was over 20,000mgSS/L. At this time, SS concentration in the clarified liquid was ranged from 5 to 10mg/L.

• 유기물자원화
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• 제10권4호
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• pp.75-80
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• 2002

MLSS 농도가 5967에서 8400mg/L인 농축 하수슬러지가 초음파에 의하여 분해되었다. 본 연구에서는 초음파를 이용한 하수슬러지의 처리시 용해성 BOD, 슬러지 생분해성, C/N 비, 총질소, 탁도, 슬러지 형태학적인 변화에 대한 거동 특성을 조사하였다. C/N비와 총질소 제거 실험에서 최적의 초음파 조사시간이 10분임을 알 수 있었다. 그리고 조사시간 60분 경과한 MLSS 5967mg/L의 슬러지 생분해도(SBOD/TCOD)는 초기값 0.013에서0.76으로 증가되었다. 따라서 본 연구를 통하여 얻어진 실험 결과들은 초음파를 이용한 하수슬러지 재활용에서 유용한 공학적 참고자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 청정기술
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• 제16권1호
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• pp.39-45
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• 2010

본 연구에서는 국내 우리텍사의 PVDF계 중공사 막을 4 bundle 씩 묶어 모듈을 제작하였으며, 처리용량은 10 ton/day로 설정하여 반응조 내 부유고형물(suspended solid; SS) 의 농도구배가 없도록 하부로부터 간헐 폭기하는 방식을 선택하여 부산 수영하수처리장에 pilot plant를 설치하였다. Pilot plant는 정상 운전을 위하여 하수처리장의 폭기조로부터 유입된 mixed liquor suspended solid (MLSS) 1,000 ppm 정도의 원수를 시험 여과하고, 세척수로 2회 세척, 10% 에탄올 용액으로 1회 세척, 그리고 NaOCl 5% 용액으로 1회 세척 과정을 거치고 마지막으로 세척수로 최종 세척한 후 운전하였다. 결과적으로, 화학세정 후 membrane bioreactor (MBR) 내의 잔류수를 원수로 운전한 결과 SS 제거효율이 99.9% 이상을 보이고 있는 결과와 폭기조 유입수를 원수로 운전하여, 여과 수량은 초기 조건에 비해 16% 감소, suction pressure 는 30% 상승하고 있음을 확인한 결과를 연속 운전 조건으로 설정하였다. 연속 운전한 결과, 유입수 mixed liquor suspended solid (MLSS)가 1,900 mg/L의 조건에서 SS 제거 효율은 99.99% 이었으며 여과수량은 $42{\sim}52L/m^2$ h, suction pressure가 16~20 cmHg로 안정 상태로 운전되고 있음을 확인하였다. 다만, 여과수 저장조의 유출구와 유입구에서의 SS 제거 효율에 영향을 미치는 조류의 발생 억제에 관한 방법이 재고되어 여과수의 재이용 범위를 설정할 필요가 있을 것으로 판단된다.

• 멤브레인
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• 제24권1호
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• pp.20-30
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• 2014

C/N 비가 낮은 농촌마을 하수의 고도처리를 위하여 $0.4{\mu}m$의 세공크기를 갖고 있는 평막이 침지된 연속회분식 반응기를 사용하였다. 분말활성탄의 투입, 폭기량 및 유입 유기물 농도가 처리효율과 여과 성능에 미치는 영향을 조사하였다. 54일 이내의 조업 초기에서는 C/N 비가 증가할수록 COD, T-N 및 T-P의 제거율과 MLSS 농도는 증가하였다. 조업 89일 후의 COD, T-N 및 T-P의 제거율은 각각 97.1%, 75.0% 및 48.3%이었다. 막여과에 의해 처리수에서 SS는 검출되지 않았으며, T-P의 제거율이 낮게 나온 이유는 과잉의 슬러지를 배출하지 않았기 때문이다. 분말활성탄을 투여한 경우 조업이 진행됨에 따라 분말활성탄의 혼합강도와 충돌빈도가 증가하여 슬러지의 입자크기가 감소하였으며, 이로 인해 분말활성탄을 투여하지 않은 경우에 비해 TMP 상승이 크게 나타났다.

• 생명과학회지
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• 제12권6호
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• pp.700-707
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• 2002

높은 COD 농도의 유입수질에 따른 Bacillus 균주의 유기물 및 영양소 제거특성을 파악하고자 실험실 규모의 3가지 다른 기질 조성을 가지는 회분식 반응조(Rl, R2, R3)를 운전하였다. $NH_4^+$-N 및 $COD_{cr}$, 농도는 호기적 상태에서 95% 이상 제거되었으며, 각 반응조의 $NH_4^+$-N 및 $COD_{cr}$, 제거율은 각각 22.6 와 90.5%(Rl), 23.9 와 65.8%(R2), 30.2와 86.4%(R3)이었다. $NH_4^+$-N의 제거는 $NO_3^{-}$-N의 농도가 충분히 공급이 될 경우 제거효율이 높은 것으로 나타났고, 초기 nitrite의 농도가 높을 시에는 COD 처리효율을 크게 떨어뜨림을 알 수 있으며, 탈질에 이용되는 탄소량은 거의 없었다. 따라서, Bacillus 균주에 의한 탈질과정에서는 일반적 전자공여체 대신에 암모니아성 질소가 전자공여체로서 이용될 수 있다는 가능성을 보였다. $NO_3^{-}$-N농도는 무산소 조건에서 거의 탈질 되는 것으로 나타났으며, R3 반응조의 경우에만 호기상태에서도 10%의 제거가 일어났다. 총질소(TN)와 총인(TP)의 제거율은 각각 41.8 와 49.5%(Rl), 40.1와 35.8%(R2) 및 47.0 와 57.6%(R3) 이었다. Alkalinity는 호기조건에서 alkalinity의 농도가 많이 소모되었다가 다시 무산소 조건에서 탈질반응에 의하여 회복됨을 알 수 있었는데, 호기적 조건하에서 1 mg/L의 $NH_4^+$-N이 산화될 때 소모된 alkalinity는 Rl, R2, R3 반응조에서 각각 4.96, 5.41, 3.93 mg/L($CaCO_3$으로 환산한 농도로서)이었으며, 무산소 조건하에서는 1 mg/L의 $NO_3^{-}$-N이 제거되는 동안 회복되는 alkalinity는 각각 3.06, 3.17, 2.60 mg/L.($CaCO_3$으로 환산한 농도로서)이었다 Rl, R2, R3 각 반응조의 SOUR 값을 구해보면, 각각 38.5, 52.7 및 42.0 mg $O_2$/g MLSS/hr으로서 기존의 활성슬러지보다 높은 미생물 활성을 보였다. 각 반응조의 유기물질 용적부하율(OLR) 및 슬러지 생산량을 계산하면 각각 0.69 와 0.28(Rl), 0.77 와 0.20(R2) 및 0.61 kg COD/$m^3$/day 와 0.25 kg MLSS/kg COD(R3)이 었다. 유기물 부하율이 상당히 높은데 반해 슬러지 생산량은 다른 공법에 비해 다소 낮은 것으로 나타났다. 초기 $NO_3^{-}$-N 농도가 높은 R3 반응조는 무산소 조건하에서의 $NH_4^+$-N 1 mg 제거 당 가장 많은 양의 $NO_3^{-}$-N 제거 및 COD 1 mg 제거 당 가장 많은 $NO_3^{-}$-N 량이 제거되었다. Rl, R2 반응조에서의 $NH_4^+$-N 1 mg 당 제거된 COD mg수는 10.41-12.63으로서 호기적 탈질을 일으킨다고 보고된 T. pantotropha 균주를 사용한 실험결과와 비슷한 값을 나타내었고, $N_2$로의 변환에 의한 질소제거를 N-balance로부터 구해보면, R3 반응조의 경우가 가장 높은 제거율(40.9%)을 보였다. 이상의 결과들을 볼 때, Bncillus 균주는 호기적 탈질을 일으킬 수 있는 가능성이 있고, Bncillus 균주를 이용한 B3 공정은 탈질에 이용되는 탄소량이 거의 없고, 적은 alkalinity 소모에 의한 경제적 이익 등 장점을 가진 공정으로 보여 진다.

• 멤브레인
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• 제12권1호
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• pp.21-27
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• 2002

본 연구에서는 회분여과방식을 이용하여 부하율에 따라 생성되는 생물대사성분의 특성 및 분포를 관찰하였다. 실험에 사용된 기질은 단일 탄소인 phenol을 사용하였으며, 분자량 분포실험을 위하여 분자량이 각각 30K, 100K Dalton 및 $0.45{\mu}$ membrane filter를 이용하여 구하였다. 페놀농도가 120, 230 및 440 mg/L 일 때 비기질이용율(q)은 각각 0.639, 1.281, 1.744 (mgTOC/mg MLSS/day)로 나타났으며 Run C일 때 가장 높은 이용율을 나타냈다 . 내생단계에서 미생물의 사멸율($K_d$)는 각각 0.0536, 0.0661, 0.0749($day^1$)이며 생성계수 ($SMP_e$) 는 각각 0.006, 0.0058, 0.0057($day^1$)로 나타났다. 초기 유입된 기질이 기질분해에 의해 생성된 $SMP_s$로 분해되어지며, 시간경과에 따라 $SMP_{nd}$ 로 진행됨을 알수 있었다. 기질분해 완료 후 미생물의 내생단계에 접어들면서 $SMP_e$성분으로 전환되었다. 유입부하율에 따른 분자량 분포 측정결과는 운전시간이 경고함에 따라 점차 저분자 물질이 고분자의 난분해성 물질로 전환되었다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제6권10호
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• pp.34-40
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• 2006

본 연구에서 연속회분식반응기(SBR)를 이용한 유기물질과 영양염류(N, P)처리가 수행되었다. 이 연구 결과들을 요약하면 다음과 같다. BOD는 $19.6{\sim}40.0mg/L$의 범위로 유입되고, 처리수는 $3.0{\sim}14.8mg/L$로 실험기간의 경과에 따라 점차 안정적으로 처리되었다. 이때의 제거율은 $47.9{\sim}88.4%$로 평균 80.0%로 안정적인 제거율을 보였다. 그리고 COD는 $12.2{\sim}32.0mg/L$의 범위로 유입되었으며, 처리수는 $3.3{\sim}18.6mg/L$로 제거율은 $19.2{\sim}78.6%$로 평균 57.3%의 제거율을 보였다. 하지만 79일 이후의 평균 COD 제거율은 70.2%로 안정적인 제거율은 보였다. T-N의 경우 유입농도는 $7.53{\sim}14.99mg/L$, 처리수는 초기 79일까지는 평균 6.59mg/L로 제거율이 평균 40.3%로 낮았지만 시스템이 정상화된 80일 이후는 평균 4.44mg/L로 처리되어 그 제거율이 56.4%로 나타났다. 또한 T-P의 경우는 유입수의 농도는 $0.77{\sim}1.91mg/L$, 처리수는 $0.26{\sim}1.53mg/L$으로 제거율이 $5.3{\sim}71.7%$로 상당히 큰 변화를 보였으며, 평균제거율은 42.6%로 나타났다. 이는 MLSS 증가를 위해 슬러지 인발을 하지 않았기 때문으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권1호
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• pp.1-9
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• 2013

혐기성 연속 회분식 반응조(Anaerobic sequencing batch reactor; ASBR)를 이용하여 혼합배양을 통한 장기간의 수소생산특성을 조사하였다. 실험에 사용된 기질은 글루코오스(8,250 mg/L)였고, pH 5.5, 온도 $37^{\circ}C$, 교반속도 150 rpm으로 설정하여 160일 동안 반응조를 운전하였다. 운전초기에 F/M비 2로 유지되어 수소생산 수율은 0.8 mol $H_2/mol$ glucose의 수소가 생산되었고, 운전 80일째 수소생산수율은 2.68 mol $H_2/mol$ glucose까지 증가하였다. 그러나 그 이후로 수소 생산량이 지속적으로 감소하여 운전 130일경 이후 수소의 생산은 없는 것으로 나타났다. PCR-DGGE분석을 통해 반응조내 미생물은 일반적인 수소생성 균으로 알려지고 있는 Clostridium sp.가 검출되었으나 반응조 운전 조건의 변화가 수소생산 저감의 주된 원인으로 밝혀졌다. 즉 반응조의 MLSS 농도가 증가함에 따라 F/M비가 감소하고 생산된 수소는 propionic acid의 생성으로 소모되는 것으로 추정할 수 있고 이는 반응조의 F/M비 0.5와 propionic acid 농도는 2,130 mg/L로 높게 유지된 것으로 확인하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제37권3호
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• pp.152-158
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• 2015

본 연구는 소수성 막 재질에 대한 막오염도를 평가하고자 수동흡착의 개념을 도입하여 정상운전을 위한 막 모듈 이외에 수동흡착 시험용 막 모듈을 설치하여 유출을 시키지 않은 상태에서 막 표면에 부착되는 미생물에 의한 막오염 정도를 분석함으로써 소수성 막오염 잠재성을 평가하고자 하였으며, 이때 운전조건으로 유기물 유입부하를 변화시켜 평가하였다. 이와 더불어 오염된 멤브레인을 세 가지 세정방법(두가지 물리적 세정과 화학적 세정)을 통해 막 세정 전후의 막오염 회복률을 평가하였다. 막오염 평가인자로는 반응조 내 MLSS 농도와 EPS 농도를 조사하였으며, 여과저항 값을 산정하여 막오염 전과 후, 세정 3단계 전과 후를 비교 평가하였다. 실험 결과로서, COD 농도가 750 mg/L인 가장 높은 부하량 조건에서 반응조 내 EPS 농도와 수동흡착 시험용 멤브레인의 여과저항 값이 가장 높게 나타났다. 또한 여과저항 값이 초기 운전 시작 후 차이를 보였지만 60일 이후의 최종 여과저항은 거의 일정하게 나타났는데, 이는 막 표면에 부착된 미생물량이 임계점에 이르러 수동흡착만으로는 더 이상의 막오염은 진행되지 않은 것으로 판단된다. PAds 상태에서 유기물 유입부하에 따른 오염된 막의 세정 전후의 여과저항 측정 결과에서는 3단계 세정 후 평균 회복률이 각각 Run 1이 78%, Run 2가 72%, Run 2가 69%로 유기물 부하가 높을수록 회복률이 떨어지는 것으로 나타났으며, 반면에 물리적 세정에 의한 복원률이 40일 경부터 Run 2와 Run 3의 물리적 세정에 의한 회복률이 낮아지는 것으로 보아 높은 유기물 부하로 인한 막표면의 케이크 형성으로 막오염이 심화된 것으로 판단된다.

• 한국환경농학회지
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• 제20권4호
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• pp.289-296
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• 2001

농공단지 폐수의 효과적인 처리를 위하여 스테인레스 전극판을 이용한 전기화학적 방법에 의한 pilot 실험 및 pilot 전기화학반응조를 생물공정의 전처리 과정으로 도입하여 이들 두 공정을 연계처리 실험을 하여 오염물질 제거효율을 조사하여, 이들 두 공정의 연계가능성을 조사한 결과는 다음과 같다. 전기화학방법에 의한 pilot 실험장치에서의 체류시간별 유출시간에 따른 COD 처리율은 체류시간 30분 및 60분에서 유출시간 8시간 이후부터 약 $78{\sim}81%$로 체류시간 15분으로 하였을 경우에 비해 그 처리율이 높았고, 탁도 처리율은 모든 조건에서 전기반응시간 초기부터 90%이상이었다. T-N 및 T-P 처리율은 체류시간 30 및 60분에서 유출 전 기간 동안 처리율이 각각 약 $71{\sim}74$ 및 $85{\sim}98%$로서 체류시간 15분에 비해 약간 높았다. 전기화학적 처리공정을 생물학적 처리공정의 전처리과정으로 도입한 실험과 단독 생물학적 처리공정의 실험을 동시에 실시한 결과에서의 SVI 및 MLSS의 농도변화는 유출 전 기간 동안 두 처리 공정 모두 각각 약 $82{\sim}112$와 $1,230{\sim}1,750$ mg/L로서 전반적으로 안정한 경향이었으며, SVI는 안정범위인 $50{\sim}150$을 충족시켰다. COD 처리율은 두 처리공정 모두 유출초기에 약 90%로 높았고 유출시간이 경과할수록 단독 활성슬러지 공정에서는 처리율이 미미하게 감소하였으나 전기화학반응조와 활성슬러지 공정을 연계한 처리공정에서는 미미하게 증가하여, 유출시간 72시간 후 COD 처리율은 각각 약 87 및 95%로서 전기화학반응조와 활성슬러지 공정을 연계한 처리공정에서 약 8% 증가하였다. 탁도 처리율은 두 처리공정 모두 유출 전 기간 동안 약 95%이상 높게 처리되었다. T-N 처리율은 유출 전 기간 동안 단독 활성슬러지 공정 및 전기화학반응조와 활성슬러지 공정을 연계한 처리공정에서 각각 약 $62{\sim}74$ 및 $72{\sim}86%$로서 연계한 공정에서 T-N 처리율이 10%이상 증가되었다. T-P 처리율은 전기반응조와 활성슬러지 공정을 연계한 처리공정에서 단독 활성슬러지 공정에 비해 유출 72시간후에는 각각 약 97 및 82%로서 전기화학반응조와 활성슬러지 공정을 연계한 처리공정이 약 15%이상 높았다.