• 대한환경공학회지
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• 제22권1호
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• pp.159-167
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• 2000

최근 들어 합류식 분류식 하수관의 월류수 (CSOs, SSOs)가 수질오염에 미치는 영향이 상당하다는 인식을 하게되었다. 본 논문의 목적은 CSOs, SSOs에 함유된 입자성 및 용존성 오염물질을 제거할 수 있는 RFS (Rapid Floc Settler) 장치를 개발하여 입자물질과 용존물질의 제거효율을 분석하고 최적의 설계인자와 운전인자를 도출하는데 있다. RFS장치는 물리 화학적 폐수처리장치로 그 구조가 간결하다. Polyacrylamide (PAM)을 응집제로 사용하여 Jar test 결과 PAM이 철염, 황산알루미늄에 비해 우수한 응집특성을 나타내었다. 수면적부하율의 변화를 주어 처리효율 특성을 분석하였다. 유입수는 SS를 기준으로 50~1,000mg/L로 CSOs 의 대표적인 농도를 적용하였다. 수면적부하율이 $130m^3/m^2/day$에서 SS는 90%, COD는 80% 의 처리효율을 나타내었다. 수면적부하율이 기존침전조의 10배 이상 컸다. 또한 입경분석을 실시하여 입경 분포를 분석하였다. RFS장치는 CSOs, SSOs의 처리 이외에도 건설현장 고탁도물질의 제거, 소규모유역 유출수 제어, 하수처리장에서 초과용량의 하수처리, 오염된 소하천의 정화 등 그 적용성이 클 것으로 생각된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제8권6호
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• pp.21-28
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• 2007

본 연구는 합성하수 처리에 있어 MBR-RO 공정 적용시 유기물 및 질소, 인 제거에 대하여 수리학적체류시간이 제거효율에 미치는 영향을 실험적으로 검토하였다. MBR 공정에서 탁도는 운전기간(105일)동안 2 NTU 이하로 평균 99% 이상의 제거효율을 보였다 또한 수리학적체류시간 6, 12, 18 그리고 24 hour에 대한 $COD_{Cr}$, T-N, $NH_4{^+}-N$ 그리고 T-P의 평균 제거효율을 살펴보면, $COD_{Cr}$의 평균 제거율은 각각 72.4, 84, 88.6 그리고 92.5%, $NH_4{^+}-N$의 제거효율은 각각 60.2, 85.5, 91.3 그리고 92.2%였다. T-N과 T-P의 제거효율은 수리학적 체류시간을 6시간에서 24시간으로 증가시킴에 따라 각각 53.7과 56.8%에서 82.5와 86.4%로 증가했다. RO 공정에서 색도와 $COD_{Cr}$의 제거효율은 각각 99.9%와 96.8%였다. 또한 RO 유출수에서 T-N, $NH_4{^+}-N$, $NO_3{^-}-N$ 그리고 T-P는 평균 90% 이상 제거되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권9호
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• pp.542-547
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• 2017

본 연구는 국내에서 상용화된 3 종류의 친수성 정밀여과막/한외여과막을 대상으로 막의 특성분석 및 해수 여과 성능 평가를 수행하였다. 접촉각 측정 결과에서는 PAN 재질인 Mem-3가 가장 친수성도가 높은 것으로 나타나 장기간 운전 시 유기성 오염 물질에 가장 내오염성이 높을 것으로 예상된다. FESEM 측정결과에서는 PE 재질인 Mem-1과 PVDF 재질인 Mem-2는 sponge 형태의 단면을 보였으며, PAN 재질인 Mem-3는 finger 형태의 단면을 나타냈다. EDS에 의한 막의 원소분석 결과에서 Mem-2는 Fluoride가 대부분이었고 Mem-3는 PAN이 Nitrile기로 인해 N이 32.47%의 높은 구성 비율을 보였다. D.I. water를 이용한 투과수량 분석은 압력 증가 시 Mem-3의 투과수량이 다른 막에 비해 큰 폭으로 증가되는 경향을 보였다. 탁도 및 부유물질 제거 실험은 모든 막에서 유출수의 탁도는 0.191-0.406 NTU, TSS는 2.2-3.0 mg/L 사이의 투과수질을 보여 단기간 실험으로부터 해수담수화 전처리용으로 사용하기에는 부적합하다는 것을 알 수 있었다.

• 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.

• 멤브레인
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• 제27권1호
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• pp.68-76
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• 2017

고강도, 내약품성, 무독성, 내연소성의 장점을 가지고 있는 PVdF (polyvinylidene fluoride) 나노섬유로 기공이 $0.4{\mu}m$ 평막을 제조한 후, 부직포와 평막으로 나권형 모듈을 제작하였다. 용존유기물의 흡착 제거를 위한 입상 활성탄(GAC, granular activated carbon) 흡착 컬럼과 자체 제작한 나권형 모듈로 혼성 수처리 공정을 구성하였다. 카올린과 휴믹산으로 조제한 모사 용액을 대상으로, 처리수를 재순환하는 경우와 배출하는 경우 각각 GAC 충진량의 영향을 알아보았다. 여과실험 후 물 역세를 하여 회복률과 여과저항을 계산하였다. 또한, 탁도와 $UV_{254}$ 흡광도를 측정하여 GAC의 흡착 효과를 고찰하였다. 그 결과, 처리수를 재순환하는 경우와 배출하는 경우 모두 탁도 처리율에는 GAC 충진량의 영향이 없었다, 하지만 GAC의 $UV_{254}$ 흡광도 처리율이 처리수를 순환하는 경우 0.7~3.6%이었는데, 처리수를 배출하는 경우 3.2-5.7%로 증가하였다. 처리수를 순환하는 경우 GAC의 충진량이 증가함에 따라, 가역적 여과저항($R_r$)과 비가역적 여과저항($R_{ir}$)은 감소하는 경향을 보였다. 그러나 총여과저항($R_t$)은 거의 일정하였고, 물 역세 회복률($R_b$)은 다소 증가하는 경향을 보였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제44권2호
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• pp.207-215
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• 2006

본 연구의 목적은 응집공정에서 생성되는 플럭의 성상을 가시화하여 PACC의 응집 특성을 고찰하였다. 인공 원수내탁질 입자의 제타전위는 pH 8~9에서 영으로 수렴하였고 이 영역에서 TDS와 전기전도도가 최소값을 나타내 주었다. 급속 및 완속 교반의 최적 혼화강도가 관측되었으며, 특히 탁도의 제거에 있어서는 급속교반의 속도경사가 가장 낮은 $95.1sec^{-1}$에서 최대의 제거율을 나타내었다. 급속교반 후에는 $3{\sim}5{\mu}m$의 작은 입자가 급격히 생성되었으며 교반강도가 클수록 더 많은 수의 입자가 생성되었다. 완속교반이 진행될수록 $3{\sim}5{\mu}m$의 작은 입자의 수는 급격히 감소하였고 $7{\sim}21{\mu}m$의 중간 크기의 입자는 증가하는 경향을 나타내주었다. $23{\mu}m$ 보다 큰 입자의 경우는 급속교반의 속도경사가 $95.1sec^{-1}$에서 가장 많은 수가 생성되었고, $3{\sim}5{\mu}m$의 작은 입자의 경우에는 급속교반의 속도경사가 $760.7sec^{-1}$에서 가장 많이 생성되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권7호
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• pp.492-497
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• 2014

해수담수화 시설에서 전처리와 역삼투막(reverse osmosis, RO) 공정의 유기물 제거특성을 살펴보고, 유기물의 특성변화가 막오염 지수에 미치는 영향을 조사하였다. 연구에서 비교된 전처리 공정은 다중여재여과(dual media filter, DMF), 가압형 정밀여과(MF), 침지형정밀여과(SMF) 이다. 유기물의 특성변화를 알아보기 위해 원수와 공정별 처리수의 탁도, $UVA_{254}$, DOC, size exclusion chromatography (SEC), fluorescence excitation emission matrix (FEEM), transparent exopolymer particles (TEP) 등을 분석하였다. 이온성 물질과 무기물 항목은 전처리 공정의 종류에 관계없이 처리되지 않았고 RO공정을 거치면서 99% 이상 제거되었다. 유기물에 의한 막오염에 큰 영향을 미치는 소수성 유기물은 전처리를 통해 상대적으로 제거가 용이하였다. 전처리 공정의 유기물 제거율은 막여과 공정(MF, SMF)이 기존 DMF 공정에 비해 높았다. 처리수내 유기물의 농도가 감소할수록 막오염지수 중 하나인 silt density index (SDI) 값도 감소하였다. MF로 전처리한 경우 SDI값이 가장 낮게 나타났는데, 처리수 내의 $0.1-0.4{\mu}m$ TEP 농도가 MF와 SMF 막오염지수의 차이와 상관관계를 보였다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제7권3호
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• pp.103-115
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• 2000

갈색 침전물의 생성은 우리나라 지하수의 개발 및 공급에 있어 흔히 발생하는 문제 중의 하나인데, 이에 따라 색도, 맛, 탁도 및 용존 철 함량 등의 항목에 있어 먹는 물 수질 기준을 초과하게 되고, 물 공급 시스템에 스케일링의 문제를 야기하게 된다. 경기도 파주 지역 지하수의 경우에도 양수 후 몇 시간 내에 갈색 침전물이 형성되어 수질을 악화시키고 있다. 본 연구에서는 지하수의 탁도를 유발하는 원인과 지화학적 반응 경로를 이해하고자, 평형열역학 및 반응속도론적 접근을 통하여 갈색 침전물의 형성과정을 파악하였다. 본 연구결과는 침전물의 형성을 최소화하기 위한 적정 양수 기법은 물론 수질 향상을 위한 최적 수처리 기법을 설계하는데 있어 중요한 자료로 활용될 것이다. 파주 지역의 암반 지하수는 물/암석(편마암)반응에 의해 Ca-$HCO_3$형의 수질 특성을 보인다. SEM-EDS 및 XRD 분석 결과, 갈색 침전물은 비정질의 함철 산화물 또는 수산화물로 해석된다. 다양한 공극 크기(6, 4, 1, 0.45, 0.2 $\mu\textrm{m}$)를 갖는 여과지를 이용한 다단계 여과 결과, 이들 침전물은 크기에 있어 대부분 1 내지 0.45$\mu\textrm{m}$의 입도를 갖는 콜로이드 형태이지만, 질량 분포로 볼 때는 1 내지 6$\mu\textrm{m}$범위가 우세함(총 질량의 약 81%)을 알 수 있다. 다량의 용존 철(II)은 지하수 유동 중에 철 함량이 높은(최대 3wt.%) 단층 파쇄암 내의 녹니석(clinochore)의 용해로부터 기원하는 것으로 판단된다. PHREEQC 프로그램을 이용한 포화지수 계산 및 pH-Eh 관계도에 대한 검토 결과, 침전물은 함철 수산화물임이 확인되며, 환원 조건에 있던 심부 지하수가 양수에 의해 산소에 노출되면서 화학성 변화(특히, 산화)에 의하여 침전함을 알 수 있다. 양수 이후의 시간 경과와 더불어 양수된 지하수의 pH, DO, 알칼리도는 점차 감소하며. 탁도는 증가하다가 일정 시간 경과 후 감소하는 경향을 보인다. 양수 이후의 경과 시간에 따른 용존 철(II)의 농도 감소율(즉, 반응 속도)은 Fe(II)=10.l exp(-0.0009t)로 표현된다. 따라서 갈색 침전물의 생성 반응은 양수 및 양수 후 저장 과정 중에 산소의 유입에 따른 산화 반응에 기인하며, 그 반응은 시간, 산소분압 및 pH에 의존함을 알 수 있다. 탁도를 제거하여 음용 가능한 수질을 확보하기 위해서는, 충분한 시간 동안 충분한 크기를 갖는 탱크 내에서의 다단계 저장 및 폭기를 거친 이후에 응집된 침전물에 대한 여과가 제안된다. 이때, 비용 절감 차원에서 상이한 입도 조건에서의 다단계 여과가 효과적일 것으로 생각된다. 한편, 개발 관정 내에서의 스케일링을 최소화하기 위해서는 심부 지하수로 산소가 풍부한 천층 지하수가 유입되는 과정을 최소화할 필요가 있다. 이를 위해서는 적정 채수량 범위 내에서의 지속적인 양수가 효과적일 것이다. 아울러, 산소가 풍부한 천층 지하수의 채수를 위한 별도의 관정 설치도 고려할 수 있을 것이다.

• 멤브레인
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• 제17권2호
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• pp.124-133
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• 2007

본 연구에서는 2종류의 다채널 알루미나 세라믹 정밀여과막으로 호소수를 처리할 경우, 질소 역세척 시간(BT) 및 막간압력차(TMP) 영향과 최적운전조건을 규명하였다. 정상여과시간(FT)은 8분, 유량 2.0 L/min, 역세척 압력 2.0 bar로 고정하였고, BT는 $10{\sim}60$초, TMP는 $0.6{\sim}2.0$ bar로 변화시켰다. 또한, 최적운전조건은 막오염에 의한 저항 $(R_f)$, 무차원한 투과선속 $(J/J_o)$, 투과선속 (J), 총여과부피$(V_T)$의 측면에서 고찰하였다. 그 결과, $0.4{\mu}m$의 평균기공 크기를 갖고 있는 HC04 분리막의 최적 역세척 조건은 BT=10초, $1.0{\mu}m$의 평균기공인 HC10 분리막에서는 20초임을 알 수 있었다. 한편, TMP가 증가할수록 구동력의 증가로 보다 많은 $V_T$를 얻을 수 있었다. 오염물질 제거율은 탁도(Turbidity) 95.4% 이상, 화학적 산소 요구량 $(COD_{Mn})\;12.7{\sim}20.1%$, 암모니아성 질소 $(NH_3-N)\;0.0{\sim}6.4%$, 총질소 (T-N) $1.9{\sim}4.6%$, 총인 (T-P) $34.9{\sim}88.4%$의 제거 율을 보였다.

• 환경영향평가
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• 제27권2호
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• pp.170-180
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• 2018

홍천군 내면 자운지구에는 고랭지 채소밭이 밀집되어 있어서 우기에는 고랭지 밭에서 많은 토사가 유출되어 소양호 탁도와 수질에 큰 영향을 미치고, 하류의 수도권 상수원에도 악영향을 준다. 본 연구에서는 고랭지밭 지역의 토사유출 저감을 위한 여러 BMPs 시설 중에서 많은 비용이 들지만 우리나라에서의 실측 조사 결과가 거의 없는 다단계 침사지에 대해서 강우시 유출입수를 실측 조사하고, 비점원오염물질 삭감효율을 분석하였다. 자운지구의 자운리 786번지와 자운리 628-2번지 다단계 침사지에서 2차례 강우에 대해서 침사지의 SS 제거효율을 분석한 결과 35%~62%의 삭감율을 보였다. BOD는 약 24%~55%, TP는 약 35%~58%의 오염부하가 삭감되었다. 이 지역 다단계 침사지의 실측 효율은 이론적인 효율보다 다소 낮지만 현재 설치되어 있는 침사지를 적절하게 관리하면 효율을 더 높일 수 있고, 추가적인 침사지 설치를 통해 흙탕물 관리를 효과적으로 할 수 있다.