• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
• /
• pp.309-309
• /
• 2011

지구온난화와 도시기후 변화에 대응하기 위해 자연의 생태적 기능을 복원하고 환경에 대한 오염부하를 저감하여 도시 환경의 건강성과 지속성을 높이기 위해 도심 내 물순환시스템(urban water circulating system)의 구축이 요구된다. 즉, 물순환시스템을 활용하여 도심 내 다양한 수원(생태하천/호수 유지용수, 하수처리수, 우수, 지하수 등)을 네트워크 및 통합 관리하여 도시 내 물순환의 건전성과 수자원의 재이용률을 향상시킬 수 있다. 이를 위해서 연중 발생량이 일정하고 막대한(66.4억톤/년, 2009년 기준) 하수처리수 방류수는 고도처리를 통해 수질이 양호하며 안정적인 대체 수자원으로 고려된다. 또한, 하수처리수의 재이용은 공공수역으로 배출되는 오염부하량의 총량 삭감 및 상수사용량의 절감과 수자원을 효율적으로 이용한다는 면에서 최근 재이용 사례가 증가하고 있는 추세이다. 그러나, 도심 내 친수공간(생태하천/호수)은 저류수량에 비해 유입수량이 적어 체류시간이 비교적 장시간이고, 이로 인해 부영양화가 쉽게 발생해 수질이 악화된다. 따라서, 본 연구에서는 하수처리수 재이용수를 도심 내 친수공간의 유지용수로 활용 시, 수질정화공정(응집 후 여과, 응집 후 여과+한외여과, 응집 후 여과+한외여과+역삼투 공정)이 친수공간 내 조류성장에 미치는 영향을 파악하기 위해, 하수처리수 재이용수 pilot plant의 수질정화공정별 유출수를 활용해 M. aeruginosa를 시험조류로 조류성장(growth kinetics)을 조사하였다. 조류는 $5\times104$ cells/mL의 초기 농도로 접종하여 배양하였으며, 조류성장에 직접적인 제한인자인 용존반응성인의 농도에 따른 성장속도를 Monod와 변형 Monod Kinetics를 이용해 반포화상수(Ks)와 최대 성장속도(${\mu}$max)를 산정하였다. 실험결과, 역삼투 공정을 제외한 다른 수질정화공정은 비록 영양염류가 80~90% 이상 제거되어 수계의 화학적 성상이 변하였으나 조류성장역학의 변화는 통계학적 (p=0.05)으로 유의할만한 수준은 아닌 것으로 판명되었다. 또한, 수리학적 체류시간이 2주 이상이 될 경우, 역삼투 공정을 제외한 수질정화공정 별 유출수에서는 조류의 과다성장으로 인해 부영양화가 발생하는 것으로 판명되었다. 결론적으로 하수처리수 재이용수를 친수용수로 활용시, 조류성장을 방지하기 위하여 용존반응성인의 농도를 중점적으로 관리하는 수질정화공정 및 유지용수 공급방안을 고려해야하는 것으로 판단된다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
• /
• 제11권4호
• /
• pp.463-471
• /
• 2010

하수 처리장은 화학적, 물리적, 생물학적 처리가 복합적으로 연계된 공정으로 구성 되는데, 각각의 단위공정과 전체시스템의 처리 성능 및 운영 상태의 정도를 파악 하려면 처리공정의 수학적 모델을 빠르게 연산 할 수 있는 컴퓨터 시뮬레이터를 이용하면 편리하다. 주어진 물리적 환경에서 처리공정의 오염물질, 화학물질, 생물학적 매체의 질량 수지를 계산하는 컴퓨터 시뮬레이터는 데이터의 입출력 과정과 수학모델의 연산과정을 효율적으로 수행하는 응용 소프트웨어로써 처리조 내부에서 일어나는 반응의 상태를 정량적으로 추산하는 도구이다. 이러한 시뮬레이션 소프트웨어는 처리시설의 성능 및 효율을 예측하여 운용자에게 최적 관리를 위한 의사결정의 타당성을 제공하게 되는데, 시뮬레이션 소프트웨어를 처리시설에 적합하도록 시나리오를 설정하고 데이터 수집 시스템에 연결하면 실시간으로 처리시설의 분석이 가능한 자동화 운영 시스템의 역할을 수행한다. 본 논문에서는 통합전산망에서 수집되는 데이터를 시뮬레이션 소프트웨어에서 운용, 실제 운영 상태와 시뮬레이션 결과를 실시간 비교, 분석하여 최적의 운전인자를 도출할 수 있는 시나리오 운영 소프트웨어 "WEC-Sim"의 설계 및 구현에 대하여 논한다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제48권5호
• /
• pp.589-597
• /
• 2010

하수처리 시스템에서의 생물학적 영양염류 기준이 강화됨에 따라, 표준활성슬러지공법으로 운전 중인 하수처리장의 고도처리 공법으로의 개보수 필요성이 증가하고 있다. 그러나 실제 하수처리 시스템에서의 다양한 유입조건 및 운전조건의 복잡한 반응 구성으로 인해 실험을 통하여 개보수된 고도처리공법의 최적조건을 찾는 것은 쉽지 않은 일이며, 이는 많은 시간과 비용을 소모하여 비효율적이다. 따라서 본 연구에서는 활성슬러지공정모델(ASMs)을 기반으로 한 하수처리장의 모델링 및 시뮬레이션 기법을 통하여 하수처리장의 고도처리공법으로의 upgrading 설계를 수행하며, 이를 통계적이며 체계적으로 접근하기 위해 반응표면분석법(Response surface method)을 통한 고도처리공법의 설계 최적화를 수행하였다. 또한 실규모 하수처리장에서의 운전 최적화를 위해서는 하수처리의 동력학적 매개변수에 대한 정확한 분석이 수행되어야 한다. 본 연구에서는 다변량 통계분석 기법인 부분최소승자법(PLS)을 통하여 하수처리 시스템의 동력학적 매개변수 간의 상관관계를 파악하며, 고도처리공법 하수처리장의 운전 결과에 가장 큰 영향을 미치는 매개변수를 도출하였다. 본 연구를 통해 하수처리장의 고도처리공법 upgrading 설계 및 운전 최적화를 위한 방법론을 제시하였으며, 이를 통하여 설계시간 및 경비 절감 등 고도처리공법으로의 고효율적인 개보수가 가능할 것으로 예상된다.

• 대한지질공학회:학술대회논문집
• /
• 대한지질공학회 2002년도 정기총회 및 학술발표회
• /
• pp.129-136
• /
• 2002

대전광역시의 도심하천인 갑천, 유등천, 대전천을 대상으로 하천수의 수리화학적 특성과 동위원소 특성을 분석하였다. 하천의 수리화학적 특성은 상류에서는 $Ca(Mg)-HCO_3$ 유형을 보이다가 도심권을 통과하면서 $Ca(Mg)-SO_4(Cl)$유형으로 전환되고 하류에서는 $Na(Ca)-HCO_3(Cl,{\;}SO_4)$ 유형으로 변화를 보였다. 이와 같은 화학적 유형의 변화는 자연적 영향보다는 인위적 오염물질의 유입에 의한 것으로 해석된다. 하천수의 전기전도도와 수리화학적 유형으로 보면 대전천보다는 유등천과 갑천이 비교적 좋은 수질특성을 보인다. 그러나 하수종말처리장에서 방류되는 방류가 합류되는 갑천하류부터는 수질이 급격하게 나빠진다. 하천수의 pH는 상류에서 중성을 보이다가 도심권을 지나면서 최고 pH 9.8정도의 알카리성을 보인다. 이는 아파트의 우수관을 통한세제 유입에 기인하는 것으로 보인다. 하천수의 ${\delta}^{13}l3C-HCO_3$ 관계에서 중탄산 함량의 증가에 따른 ${\delta}^{13}C$ 값의 증가는 하천수내 $CO_2$의 기원이 유기물에서 무기물의 영향이 커짐을 의미한다. ${\delta}^{34}S-SO_4$의 함량관계는 황산염의 농도가 증가함에 따라서 ${\delta}^{34}S$ 값은 낮아진다. 갑천, 유등천, 대전천의 순으로 황산염의 농도가 증가하고 ${\delta}^{34}S$ 값은 낮아지는 경향을 보인다. 이를 바탕으로 볼 때 갑천 중상류의 경우에는 황산염의 기원이 자연적 반응외 비료 등으로부터 유입된 것으로 보이며, 대전천의 경우에는 유기오염에 의한 황산염의 유입이 상당한 것으로 판단된다. 갑천하류는 하수종말처리장의 방류수의 영향이 큰 것으로 해석된다. 대전시 도심하천수의 수리화학적수질 개선을 위해서는 하수종말처리장의 방류수 기준의 강화, 아파트단지에서의 세제의 유입의 차단, 그리고 부분적인 오염물질의 유입을 차단하여야 할 것이다.

• 한국습지학회지
• /
• 제7권3호
• /
• pp.33-39
• /
• 2005

인공습지는 하수처리, 하수관리, 홍수제어등 다양한 분야에 적용될 수 있는 system으로 고려될 수 있다. 또한 인공습지는 자연친화적인 공법으로 건설, 운전 및 유지, 비용의 저렴등 여러 장점을 지니고 있어 많은 나라에서 적용가능한 공법중 하나로 간주되고 있다. 따라서 본 연구에서는 국내에서 수질오염의 주요한 원인으로 간주되고 있는 축산폐수를 인공습지로 처리하여 그 적용가능성을 살펴보고자 하였다. 실험결과 CODcr, TN, TP, SS, 색도의 제거율이 각각 97.9%, 97.8%, 97.2%, 99.1%, 84.9%로 나타났다. 특히 SS의 제거율이 높게 나타났다. 따라서 인공습지를 이용한 축산폐수의 처리가능성은 높은 것으로 나타났다. 한편 인공습지에 유입되어 토양에 축적된 오염물질이 토양에서 안정화 되는 데는 일정한 시간이 소요될 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제8권3호
• /
• pp.5-10
• /
• 2007

본 연구는 도시하수와 응집, 오존처리, UV와 같은 물리화학적 방법으로 처리된 하수 속에 함유되어 있는 비 규제 유기오염물의 GC/MS를 통한 정성적 분석결과를 나타내었다. 하수 속에 함유된 주요 유기오염물질로는 식품 또는 가정, 공업적 사용으로부터 배출된 물질이 주류를 이루었다. 하수처리장의 생물학적 공정으로부터 몇몇 유기오염물질들의 처리효율은 효과적이었지만 일부의 유기오염물질의 제거는 그리 효과적이지 못하였다. 그러므로 생물학적 방법으로 처리가 효과적이지 못한 물질들의 처리를 위한 고도처리방법의 적용과 가정에서의 이러한 물질이 함유된 제품의 사용에 좀 더 적극적인 조절이 필요 할 것이다. 본 연구에서 얻은 결과는 하천유역에서 이들 오염물질의 특성 및 생태계에 대한 오염물질의 배출 평가에 기여를 할 수 있을 것이다.

• 상하수도학회지
• /
• 제24권5호
• /
• pp.537-548
• /
• 2010

Recently the Government has announced updated water quality standards for wastewater treatment effluent (become effective in 2012). That includes highly enforced regulations for T-P, BOD and COD, and a large budget, in particular for phosphorus removal, was set by the Ministry of environment. Chemical coagulation destabilizes colloidal particles so that particles grow to larger flocs, and solid particles are removed by solid-liquid separation. The efficiency of chemical coagulation depends on a various factors, including coagulant types and costs, construction and operation costs for the treatment facilities and so on. The proper selection should be based on the treatment efficiency of coagulants and underlying costs. The current research was to evaluate the treatment efficiencies of coagulants on a variety of wastewater influents and to develop saturation curves for several water quality parameters. Typical $Al_2(SO_4)_3$ and $FeCl_3$ were tested under a range of coagulant concentrations. The pollutant removal efficiencies of chemical treatment both for the $Al_2(SO_4)_3$ and $FeCl_3$ were especially high for T-P, followed by SS, BOD and COD. Correlation test also proved the highest relationship between SS and T-P.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제10권2호
• /
• pp.13-20
• /
• 2009

최근 우리나라의 국민들의 삶의 질이 향상됨에 따라 악취발생문제가 중요한 사회이슈가 되고 있다. 특히 환경기초시설에서 발생하는 악취물질로 인한 민원 중 약 67%가 하수처리장과 음식물쓰레기 처리시설에 의한 것으로 나타났으며, 해양오염방지법 시행규칙개정으로 2012년부터는 하수오니 등의 해양투기가 전면 금지될 예정에 있어 이들 시설의 처리량 증가에 따른 관리대책마련이 시급한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 부산시 전역의 하수처리장과 음식물쓰레기처리시설중 상대적으로 폐기물발생량이 많은 5개 하수처리장과 5개 음식물쓰레기처리시설을 선정하여 슬러지 시료를 채집하고 이들 시료에 대한 공업분석, 원소분석, XRF 분석, 발열량분석 등을 통해 시료의 물리, 화학적 특성을 알아내었다. 또한 최종적으로 시료 내 황화수소 발생가능농도 측정을 통해 황화수소발생원단위를 산정, 악취민원의 근본적 대책마련을 위한 기초 자료로써 활용 하고자 하였다. 분석결과, 하수슬러지의 황화수소농도는 평균 57.3mg/kg, 음식물쓰레기처리시설의 것은 19.7mg/kg이었다. 최종적으로 총 10개 시설 폐기물의 황화수소 발생원 단위 산정결과 16,017,910.0mg/d로 예측 되었다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제31권9호
• /
• pp.743-748
• /
• 2009

화학적인 슬러지 개량은 하수슬러지의 탈수성을 개선하기 위해 주로 사용된다. 이 공정은 개량제를 이용하여 처리한 후 농축 및 탈수된다. 본 연구는 DAF 부상장치를 이용하여 하수슬러지의 개량(혐기성 보관시간, 응집제 종류, 및 주입량) 및 부상조건(슬러지 농도 및 A/S 비)에 따른 부상농축효율을 평가한 것이다. 혐기성 보관시간에 따라 하수슬러지의 비표면적과 여과비저항은 증가하였다. $Al_2(SO_4)_3$, $Fe_2(SO_4)_3$ 및 PSO-M을 주입하여 개량된 하수슬러지는 보관시간이 경과에 따라 부상농축효율이 거의 감소되지 않았다. 개량된 하수슬러지는 A/S 비가 0.01 mL/mg 이상이면, 부상농축효율이 저하되지 않고 96% 이상 유지할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
• /
• pp.712-712
• /
• 2012

하 폐수 처리방류수를 물리적, 화학적 그리고 생물학적 기술을 이용하여 처리한 후 재활용수로 이용하고자 하는 새로운 노력들이 진행되고 있지만 국내의 경우 방류수 재활용 기술과 처리수의 재이용에 대한 평가기술이 선진국에 비해 초기 단계에 있어 이 분야에 대한 적극적인 기술개발이 요구된다. 막 분리 기술을 이용한 처리 수는 소독 등의 추가적인 처리 없이 살수용수나 수경용수로 이용이 가능하며, 잔류염소를 유지시킬 경우 화장실 세정용수로의 이용도 가능하며, 또한 후처리 기술을 조합하면 고급 공업용수 등으로 사용가능하므로 선진기술로서 수요조건에 맞게 전 후 처리를 조합한 수요자 맞춤형 재이용수 공정기술을 개발할 필요가 있다. 이에 효율적인 하 폐수 재이용을 이용하여 농업용수(축산 음용수, 첨단 수출원예용수, 첨단 농업용수, 농산업 클러스터 복합 곡물 용수), 원예용수(원예단지), 공업용수 등의 다양한 용도에 활용 가능한 수요자 맞춤형 모듈 및 공정 개발을 수행하였다. 개발된 공정은 AOP 및 막 세정 시스템을 이용한 새로운 공정으로, AOP 시스템은 전기 이온 모듈을 통해 OH 라디칼을 생성 및 염분 제거 효율을 극대화 하여 오염 물질을 산화시키는 공정이며, FDA 시스템은 탁도가 높은 원수가 과다 유입 될 경우 후단 여과 막의 부하를 줄이는 역할을 하며, 부유 물질을 여과 시킨다. 막 세정 시스템은 미세 입자를 구성된 기포를 이용하여 눈에 보이지 않는 곳 까지 세척하며, 살균 작용을 하며, 분리 막의 성능을 증대 시킨다. 이어 UF 분리 막 시스템은 원수의 미세불순물, 박테리아, 스케일 물질 등을 제거하며, NF 시스템을 통하여 미립자, 박테리아 유기 화합물 및 2가 염 제거를 하여 재이용수를 생산하는 공정을 개발하였다. 개발된 수요자 맞춤형 공정은 하수 재이용 기술의 이용 목적 및 수요자별로 맞춤형으로 운영이 가능하며, 개발된 세척 기술은 분리 막 세정 유지관리비 및 에너지를 저감 할 수 있으며, 현장 적용의 실증화 과정을 거쳐 공정 기술을 신뢰도를 향상하고, 보유 기술을 수요자 맞춤형으로 업그레이드함으로써 기술의 경쟁력 및 고품질의 하수 재이용 기술의 새로운 방향을 제시 할 수 있을 것으로 판단된다.