• 대한환경공학회지
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• 제27권11호
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• pp.1141-1145
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• 2005

접촉부와 간헐포기부로 구성된 접촉조 결합형 연속회분식반응조를 질소제거를 위해 제안하고 실험적으로 연구하였다. 짧은 체류시간의 접촉반응을 통해 활성슬러지 플록에 유기물질이 생물흡착되지만 불완전 대사가 진행된다는데 근거를 두고 있다. 결과적으로 실하수의 경우 유입 유기물질의 61.2%가 접촉반응 30분 만에 흡착되었다. 유기물질의 비흡착량은 22.3 mg SCOD/g MLVSS였으며, 이는 후속되는 공정에서 탈질효율의 향상에 기여하였다. 연속운전을 통한 전체적인 처리효율은 TCOD/TKN 비가 6이하의 낮은 조건에서도 SCOD 및 T-N 제거율이 각 86%와 60%를 유지하였다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제20권8호
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• pp.674-684
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• 2020

하수의 종류(생활하수, 축산폐수) 및 다양한 처리 공정에 따른 미생물군집구조를 비교하기 위해 A2O공법으로 운영되는 생활하수처리시설(안심·서부·신천)의 10개 생물학적 반응조와 축산폐수처리시설의 활성슬러지를 채취해 DNA 유전체를 추출한 후 세균은 프라이머 27F/518R, 고세균의 경우, 프라이머 Arch519F/A958R를 이용해 유전체를 증폭시켰고 그 염기서열을 Roche 454 GS-FLX Titanium을 이용한 pyrosequencing 법으로 분석하였다. 그 결과, 생활하수와 축산폐수에 따른 미생물 군집구조의 차이는 컸지만 A2O공법에 따른 산소 유무 등의 환경 변화와 관련된 군집구조의 변화는 크지 않았다. 혐기조 및 무산소조 반응조들에서만 분석한 고세균 군집 결과에서는 동일 하수처리시설의 반응조들의 고세군군집들끼리만 모이는 하수처리시설별 집괴현상을 나타냈다. 세균다양성 및 종 풍부도가 높은 서부처리시설이 다른 시설보다 더 높은 질소 및 인 제거율을 나타냈다.

• 한국물환경학회지
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• 제21권5호
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• pp.490-495
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• 2005

Since there are very limited numbers of thermophilic anaerobic digesters being operated, it is often difficult to start up a new one using sludge from an existing reactor as a seed. However, for obvious reasons it seems few attempts have been made to compare the start-up performance of thermophilic anaerobic digestion using different sources of seed sludges. The purpose of this study was to evaluate the start-up performance of anaerobic digestion using aerobic Waste Activated Sludge (WAS) from a plant and mesophilic Anaerobic Digested Sludge (ADS) as the seed source at both mesophilic ($35^{\circ}C$) and thermophilic ($55^{\circ}C$) temperatures. In this study, two experiments were conducted. First, thermophilic anaerobic reactors were seeded with WAS (VSS = 4,400 mg/L) and ADS (VSS = 14,500 mg/L) to investigate start-up performance with a feed of acetate as well as propionate. The results show that WAS started to produce $CH_4$ soon after acetate feeding without a lag time, while ADS had a lag time of 10 days. When the feed was changed to propionate, WAS removed propionate down to below the detection limit of 10 mg/L, while ADS removed little propionate and produced little $CH_4$. Second, in order to further compare the methanogenic activity of WAS and ADS, both mesophilic and thermophilic reactors were operated. WAS acclimated to anaerobic conditions shortly and after acclimating it produced more $CH_4$ than ADS. WAS at mesophilic temperature biodegraded acetate at the same rate as for thermophilic. However WAS at mesophilic temperature biodegraded propionate at a much faster rate than at thermophilic. WAS as the seed source of anaerobic digestion resulted in much better performance than ADS at both mesophilic and thermophilic temperatures for both acetate and propionate metabolism.

• 멤브레인
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• 제18권1호
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• pp.35-43
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• 2008

본 연구를 통하여 나노입자를 분리막의 표면에 함침시킴으로써 MBR 공정상에서 가장 큰 문제인 막 오염 문제를 해결하고자 하였고 실제 제작된 분리막의 현장적용 테스트를 거쳐서 개발된 분리막의 막 오염 저항성질을 확인하였다. 실험과정은 본 연구를 통한 티타니아가 함침된 분리막 제품과 국외의 타사 제품과의 장시간 현장적용 테스트를 통해 본 연구 제품의 우수성을 확인할 수 있었다. 본 연구 제품은 활성슬러지의 농도가 $7,000{\sim}13,000mg/L$의 고농도인 조건에서 $20{\sim}25L/m^2{\cdot}hr$의 투과유량을 꾸준하게 유지하는 것을 확인할 수 있었다. 이와 아울러 막과 막사이의 배치거리, 막과 산기관의 배치거리, 산기관의 홀 크기, 세정액의 농도 및 처리 방법 등에 따른 분리막의 투과유량의 거동 등을 살펴보았다. 즉 이들 부수적인 변수들의 최적화를 통해 분리막의 물성을 극대화할 수 있는 방법을 모색해 보았다.

• KSBB Journal
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• 제22권4호
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• pp.191-196
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• 2007

본 연구는 급속한 산업 발전으로 인해 일어난 많은 수질오염 문제 중 생활하수의 처리방법에 관심을 기울여 생물막 공법을 이용하였는데, 이는 소규모 오폐수 처리장치에서 운전과 유지가 간단하고 활성슬러지 공정보다 넓은 부지를 필요로 하지 않기 때문이다. 생물막 공법 중 생물여상법의 변법을 적용한 Pilot 규모의 상향류식 충전탑형 반응기로 내부의 담체로는 폐토기와 폐비닐을 넣어 혐기조와 호기조를 구성하였고, 생활 오수로는 식당 오수를 이용하여 Lab.-Scale 실험 후 Pilot-Scale로 Scale-up하여 100여일 간에 걸쳐 실험을 수행하였다. 실험은 연속 포기시 일정 HRT에서 유기물과 질소, 인 제거율을 살펴보았다. 실험결과 $BOD_5$와 SS의 평균 제거율은 각각 94.33%와 87.77%로 높은 제거율을 보였으나, $COD_{Cr}$은 81.46%로 목표 제거율 90% 이상에 미치지 못하였고, T-N과 T-P도 각각 71.92%와 21.10%로 예상보다 약간 낮았다. 특히 $COD_{Cr}$와 T-N의 제거율은 지난 Lab.-Scale 때보다 약 10% 정도의 감소를 하여 Pilot-scale에 내외적인 문제가 작용한 것으로 보였다.

• 한국환경과학회지
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• 제14권7호
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• pp.675-681
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• 2005

A laboratory experiment was performed to investigate phosphorus and nitrogen removal from synthetic wastewater by intermittently aerated activated sludge process packed with aluminum and silver plate. Three continuous experi­mental processes, i. e. an intermittently aerated activated sludge process(Run A), an intermittently aerated activated sludge process with an aluminum and silver plate packed into the reactor(Run B), and a reactor post stage(Run C) were compared. In the batch experiments, the phosphorus removal time in the reactor packed with aluminum and silver plate simultaneously was faster than that of the reactor packed with only an aluminum plate. More phos­phorus was removed with an increase of NaCl concentration. The pitting corrosion of aluminum does not affect the performance of the biological treatment. The total nitrogen removal efficiency in Run B was $57\%\;and\;43.6\%$ at the HRT of 12 and 6 hours respectively. The effluent $PO_{4-}P$ concentration as low as 1.0 mg/L could be ob­tainable through the continuous experiment in Run B at HRT of 6 hours.

• KSBB Journal
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• 제21권1호
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• pp.49-53
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• 2006

본 연구는 다양한 유기물과 난분해성 물질들이 포함되어 있는 제약 폐수 내 미생물의 생화학적 특성을 이해하고자 생물학적 동력학 계수를 측정 하고자하였다. 생물학적 동력학 계수는 최대 비성장율과 수율계수, 그리고 반속도상수를 측정하였는데, 각각 10.49/day (0.437/hr), 0.655 그리고 38.89 mg/L로 나타났다. Monod 식의 비선형회귀분석으로 구한 ${\mu}_{max}$ 값 또한 10.63/day (0.443/hr)로 측정되어 두가지 경우에서 구한 값이 유사함을 알 수 있었다. 이러한 생물학적 동력학 계수를 제약 폐수 처리의 활성슬러지 공정의 산소요구량 및 용존 산소 농도 연구와 병행한다면 제약 폐수의 처리 효율 증진 효과를 기대할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.396-396
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• 2022

생물전기화학적 혐기성소화(Bioelectrochemical anaerobic digestion; BEAD)는 소량의 전압공급을 통해 고농도 하·폐수의 효과적인 처리 및 에너지 회수가 가능한 처리방법으로, 기존 하·폐수처리공정(활성슬러지 및 그 변법)에서 벗어나기 위한 방법 중 하나로 연구되고 있지만, 내부저항 및 전극구조에 따른 물질전달저해로 인해 소규모 연구 위주로 진행되었다. 하지만 stainless steel(SS) 등 내부저항을 완화할 수 있는 전극재료 및 전극구조 개선 연구가 진행됨에 따라 BEAD 적용규모가 증가하는 추세이며, 본 연구에서는 100 L의 용량에서 전극재질 및 구조에 따른 적용적합성을 에너지효율 비교를 통해 평가하였다. 반응조는 비교를 위한 AD, 반응조 내부에 전극을 설치한 BEAD, 반응조 외부에 전극이 포함된 반응조를 추가한 ABEAD로 구성하였으며, AD 및 BEAD는 기계적 교반, ABEAD는 기계적 교반 및 펌프를 통한 bulk 용액 순환으로 물질전달이 이뤄졌다. 또한 BEAD는 탄소계 전극, ABEAD는 SS계 전극을 사용하였으며 두 반응조 모두 0.4 V의 전압을 공급하였다. 실험조건은 유효용량 100 L, 유기물부하율 3 kg/m³/d, HRT 20 days 및 중온소화(35℃)으로 운전하였다. 실험결과 AD, BEAD 및 ABEAD의 유기물제거율은 각각 평균 68.1 %, 68.9 %, 74.9 %로 전극 및 반응조의 분리를 통해 물질전달을 개선한 ABEAD에서 증가하였다. 에너지 생성량의 경우 AD에 비해 BEAD는 평균 229 kJ/d, ABEAD는 309 kJ/d가 추가 생성되었으며 유기물제거율이 높은 ABEAD에서 더 높은 에너지생산이 이뤄졌다. 마지막으로 전압공급으로 인한 에너지소비량은 BEAD는 평균 3.4 kJ/d, ABEAD는 평균 0.9 kJ/d로 전극의 낮은 생물적합성으로 인해 전극에서의 생화학반응이 적은 ABEAD가 에너지소비량이 낮았다. 따라서 본 연구에서는 SS 전극의 사용가능성 및 전극구조 개선에 따른 에너지효율성 향상을 확인할 수 있었으며, 추후 연구에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.388-388
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• 2022

하수처리 공정 중 생물반응조에서는 미생물의 산화 반응을 통해 하수 내 각종 유기물들을 처리하고 있다. 블로워는 호기조를 유리산소상태로 만들어 미생물들의 유기물 제어, 질산화가 원활하게 이루어질 수 있도록 지원하는 역할을 담당하고 있다. 그러나 실제 하수처리장에서는 유기물을 원활하게 처리하기 위하여 과도하게 블로워를 가동하고 있어 경제적인 측면에서 문제를 겪고 있다. 블로워를 통해 수중에 산소를 부족하게 공급할 경우 활성슬러지의 침전성이 저해되어 방류수 수질이 저해되는 반면, 용존산소가 과도하게 공급되어도 유기물질의 처리 효율은 증대되지 않으며 잉여용존산소는 대기 중으로 방류된다. 이러한 이유로 국내 하수처리장에서는 강화된 방류수 수질 기준을 만족하기 하고자 유입수질에 관계없이 과도하게 송풍기를 운영하고 있다. 이러한 하수처리장의 운영 및 경제적인 문제점을 해결하고자, 본 연구에서는 하수처리장으로 유입되는 원수의 수질을 처리하는 데 실제로 미생물이 필요한 산소요구량 및 공기공급량을 산정하는 프로그램을 개발하였다. 이를 통해 실제 하수처리장에서 필요한 산소요구량, 공기공급량을 산출하여 효율적인 하수처리장 운영이 가능하다. 실제 하수처리장에서의 프로그램을 통한 송풍량 절감 효율을 분석하고자 한 달간의 A 하수처리장 수질 데이터를 기반으로 하수처리에 필요한 산소요구량 및 공기공급량을 산정하였다. 실험 결과 프로그램 적용시 약 평균적으로 10%의 송풍량을 절감이 가능하며, 연구 결과를 바탕으로 효율적이고 경제적인 송풍기 운영조건의 기준을 제시하고자 한다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권10호
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• pp.1021-1027
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• 2008

본 연구에서는 비점오염물질을 처리하기 위해 생물막 공정이 도입되었다. 반응기내의 생물막의 성장으로 위해 세라믹 담체가 사용되었으며, 담체의 충전률은 각각 5% 및 15(v/v)%였다. 이후, 반응기는 각각 0, 5, 10, 15일의 무강우기간에 따라 회분식으로 운전되었다. COD 및 NH$_4{^+}$-N의 제거효율이 담체 충전률, 온도 및 무강우기간에 따라 조사되었으며, 추가적으로 polymerase chain reaction (PCR)-denaturing gel gradient electrophoresis(DGGE)와 INT-dehydrogenase activity(DHA) test를 통하여 미생물 군집 및 활성도가 해석되었다. 운전 결과, 무강우기간이 늘어남에도 충전률에 관계없이 COD의 제거는 안정적으로 일어났다. COD는 25$^{\circ}C$에서는 6$\sim$8 hr, 10$^{\circ}C$에서는 약 15 hr의 반응시간이 필요하였다. DGGE 분석 결과, 무강우기간이 늘어남에 따라 식종 슬러지에서 발견되는 미생물에서 저니토에서 주로 발견되는 미생물로 변화됨을 확인할 수 있었다. 또한 INT-DHA법에 의한 미생물의 활성도 측정 결과, 15일의 무강우기간에도 활성도의 감소는 관찰되지 않았다.