• 한국도시환경학회지
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• 제18권4호
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• pp.401-408
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• 2018

하수처리 공정모델링 소프트웨어인 EQPS(Effluent Quality Prediction System, Dynamita, France)를 적용하여 A하수처리시설 생물반응조 설계의 적합성을 분석하였다. A하수처리장은 친수용수 수준의 목표수질을 준수하기 위하여 이차침전지 유출수 설계농도를 총질소와 총인, 각 10 mg/L, 1.8 mg/L로 설정하여 설계하였다. 4-Stage BNR 공정인 반응조의 체류시간은 총 9.6시간으로 전무산소조 0.5, 혐기조 1.0, 무산소조 2.9, 호기조 5.2시간이었다. 동절기 공정모델링 결과 친수용수 수준의 목표수질을 만족하기 위하여 혐기조의 체류시간을 0.2시간 늘렸고 당초 설계조건이던 외부탄소원 비상시 주입을 상시적으로 주입해야 하는 것으로 조사되었다. 모델링 결과의 왜곡을 배제하기 위하여 소프트웨어 제조사가 제시한 one step nitrification denitrification 모델의 Default 계수를 사용하였다. 공정모델링은 대체적으로 최적의 상태를 제시하기 때문에 생물반응조 여유율을 고려하면 4-Stage BNR의 체류시간은 9.8시간보다 증가시켜야 한다. 하수처리장 설계단계에서 공정 모델링의 정확한 사용은 하수처리장 건설 후 처리성능과 효율의 안정성을 담보할 수 있는 방법이므로 설계단계에서 철저한 평가가 필요하다.

• 상하수도학회지
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• 제21권6호
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• pp.737-744
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• 2007

Recently, one of the most interesting topic in the field of wastewater treatment is the disposal of excess sludge. The new concept of excess sludge reduction with recirculation of solubilized sludge via effective microorganisms for cell disruption within the wastewater treatment process has been developed in this study. The alkalophiles for degradation of sludge cell wall were isolated as Exiguobacterium sp., which could be more effectively solubilized sludge in the anaerobic condition. The SCOD of solubilized excess sludge by Exiguobacterium sp. was up to about 2,000mg/L and average TN and TP concentration of solubilized component were 117mg/L and 58mg/L, respectively and C/N ratio was more than 17. To investigate the effects of solubilized sludge by alkalophiles on excess sludge reduction and nutrient removal efficiency, the pilot plant of $DF^{(S)}-MBR$ process, combined with membrane bioreactor and sludge solubilization tank, was operated. In the control run(without sludge solubilization), the daily sludge production was about 4.54 kgMLVSS/day. However, in the $DF^{(S)}-MBR$(with sludge solubilization), the daily sludge production was decreased to 1.39kgMLVSS/day. The effluent quality satisfied the effluent regulation in both cases. Furthermore, the $DF^{(S)}-MBR$ showed relatively better TN removal efficiency in spite of high influent loading. So we concluded that the solubilized excess sludge by alkalophiles was effectively degraded in the MBR process as the carbon source and 70% of sludge reduction efficiency can be achieved.

• 한국해양바이오학회지
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• 제1권4호
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• pp.292-297
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• 2006

오염된 양식 해수의 수질정화능력이 뛰어난 광합성세균의 고순도 대량배양을 위한 실험을 실험실 단위 및 파이롯트 단위에서 수행했다. Gas pack 반응기, flask 반응기 및 N-source로서 질소 가스를 사용한 실험 결과, 광합성세균은 현미경상 약 90%이상의 순도를 나타내었고, CFU 측정 결과에서도 붉은색을 띄는 광합성세균 colony만을 관찰 할 수 있었다. 배지의 교차에 의한 배양실험에서 기초배지를 이용한 배양이 광합성세균의 성장에 가장 효과적임을 알 수 있었다. 이러한 배양조건하에서의 5L bioreactor 배양에서 비증식속도가 $0.18h^{-1}$로 나타났고, 실험실 단위의 결과를 이용한 pilot 단위에서의 배양결과, 실험실 단위의 비증식속도와 동일한 값을 얻을 수 있었다.

• 한국환경과학회지
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• 제24권12호
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• pp.1609-1616
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• 2015

The objective of this study was to make a SBR+MBR complex process to evaluate the possible use of the advanced water treatment system for ships (SBR+MBR complex process) in accordance with the amendments MAPOL 73/78 that went into effect. The conditions 1 and 2 did not show the quick reduction in anaerobic condition while in the precipitation and stirring stages of the SBR treatment which was determined to be ineffective denitrification, same as with the ORP. Removal of organic matters such as $BOD_5$ and $COD_{Cr}$ in the SBR treatment was observed to happen smoothly and going through the MBR treatment as well would provide a stable water quality. However, the results were not satisfactory in accordance with $BOD_5$ 25 mg/L and $COD_{Cr}$ 125 mg/L. Thus, the operating conditions improvement is deemed necessary. Likewise for the nutrients (T-N and T-P), the nitrification in bioreactor, denitrification and phosphorus absorption in aerobic tank due to phosphorus release in anaerobic tank had not been proceeded effectively. It was concluded that the improved operating conditions and structural changes would provide more effective treatments since the removal rates of T-N and T-P were less than 70% and 80%, respectively, which were standards specified by the MEPC. 227(64).

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제31권3호
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• pp.264-270
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• 2003

1.북부 하수처리장에서 동정된 원생동물 및 후생동물의 종류는 32속으로 섬모충류는 17속이었다. 총 개체수는 연평균 5,266개체/ml(2,631∼9,744)이며, 속별 개체수는 Trachelophyllum이 가장 많았다. 종류별로는 편모충류가 6속(11%), 육질충류 3속(7%), 섬모충류 17속(78%), 후생동물이 6속(4%)이며, 섬모충류는 나구류와 시모류가 각각 33%, 23%을 차지하였다. 총 개체수는 하절기에 감소하고 동절기에 상승하는 경향을 나타내었다. 2. 수온 $20^{\circ}C$ 미만인 경우, 속별 개체수와 유출수 BOD, SS농도는 음의 상관관계가 형성되고, 속별 개체수와 유출수 COD, TN, TP농도는 양의 상관관계가 형성되었다. 상관분석의 결과 $20^{\circ}C$미만의 자료에서 Lepadella가 TP제거율에 대한 지표 미생물로의 가능성이 나타나며, Trochilia, Entosiphon, Coiepus는 TN제거율의 지표미생물로의 가능성이 추정된다. 3. 수온 $20^{\circ}C$ 이상인 경우, $20^{\circ}C$ 미만인 경우보다 상관계수가 낮았으며, 전반적으로 속별 개체수와 수질 항목이 음의 상관관계를 형성하였다. Entosiphon, Paramecium은 출현빈도는 낮지만 유출수 TP농도와 양의 상관관계를, TP제거율과 음의 상관관계를 형성함으로 이들 원생동물속의 개체수 증가시에는 유출수 TP가 악화된다는 점에 주의하면서 운전하여야 한다.

• 한국물환경학회지
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• 제36권1호
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• pp.55-68
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• 2020

Because of the intensified environmental problems such as climate change and resource depletion, sewage treatment technology focused on energy management has recently attracted attention. The conversion of primary sludge from the primary sedimentation tank and excessive sludge from the secondary sedimentation tank into biogas is the key to energy-positive sewage treatment. In particular, the primary sedimentation tanks recover enriched biodegradable organic matter and anaerobic digestion process produces methane from the organic wastes for energy production. Such technologies for minimizing oxygen demand are leading the innovation regarding sewage treatment plants. However, sewage treatment facilities in Korea lack core technology and operational know-how. Actually, the energy potential of sewage is higher than sewage treatment energy consumption in the sewage treatment, but current processes are not adequately efficient in energy recovery. To improve this, it is possible to apply chemically enhanced primary treatment (CEPT), high-rate activated sludge (HRAS), and anaerobic membrane bioreactor (AnMBR) to the primary sedimentation tank. To maximize the methane production of sewage treatment plants, organic wastes such as food waste and livestock manure can be digested. Additionally, mechanical pretreatment, thermal hydrolysis, and chemical pretreatment would enhance the methane conversion of organic waste. Power generation systems based on internal combustion engines are susceptible to heat source losses, requiring breakthrough energy conversion systems such as fuel cells. To realize the energy positive sewage treatment plant, primary organic matter recovery from sewage, biogas pretreatment, and co-digestion should be optimized in the energy management system based on the knowledge-based operation.

• 대한환경공학회지
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• 제22권11호
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• pp.2047-2058
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• 2000

양돈폐수의 효율적인 혐기성 처리를 위하여 실험실 규모 UASB, AF, 그리고 이단 ASBF 생물반응기를 구성하고 HRT 1일과 OLR $5.1kg-COD/m^3{\cdot}d$까지 200일간 연속운전하고 운전인자가 공정에 미치는 영향과 처리효율을 비교하였다. 양돈폐수는 유기물, 고형물, 그리고 암모니아를 고농도로 함유하고 있으며 축사의 형태와 계절의 변화에 큰 영향을 받는다. 하수종말처리장 혐기성 소화조 잉여 슬러지에 의한 혐기성 생물반응기의 식종은 효과적이었으며 적응기간은 약 40일 정도 소요되었으나 media로 충전된 필터형 생물반응기인 AF와 이단 ASBF의 적응 속도가 UASB보다 빨랐다. 유입수 T-N 370~800mg/L에서 생물반응기는 77~91% 의 높고 안정된 COD 제거율을 보였으나 유입수 T-N 760~1,310 mg/L에서 COD 제거율은 24~94%로 불안정하였으며 전반적으로 감소되었다. 양돈폐수에 함유된 암모니아는 메탄균에 대한 저해작용을 나타낼 수 있는 충분한 농도이므로 효율적인 혐기성 소화처리를 위하여 전처리로서 암모니아의 제거는 필수적이다. 생물반응기는 $1.1{\sim}2.2kg-COD/m^3{\cdot}d$의 비교적 낮은 OLR에서 COD 제거효율은 78.9~81.5%, 그리고 biogas 발생량은 $0.39{\sim}0.59m^3/kg-COD_r$로 효과적이었으나 유입수 COD의 증가 혹은 HRT 단축운전에 의한 OLR의 증가에 따라 COD 제거효율은 감소하였으며 UASB는 AF와 이단 ASBF보다 COD 제거효율 감소폭이 컸다. AF와 이단 ASBF는 충전된 media와 이단화에 의하여 biomass의 보유능력이 우수하며 높은 OLR에도 안정적이며 높은 COD 제거율올 나타내므로 고농도의 유기물을 함유하며 축사의 형태와 계절에 따라 특성의 변화가 큰 양돈폐수의 처리에 효율적이다.

• KSBB Journal
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• 제23권1호
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• pp.90-95
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• 2008

본 연구에서는 오염부하량이 높고, 유입수별 변동폭이 큰 음식물 침출수를 현장조건에서 처리하기 위한 혐기/호기 연속회분반응 (SAAD), 유동층 생물반응 (FBBR) 및 막분리(UF) 결합공정을 개발하고 이의 성능을 평가하였다. 공정 설계시 고려된 사항은 초기 고농도 오염부하의 처리에 적합한 초기 공정의 검토를 위한 이상혐기소화조와 상향류식 혐기성 슬러지 블랑켓트 (UASB)을 비교하여 현장조건에 적용 가능한 단상혐기소화조 (SAAD1)와, 높은 유기물 처리효율 능을 가진 호기소화조 (SAAD2)를 결합한 혐기/호기 연속회분공정을 선정하였다. 또한, 총질소 (TKN), 총인 (TP)의 제거효율을 극대화하기 위한 공기폭기조를 적용한 FBBR을 도입하였으며, salt 오염원을 완전히 제거하기 위한 UF조를 도입하였다. 본 공정의 처리 결과는 유입 음식물 침출수의 화학적 산소요구량 (CODcr)의 변동폭이 큼에도 불구하고, 파일롯 공정은 안정된 처리능을 보였다. 본 연구에 사용된 유입수의 CODcr, TKN, TP, salt의 평균값은 204,166 mg/L, 7,500 mg/L, 540 mg/L, 0.65%였으며, 처리수는 1,207 mg/L, 100 mg/L, 50 mg/L, 0.01%로 각각의 최종 제거효율은 99.4%, 98.6%, 89.6%, 98.5%의 결과를 나타내었으며, pH는 다소 증가하는 경향을 나타내었다. 이와 더불어, 본 공정의 처리 수는 염분 및 독성물질이 미함유된 고영양 처리수로써 액상비료나 재자원화 공정 (퇴비화) 중 필요한 용수로 사용이 가능한 것으로 조사되었다. 최종적으로 파일롯 규모의 생물-분리막 복합공정은 오염부하가 심하고 유입 부하량 변동폭이 큰 현장조건에서 우수한 처리성능 및 시스템의 안정성을 나타내었으며, 부가적으로 발생되는 메탄가스와 처리수의 재자원화의 장점을 가지며, 현장조건에서 음식물 침출수의 무배출-청정처리가 가능함을 확인하였다.

• Advances in environmental research
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• 제7권1호
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• pp.39-52
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• 2018

Direct membrane filtration (DMF) of wastewater has many advantages over conventional biological wastewater treatment processes. DMF is not only compact, but potentially energy efficient due to the lack of biological aeration. It also produces more biosolids that can be used to produce methane gas through anaerobic digestion. Most of ammoniacal nitrogen in wastewater is preserved in effluent and is used as fertilizer when effluent is recycled for irrigation. In this study, a technical feasibility of DMF was explored. Organic and nitrogen removal efficiencies were compared between DMF and membrane bioreactor (MBR). Despite the extremely high F/V ratio, e.g., $14.4kg\;COD/m^3/d$, DMF provided very high COD removal efficiencies at ~93%. Soluble microbial products (SMP) and extracellular polymeric substances (EPS) were less in DMF sludge, but membrane fouling rate was far greater than in MBR. The diversity of microbial community in DMF appeared very narrow based on the morphological observation using optical microscope. On the contrary, highly diverse microbial community was observed in the MBR. Microorganisms tended to form jelly globs and attach on reactor wall in DMF. FT-IR study revealed that the biological globs were structurally supported by feather-like materials made of secondary amines. Confocal laser scanning microscopy (CLSM) study showed microorganisms mainly resided on the external surface of microbial globs rather than the internal spaces.

• 상하수도학회지
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• 제22권3호
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• pp.367-372
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• 2008

This study configured the conventional $A^2O$ (Anaerobic-Anoxic-Aerobic bioreactor) system which the fixed media immersed into the anoxic reactor(Named PFR system : Plug Flow Reactor) for evaluating the removal efficiency of nitrogen in the wastewater. The experimental equipment was a cylinder which was consist of 4 pleated PE Pipes(Length 330M, Diameter 100mm) including 2 rope shape media. As a result, the average effluent T-N removal efficiency of the conventional $A^2O$ system was 17.9, 40.3, 50.6, 44.6% in each mode, but the average effluent T-N removal efficiency of the PFR system could achieve 38.8, 57.1, 71.8, 65.4% in each mode. It indicated that the PFR system caused to the increasing of C/N ratio that effected to the increasing of the denitrification efficiency. Not only the effective T-N removal efficiency but also the controllable install space will give advantages for retrofitting of the wastewater treatment plant with the conventional treatment system to the PFR system.