• 환경위생공학
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• 제24권3호
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• pp.7-15
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• 2009

본 연구에서는 DEPHANOX공정을 변형한 두 개의 질산화 반응조를 둔 M-DEPHANOX 공정과 기존 변형된 질산화 반응조를 RBC로 대체한 형태로 단일 질산화 반응조로 운전된 M-DEPHANOX 공정을 운전하였다. 그리고 두 공정의 제거율을 비교하기 위하여 질소, 인 및 유기물 제거율과 질산화 반응조의 유기물 부하에 따른 $NH_3$-N 제거율을 조사하였다. 연구결과 $NH_3$-N 제거율은 M-DEPHANOX공정이 91.8%, M-eBNR 공정은 96.9%로서 두 공정 모두 높게 나타났다. TCOD와 SCOD 제거율은 M-DEPHANOX공정은 84.1와 78.2%, M-eBNR공정은 83.4%와 75.6%이었다. 또한 유기물이 $NH_3$-N 제거율에 미치는 영향은 M-eBNR 공정의 질산화 반응조에서는 1차 침전조에서 거의 나타나지 않았다. M-eBNR 공정의 $NH_3$-N 제거율은 도시하수의 유입성상이 달라지더라도 안정적으로 유지되었다.

• 환경기술인
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• 제18권통권193호
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• pp.28-32
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• 2002

하$\cdot$폐수처리시설의 설계에서 컴퓨터 모델링을 사용하는 목적은 처리공정을 최적화 하기 위함이다. 기존의 하$\cdot$폐수처리장을 생물학적 질소$\cdot$인 제거 (이하 BNR) 시설로 개조하거나 신설 BNR 공정을 설계하려면 계획 시설에 대한 타당성 조사를 수행해야 하는데, 여러가지 처리공법을 분석하여 처리공정을 선정하고 선정된 공정의 성능과 운영방법, 그리고 시설비용 및 운영비용을

• 대한환경공학회지
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• 제22권10호
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• pp.1757-1763
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• 2000

본 연구는 토양미생물을 활성화한 영양염류 제거 공정의 질소, 인 제거 특성을 Denitrifying Phosphorus removing Bacteria(DPB)의 영향에 의한 관점에서 파악하고자 행하였으며, 또한 DPB의 무산소 상태 하에서의 탈질 및 인 섭취 특성에 대해서도 연구가 진행되었다. Batch test 결과, 토양미생물을 이용한 영양염류 제거 공정에서의 질소, 인 제거는 무산소 상태에서 탈질과 동시에 인을 섭취하는 DPB(Denitrifying Phosphorus removing Bacteria)의 영향이 상당한 것으로 나타났으며 무산소 상태에서의 DPB에 의한 인 섭취 속도가 호기상태에서의 약 50%에 달하였고 초기 nitrate 농도가 DPB의 인 섭취 속도에 대한 영향인자임을 알 수 있었다. 그리고 영양염류 제거 공정에서의 DPB의 존재는 전체 공정의 효율을 증대시키는 것으로 판단되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권5호
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• pp.895-905
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• 2000

본 연구는 여재가 모래와 무연탄인 복층 중력식 급속여과법으로 BNR(biological nutrient removal) 공정 유출수를 처리할 때 여과율의 변화에 따른 오염물질 제거효율 및 여층 깊이별 처리수질을 파악하기 위하여 수행되었다. Pilot scale의 4-stage BNR 공정 유출수를 200, 300 및 400 m/day의 여과율로 급속여과시킨 결과, 처리수는 2.6 NTU 이하의 탁도를 나타내어 우리나라의 중수도 제한수질인 5.0 NTU를 만족하였다. 여과율이 200, 300 및 400 m/day로 증가함에 따라 SS 제거효율은 각각 80.6, 75.4 및 68.9%로 감소하는 경향을 보였지만, 여과수는 모든 여과율에서 유입수의 수질변화에 큰 영향을 받지 않고 평균 1.3 mg/L의 SS 농도를 보였다. 생물학적 작용에 의하여 영양염류도 제거되었는데, 200, 300 및 400 m/day의 여과율에서 질산화효율이 각각 17.4, 18.8 및 14.3%, 그리고 탈질효율이 각각 32.3, 27.7 및 21.4%로, 질산화와 탈질이 동시에 일어났다. 여과주기의 후반기에는 여층 내의 DO가 결핍됨에 따라 인의 재용출이 일어남으로써 유출수의 T-P 농도가 유입수에 비하여 6.1~21.4% 증가하였다.

• 미생물학회지
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• 제42권1호
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• pp.26-33
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• 2006

생물학적 질소 제거(Biological nitrogen removal; BNR) 시스템의 효율적인 처리 공정을 이재하기 위하여 질산화 반응조 내 세균 군집 구조를 16S rRNA 유전자의 PCR 및 terminal restriction fragment length polymorphism (T-RELP)방법을 이용하여 분석하였다. 본 연구에서 사용한 BNR 시스템은 국내에서 비교적 많이 적용되고 있는 부상여재를 이용한 고도처리 시스템, Nutrient Removal Laboratory 시스템, 반추기법을 이용한 영양염류 처리 Sequencing Batch Reactor (SBR)시스템이었고, 실험 결과 모든 시료에서 암모니아 산화 세균과 $\beta-proteobacteria$에 해당되는 말단 단편을 확인할 수 있었다. 암모니아 산화세균 군집에서 유래된 말단 단편의 염기서열을 분석한 결과 SBR공정에서는 Nitrosomonas와 Nitrosolobus에 속하는 군집 이 우점종임을 확인할 수 있었다. 그러나 다른 두 공정들에서는 $\beta-proteobacteria$에 속하는 미배양 균주와 Cardococcus australiensis와 염기서열 유사도가 높은 군집이 우점하였다. 또한, 암모니아산화 세균군집을 분석한 결과, SBR 공정이 암모니아 산화세균의 농화 배양에 가장 효과적인 것으로 나타났다. 이러한 결과는 각 BNR 시스템에 동일한 폐수가 유입되었음에도 불구하고 서로 다른 세균 군집 구조를 형성하고 있음을 의미한다.

• 상하수도학회지
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• 제23권4호
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• pp.417-430
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• 2009

A BNR comprehensive performance evaluation (BNR CPE) system was established employing system-oriented evaluation methodology for biological nutrient removal (BNR) processes based on the CPE techniques developed by U.S. EPA for evaluation of conventional biological processes. The BNR CPE system applied to five domestic BNR plants adopting $A^2/O$ process confirmed that all target plants except the smallest one had not any serious defective performance and process stability was enhanced with increasing plant size. The system also clearly verified relatively poor performances in anoxic reactors without exception mainly due to influent carbon limit rather than functional defect. Consistent good performances were confirmed even during both winter season and wet weather generally known to be difficult to achieve satisfactory removals. Presentation of evaluation results by modified radar chart system simplified and clarified the evaluation and analysis procedures. The BNR CPE system could not only discover readily the causes of present and prospective poor performances but also facilitate the suggestion of their optimization options. Mutual effect and cause-and-effect among operation parameters and unit processes were also found easily using the evaluation system. The system justified that the adverse effect of defective operating parameters could be compensated by other favorable parameters, especially in anaerobic and anoxic reactors as well as during the winter season.

• 대한환경공학회지
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• 제22권6호
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• pp.1093-1101
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• 2000

본연구의 목적은 국내의 기존 하 폐수처리장에 생물막을 적용하여 BNR공정으로 전환 및 개조하거나 생물막 공법을 적용한 BNR공정을 3차 처리로 적용할 수 있는 새로운 공정을 개발하는 데 있다. 우리 나라 하수의 $SCOD_{cr}/T-N(NH_4{^+}-N+NOx-N) $ 비는 다른 나라에 비하여 상대적으로 낮기 때문에 완전한 탈질화를 얻기 위해서는 외부탄소원을 반드시 공급해야만 한다. 본 연구에서의 $SCOD_{cr}/NH_4{^+}-N$비는 2.49이었으며, 실험기간 동안 유입수 $NH_4{^+}-N$농도는 25에서 37 mg/L로 변화되었다. 하수처리시 질소제거능을 향상시키기 위하여 R-1(무산소/중간침전조/호기성/무산소/호기성)과 R-2(호기성/중간침전조/무산소/무산소/호기성)의 생물막을 이용하는 두 공정을 적용하였다. 외부탄소원을 투여하지 않은 조건에서 $NH_4{^+}-N$와 T-N의 유출수질과 제거효율은 R-1공정이 R-2공정에 비하여 하수로부터 질소제거에 보다 적절한 것으로 평가되었다. 무산소 반응조의 $SCOD_{cr}/NOx-N$비와 T-N제거효율을 고려하였을 때, R-1공정이 원하수내 유기물질의 분배에 있어서 더 효과적인 것으로 사료되었다. R-1 공정과 R-2공정에서 1 g의 $NH_4{^+}-N$를 제거하는데 요구되는 알칼리도는 R-1과 R-2 각각 5.18과 5.76(g $CaCO_3/g$ removed $NH_4{^+}-N$)이었으며, 이는 활성슬러지 BNR공정에 비하여 낮았다.

• 한국물환경학회지
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• 제25권1호
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• pp.18-25
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• 2009

Nitrogen removal and methane production from piggery wastewater were investigated in two-phase anaerobic digestion (TPAD) coupled with biological nitrogen removal (BNR) process at $35^{\circ}C$. Methane production rate was about $0.7L/L{\cdot}day$ at organic loading rate (OLR) of $1.2g{\cdot}TCOD/L{\cdot}day$ in methanogenic UASB. Conversion efficiency of the removed TCOD into methane in UASB was as high as 72% and overall TCOD removal efficiency in this system was over 97%. Ammonia nitrogen were stably removed in BNR system and overall efficiency were 98%. With recirculation of the nitrified final effluent to TPAD, nitrogen oxides were completely removed by anaerobic denitrification in the acidogenic reactor, which did not inhibit the acidogenic activities. Overall TN removal efficiency in the TPAD-BNR system was as high as 94%.

• 대한환경공학회지
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• 제22권3호
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• pp.587-595
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• 2000

국내 하수처리장에 적용되는 BNR(Biological Nutrients Removal) 공정의 효율저하 원인은 유입원수의 낮은 C/N비와 탄소 (Carbon source) 부족이 가장 큰 것으로 지적되어 왔다. 탄소원의 효율적인 공급을 위해 1차 슬러지 산 발효조(Acid fermenter)를 이용하여 SCFAs(Short-Chain Fatty Acids) 생성을 유도할 수 있다. 본 연구에서는 side-stream의 산 발효조와 조합된 $A_2/O$ 프로세스를 운전하여 영양염류 제거에 미치는 영향을 연구하였다. 그 결과 산 발효조의 최대 SCFAs생성은 중온상의 SRT 4~5일에서 약 3.000mg/L(as COD), 대략 0.10~0.16 mg SCFA(as COD)/mg 1차 슬러지(as COD)로 나타났다. 또한 생성된 SCFAs의 성상비는 Acetic, Propionic, (iso)Butyric 및 (iso)Valeric이 1, 0.7, 0.5 그리고 0.6 순으로 나타났다. BNR공정의 side-stream 산 발효조 적용에 의한 영양염류 제거효율은 크게 증가하는 것으로 나타났다. T-N은 인공하수(R1)의 경우 35% 정도의 낮은 처리효율을 나타냈으나 인공 SCFA 주입(R2) 및 발효산물 투입(R3)의 경우 제거효율 74%, 76%로 크게 향상되는 것으로 나타났다. 또한 Phosphate 는 R1의 경우 45% 의 처리효율을 나타냈으나 R2, R3의 경우 73~74% 정도로 양호한 처리효율을 나타냈다. 이는 발효산물 및 SCFA 주입에 의해 혐기조에서 인의 방출 및 호기조에서 과잉섭취가 잘 이루어졌기 때문으로 R3의 경우 인의 방출율은 $0.34g\;PO_4-P/g$ COD로 기존 연구와 비교해서 유사한 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제32권1호
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• pp.97-104
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• 2010

현재 강화된 방류수 수질 기준에 발맞춰 질소 인 제거를 포함한 고도처리 공정을 건설 중이거나 기존 표준활성슬러지 공정에서 고도처리공정으로의 개선이 추진되어지고 있다. 그러나 다양한 고도처리공정의 적용을 검토함에 있어 제거 효율 측면에서의 단순 평가만이 사용되고 있다. 따라서 고도처리공정 적용 시 제거 효율 뿐 아니라 슬러지 생산, 포기 비용 등을 복합적으로 평가할 수 있는 방법이 필요하였다. 따라서 본 연구에서는 표준활성슬러지 공정으로 운영 중인 S 하수처리장을 Biological nutrient removal(BNR) 공정으로 개선할 경우를 가정한 대안 공정 평가 방법을 제안하였다. 시간적, 비용적 장점을 가지며 객관적인 평가 기준으로 대두되고 있는 수학적 모델을 이용한 시뮬레이션을 통해 대안 공정으로 선정된 Anaerobic/anoxic/oxic ($A^2$/O), Virginia initiative plant (VIP), Daewoo nutrient removal (DNR) 공정에 대해 평가하였다. 시뮬레이션 결과를 바탕으로 공정의 처리 성능 뿐 아니라 슬러지 생산량 및 에너지 효율을 포함한 5가지 성능 지수들을 적용함으로써 개별 항목간의 비교 평가가 가능하였으며, 최적 공정을 제시하기 위한 객관적 판단과정을 퍼지 추론을 통하여 구현하였다.