• 대한환경공학회지
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• 제36권11호
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• pp.753-757
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• 2014

산화전극부 전극은 단순히 전자를 받아 전달할 수 있는 역할 뿐만 아니라 공극이 많아 표면적이 큰 구조로 미생물을 고정화할 수 있는 표면적을 제공할 수 있어야 한다. 미생물의 수가 많을수록 폐수처리 효율과 전류발생을 높일 수 있기 때문이다. 따라서 전극은 미생물연료전지의 효율을 높일 수 있는 중요한 역할을 하는 인자 중의 하나이다. 본 연구는 미생물연료전지에 사용하는 고가의 흑연펠트를 스텐철사 타래(철 수세미)로 대체할 수 있는지 알아보기 위한 것이다. 이 연구에 사용된 가축분뇨는 전처리를 거친 후 유기오염물질(COD)로 500 mg/L로 희석한 것을 이용하였고, 이때 전류 발생은 스텐철사 타래를 적용하였을 때 약 5% 정도 낮았지만 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 유기오염물질(COD)의 감소는 스텐철사 타래를 이용하였을 때 88.3%이었으며, 흑연펠트를 사용하였을 때 82.4%로 스텐철사 타래의 제거율이 더 높게 나타났다. 암모니아성 질소 이온의 경우는 두 경우 모두 반응시간에 따라 농도 변화가 거의 없는 것으로 나타났다. 이 결과 스텐철사 타래를 적용하였을 때 전류발생이나 수처리 측면 모두 효과가 유사하거나 더 좋은 결과를 보였으며, 초기 시스템을 구축하는 비용을 약 1/50 정도로 줄일 수 있는 것으로 예상되어. 흑연펠트 대체제로 적용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국환경농학회지
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• 제29권4호
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• pp.348-353
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• 2010

본 연구에서는 돈분 슬러리의 저장형태 및 온도에 따른 유기물의 거동을 관찰하였는데, closed system과 open system의 저장형태에 따른 유기물 농도는 $20^{\circ}C$에서 30일 저장 후 약 2배 정도의 차이를 보였다. 또한 온도에 의한 유기물 농도의 거동은 온도가 증가할수록 TS 및 VS 농도가 감소하였고, $20^{\circ}C$ 약 23%, $35^{\circ}C$ 약 29% 정도가 감소되는 것으로 나타났다. 하절기 외부온도 특성을 반영한 온도조건(20, $35^{\circ}C$) 및 저장기간 따른 생성된 유기산 종류는 비슷하였고, 저장기간 15일 이후부터 분변내 포함된 가수분해 및 산생성 미생물의 성장이 증대되어 유기산의 생성이 증가하였다. 반응시간 30일 후 생성된 총유기산 농도는 $20^{\circ}C$에서 $2,829\;mg{\cdot}COD/L$이었으며, $30^{\circ}C$에서는 $9,123\;mg{\cdot}COD/L^{\circ}C$로 초기 유기물농도 대비 각각 5.4, 17.4%의 유기산 전환율을 나타내었다. 따라서 돈분슬러리의 저장기간이 길어질수록 외부온도에 따라 가수분해 및 산생성 반응으로 유기산이 생성되고, 메탄생성균의 기질이용으로 유기물의 손실이 발생하여 온실가스 배출도 증가할 것으로 예상된다.

• 대한지리학회지
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• 제41권4호
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• pp.418-434
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• 2006

본 연구에서는 곡성천을 대상으로 강우 유출수와 함께 배출되는 비점오염물질을 평가하기 위하여 산지 계류와 인위적인 영향이 큰 하류 지점의 유출특성을 조사하였다. 그 결과는 다음과 같다. 먼저 곡성천 수질형성에 영향을 미치는 주요 요인은 농경지와 주거지 등에서 유출되는 비점오염원에 기인할 것으로 생각된다. 강우 유출수는 시가지의 직접 유출성분과 농경지의 월류수가 빠르게 개입한 하류부의 유량이 상류 계류부보다 신속하게 반응하였다. 비점오염원에 의한 오염물질의 발생은 강우강도가 증가함에 따라 전반적으로 증가하는 경향을 보였으며 계류부의 SS, BOD, COD, T-P와 하류부의 BOD, COD, T-N이 초기 강우의 영향을 크게 받는 것으로 나타났다. 하류부의 평균수질농도는 계류부에 비해 약 3-315배 증가하였으며, 특히 SS와 T-P의 배출이 극단적으로 증가하였다. 계류부의 강우 유출수 중 지표 유출수가 4.7%에 지나지 않는 반면에 하류부의 지표 유출수는 29%를 차지하고 있어 EMC증가의 중요한 요인으로 간주된다. 그리고 토지이용 형태에 따라 강우시 유출수의 증감의 변화에 따른 수질변화가 복잡하게 나타나고 있었으며, 비점오염원 관리에 있어서 무엇보다도 중요한 것은 초기 유출수의 저감방안의 해결이 가장 중요하다고 판단된다.

• 생태와환경
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• 제52권1호
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• pp.21-27
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• 2019

본 연구에서는 영농기간 동안 비강우시에 영농형태에 따른 논에서 유출되는 T-N, T-P, COD, SS의 적정 확률분포를 분석하기 위해 2016년 전라북도 부안군 논 유역에서 모니터링을 수행하였다. 확률분포모형 선정을 위해 Kolmogorov-Smirnov 검정방법을 적용한 결과 Weibull 분포모형에서 대조구, 완효성비료처리구, 물꼬관리처리구의 모든 수질 항목에서(T-N, T-P, COD, SS) 적합성이 있는 것으로 나타났다. 이는 강우시에 모든 수질 항목에서 Log-Normal 분포모형과 Gamma 분포모형에서 적합성이 있는 것으로 보고한 선행연구 결과와는 다른 특성을 보였다. 따라서, 하천의 수질관리를 위해서는 시기별 적합한 확률분포모형을 적용해야 한다. 본 연구 결과에서 분석된 비강우시 영농형태별 (대조구, 완효성비료처리구, 물꼬관리처리구) 확률분포모형에 의해 선정된 수질 항목별 중앙값과 하천의 수질을 연계 분석한다면 논에서 유출되는 수질이 하천에 미치는 영향을 분석할 수 있을 것으로 판단된다.

• 환경영향평가
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• 제32권5호
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• pp.291-304
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• 2023

녹조로 널리 알려진 남조류 과다증식은 심미적 불쾌감뿐만 아니라 독성물질을 생성하기 때문에 댐 수질 관리에 있어 큰 문제가 되고 있다. 녹조 발생을 억제하기 위하여 호소 유역으로부터 유입되는 비점오염물질 특히, 영양염류 저감이 필요하다. 본 연구에서는 친환경적 방법으로 알려진 인공습지의 장기간 운영 결과를 분석하여 비점오염물질 제어 수단으로서 인공습지의 적용 가능성 및 공정운영 관련 기초자료를 구축하기 위하여, 2014~2020년 동안 대청호 유역에 위치한 안내천 인공습지의 오염물질 처리효율을 분석하였다. 분석 결과, BOD 14.3%, COD 17.9%, SS 50.0%, T-N 19.0%, T-P 35.4%로 인공습지가 오염 물질 제거에 효과적임을 확인하였다. 계절별 처리효율은 오염물질별로 다른 경향을 보였는데, 주로 미생물의 반응에 의해 제거되는 BOD, COD, T-N은 겨울철에 비해 봄~가을에 높은 처리효율을 나타내었다. 그러나 수생식물에 의해 주로 제거되는 T-P는 처리효율에 있어 겨울에도 안정적인 처리효율을 나타내 호소 유입부하를 저감하는 데 효과적임을 확인하였다. 오염부하에 따른 제거율은 모든 오염물질이 유입수의 중간농도 및 고농도 구간에서 유출수 농도가 통계적으로 유의하게 감소한 것으로 나타났다. 이는 초기 강우와 같은 고부하 조건에서도 인공습지가 호소로 유입되는 비점오염물질을 안정적으로 제거해 호소의 부영양화를 억제하는 데 효과적으로 활용될 수 있음을 보여준다. 다만, 습지는 자연정화에 기반한 시설로 인위적인 공정 제어가 어렵기 때문에 향후 유역별 특성에 따라 다양한 운영사례 연구가 정립된다면 우리나라 호소의 녹조 문제 해결을 위해 유용한 방법이 될 것으로 판단된다.

• 한국농공학회논문집
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• 제54권2호
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• pp.27-35
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• 2012

Various Best Management Practices (BMPs) have been suggested to reduce Nonpoint source pollutant loads from agricultural fields. However, very little research regarding water quality improvement with sediment trap has been performed in Korea. Thus, effects of sediment trap were investigated in this study. Three sediment traps were installed at the edge of six plots and flow and water quality of inflow and outflow were monitored and analyzed. It was found that approximately 64.1 % of flow reduction was observed. In addition, pollutant concentration of outflow was reduced by 39.0 % for $BOD_5$. For SS, $COD_{Mn}$, DOC, T-N, T-P, approximately 62.1 %, 43.4 %, 43.5 %, 40.0 %, and 41.2 % reduction were observed, respectively. Over 80 % and 90 % of pollutant loads were reduced from sediment trap #2 and #3 because of less outflow from plots covered with rice straw/straw mat. In case of intensive rainfall events occurred from July 26~29, 2011, over 60 % of pollutant and 88.9 % of sediment reduction were observed from sediment trap #3. As shown in this study, small sediment traps could play important roles in reducing pollutant loads from agricultural fields. If proper management practices, such as rice straw/straw mat, are used to protect surface from rainfall impacts and rill formation, much pollutant reduction could be expected.

• 대한환경공학회지
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• 제34권2호
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• pp.91-96
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• 2012

본 연구에서는 하천의 수질오염물질을 처리하는 다단식 토양여과 시스템의 주요 운전인자인 여재 충전깊이, 선속도 및 연속 또는 간헐운전이 오염물질의 제거에 미치는 영향을 살펴보았다. 여재 충전깊이의 증가는 오염물질과 여재와의 접촉시간을 증가시켜 모든 항목의 제거효율을 증가시키는 역할을 하였다. 특히 물리화학적 제거에 기인하는 TP와 $NH_4$-N 항목의 제거효율이 상부의 생물학적 활성층에서의 제거에만 주로 기인하는 COD에 비하여 더 큰 증가를 보였다. 한편 선속도의 증가는 여재 내에서의 체류시간을 감소시키는 역할을 함에 따라 전반적인 제거효율의 저하를 가져왔으며, 특히 전체 여재층에 걸친 접촉시간에 영향을 받는 TP와 $NH_4$-N 항목에 비하여 표층부의 생물학적 제거에만 기인하는 COD의 경우는 상대적으로 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 따라서 오염물질의 효율적인 제거를 위해서는 체류시간을 증가시키는 방향으로 운전인자들을 조절하는 것이 중요할 것으로 판단된다. 연속운전과 간헐운전으로 운전방법을 달리하는 것은 모든 항목에서 큰 영향을 미치지는 않았으나, 안정적 운전을 위해서는 생물학적 조건의 유지와 막힘 현상의 가속화 등을 고려할 필요가 있다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권5호
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• pp.303-310
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• 2014

이 연구는 발생원내에서 다양한 미생물을 이용하여 음식물쓰레기를 액상소멸하는 감량방법에 관한 것이다. 실험에 사용된 반응기는 미생물이 담지된 목질재료의 woodchip과 스폰지가 함께 사용되었고, 일정한 주기로 음식물쓰레기가 섞이게 하는 교반장치로 구성되었다. 실험기간 100일 동안 음식물쓰레기의 무게변화는 누적된 총 음식물쓰레기량 대비하여 약 99%까지 감소하였다. 잔류된 약 1%는 음식물쓰레기내에 내재된 생물유래의 난분해성 물질(cellulose, hemicellulose, lignin 등)이 축적된 결과로 생각된다. 실험기간 동안 발생된 폐수의 성상 변화로 pH는 실험 초기 약 3.3에서 24시간 후에 약 5.8로 점차 증가한 반면, 염분, COD, BOD, SS, T-N 및 T-P의 농도는 점차적으로 감소하는 것으로 나타났다. 음식물쓰레기의 소멸반응이 진행됨에 따라 7종의 다양한 미생물들을 동정하였으며, 소멸반응 초기의 미생물 개체수는 약 $3.3{\times}10^4$ cell/mL이었고 15 일 후에는 약 $5.1{\times}10^6$ cell/mL로 대체로 일정한 개체수를 유지하여 소멸반응이 안정화된 것으로 생각되었다. 이들 실험 결과는 음식물쓰레기의 감량화뿐만 아니라, 미생물에 의한 유기물 분해도 동시에 이루어지고 있는 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제38권3호
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• pp.110-116
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• 2016

최근 다양한 형태의 슬러지 최종처리 기술들이 제안되고, 기존 혐기성 소화공정에서 바이오가스 생산효율을 증가시키기 위한 전처리 기술들이 개발되어왔다. 이들 기술 중 열적전처리(Thermal pretreatment) 기술은 기존 슬러지 처리방법과 다르게 입자의 유기성 성분을 용해시킴으로써 슬러지 특성을 변화시켜 감량과 재이용이 가능한 전처리 기술이다. 그러나 대부분의 연구들은 높은 온도에서 입자의 가수분해, COD 가용화부분에 중점을 두고 연구 되어졌으며, 소수의 결과들만이 물리, 화학적 특성변화에 대해서 보고되었다. 본 연구는 열적전처리 효율에 영향을 미칠 수 있는 온도, 약품이 탄소원 형성과 분율에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 그 결과 반응온도가 증가함에 따라 입자의 가수분해 속도가 증가하였으며, 산화제의 주입량이 증가 할수록 고분자 유기성 물질은 감소하고 저분자 유기성 물질(분자량 350 g/mol 이하)의 분율이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 이번 실험결과는 슬러지 감량화 및 재이용를 위한 열적 전처리에 의한 분자의 특성을 파악하는데 기여할 수 있을 것이라 판단한다.

• 한국환경농학회지
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• 제28권1호
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• pp.47-52
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• 2009

본 실험은 효모(Saccharomyces exiguus SJPAF1) 첨가에 따른 돈분뇨의 악취제거 및 오염물질 감소 효과를 알아보고자 수행하였다. 처리구는 효모무 처리(SA0), 돈분노 1톤당 0.7 l(SA0.7), 1.0 l(SA1.0), 1.5 l(SA1.5)로 구분하였다. 돈 분뇨에서 발생하는 복합악취강도는 폭기조 외부의 온도변화와 효모의 투입향 증가에 따라 감소한 경향을 보였으며, 특히 암모니아 가스는 처리 6일 후 SA0에서 161.1 ppm인 반면 SA1.5에서는 47.1 ppm수준이었다. 또한 돈분뇨의 액상화는 SA1.5에서는 시험전 대비 13.8%가 증가하였으며, 분뇨량은 12.8%, 감소하였다. 가축분뇨 중의 주요 병원균인 대장균은 효모처리구인 SA0.7과 SA1.5에서 시험전 수준인 30MP N $ml^{-1}$미만을 유지하여 더 이상 증식되지 않았다. 그러나, 오염물질인 BOD, COD, 및 $NO_3^{-}-N$, $NH_4^{+}-N$, $PO_4-P$의 일부 감소는 공시효모에 의한 효과가 아닌 것으로 판단된다. 본 연구 결과, 효모(Saccharomyces exiguus SJPAF1) 1.5%를 돈 분뇨에 첨가시 악취의 제거와 대장균의 증식을 억제시켜 환경개선제로서의 이용 가능성을 보여주었다.