• 한국환경과학회지
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• 제22권1호
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• pp.1-6
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• 2013

A fixed biofilm reactor system composed of anaerobic, anoxic(1), anoxic(2), aerobic(1) and aerobic(2) reactor was packed with synthetic activated ceramic (SAC) media and adopted to reduce the inhibition effect of low temperature on nitrification activities. The changes of nitrification activity at different wastewater temperature were investigated through the evaluation of temperature coefficient, volatile attached solid (VAS), specific nitrification rate and alkalinity consumption. Operating temperature was varied from 20 to $5^{\circ}C$. In this biofilm system, the specific nitrification rates of $15^{\circ}C$, $10^{\circ}C$ and $5^{\circ}C$ were 0.972, 0.859 and 0.613 when the specific nitrification rate of $20^{\circ}C$ was assumed to 1.00. Moreover the nitrification activity was also observed at $5^{\circ}C$ which is lower temperature than the critical temperature condition for the microorganism of activated sludge system. The specific amount of volatile attached solid (VAS) on media was maintained the range of 13.6-12.5 mg VAS/g media at $20{\sim}10^{\circ}C$. As the temperature was downed to $5^{\circ}C$, VAS was rapidly decreased to 10.9 mg VAS/g media and effluent suspended solids was increased from 3.2 mg/L to 12.0 mg/L due to the detachment of microorganism from SAC media. And alkalinity consumption was lower than theoretical value with 5.23 mg as $CaCO_3$/mg ${NH_4}^+$-N removal at $20^{\circ}C$. Temperature coefficient (${\Theta}$) of nitrification rate ($20^{\circ}C{\sim}5^{\circ}C$) was 1.033. Therefore, this fixed film nitrogen removal process showed superior stability for low temperature condition than conventional suspended growth process.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권4호
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• pp.441-445
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• 2009

고분자전해질 막의 전기화학적 열화에 미치는 온도의 영향에 대해 연구하였다. 가속 열화 조건(OCV, anode 무가습, cathode 65% RH)에서 셀 온도를 변화시켜 144시간 운전한 후 셀 성능은 12에서 35%까지 감소하였다. 이러한 성능 감소는 FER(Fluoride Emission Rate) 측정에서 알 수 있듯이 과산화수소 혹은 산소라디칼(${\cdot}OH$, $HO_2{\cdot}$)의 공격에 의한 막의 열화에 따른 것으로 라디칼 형성을 위한 가스 crossover의 증가를 가져왔다. 전극에서의 라디칼 생성은 ESR로 확인하였다. 고분자막 열화의 온도 의존성을 나타내는 Arrhenius plot에 얻어진 활성화 에너지 값은 66.2 kJ/mol이었다. 셀 작동온도 증가는 라디칼 형성속도와 라디칼이 막을 공격하는 반응 속도뿐 아니라 가스 crossover 속도도 증가시켜 막 열화를 가속화시켰다.

• 한국환경과학회지
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• 제20권8호
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• pp.977-986
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• 2011

This study analyzed the characteristics of stormwater runoff in the orchard areas and quantitatively estimated effluence of nonpoint source pollutants for the volume of runoff. Two target areas under vine cultivation were each $2,000m^2$ and $1,800m^2$, located in Gyeongju City. Since grape was the only crop on the target area, the characteristics of stormwater runoff at vineyard could be evaluated independently. A total of 51 rainfall events in the vineyard area during two years(2008-2009) was surveyed, and 19 of them became stormwater runoff, with rainfall ranging 16.5 - 79.7 mm and antecedent dry period of 1-13 days. The pollutant runoff loads by volume of stormwater runoff showed BOD ranging 19.5 - 45.3% in 30% of runoff volume. The average pollution discharge rate was 32.4%, indicating small first flush effect of BOD. The range of SS concentrations was 5 - 52.0% in 10% of runoff volume, showing the average 28.7% of discharge rate, about 3 times more than rainfall effluent. TOC and TN appeared to be similar to the results of BOD, the average discharge rate of 30.9% and 30.6% for TOC and TN, respectively, for 30% of stormwater runoff volume. Average discharge rate of COD and TP in the same runoff volume was 35.1% and 36%, respectively, showing comparatively high discharge ratio. As the targeted vineyard area was permeable land, the pollution load ratio against rainfall-runoff volume appeared to be 1:1, implying no strong first flush effect for all the survey items.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제27권11호
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• pp.2010-2018
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• 2017

Mixotrophic microalgal growth gives a great premise for wastewater treatment based on photoautotrophic nutrient utilization and heterotrophic organic removal while producing renewable biomass. There remains a need for a control strategy to enrich them in a photobioreactor. This study performed a series of batch experiments using a mixotroph, Chlorella sorokiniana, to characterize optimal guidelines of mixotrophic growth based on a statistical design of the experiment. Using a central composite design, this study evaluated how temperature and light irradiance are associated with $CO_2$ capture and organic carbon respiration through biomass production and ammonia removal kinetics. By conducting regressions on the experimental data, response surfaces were created to suggest proper ranges of temperature and light irradiance that mixotrophs can beneficially use as two types of energy sources. The results identified that efficient mixotrophic metabolism of Chlorella sorokiniana for organics and inorganics occurs at the temperature of $30-40^{\circ}C$ and diurnal light condition of $150-200{\mu}mol\;E{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$. The optimal specific growth rate and ammonia removal rate were recorded as 0.51/d and 0.56/h on average, respectively, and the confirmation test verified that the organic removal rate was $105mg\;COD{\cdot}l^{-1}{\cdot}d^{-1}$. These results support the development of a viable option for sustainable treatment and effluent quality management of problematic livestock wastewater.

• 한국물환경학회지
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• 제23권6호
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• pp.850-862
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• 2007

This study was carried out to survey the actual conditions of wastewater treatment facilities to obtain basic data for the management of wastewater from industrial complexes in Chungcheongnam-do province. Wastewater production flow per site area by watersheds was $49.2m^3/km^2/d$ for Sapgyoho, $8.1m^3/km^2/d$ for Anseongcheon, $5.7m^3/km^2/d$ for Seohae, and $2.9m^3/km^2/d$ for Geumgang. Sapgyoho showed 75% of the total production flow, which was the highest value, Geumgang showed 4% of total flow, which was the lowest value. Average total extra rate as production flow/capacity flow in the wastewater treatment facilities for industrial complex is 49%. Considering by watersheds, the extra rates of Seohae, Geumgang, Anseongcheon, and Sapgyoho, are 73%, 65%, 62%, and 33% respectively. This means that the design of capacity flow in wastewater treatment facilities was too large. Effluent concentration of wastewater treatment facilities did not exceed discharge limit mostly. The removal efficiency rate for water quality item was 90% in BOD, 70% in COD, 80% in SS, 30 to 80% in TN, and 20 to 90% in TP, so the organic removal was good, but the nutrient removal was low and interval of variation was high. The removal efficiency rate of the agricultural was industrial complexes is lower than the national and local complexes. The construction cost of the wastewater treatment facilities in Chungcheongnam-do was $1,756Won\;per\;m^3$, treatment cost was $189Won\;per\;m^3$, and they were about two times and 1.2 times higher than the nation-wide cost, respectively. The treatment cost consists of 39% for man power, 21% for chemical, 16% for power, 11% for sludge treatment, and 13% for others.

• 대한화학회지
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• 제26권2호
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• pp.88-94
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• 1982

요소공장의 굴뚝에서 방출되는 가스상 암모니아와 입자상 암모늄을 측정하여 대기중에서 암모니아가 암모늄으로 전환되는 속도를 추정하였다. 암모니아가 암모늄으로 전환되는 것은 대기중에서의 수송시간에 따라 2단계로 나누어진다. 수송 초기 15분동안의 전환속도는 3.2%ㅡmin$^{-1}$이고 그 후는 0.26%min$^{-1}$이었다. 수송 초기단계에서 전환속도가 빠른 것은 굴뚝에서 방출된 유출가스의 온도강하에 의하여 생성된 물방울에 암모니아가 용해하고, 또 이 알칼리성 물방울에서 요소가 분해반응을 일으킴으로써 암모늄의 농도가 급격히 증가하였기 때문인 것으로 추정되었다. 암모니아 가스의 반감기는 수송 초기단계에서 약 16분이고, 그 후는 192분이었다. 측정기간에 있어서 입자상 암모늄염과 대기온도, 상대습도, 이산화황, 질소산화물 및 부유분진 농도와의 사이에는 상관관계가 관찰되지 않았다.

• 한국환경농학회지
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• 제16권2호
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• pp.170-174
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• 1997

자연정화방법 중 처리효과가 널리 알려진 인공습지를 농공단지 폐수처리에 적용할 수 있는지 가능성을 검토하기 위하여 천안시에 위치한 백석농공단지에 시작품을 설치하여 현장실험한 결과를 다음과 같이 요약할 수 있다. 처리조의 폐수유입량은 약 $0.2m^3/m^2\;{\cdot}$일이었으며 처리조내의 이론적인 체류기간은 약 1.05일이었다. 1. 유입폐수의 농도가 방류수 수질기준치보다 낮은 경우가 많았는데, 특히 T-N과 T-P는 지속적으로 모두 기준치보다 크게 낮아서 이 부분은 처리가 불필요한 정도이었으며, 평균처리율은 T-N, T-P가 각각 41%, 50% 정도를 유지하였다. 2. DO의 경우는 유입수보다 유출수의 농도가 높아서 깊이 0.6m의 처리조내에 산소가 대기로부터의 재폭기를 통하여 원활히 공급되며, 호기성처리에 문제가 없음을 알 수 있다. 3. BOD와 COD는 유입수의 농도 변화폭이 컸는데, 이에 따라 유출수의 농도도 수질기준치를 초과하는 경우가 많았다. 평균처리율이 BOD는 약 56%이며 COD는 약 43%로 처리효과는 뚜렷하였으나, 유입수의 농도가 높으면 수질기준치를 만족시키지 못하였고, 특히 기온이 낮으면 효율이 낮아져 인공습지방법의 본격적인 적용을 위해서는 이 부분을 보안하기 위한 추가연구가 요구된다. 그러나 이와 같이 기온이 떨어지는 시기에도 BOD와 COD가 각각 50.2%와 43%의 처리율을 유지하였다. 4. SS는 유입수의 농도가 60mg/l까지 변화하였으나, 유출수는 지속적으로 15mg/l 이하로 낮아서 인공습지에 토양으로 구성된 처리조를 통과하며 SS는 매우 효과적으로 제거됨을 알 수 있었다. 5. 인공습지에 의한 처리방법을 항구적으로 도입하기 위해서는 온도가 떨어지는 10월 이후의 보온대책을 연구하여 겨울철에도 처리효율을 유지할 수 있는 방법을 강구해야 할 것이다. 6. 본 연구결과에 의하면 전반적으로 인공습지를 농공단지 폐수처리에 적용시킬 수 있다고 판단되며, BOD와 COD 처리의 부족한 부분은 보완성 추가처리를 병행하면 효과적으로 해결할 수 있다고 생각한다. 특히 이 방법에는 시설비, 에너지, 그리고 전문적인 유지관리가 거의 필요없어서 매우 경제적이고 실용적임을 고려하면 농공단지 폐수처리뿐만 아니라 생활오수나 축산폐수 등 응용범위를 확대할 수 있다고 생각한다.

• KSBB Journal
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• 제14권1호
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• pp.119-123
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• 1999

Polyester 감량폐수의 주성분 중 물리.화학적 처리가 어려운 EG를 생물학적으로 처리하기 위하여 jet-loop reactor를 사용하였다 Jet-loop reactor의 산소전달계수는 air-lift reactor와 비교하여 훨씬 컸다. 합성 polyester 감량폐수를 사용하여 부하율 2.64 $kgCOD_{Mn}/m^3$.day, 3.07$kgCOD_{Cr}/m^3$.day로 처리한 경우 유출수의 농도는 154 $mgCOD_{Mn}/L$, 156$mgCOD_{Mn}/L$이었으며, 이 때 각각 93, 93.9%의 제거율을 나타내었다. $COD_{Mn}$의 비부하 속도가 0.25에서 1.72$kgCOD_{Mn}/kgMLVSS$.day로 증가 함에 따라 비기질제거 속도는 0.25에서 1.60$kgCOD_{Mn}-removed/kgMLVSS$.day로 선형적으로 증가하였다. 그리고, 동력학적 계수 Y는 0.78,$K_d$는 0.1$day^{-1}$, $K_s$는 89mg/L는 k는 0.05$hr^{-1}$이었다. 실제 polyester 감량폐수를 사용하여 부하율 2.64$kgCOD_{Mn}/m^3$.day,5.24$kgCOD_{Cr}/m^3$.day로 처리한 경우 유출수의 농도는 150$kgCOD_{Mn}/L$, 3.6$kgCOD_{Cr}/L$이었으며, 이때 각각 93.2,93%의 제거울을 나타내었다.

• 한국환경농학회지
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• 제18권4호
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• pp.310-315
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• 1999

본 연구에서는 생물막법의 일종인 흡수성 Biofilter 시스템(ABS)을 설치하여 14개월의 실험기간 동안 건국대 농생대 구내의 염기성 부패조로부터 유입수를 3가지 수리부하율로 처리하여 시험하였다. 모니터링 결과에 의하면 ABS는 평균농도 $BOD_5=6.2mg/l$, TSS=4.4mg/l 이라는 아주 낮은 유기성 유출수를 연속적으로 발생시킬 수 있음이 확인되었다. 이러한 저농도 유출수는 현재 우리나라 오분법의 특정지구(상수원 보호구역)에 대한 방류수 기준($BOD_5=10mg/l$, TSS=10mg/l)에도 훨씬 못 미치는 양호한 농도로서 ABS의 우수한 유기성오수 처리성능이 입증되었다. 특히 유출수내의 TSS 농도가 지극히 낮아서 슬러지의 발생이 거의 없으므로 침전조를 생략할 수 있어 설치비용이 저렴해지고, 유지관리가 단순한 장점을 지니고 있음을 알 수 있었다. 그러나 ABS시설이 농촌에 널리 보급되어 실용적인 시스템이 되기 위해서는 앞으로 T - N과 T- P의 처리효율 향상 방안, 겨울철에 대한 Biofilter탱크내 임계온도 유지문제, 광역모니터링 및 신속보수 유지관리체계 확립에 대한 계속적인 연구가 필요하다. 이러한 문제점만 어느정도 해결된다면 ABS는 우리나라 농촌의 소규모 현장 오수처리시설로서 앞으로 미래가 밝은 차세대형 시스템이 될 것으로 확신한다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권3호
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• pp.302-308
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• 2005

질산성 질소는 강변여과수에서 가장 흔히 발견되는 오염물질 중의 하나이다. 본 연구에서는 황을 이용한 독립영양탈질 공정을 강변여과수의 질산성 질소제거를 위한 반응벽체 기법에 도입하였다. 본 연구의 목적은 현장에서의 실제 강변여과수를 이용한 주 파일럿 실험을 통해 반응벽체 시스템에서 미생물 접종의 영향과 대체 알칼리도 공급원으로서 굴패각의 영향을 알아보고, 유량변화 및 체류시간 변화에 따른 질산성 질소 제거효율을 평가하는 것이다. 황과 석회석 또는 굴패각으로 구성된 준 파일럿 규모의 투수성 반응벽체(PRB) 6기를 경남 낙동강 유역 강변여과수 취수 현장에 설치하여 운전한 결과, 하수처리장의 혐기 소화 슬러지로부터 분리배양된 황탈질미생물 콘소시움 뿐만 아니라 굴패각의 자생미생물의 활성에 의해서 강변여과수의 질산성 질소가 제거됨을 확인하였고 석회석뿐만 아니라 굴패각도 시스템의 pH 조절을 위한 알칼리도 공급원으로 이용될 수 있음을 알 수 있었다. 그러나 알칼리도 공급원으로서 굴패각의 이용은 높은 황산이온의 농도와 고형물의 농도를 야기하였다. 80 cm의 반응벽체 두께에서, 유량을 66에서 132 mL/min까지 증가시킴으로써 체류시간을 15에서 7.5시간으로 감소시킴에 따라 질산성 질소 제거효율은 75에서 58%로 감소하였다.