• 한국물환경학회지
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• 제34권6호
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• pp.678-687
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• 2018

The purpose of this study was to understand the unique and complicated feature of urban stream receiving various inflows. The Yangjae stream, the second tier of the Han River, runs through the southern parts of Seoul, Korea and its middle part flows on the boundary of Seoul where land use is actively changing. Stream flow was greatly influenced by rainfall. Other than rainfall events, effluent discharge from wastewater treatment plant (WWTP) comprised 51 % of stream flux. As a result, majority ions water chemistry was changed at the receiving zone of the discharged effluent (Zone A). Its contribution increased to 69.9 % at the second sampling period with low stream flow. In the middle zone, inflows from the northern area, recently developed to a residential district showed low $NO_3-N$ and high $HCO_3$, Ca, $SO_4$, and $SiO_2$ indicating the effects of groundwater and concrete. One inflow (T-8), with extremely high Na and Cl, median $SiO_2$, was assessed to have anthropogenic influence, however its contribution to main stream was under 1 %. Road construction near Y-13 also affected water chemistry leading to the highest Na and Cl concentration. These hydro chemical changes can be critically used to evaluate the changes in water budget and fate of chemicals in a peri-urban watershed occasioned by human activities on the Yangjae.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권5호
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• pp.581-586
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• 2014

하수처리장을 운영함에 있어 안정적인 방류수질 확보와 이에 따른 처리 비용을 최소화하는 것이 주요 목적이다. 하지만 유입수 유량 및 성분 농도의 변화와 미생물의 비선형적인 동특성, 기타 환경 요인에 의해서 최적의 운전 제어를 하기가 쉽지 않기 때문에, 기존의 하수처리장에서는 필요한 양 이상의 폭기 및 화학물질을 과량 주입하는 방법 등을 사용하였다. 본 연구에서는 포기조에서 미생물에 필요한 용존산소농도는 유지하면서 과폭기로 인한 전력 비용을 감소하는 최적 제어 방법을 제안하였다. 하수조성와 포기조 미생물의 호흡률은 실시간 미생물 호흡률 측정기(Oxygen uptake rate, OUR)를 이용하여 측정하였고, 실시간 호흡률 측정값을 바탕으로 현재 미생물에 필요한 최적 DO 농도를 제안하였다. 유입수 부하변동에 따라 변화하는 미생물 호흡에 필요한 산소량 만큼만 폭기하도록 구성함으로써, 방류수 수질기준을 만족함과 동시에 전력 비용을 최소화할 수 있는 방안을 제시하였다.

• 청정기술
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• 제7권1호
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• pp.75-80
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• 2001

본 연구에서는 강산성 상태에 있는 고농도의 6가 크롬 도금 폐수를 환원 및 중화의 방법으로 처리하였다. 환원제로는 강산성 상태에서 급격히 빠른 속도로 6가 크롬을 3가 크롬으로 환원시키는 황산제일철($FeSO_4$)이 사용되었고, 원수의 크롬농도에 대해 몰비로 3배의 양이 필요한 것으로 확인되었다. 환원된 3가 크롬은 석회석이 충진되어 있는 회분식 석회석탑에서 폭기에 의해 중화되었고, pH 5.0 이상으로 중화되었을 때 효과적으로 불용성의 크롬수산화물 플럭으로 형성되어 제거되는 것을 확인할 수 있었다. 이와 같은 결과들을 기초로 환원조, 석회석탑, 침전/여과조로 이루어진 6가 크롬 제거 연속공정을 개발하였고, 이 공정을 통해 6가 크롬 폐수의 연속적인 처리를 실행하였다. 석회석탑 내에서의 pH 조건이 pH 5.0 부근에서 일정하게 유지되었고, 그것으로 인해 불용성의 크롬 수산화물 플럭이 효과적으로 형성되었다. 석회석탑에서 침전조로 유도된 플럭은 침전조 내부에 부착된 1450 매쉬 크기의 기공을 지닌 금속 분리막에 의해 최종 처리수와 분리되었고, 막 여과 가동 30분 후부터 배출 허용기준을 만족시키는 크롬 농도 0.25~0.90 mg/l의 최종 처리수를 얻을 수 있었다. 막의 역세척 주기는 초기에 급격히 감소하였고, 이후에는 안정적으로 유지되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제37권3호
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• pp.182-190
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• 2015

본 연구에서는 장성에 위치한 황룡강에서 채취한 모래를 이용하여 유기물질과 의약화합물 제거효율을 평가하고 의약화합물의 제거 메커니즘을 규명하고자 하였다. 회분식 실험 및 칼럼 실험으로 대수층 함양관리기술을 모사하였으며, 모든 실험은 담양 하수처리장의 의약화합물이 포함된 최종방류수를 원수로 하여 구동하였다. 회분식 실험 및 칼럼 실험을 통해 유기물질과 의약화합물은 토양 유기물질과 미생물 활성도에 영향을 받아 제거되는 것을 보였다. 유기물질 제거는 생물학적 조건에서 잘 되는 것으로 나타났다. 중성과 양이온 의약화합물(iopromide, estrone 및 trimethoprim)의 경우에는 일반 모래, 구운 모래를 사용한 회분식 실험 모두 70% 이상의 제거효율을 나타냈다. 반면, carbamazepine의 경우는 회분식과 칼럼 실험에서 제거가 잘 이루어지지 않았다. 음이온 의약화합물 (ketoprofen, ibufrofen 및 diclofenac)의 경우 모래 표면의 SOM과 미생물 활성도에 영향을 받아 제거가 되는 것을 보였다. 회분식과 칼럼 실험을 바탕으로 생물학적 영향과 수착이 대수층 함양관리기술에서 의약화합물 제거에 주요한 메커니즘으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권6호
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• pp.581-589
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• 2005

최근, 하 폐수 처리에 있어서 처리수의 보다 나은 수질과 엄격한 기준의 만족을 위해 기존의 공정외에 덧붙여 막분리 공정이 이용되고 있다. 그러나, 수처리 과정에서 막분리 공정의 사용은 막의 막힘 현상과 용존 유기오염물 제거의 어려움 등의 문제점이 있다. 본 연구에서는 막분리 공정에 응집제 alum과 PAC을 이용한 응집공정을 첨가하여 막 투과유속과 처리효율을 증가시켰다. 그리고 응집제 주입효과와 최적운전조건은 투과유속, 누적부피, 막의 총저항, 입자크기, 용존성 유기오염물, 용존성 알루미늄, 처리수의 수질을 분석하여 연구하였다. alum 응집에 비교해 PAC 응집은 큰 입자를 형성하여 여과 매체의 막힘현상을 줄이고 높은 투과유속과 누적 부피량을 보였다. 또한 PAC 응집에서 낮은 용존 유기오염물과 용존성 알루미늄은 투과유속 감소율을 낮추었다. $0.2\;{\mu}m$ 막 사용시 케이크여과의 모습을 보였으며, $0.45\;{\mu}m$ 막 사용시 순환운전으로 인한 플럭 깨짐 현상으로 공극보다 작은 플럭의 투과가 발생하여 투과유속이 계속 감소하고 막의 총저항이 증가하는 모습을 보였다. PAC과 alum 모두 약 $300{\pm}50\;mg/L$가 최적 응집주입량이었으며, PAC 응집과 $0.2\;{\mu}m$ 막 사용시 처리 효율이 가장 높고, $0.45\;{\mu}m$ 막 사용시 투과수량이 가장 많았다. 처리 효율은 탁도 99.8%, SS 99.9%, $BOD_5$ 94.4%, $COD_{Cr}$ 95.4%, T-N 54.3%, T-P 99.8%이었다.

• 상하수도학회지
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• 제20권5호
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• pp.727-736
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• 2006

Granular activated carbon (GAC) has been identified as a best available technology (BAT) by the United States Environmental Protection Agency (USEPA) for removal disinfection by-product (DBP) precursors, such as dissolved organic carbon (DOC) and dissolved organic nitrogen (DON). Rapid small-scale column test (RSSCT) were used to investigate four types of carbon (F400, Norit1240, Norit40S, and Aquasorb1500) for their affinity to absorb natural organic matter (NOM). DOC, $UV_{254}$, and Total dissolved nitrogen (TON) concentrations were measured in the column effluent to track GAC breakthrough. DOC and $UV_{254}$ breakthrough occurred at around 3500 bed volumes (BVs) of operation for all GACs investigated. The $UV_{254}$ breakthrough curves showed 33% to 48% at 8000 BVs, when the DOC was 48% to 65%. All GACs showed greater removal in DOC than $UV_{254}$. The NORIT1240 GAC was determined to have the highest adsorption capacity for DOC and $UV_{254}$. The removal of nitrate (NOTN) had not broken through over BVs. The initial TON breakthrough curves were started around 50%, when the DOC breakthrough was only 10 % at 500 BVs. The curves were gradually increased after 3500 BVs and approximately 69% through 81% of TON breakthrough occurred at 8000 BVs. All of the GACs were able to remove TON, in the case of this investigation the majority of the TON was present as DON. Because nitrate nitrogen was seldom removed and ammonium nitrogen ($NH_3-N$) was not detected in the effluent from RSSCTs even though raw water. The carbon usage rate of DOC was from 2 to 6 times less than that of TON. The NORIT1240 GAC demonstrated the best performance in terms of DOC removal, while the F400 GAC was best in terms of TON removal. Excitation emission matrix(EEM) analysis was used to show that GAC adsorption successfully removed most of Humic-like DOC and Fulvic-like DOCs. However, soluble microbial product(SMP)-like DOC in the absence of raw water were detected in the NORIT40S and Aquasorb1500 GAC. The authors assumed that this results is due probably to the part of GAC in the RSSCT which was converted into biological activated carbon(BAC). To compare with organics removal by GAC according to preloading, the virgin GACs had readily accessible sites that were adsorbed DOC more rapidly than preloaded GACs, but the TDN removal had not showed differences between those GACs.

• 한국수자원학회논문집
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• 제43권2호
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• pp.131-138
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• 2010

다양화되는 물 수요와 기상 이변 등의 영향으로 극심해지는 가뭄에 대비하여 대체 수자원의 확보는 수자원 연구의 매우 중요한 부분이 되었다. 다양한 대체 수자원 중 하수처리장의 방류수는 양호한 수질과 비교적 예측이 가능한 방류량으로 인해 농업용수나 공업용수 혹은 공공용수를 대체할 안정적인 수원으로 관심의 대상이 되고 있다. 본 연구에서는 하수처리수 재이용을 위해 미래의 불확실한 용수 수요량을 고려한 최소의 공사비를 최적화하는 방법을 이진변수를 가지는 2단계 추계학적 선형계획법을 이용하여 제시하였다. 현재 설계하는 하수처리수 재이용 모형은 미래의 용수 수요량까지 고려하여 설계하여야 한다는 점을 고려하여, 미래에 용수수요가 증가할 경우, 기존의 관에 평행한 다른 관을 추가로 건설할 수 있다고 가정하여 2단계에 걸쳐 공사가 가능한 모형을 구축하였다. 그 결과 미래의 물 사용량까지를 모두 고려하여 현재 큰 직경의 관로를 건설하는 경우와 작은 직경의 관로를 두 번에 걸쳐 건설하는 대안 사이의 비용차이를 고려한 모형이 제안되었으며, 가상의 네트워크에 적용되어 그 적용성을 입증하였다. 제안된 모형은 하수 처리수 재이용 네트워크 계획 시 경제적인 관로 설계를 위한 기본 자료로 활용될 수 있으며, 장기적인 물 공급 계획을 수립할 시 여러 가지 설계 대안들에 대한 비교를 위해도 사용이 가능하다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권9호
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• pp.637-643
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• 2012

본 연구에서는 300 kDa 공경의 세라믹막을 이용하여 재이용 원수인 하수 2차 방류수를 처리하여 가역 및 비가역 막오염비율을 연구하였다. 이를 위하여 운전조건인 막간차압을 변화시킬 때의 각 막오염을 수치적으로 계산하고 F-EEM과 SEC분석을 시행하였다. 또한 탁도, TOC 및 UV254를 측정하여 수질의 안정성을 평가하였다. 막간차압이 낮을수록 비가역 막오염에서 가역 막오염으로의 형성이 증가하였으며, 이는 주로 분자량이 큰 단백질 성분으로 인한 것으로 나타났다. 또한 하수 2차 처리수에는 다양한 분자량의 오염물이 함유되어 있으나 상대적으로 0.5 kDa 이하의 작은 분자량을 가지는 오염물이 가장 많았으며, 그 다음으로는 12 kDa 이상의 물질이 많았다. 300 kDa의 세라믹막은 주로 6 kDa 이상의 물질을 제거하였으며, 막간차압이 낮을수록 12 kDa 이상의 고분자 물질과 1 kDa 이하 물질이 가역 막오염으로 형성되는 것으로 나타났다.

• 상하수도학회지
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• 제35권5호
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• pp.323-334
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• 2021

Pilot-scale coagulation and sedimentation processes were operated to investigate the T-P (Total phosphorus) removal efficiency. A multiple regression model was also derived to predict the water quality improvement effect with river water characteristics. The inflow rates for the pilot-scale facility were 157-576 m³/day, and the coagulant doses were in the range of 13.7-58.5 mg/L (average 38.9 mg/L) for PAC (Poly alum chloride) and 16.5-62.1 mg/L (average 36.0 mg/L) for alum. The results found that the influent BOD (Biochemical oxygen demand) and T-P concentrations were 4.9 mg/L and 0.115 mg/L, and the removal efficiencies were 52.7% and 59.4%, respectively. T-P removal efficiencies on wet weather days were higher by 10% than dry weather days because influent solids influenced T-P's coagulation process. The pH of river water was 6.9-7.8, and the average pH was 7.3. Although the pH variation was not significant, the trend showed that the treatment efficiency of T-P and PO₄-P removal increased. Thus, the pH range considered in this study seems to be appropriate for the coagulation process, which is essential for phosphorous removal. The T-P removal efficiencies were 19.6-93.3% (average 59.2%) for PAC and 16.4-98.5%(average 55.9%) for alum; thus, both coagulants showed similar results. Furthermore, the average coagulant doses were similar at 42.4 mg/L for PAC and 41.3 mg/L for alum. When the T-P concentration of the effluent was compared by the [Al]/[P] ratio, the phosphorus concentration of the treated water decreased with an increasing [Al]/[P] ratio, and the lowest T-P concentration range appeared at the [Al]/[P] ratio of 10-30. A seasonal multiple regression analysis equations were derived from the relationships between 10 independent and dependent variables (T-P concentration of effluent). This study could help lake water quality maintenance, reduce eutrophication, and improve direction settings for urban planning, especially plans related to developing waterfront cities.

• 분석과학
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• 제29권2호
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• pp.57-64
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• 2016

본 연구에서는 플라스틱의 가소제로 널리 사용되고 있는 프탈산에스테르(DMP, DEP, DBP, BBP, DEHP) 5종과 디에틸헥실아디페이트(DEHA)의 수질 중 분석법을 확립하고, 41개 지점의 산업폐수를 분석하였다. 검정곡선은 분석대상성분 모두 결정계수 0.98이상으로 수질오염공정시험기준을 만족하는 직선성을 나타내었으며, 방법검출한계(MDL)는 프탈산에스테르가 0.4~0.7 μg/L, 디에틸헥실아디페이트가 0.6 μg/L를 수준이었다. 그리고 회수율은 77.0~92.3%였으며, 상대표준편차는 5.8~10.5% 범위였다. 41개 지점의 산업폐수 중 유입수 45점과 방류수 40점을 분석한 결과, 유입수에서 DMP (n=5), DEP (n=2), DBP (n=1), BBP (n=2), DEHA (n=3)의 검출율은 2.2~11.1%였다. DEHP는 유입수 (n=16)에서 35.6 %, 방류수 (n=4)에서 10.0%을 나타내 92~100%의 높은 제거효율을 보였다. 산업폐수 업종별 유입수 중 최고 잔류 수준은 플라스틱제품제조업 137.4 μg/L (DEHP), 기타화학제품 제조업 12.5 μg/L(DEHA), 전기업 14.0 μg/L(DEP)이었다. 방류수 중 최고농도는 기초화학물질 제조업 2.1 μg/L(DEHP)이었다. 전 지점에서의 DEHP는 수질오염물질의 배출허용기준(특례지역 800 μg/L)을 초과하지 않았다. 따라서 인근 하천에 흐르는 산업폐수 중 프탈산에스테르(Phthalic Acid Esters)와 디에틸헥실아디페이트가 수생태계환경에 미치는 영향이 크지 않을 것이다.