• 대한환경공학회지
• /
• 제28권1호
• /
• pp.1-6
• /
• 2006

본 연구에서 수행한 입상형의 발포 폴리스티렌을 이용한 고도처리 공정은 기존의 상용화되거나 개발중인 영양염류 처리공정에 비해 수리학적 체류시간을 상당히 줄일 수 있고 동절기에도 온도의 영향을 크게 받지 않는 장점을 가지고 있다. 도시하수를 이용하여 bench-scale 연구를 수행한 결과 T-N 제거효율의 경우 HRT 6 hr 및 4 hr에서 각각 약 55% 및 51%로서 HRT가 짧아졌을때 단지 약 4%의 처리효율 감소가 관찰되었다. 온도 영향에 있어서 여름철과 겨울철의 T-N 제거효율을 비교해본 결과 T-N 제거 효율이 각각 약 65% 및 54%로 관찰되어 여름철이 겨울철에 비해 약 11% 더 높은 효율이 관찰되었으며 겨울철 효율저하는 주로 암모니아성 질소의 질산화가 원활이 이루어지지 않았기 때문인 것으로 관찰되었다. 유입부하 및 C/N 비에 관한 연구에서는 유량 및 농도의 변화가 심한 하 폐수 처리에 있어서도 안정된 처리수질을 확보할 수 있었으며, C/N 비가 감소에 따른 처리효율 저하가 크지 않음을 관찰 할 수 있었다. 따라서 본 개발 시스템을 기존의 중 소규모 하수처리장에 적용할 경우 유입수내의 유기물을 최대한 활용하여 영양염류를 처리할 수 있을 것이라 기대된다.

• 상하수도학회지
• /
• 제28권1호
• /
• pp.13-23
• /
• 2014

A lab-scale Anaerobic Baffled Reactor (ABR) was applied to treat a primary sludge taken from a municipal wastewater treatment plant. In this experiment, acidogenic reaction was promoted by operating the ABR with short hydraulic retention time (HRT) to produce sufficient volatile fatty acids (VFA) instead of production of methane. The performance of ABR on the VFA production and total solids reduction was observed with different operating conditions with 2, 4, 6, and 8 days of HRT. Corresponding organic loading rates were 6.7, 3.4, 2.2, and $1.6kgCOD_{cr}/m^3{\cdot}day$. As HRT increased the removal rate of TCOD was also increased (82.5, 84.2, 96.9, and 95.9 % in average for HRT of 2, 4, 6, and 8 days, respectively) because the settlement of solids was enhanced in the baffle by the decrease of upflow velocity. At HRT of 2 days the average concentration of VFA in the effluent was measured at $1,306{\pm}552$ mgCOD/L corresponding to 107 % increment as compared to the VFA concentration in the influent. However, as HRT increased VFA concentraiotn was decreased to $143{\pm}552$ mgCOD/L at HRT of 8 days. The reduction rates of total solids were 12.2, 26.5, 24.8, and 43.0 % for HRT of 2, 4, 6, and 8 days. As HRT increased the hydrolysis of organic particulate matters in the reactor was enhanced due to the increasing of solids retention time in the baffle zone with low upflow velocity in long HRT condition. Consequently, we found that a primary sludge became a good source of VFA production by the application of ABR process with HRT less than 4 days and the 12-26 % of total solids reduction was expected at these conditions.

• Environmental Sciences Bulletin of The Korean Environmental Sciences Society
• /
• 제1권2호
• /
• pp.125-136
• /
• 1997

Digestion of a municipal wastewater sludge by the anaerobic sequencing batch reactor(ASBR) was investigated to evaluate the performance of the ASBR process at a critical condition of high-solids-content feed. The reactors were operated at an HRT of 10 days with an equivalent loading rate of 0.8-1.5 gVS/L/d at $35^{\circ}C.$ The main conclusions drawn from this study were as follows: 1. Digestion of a municipal wastewater sludge was possible using the ASBR in spite of high concentration of settleable solids in the sludge. The ASBRS with 3- and 4-day cycle period showed almost identical high digestion performances. 2. No adverse effect on digestion stability was observed in the ASBRS in spite of withdrawal and replenishment of $30\%\;or\;40\%$ of liquid contents. A conventional anaerobic digester could be easily converted to the ASBR without any stability problem. 3. Flotation thickening occurred in thicken step of the ASBRS throughout steady state, and floating bed volume at the end of thicken period occupied about $70\%$ of the working volume of the reactor. Efficiency of flotation thickening in the ASBRS could be comparable to that of additional gravity thickening of a completely mixed digester. 4. Solids were accumulated rapidly in the ASBR during start-up period. Solids concentrations in the ASBRS were 2.6 times higher than that in the completely mixed control reactor at steady state. Dehydrogenase activity had a strong correlation with the solids concentration. Dehydrogenase activity of the digested sludge in the ASBR was 2.9 times higher than that of the sludge in the control reactor, and about 25 times higher than that of the subnatant in the ASBR. 5. Remarkable increase in equivalent gas production of $52\%$ was observed at the ASBRS compared with the control reactor in spite of similar Quality of clarified effluent from the ASBRS and control reactor. The increase in gas production from the ASBRS was believed to be combined results of accumulation of microorganisms, higher driving force applied, and additional long-term degradation of organics continuously accumulated.

• 대한환경공학회지
• /
• 제22권4호
• /
• pp.629-637
• /
• 2000

고형물 함유 유기폐수의 효율적인 메탄에너지 회수를 위해서 이상소화 반응시스템에 정밀여과시스템을 결합하여 시험하였다. 본 실험에 사용된 막분리 시스템은 산발효조내에 침지시켜 압축공기로 주기적으로 역세척하였고 셀룰로오스재질의 $0.5{\mu}m$ 크기의 막공경을 가진 카트릿지 형태의 정밀여과막을 사용하였다. 메탄발효조는 플라스틱 충진물을 반응기부피의 반 정도 채운 AUBF (Anaerobic Upflow Sludge Bed Filter) 를 사용하였다. 합성폐수는 선분 5,000 mg/L을 기질로 사용하였으며 운전부하에 따른 COD 제거특성을 조사하였다. 산발효조의 HRT는 10일에서 4.5일까지 단계적으로 감소시켰고 이때의 유기물 용적부하는 0.5에서 $1.0kg\;COD/m^3-day$ 로 변회되었다. 한편, 메탄발효조의 HRT는 2.8일에서 0.5일까지 단계적으로 감소시켰고 이때의 유기물 용적부하는 0.8에서 $5.8kg\;COD/m^3-day$까지 변화되었다. 산발효조의 경우 체류시간 4~5 일에서 80% 이상의 우수한 산선환율을 나타내었다. 메탄발효조의 경우에는 장기간의 운전을 통한 슬러지의 입상화에 기인하여 유기물 부하의 변동에 크게 관련없이 95% 이상 (처리수 COD 300 mg/L 이하)의 우수한 COD 제거특성을 나타내었다. 막분리형 이상소화공정은 산발효조의 미생물농도를 증가시켜 산전환율을 향상시킬 수 있는 가능성을 보여 주었고, 복합형 염기성 반응기는 우수한 COD 및 SS 제거를 나타내었다.

• 한국항만학회지
• /
• 제11권2호
• /
• pp.231-240
• /
• 1997

미국에서는 오랜 전부터 1차 처리된 폐수를 해양배출구를 통하여 심해저로 흘러보내어 보다 효율적인 폐수처리에 기여하고 있다. 해저의 경사 때문에 연안의 폐수처리장에서 긴 관을 통해 심해저로 다공배출구를 연결시키고 있다. 그러나, 심해저확산배출구를 통해 흘러 나와 형성된 플롬이 근접한 연안에 간접적으로는 인간의 건강에 해를 줄 수 있다는 보고 때문에 바다의 물리적인 조건을 세심하게 고려한 심해저 확산배출구의 적절한 수심에서의 배치가 요구되고 있다 .우리나라의 연안역에서도 보다 효율적이고 신뢰할 수 있는 폐수처리를 위해 해양배출에 대한 고려를 하여야 할 것이다. 플롬의 거동을 예측하기 위해 일련의 플롬 동역학에 대한 연구에서는 여러 가지 모델이 사용되어 왔으나 대부분의 경우 플롬거동의 계산치가 현실과는 동떨어져 있다. 따라서 본 연구에서는 실제 배출특성과 해양의 조건을 시뮬레이션 하기 위한 플롬모델의 적용에서 개선방안을 제시하고자 하였다. 플롬모델에서 파랑과 흐름과 같은 실질적인 해상조건을 반영한 입력 파라메타를 도입하여야 하는 것이다. 이 논문에서는 최근의 마말라 만 연구에서 선택한 특정 모델의 입력 변수 중에 장파는 고려하지 않고 해류만을 고려한데서 오는 단점을 보완하여 선행파이론에 기초한 장파와 흐름이 공존함으로써 야기되는 해저로부터의 플룸 상승과 초기 희석 계산을 수행하였다. 실제적으로 해저에서 플룸의 형상이 해수뿐만 아니라 장파에 의해서 크게 영향을 받는다는 것을 염료를 넣어 플룸을 사진촬영함으로써 증명하였다. 앞으로의 연구에서는 장파와 같은 현실적인 인자를 세심하게 고려함으로써 계산 결과를 더욱 현실 값에 접근시킬 수 있게 되었다. 물론, 장파와 같은 인자를 도입함으로써 야기되는 물리학적인 한계점은 관련된 가정을 통해 어느 정도 보완이 되었지만 그러한 한계점은 향후 3차원적인 플룸 역학을 다룸으로써 보강차원의 실증적 연구자 더 필요하다고 하겠다. 미국환경보전국에서 승인한 개량플룸모델 중에서 RSB 및 UM모델을 플룸거동을 계시하는데 사용하였으며, 장주기파의 조건하에서 계산된 값을 플룸의 상승 및 초기회석의 관점에서 비교하였다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제29권6호
• /
• pp.715-721
• /
• 2007

전자산업 중 반도체 및 LCD 공장과 같이 폐수에 불소가 다량 함유되어 있는 경우, 불소처리를 위하여 과잉으로 사용되는 소석회에 의하여 처리수의 잔류 칼슘농도가 높으며, 높은 잔류칼슘 농도는 폐수의 재이용 시 일반적으로 채택되는 membrane 공정의 불안정한 운전을 초래하게 된다. 따라서, 전자폐수의 재이용을 위하여 신뢰성 있으며, 경제적인 칼슘제거기술의 개발이 절실히 필요한 실정이다. 본 연구에서는 캐비테이션을 이용한 Hyperkinetic Vortex Crystallization(HVC) 공정을 적용하여 폐수중의 칼슘 이온의 calcification 속도를 촉진하였으며, HVC 공정 적용 시 기존 소다회법에 비하여 동일 약품 주입농도에서 31% 높은 칼슘제거효율을 보였다. 또한, 전자산업 폐수의 재이용을 위한 경제적인 칼슘제거효율인 70%를 달성하기 위한 최적 소다회 주입농도는 유입수 대비 530 mg/L였다. 반응조 내 동질의 반응 핵인 calcite seed 농도가 칼슘제거효율에 큰 영향을 주며, 최대 칼슘제거효율을 달성하기 위한 calcite seed 농도는 $800\sim1,200mg$ SSA이였다. 또한, 소다회 주입에 따른 calcite 발생량은 평균 0.30 g SS/g $Na_2CO_3$였다. HVC 케비테이션 생성장치의 설계 시 HVC 장치 통과횟수를 $2\sim5$회 범위에서 안전율을 고려하여 용량선정을 하여야 한다. HVC 공정을 이용한 연속회분식 운전 결과, 유입수 칼슘농도 변화폭은 $74\sim359$ mg/L(평균 173 mg/L)로 매우 컸던 반면, 처리수 칼슘농도는 $30\sim72$ mg/L(평균 49 mg/L)로 비교적 안정적인 처리효율을 보여주었다. 본 연구결과 HVC 공정은 화학약품 사용량의 절감 및 이에 따른 화학슬러지 발생량의 감소를 기대 할 수 있는 친환경기술로 유지관리비를 최소화할 수 있는 장점이 있었다.

• 생태와환경
• /
• 제38권2호통권112호
• /
• pp.225-236
• /
• 2005

하수처리수는 이용할 수 있는 소중한 수자원이지만, 적절한 정책과 안전하고 효율적인 관리 없이는 이용할 수 없다. 본 연구에서는 국제적인 농업적 재이용수 수질기준을 고찰하고 하수처리수를 논에 관개한 후 E. coli의 농도를 모니터링 하였으며, Beta-Poisson 모형을 이용하여 두개의 시나리오를 바탕으로 미생물 위해성 평가를 실시하였다. 본 연구의 모니터링 결과 biofilter 유출수를 추가 처리 없이 관개한 처리구에서 높은 E. coli농도를 나타내었으며, 처리구와 모니터링 시기별로 큰 차이를 보였는데 이는 관개나 기타 영농작업시 저질이 교란되어 수체의 농도에 반영되고 처리구별 논의 생태 차이가 영향을 미친 것으로 판단된다. 하수처리수를 관개할 경우 Beta-poisson 모형을 이용하여 직접 영농활동에 참여하는 농부와 주변의 아이들에 미치는 위해성에 대해 평가하였다. 미생물 위해성 평가 결과 관개 직후보다 관개 후 24시간이 경과되면 위해도 값이 감소하는 것으로 나타났으며, 관개 후 1 ${\sim}$ 2일이 경과한 후에 작업에 임하는 것이 미생물 위험이 적은 것으로 나타났다. 2003년과 2004년 모두 관개 초기인 5월말과 6월초에 높은 위해도 값을 나타내었다. 본 연구에서 실시한 위해성 평가는 논에 관한 역학자료가 충분하지 않았으며,E. coli를 음용수로 섭취할 경우 발생할 수 있는 질병에 대한 평가 모형을 이용하였기 때문에 하수처리수의 논 관개시 위험을 평가하는데 한계를 갖고 있다. 하지만, 하수처리수를 관개용수로 사용할 경우 병원성 세균에 의한 감염의 개연성을 보여주었으며 하수처리수를 재이용하고자 할 때 추가적인 처리 등의 적절한 관리가 필요함을 시사한다.

• 한국환경농학회지
• /
• 제16권3호
• /
• pp.249-254
• /
• 1997

농어촌 지역의 오폐수처리에 적용 가능한 인공습지를 이용한 자연처리시설에서 오수 중에 포함되어 있는 영양염류와 대장균의 변화상항을 생활오수를 이용하여 실험한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 유입수의 $NH_4\;^+$ 농도는 $91.57mg/l{\sim}275.88mg/l$이었는데, 습지를 통과한 처리수의 농도는 $62mg/l{\sim}180.92mg/l$로 낮아져 평균 약 40%의 감소율을 나타내었다. $NH_4\;^+$의 감소는 휘발, 식물에의 흡수, 토양입자에의 흡착, 그리고 질산화작용에 의한 것으로 판단된다. 2. $NO_2\;^-$는 유입수의 농도보다 유출수의 농도가 낮은 경우도 있었으나 높은 경우도 많아서 일정한 경향을 보이지 않았다. 이유는 $NH_4\;^+$가 $NO_2\;^-$를 거쳐 $NO_3\;^-$로 질산화되는 과정에서 유입수의 특성에 따른 질산화과정의 속도차이 때문인 것으로 생각된다. 3. $NO_3\;^-$의 경우는 유입수의 농도보다 처리수의 농도가 모두 증가하였는데, 이는 $NH_4\;^+$로 유입된 성분이나 처리조내의 $NO_2\;^-$등이 $NO_3\;^-$로 질산화되어 농도가 증가하였고, $NO_3\;^-$는 토양입자에의 흡착율도 낮고, 처리조각 혐기성상태가 아니어서 탈질화작용에 의한 제거가 불가능하였기 때문인 것으로 판단된다. 4. Total-N 측면에서 분석해보면 $NH_4\;^+$가 감소하기는 하였으나, 대부분 $NO_2\;^-$를 거쳐 $NO_3\;^-$로 변환되었을 뿐이고 제거된 것이 아니므로, 제거율은 5% 정도로 매우 낮았다. 처리조에서 질소성분이 혐기성상태에 의한 탈질화작용이 일어나지 않았다는 것은 처리조가 호기성을 유지하여 BOD 등의 제거에 효과적일 수 있다는 의미이기도 하다. 그러나 질소제거기능의 부족으로 인하여 수질문제를 야기시킬 수 있으므로 이 부분에 대한 보완성 추가 연구가 요구된다. 5. $PO_4\;^{3-}$의 경우 오수는 평균 92%의 매우 높은 제거율을 나타냈다. 따라서 Total-P도 87%의 높은 제거율을 나타내 습지처리가 인의 제거에는 탁월한 기능이 있음을 알 수 있는데, 이유는 인의 토양에 대한 강한 흡착력 때문인 것으로 판단된다. 6. 대장균군의 경우 유입원수의 농도가 1,600,000/100ml까지로 높았으나, 평균 약 83%의 비교적 높은 제거율을 나타내었으며, 주요 제거기능은 토양에의 흡착 그리고 토양에 이미 형성되어 있는 미생물군과의 경쟁에서 져서 죽기 때문인 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제39권11호
• /
• pp.599-606
• /
• 2017

마이크로버블-산소를 이용한 물리 화학적인 방법에 의해 가축분뇨에 포함된 유기오염물질과 질소, 인 제거에 효과를 실험실 규모의 단일 반응기를 이용하여 알아보았다. 사용한 가축분뇨의 성상은 TCOD $36,894{\pm}5,024mg/L$, SCOD $22,031{\pm}2,018mg/L$, 암모니아성질소 $4,150{\pm}35mg/L$, 그리고 인산염인 $659{\pm}113mg/L$로 고농도의 유기오염물질과 영양염류를 포함하였다. 마이크로버블과 함께 사용한 기체로 공기를 사용하였을 때 보다 산소를 사용하였을 때, 그리고 산소의 공급량이 많았을 때 유기오염물질, 질소, 인 제거량이 증가하였다. 산소를 분당 600 mL 사용하였을 때 공기를 사용했을 때와 비교하면 TCOD 제거율은 2.5배, 인은 약 5.6배 높았다. 또한 반응 시간이 길수록 영양염류의 제거율은 점진적으로 증가하여, 암모니아성질소와 인 제거는 각각 $41.03{\pm}0.20%$와 $65.49{\pm}1.39%$까지 제거되었다. 인 제거율을 증가시키기 위해 마이크로버블 적용 한 후 유출수를 응집침전을 시켰을 때, 인은 유입된 인 농도 대비 최대 92.7%까지 제거되는 것이 확인되었다. 그러나 유기오염물질(TCOD) 제거는 초기 6시간 이내에 $28.7{\pm}0.2%$까지 제거되었으나 더 이상 제거되지 않았다. 이 연구 결과 마이크로버블-산소를 가축분뇨 뿐만 아니라 다양한 하 폐수처리장의 포기조에 적용하면 연계된 단위 공정에 부하를 줄일 수 있으며 또한 고품위의 안정적인 유출수를 생산할 수 있는 방법으로 제시할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제38권1호
• /
• pp.14-24
• /
• 2016

업종별 수질오염물질 배출 목록은 산업폐수 배출시설을 인허가할 때, 해당 시설 또는 업종에서 관리해야 하는 배출 가능한 수질오염물질을 정확히 검토하기 위함은 물론이고, 오염방지시설의 설계에도 필수적인 가장 기초적인 자료이다. 본 연구에서는 우리나라 폐수배출시설 3개 업종을 대상으로 수질오염물질 배출목록을 작성하기 위하여 해당 사업장의 일반현황 및 처리시설 운영 등에 대한 기초자료 수집과 해당 사업장에서 배출하고 있는 산업폐수중 특정수질유해물질을 비롯한 수질오염물질에 대한 수질 분석을 수행하였다. 본 연구의 조사대상 업종별 수질오염물질 배출목록을 확정하기 위해서 정상적인 시설운영 과정에서 해당물질이 폐수중으로 실제 배출될 수 있는 개연성을 확인하였다. 이를 위해, 먼저 원폐수 및 최종 배출수의 시료 분석에서 검출된 모든 수질오염물질을 평가대상으로 하고, 검출되지 않은 물질은 대상에서 제외한다. 다음으로 이들 평가대상 수질오염물질에 대하여 제조공정상에서 사용하는 각종 원료, 부원료, 불순물 등에서 포함될 가능성을 확인하고, 여기에서 확인될 경우 수질오염물질 배출목록으로 확정한다. 본 연구에서는 3개 업종을 대상으로 하였으며, 석유화학계 기초화합물 제조시설은 조사대상 물질 42종 중 특정수질유해물질 16종을 포함한 31종, 기타 기초유기화합물 제조시설은 특정수질유해물질 14종을 포함한 30종, 화력발전시설은 특정수질유해물질 8종을 포함한 20종의 수질오염물질이 배출목록으로 확정되었다. 본 연구에서는 수질분석과 개연성 평가를 통해 보다 객관적이고 타당성 있는 업종별 수질오염물질 배출목록을 작성하였다.