• 한국환경보건학회지
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• 제39권1호
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• pp.83-89
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• 2013

Objectives: The purpose of this experiment was to illuminate the relationship between the phosphorus removal rate of unit operation and the phosphorus removal rate of phosphorus volume loading in the Ferrous Nutrient Removal process, which consists of an anoxic basin, oxic basin, and iron precipitation apparatus. Methods: This study was conducted in order to improve the effect of nitrogen and phosphorus removal in domestic wastewater using the FNR (Ferrous Nutrient Removal) process which features an iron precipitation reactor in anoxic and oxic basins. The average concentration of TN and TP was analyzed in a pilot plant ($50m^3/day$). Results: The removal rate of T-N and T-P were 66.5% and 92.8%, respectively. The $NH_3-N$ concentration of effluent was 2.62 mg/l with nitrification in the oxic basin even though the influent was 17.7 mg/l. The $NO_3$-N concentration of effluent was 5.83 mg/l through nitrification in oxic basin even though the influent and anoxic basin were 0.82 mg/l and 1.00 mg/l, respectively. The specific nitrification of the oxic basin ($mg.NH_3$-Nremoved/gMLVSSd) was 16.5 and specific de-nitrification ($mg.NO_3$-Nremoved/gMLVSSd) was 90.8. The T-P removal rate was higher in the oxic basin as T-P of influent was consumed at a rate of 56.3% in the anoxic basin but at 90.3% in the oxic basin. The TP removal rate (mg.TP/g.MLSS.d) ranged from 2.01 to 4.67 (3.06) as the volume loading of T-P was increased, Conclusions: The test results showed that the electrolysis of iron is an effective method of phosphorus removal. Regardless of the temperature and organic matter content of the influent, the quality of phosphorus in the treated water was both relatively stable and high due to the high removal efficiency. Nitrogen removal efficiency was 66.5% because organic matter from the influent serves as a carbon source in the anoxic basin.

• 유기물자원화
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• 제31권2호
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• pp.63-71
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• 2023

수계 내 질소의 증가는 부영양화나 녹조 및 적조현상을 유발하여 수계의 파괴 및 물의 자정능력을 저하시켜 전세계적으로 중요한 환경문제가 되었다. 수계 내 질소의 가장 일반적인 형태는 암모늄(NH₄⁺)이온의 형태로 폐수로부터 유입되는 가장 많은 부분을 차지하고 있으며 부영양화의 주요 원인이 되고 있어 암모늄 제거에 있어 적절한 처리 및 방안이 필요하다. 본 연구에서는 생장력이 좋은 바이오매스 중 하나인 수단그라스를 적용하여 바이오차를 생산하였으며, 200℃-400℃ 탄화 온도 조건 변화에 따른 과정에서 생성된 수단그라스 바이오차를 활용하여 암모늄 이온, 10~100ppm 농도 변화에 따른 흡착능력 분석하였으며, 이 결과를 통해 흡착제로써 활용 가능성을 평가하고자 하였다. 탄화반응으로 인해 수단그라스의 화학구조가 분해되면서 바이오차의 탄소 및 고정 탄소함량이 증가하였다. 바이오차의 pH는 탄화 온도가 높을수록 pH와 전기전도도가 높아지면서 전기전도도로 인해 양이온에 대해 높은 흡착 가능성을 보였다. 흡착실험 결과를 바탕으로 NH₄-N의 농도가 높아지면서 최대 54.5%, 최저 17.4%의 제거효율을 보였으며, 탄화 온도가 높을수록 바이오차의 기공 및 비표면적 증가로 인해 오염물질의 흡착이 용이해져 NH₄-N의 제거효율이 높아졌다. FT-IR 분석 결과, 탄화반응의 고온으로 인해 전체적인 표면 작용기의 감소가 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권8호
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• pp.574-582
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• 2012

이 연구에서는 우리나라에서 유기성 슬러지의 배출량이 많은 6개 주요 산업 업종의 54개 사업장에서 채취한 98개 폐수처리 슬러지에 대하여 PAHs 함량을 조사하였다. 슬러지에 대한 해양배출허용기준과 비교시 C업종의 슬러지는 Nap에 대하여 제1기준과 제2기준을 모두 초과하는 시료가 1건, PC업종의 슬러지에서 Ant와 Fla에 대하여 제2기준을 초과하는 시료가 1건 있었다. ${\Sigma}_{16}PAHs$는 PC> C > CD> PP >WS > FB업종의 순으로 높았다. 슬러지의 육상 이용시 ${\Sigma}_{16}PAHs$ 함량농도를 규제하는 EU와 덴마크의 기준과 비교하였을 때 EU의 기준은 PC업종에서 1건, 덴마크 기준은 C업종과 PC업종에서 각 1건의 시료가 초과하였다. 7종 발암성 PAHs에 대한 ${\Sigma}_7PAHs$은 상대적으로 PC, CD, C업종에서 높게, PP, WS업종에서 낮았으며, FB업종에서는 검출되지 않았다. 슬러지에서의 PAHs의 농도에 대한 ANOVA 분석결과 발생업종과 채취시기에 의한 영향은 없는 것으로 나타났다. 개별 PAHs간 상관분석결과 4-ring 이상의 HMW PAHs 농도간에 상관성이 높았다. ${\Sigma}_{16}PAHs$와는 0.7 이상의 높은 상관성을 갖는 PAHs는 Acy, Ant, Fla, B(a)A, B(f)F, B(a)P 이었다. 주성분분석의 결과 98개의 슬러지는 전체 데이터의 약 70%의 설명력을 갖는 두 개의 주성분에 의해 세 개의 그룹으로 특성별로 분리될 수 있었다. 국내/외 선행연구와의 비교 결과 ${\Sigma}_{16}PAHs$는 스위스의 연구 결과와 비슷하였다.

• 한국환경보건학회지
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• 제24권1호
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• pp.120-131
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• 1998

This study was performed to define the physicochemical characteristics of food waste and food wastewater, and to find the effect of moisture content variation and salinity variation on aerobic composting for food wastes. In moisture content variation experiment, the samples of 2-1, 2-2, 2-3 and 24 were prepared by the moisture content of 83.8%, 70.9%, 64.8% and 45.1%, respectively. In salinity variation experiment, the samples of 3-1, 3-2, 3-3 and 3-4 were prepared by the salinity of 0.99%, 1. 69%, 1.75% and 2.34%, respectively. In both experiments, aerobic composting reactors were operated by the mode which was composed of half an hour's stirring and 2 hour's aeration per day, for 45 days. The followings are the conclusions that were derived from this study. 1. In the study of physicochemical characteristics of food waste and food wastewater, the values of pH were 4.19 and 3.96, the values of salinity were 0.91% and 1.17%, and the values of conductivity were 7.6 mS/cm and 18.2 mS/cm, respectively. 2. In food waste, the moisture content was 60.3%, organic compound content was 96.1%, total carbon was 48.0%, total nitrogen was 1.5%(therefore, C/N ratio was 32), and the concentration of total phosphorus was 1.34 mg/kg. 3. The time of temperature ascending was delayed, the highest temperature was lowered, the duration period of high temperature was shortened by the increasing of moisture content. In the higher moisture content, anaerobic condition was formed, bad smell was released, insects were gathered and multiplicated, and the reaction rate of composting was reduced. 4. In moisture content experiment, C/N ratios were changed from the range of 31.2-34.8 at the beginning phase to that of 20.4-28.4 at the last phase. 5. In salinity experiment, the reduction rate of volume was increased(40.3%) when the salinity was decreased(0.99%). Also, the reduction rate of mass was increased(51.8%) when the salinity was decreased(0.99%). This fact denotes that salinity hinders the process of composting. 6. the concentrations of total nitrogen and total phosphorus were increased from 0.74% to 1.10%, and from 0.82 mg/kg to 3.44 mg/kg, respectively when the salinity was decreased from 2.34% to 0.99%.

• 한국환경보건학회지
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• 제35권6호
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• pp.517-525
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• 2009

The water quality of Lake Shihwa had been rapidly deteriorating since 1994 due to wastewater input from the watersheds, limited water circulation and the lack of a wastewater treatment policy. In 2000, the government decided to open the tidal embankment and make a comprehensive management plan to improve the water quality, especially inflowing stream water around Shihwa and Banwol industrial complex. However, the water quality and microbial community have not as yet been fully evaluated. The purpose of this study is to investigate the influent water quality around the industrial area based on chemical and biological analysis, and collected surface water sample from the Siheung Stream, up-stream to down-stream through the industrial complex, Samples were collected in July 2009. The results show that the downstream site near the industrial complex had higher concentrations of heavy metals (Cu, Mn, Fe, Mg, and Zn) and organic matter than upstream sites. A combination of DGGE (Denaturing Gradient Gel Electrophoresis) gels, lists of K-WQI (Korean Water Quality Index), cluster analysis, MDS (Multi-Dimensional Scaling) and PCA (Principal Component Analysis) has demonstrated clear clustering between Siheung stream 3 and 4 and with a high similarity and detected metal reducing bacteria (Shewanella spp.) and biodegrading bacteria (Acinetobacter spp.). These results suggest that use of both chemical and microbiological marker would be useful to fully evaluate the water quality.

• 한국습지학회지
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• 제23권4호
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• pp.372-380
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• 2021

비점오염물질 및 고농도 가축분뇨는 수계 및 습지 수질 악화의 주요 원인으로 보고되고 있으며, 이를 관리하기 위한 방안으로 저영향개발기술 (Low Impact Development, LID)에 대한 관심이 증가하고 있다. 인공습지는 다양한 오염물질 저감 기작을 기반으로 가축 사육 농업지역 내 비점오염원 관리 방안으로 제시되고 있다. 이에 본 연구에서는 전라북도 J시 내 경작지 및 가축 사육 지역을 대상으로 현장 모니터링 및 모델링을 기반으로 인공습지의 적용성 평가를 실시하였다. 연구대상 지역의 강우 시 유량가중평균농도(Event Mean Concentration, EMC) 농도는 건기 시와 비교하여 BOD 기준 약 27배 이상 높은 것으로 나타나 비점오염원 관리가 시급한 지역으로 나타났다. 모델링 기반의 인공습지 저감 효율은 BOD 57.5%, TN 48.9% 그리고 TP 64.2%를 보였다. 하지만, 다량의 강우유출수가 발생하는 시점과 동절기에는 다소 효율이 감소하는 경향을 보여 해당 시기 인공습지 운영에 관리가 필요할 것으로 판단된다. 마지막으로 본 연구 결과는 인공습지가 가축 사육 농업지역 내 안정적인 비점오염원 관리가 가능한 대안으로 제안될 수 있는 것을 보여준다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.588-597
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• 2016

본 연구는 유기성폐기물의 혼합슬러지를 개량형 단상 혐기성 소화공정에서 각각의 혼합비율에 따른 바이오가스 생산효율 향상에 관한 연구로, 연구에 사용된 유기성폐기물의 종류는 하수 생슬러지, 음폐수 및 가축분뇨이다. BMP test를 통해 잠재적 메탄발생량을 확인한 결과 단일시료의 경우 가축분뇨가 $1.55m^3CN4/kgVS$로 가장 높게 평가되었고, 혼합시료(생슬러지, 음폐수, 가축분뇨)의 경우는 각각의 비율을 50% : 30% : 20%로 하였을 때 $0.43m^3CN4/kgVS$로 가장 높게 나타났다. 반면 실증플랜트에서 혼합슬러지 최적 혼합비율은 생슬러지(68.5) : 음폐수(18.0) : 가축분뇨(13.5)로 나타나 BMP test와 다소 상이한 결과를 보였다. 이는 혼합슬러지 성상변화와 체류시간 등 소화조 운전조건 변화에 기인한 결과로 판단되며, 단상 혐기성 소화조의 바이오가스 생산량이 $2,514m^3/d$, 메탄함량 62.8%로 조사되어 설계능력인 바이오가스 생산량 $2,319m^3/d$ 기준으로 볼 때 최대성능을 발휘하는 것으로 평가되었다. 아울러 본 연구를 통해 혐기성 소화방식에 있어 소화조의 안정적인 운영과 소화효율 측면에서 고효율 방식인 2상 소화방식을 도입하는 것이 유리하나 기존의 단상 소화방식에 있어서도 소화효율 개선 및 성능향상이 가능하다는 것을 알 수 있었다.

• 한국환경농학회지
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• 제23권4호
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• pp.211-219
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• 2004

본 연구는 퇴비의 원료로 지정된 제약업종 부산물(공정오니) 및 화장품 제조업 폐수처리오니를 시용한 후 고추를 재배하면서 시용한 오니에 의한 작물의 비료의 피해를 밝히기 위해 포장에서 작물의 생육과 수량(적과, 청과), 시기별로 토양 및 식물체 중 중금속 함량 등을 조사하였다. 토양 중 유기물 및 질소성분은 시험재료의 성분함량이 높은 처리구에서 생육 초기(6월 11일)에 높았다. 토양의 중금속 성분에서 전함량의 경우 As성분은 생육 중기(7월 8일)에 함량이 급격히 높아졌다가 감소하였으며 Zn Cu Pb Cd성분은 수확기에 갑자기 함량이 증가하였고, 1 N-HCl 가용함량에서 Zn Cu Pb As성분은 생육 중기에 증가하였다가 감소하는 경향이었다. 고추의 생육(초장, 간경)은 초기에는 오니구(제약오니3구 제외)가 화학비료구보다 전반적으로 불량하였는데 이는 유기물 함량이 높은 미 부숙된 오니의 영향인 것으로 생각되며, 생육 후기에는 회복이 되어서 화장품 오니구를 제외하고는 서로 비슷하였다. 고추 식물체(잎, 줄기)의 질소함량에서 생육 초기 및 중기에 제약오니 1과 돈분구가 높은 것은 이들 시험재료의 유기물 및 질소성분의 특성과 함량에 기인된 것으로 보이며, 식물체 중 중금속 함량에서 잎은 Zn Pb Ni 성분이, 줄기는 Zn Pb성분이 수확기에 급격히 높아졌으므로 이들 성분에 대해서 주의할 필요가 있다고 생각된다. 고추의 총 적과 수량은 가축분뇨 > 제약오니3 > 제약오니1 > 화학비료 > 제약오니2구 순으로 낮아졌으며, 화장품오니구는 타 처리구보다 상당히 감수하였다. 수확기 고추 청과 및 적과의 중금속 함량은 Zn과 Cu성분이 타 성분들보다 높았고, 처리별로는 청과에서 Zn 및 Cu성분은 제약오니1구가, Pb성분은 제약오니3구가 타 처리구들보다 조금 높아서 유기성 오니를 퇴비원료로 사용할 경우 오니 중의 Zn Cu Pb Ni성분의 특성과 함량이 상당히 중요할 것으로 판단된다. 따라서 퇴비원료로 지정된 오니 중에서 화장품오니와 제약오니2에서 생육 후기부터 수확기에 걸쳐 질소성분의 부족현상에 의한 생육부진과 낙엽, 어떤 원인인지 알 수 없지만 비해에 의한 수량감소 등의 원인을 앞으로 연구를 통해서 밝힐 필요가 있다고 생각된다. 본 시험의 결과는 퇴비원료로 지정하거나, 지정된 퇴비원료의 사용을 신청할 때 허가할 퇴비원료가 작물에 대해 적합한지 알아보는 방법의 일환으로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국환경보건학회지
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• 제38권3호
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• pp.251-260
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• 2012

Objectives: The purpose of this study was evaluating the applicability of the circulation dielectric barrier plasma process (DBD) for efficiently treating non-biodegradable wastewater, such as phenol. Methods: The DBD plasma reactor system in this study consisted of a plasma reactor (discharge, ground electrode and quartz dielectric tube, external tube), high voltage source, air supply and reservoir. Effects of the operating parameters on the degradation of phenol and $UV_{254}$ absorbance such as first voltage (60-180 V), oxygen supply rate (0.5-3 l/min), liquid circulation rate (1.5-7 l/min), pH (3.02-11.06) and initial phenol concentration (12.5-100 mg/l) were investigated. Results: Experimental results showed that optimum first voltage, oxygen supply rate, and liquid circulation rate on phenol degradation were 160 V, 1 l/min, and 4.5 l/min, respectively. The removal efficiency of phenol increased with the increase in the initial pH of the phenol solution. To obtain a removal efficiency of phenol and COD of phenol of over 97% (initial phenol concentration, 50.0 mg/l), 15 min and 180 minutes was needed, respectively. Conclusions: It was considered that the absorbance of $UV_{254}$ for phenol degradation can be used as an indirect indicator of change in non-biodegradable organic compounds. Mineralization of the phenol solution may take a relatively longer time than that required for phenol degradation.

• Carbon letters
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• 제22권
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• pp.1-13
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• 2017

Porous materials play a vital role in science and technology. The ability to control their pore structures at the atomic, molecular, and nanometer scales enable interactions with atoms, ions and molecules to occur throughout the bulk of the material, for practical applications. Three-dimensional (3D) porous carbon-based materials (e.g., graphene aerogels/hydrogels, sponges and foams) made of graphene or graphene oxide-based networks have attracted considerable attention because they offer low density, high porosity, large surface area, excellent electrical conductivity and stable mechanical properties. Water pollution and associated environmental issues have become a hot topic in recent years. Rapid industrialization has led to a massive increase in the amount of wastewater that industries discharge into the environment. Water pollution is caused by oil spills, heavy metals, dyes, and organic compounds released by industry, as well as via unpredictable accidents. In addition, water pollution is also caused by radionuclides released by nuclear disasters or leakage. This review presents an overview of the state-of-the-art synthesis methodologies of 3D porous graphene materials and highlights their synthesis for environmental applications. The various synthetic methods used to prepare these 3D materials are discussed, particularly template-free self-assembly methods, and template-directed methods. Some key results are summarized, where 3D graphene materials have been used for the adsorption of dyes, heavy metals, and radioactive materials from polluted environments.