• 환경위생공학
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• 제20권3호
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• pp.36-43
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• 2005

하수처리장 방류수의 재이용을 위해 2004년 1월$\~$12월까지 수질상태를 조사하였다. BOD, SS, 탁도, 총인과 색도의 월별로 조사한 연평균은 각각 4.1mg/L, 2.9mg/L, 0.8NTU, 1.3mg/L, 27unit이었다. 쟈테스트는 급속혼화 5분, 완속교반 15분, 침전 1시간의 조건하에서 오염물질의 제거율을 조사하였다. 사용된 응집제는 Alum과 폴리염화알루미늄이고, 방류수 중의 색도, 탁도, 총인, 총유기탄소 등을 제거하는데 효과가 있었다. 특히 폴리염화알루미늄을 사용시 탁도와 용존성인의 제거 효과가 좋았다. 응집공정과 연속한 정밀여과 공정에 의한 유기물의 제거효과를 조사한 결과, 분자량 1,000 Dalton 이상의 범위에 있는 물질의 제거가 잘 이루어진 반면, 소독부산물의 생성에 영향을 주는 분자량 500 Dalton 이하 물질의 제거율은 낮은 것으로 조사되었다. 따라서 복합공정에서 이 범위 분자량의 물질을 제거하기 위해 흡착공정 등의 추가공정이 필요할 것으로 본다.

• 생태와환경
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• 제45권1호
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• pp.42-51
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• 2012

본 연구는 영산강 수계의 일반적인 수질 특성(pH, DO, 전기전도도, BOD, COD, TN, TP, Chl-$a$, DOC, $UV_{254}$, SUVA)과 3D fluorescence excitation-emission matrix (FEEM) 분석을 통한 자연유기물질(NOM)의 특성을 조사하였다. FEEM은 여기 파장과 방출 파장에서의 형광세기를 이용하여 단백질계 (protein-like), 펄빅계 (fulvic-like) 및 휴믹계(humic-like) 물질을 분류하는데 사용된다. 일반수질 항목(BOD, COD, TN, 전기전도도 및 DOC)는 영산강 수계의 중류에 위치한 광주하수처리장(GJS), 광주천(GJC), 광주2 (GJ2) 등 광주광역시 지역에서 상류 및 하류 지역보다 상대적으로 높게 나타났다. 대부분의 지점에서 SUVA값은 3 L $mg^{-1}\;m^{-1}$보다 낮게 나타나 친수성 경향을 보이나, 영산강 상류지역인 담양(DY)에서는 겨울과 가을에 3 L $mg^{-1}\;m^{-1}$ 이상으로 소수성 경향을 보이고 있다. FEEM 조사결과, 대부분의 지점은 펄빅계와 휴믹계 물질이 검출되었으며, 다만 겨울에 광주지역(GJS, GJC, GJ2), 여름에 GJC 지점에서는 단백질계 물질이 검출되었다. 영산강 상류부터 하류지역까지 대부분의 지점에서 형광세기는 일반 수질항목(BOD, COD, TN, DOC) 농도와 유사한 경향을 보이고 있으며, 광주시 지역(GJS, GJC, GJ2)에서 상대적으로 높게 나타났다. 이 결과는 대부분의 지점에서 형광지표(Flourescence index, FI)의 경향과도 일치하며, 광주시에서 FI가 높게 나타난 것은 규모가 큰 광주시 하수처리장에서 방류되는 자연유기물질(EfOM)로 인한 미생물 기원 물질이 많기 때문으로 보여진다.

• 멤브레인
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• 제23권6호
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• pp.460-468
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• 2013

가압식 MF공정의 전처리공정으로 침전지가 없는 혼화/응집공정에서 적정응집제 투입농도선정 및 유기물 제거성능을 평가하였다. 전처리 공정에서 생성된 플럭이 가압펌프의 임펠러에 의해 해체됨을 확인하였으며 원수탁도가 10 NTU 이하로 유입이 될 때, 혼화/응집조와 펌프후단에서 플럭형성을 위한 최적응집제 투입량은 4 mg/L (as PACl 17%)이었다. 이때의 DOC 제거율은 평균 43%이었으며, 응집제투입량을 계속적으로 증가시켜 8 mg/L (as PACl 17%)로 투입을 하였을 때, DOC 제거율은 평균 48%를 나타내어 제거율은 크게 개선되지 않았다. 전처리가 없는 PVDF 가압식 MF공정의 TMP는 0.54 bar에서 운영이 되었으며, 혼화/응집 전처리 공정을 적용하여 운영 시 TMP는 0.41 bar로 안정적인 운영이 가능하였다.

• Membrane and Water Treatment
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• 제11권1호
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• pp.1-10
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• 2020

An understanding of particle-particle interactions in filtration requires studying the detachment as well as the attachment of nanoparticles. Nanoparticles captured in a granular media filter can be released by changing the physicochemical factors. In this study, the detachment of captured silver nanoparticles (AgNPs) in granular media filtration was examined under different ionic strengths, ion type, and the presence or absence of natural organic matter (NOM). Filtration velocity and ionic strength were chosen as the physical and chemical factors to cause the detachment. Increasing filtration velocity caused a negligible amount of AgNP detachment. On the other hand, lowering ionic strength showed different release amounts depending on the background ions, implying a population of loosely captured particles inside the filter bed. Overall detachment was affected by ionic strength and ion type, and to a lesser degree by NOM coating which resulted in slightly more detachment (in otherwise identical conditions) than in the absence of that coating, possibly by steric effects. The secondary energy minimum with Na ions was deeper and wider than with Ca ions, probably due to the lack of complexation with citrate and charge neutralization that would be caused by Ca ions. This result implies that the change in chemical force by reducing ionic strength of Na ions could significantly enhance the detachment compared to that caused by a change in physical force, due to a weak electrostatic deposition between nanoparticles and filter media. A modification of the 1-D filtration model to incorporate a detachment term showed good agreement with experimental data; estimating the detachment coefficients for that model suggested that the detachment rate could be similar regardless of the amount of previously captured AgNPs.

• 대한환경공학회지
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• 제33권6호
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• pp.413-419
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• 2011

본 연구에서는 TCE 등의 유기오염물질로 오염된 현장의 지하수를 처리하기 위한 반응매질로써 나노영가철(nanoscale zero valent iron, NZVI)의 적용성을 평가하기 위해 수행되었다. 오염현장에서는 TCE 외에 음이온($NO_3^-$, $Cl^-$, $SO_4^{2-}$, $HCO_3^-$)과 자연유기물질(natural organic matter, NOM)이 검출되었으며 상업용 나노영가철(NANOFER 25, Nanorion)을 이용하여 모의, 현장 지하수를 처리하고 그 결과를 분석하였다. TCE만을 고려한 처리실험에서 25 g/L의 NANOFER 25는 1.8 mM TCE를 약 20시간에 95% 이상 처리하였으며($k=0.15hr^{-1}$), TCE 반복주입을 통해 평가한 NANOFER 25의 반응용량은 0.19 mmole TCE/g NZVI인 것으로 나타났다. 음이온은 개별 음이온의 농도는 반응성에 큰 영향을 주지 않았으나 4가지 음이온을 모두 포함하는 오염현장의 평균농도로 제조한 모의지하수처리 시 유사 1차속도상수(k)가 $0.069hr^{-1}$로 60% 감소하였으며 총 반응용량은 10% 감소하였다. 용존성 유기물(DOC)를 기준으로 한 유기물의 현장 평균농도에서는 반응속도상수가 $0.025hr^{-1}$로 84%까지 감소하는 것도 확인할 수 있었다. 오염현장에서 최고의 TCE 농도($1.8{\mu}M$)를 가지는 현장지하수를 이용하여 처리하였을 때는 TCE 농도가 낮아 25 g/L의 NANOFER 25를 사용하여 10시간 내 90% 이상의 TCE를 분해할 수 있었다. 본 연구결과와 현장 오염지하수에 대한 수리, 지질학적 조사결과를 접목할 경우, 향후 효율적인 현장 지하수처리 결과를 도출할 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국환경과학회지
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• 제14권10호
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• pp.965-972
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• 2005

This research studied the effect of factors that are able to form disinfection by-products (DBPs) of chlorination, including natural organic matter (NOM) with sewage, bromide ions, pH and contact time. Trihalomethane (THMs) yield of $0.95{\mu}mol/mg$ was higher than other DBPs yield for the chlorinated humic acid samples. THMs yield of sewage sample was $0.14{\mu}mol/mg$ and haloacetonitriles (HANs) yield in the sewage samples were $0.13{\mu}mol/mg$ but only $0.02{\mu}mol/mg$ for the humic acid samples. As the concentration of bromide ions increased, brominated DBPs increased while chlorinated DBPs decreased, because bromide ions produce brominated DBPs. THMs were highest $(55.55{\mu}g/L)$ at a pH of 7.9 and haloacetic acids (HAAs) were highest $(34.98{\mu}g/L)$ at a pH of 5. Also THMs increased with increasing pH while HAAs decreased with increasing pH. After chlorination, the rate of THMs and HAA formation are faster at initial contact time and then reaches a nearly constant value after 24 hours. This study considers ways to reduce DBP formation by chlorination.

• Membrane and Water Treatment
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• 제10권6호
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• pp.405-415
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• 2019

Microcystins (MCs) are toxins produced by cyanobacteria causing a major environmental threat to water resources worldwide. Although several MCs have been reported in previous studies, microcystin-LR (m-LR) has been extensively studied as it is highly toxic. Among the several techniques employed for the removal of this toxin, adsorption with AC has been extensively studied. AC has gained wide attention as an effective adsorbent of m-LR due to its ubiquity, high sorption capacity, cost effectiveness and renewability. In this review, the adsorption of m-LR onto AC was evaluated using the information available in existing scientific literature. The effects of the pore volume and surface chemistry of AC on the adsorption of m-LR considering the structural and chemical properties of ACs were also discussed. Furthermore, we identified the parameters that influence adsorption, including natural organic matter (NOM), pH, and ionic strength during the m-LR adsorption process. The effect of these parameters on MCs adsorption onto AC from previous studied is compiled and highlighted. This review may provide new insights into future activated carbon-m-LR adsorption research, and broaden its application prospects.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권6호
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• pp.669-676
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• 2007

낙동강 매리지역 원수에 대해 유기물 성상분석을 한 결과, 소수성 물질이 43%, 친수성 물질이 39%, 반친수성 물질이 18%를 차지하고 있는 것으로 나타났으며, 각각의 유기물질에 대한 분자량 크기 분포 특성을 살펴보면 소수성 > 반친수성 > 친수성 물질의 순으로 분자량 분포특성을 보였다. 막 공극 크기에 따른 영향을 살펴본 결과 막 공극 크기가 증가할수록 공극 내에서 공극 막힘현상과 공극 흡착현상이 막오염의 주된 메카니즘으로 작용하여 투과 flux 감소율이 크게 나타나는 것으로 조사되었다. 막의 재질에 따른 영향을 살펴본 결과 소수성 막의 경우 친수성 막에 비하여 소수성 상호반응(hydrophobic interaction)에 의하여 유기물에 의한 막 오염 현상이 발생하여 투과 flux 감소율이 더 크게 나타나고 초기 투과 flux 감소율도 빠르게 진행되었다. 원수에 대한 막의 재질과 막의 공극크기에 따른 막오염 메카니즘 분석결과 소수성 재질의 막에서 막표면 오염을 나타내는 Kc, 막의 공극흡착현상을 나타내는 Ks, 막의 공극 막힘현상을 나타내는 Ki 값이 상대적으로 크게 나타났다. 막의 공극 크기에 따른 막 오염 메카니즘 분석결과 막의 100 kDa 이상의 공극이 큰막의 경우에는 소수성 계열의 유기물이 막의 공극 내부에서 막 오염을 유발하였으며, 10 kDa 정도로 공극이 작은 막의 경우 소수성과 친수성 계열 유기물이 막 표면에서 막 오염을 유발하는 메카니즘이 주원인으로 작용하였다

• 한국광물학회지
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• 제28권2호
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• pp.95-108
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• 2015

광산배수가 지표에 노출되거나 주변 수계로 유입됨에 따라 나노크기의 철 교질물질이 형성되며, 이러한 철 교질물질은 심미적 오염을 발생시킬 뿐만 아니라 수생태계에도 악영향을 미친다. 이를 제어하기 위해 철 나노물질의 거동특성을 파악하는 것이 매우 중요한데, 아직까지 이에 대한 연구가 미흡하다. 본 연구는 영가철과 자철석을 이용하여 배경용액의 pH와 조성, 그리고 자연유기물에 따른 철 나노물질의 거동특성을 고찰하기 위해 수행되었다. 이를 위해 동적광산란분석기를 이용하여 철 나노물질의 입자크기와 표면 제타전위를 측정하였으며, DLVO (Derjaguin, Landau, Verwey, and Overbeek) 이론에 적용하여 응집 및 분산 등의 거동특성을 비교하였다. 철 나노물질은 영전하점 pH 근처에서는 입자간의 전기적 인력으로 인한 응집이 발생되며, 그보다 pH가 낮거나 높으면 전기적 반발력에 의해 분산이 잘되는 것을 확인하였다. 배경용액 내 양이온이 음이온보다 거동특성에 더 큰 영향을 끼치는 것을 확인하였으며, 특히 1가 양이온보다 2가 양이온이 입자표면간의 전기적인 인력 및 반발력에 더 큰 영향을 주는 것을 알 수 있었다. 수용상의 자연유기물은 철 나노물질을 코팅함으로써 표면을 음전하로 띠게 하여 분산이 잘 되게 하는 것을 확인하였다. 동일한 환경조건에서 자철석보다 영가철이 응집이 더 잘 되는 것으로 나타났는데, 이는 영가철의 낮은 안정성과 빠른 반응성으로 인해 철 산화물로 변질되기 때문인 것으로 판단된다.

• 상하수도학회지
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• 제29권3호
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• pp.337-345
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• 2015

Two step rapid filter system as a pre-treatment for the injected water into aquifer storage and recovery (ASR) in Korea was developed to reduce physical blockage and secure the volume of the injected water. First, single rapid sand filters with three different media sizes (0.4~0.7, 0.7~1.0 and 1.0~1.4 mm) were tested. Only two sizes (0.4~0.7 and 0.7~1.0 mm) satisfied target turbidity, below 1.0 NTU. However, they showed the fast head loss. To prevent the fast head loss and secure the volume of the injected water, a rapid anthracite filter with roughing media size (2.0~3.4 mm) were installed before a single rapid sand filter. As results, both the target turbidity and reduction of head loss were achieved. It was determined that the media size for a rapid sand filter in two step rapid filter system (i.e. a rapid anthracite filter before a rapid sand filter) was 0.7~1.0 mm. In addition, the effects of coagulant doses on the removal of natural organic matter (NOM), which might cause a biological clogging, were preliminarily evaluated, and the values of $UV_{254}$, dissolved organic carbon (DOC) and SUVA were interpreted.