• 대한토목학회논문집
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• 제26권4B호
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• pp.433-437
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• 2006

최근, 활성 슬러지 공법에 대한 수학적 모델링은 폐수처리장의 설계와 운영에 있어서 매우 중요한 인자로 인식되고 있다. 그럼에도 불구하고, BNR 공정에서 미생물의 성장 및 호흡과 관련한 내 외부 기질의 이용 경로에 관한 정보는 여전히 부족한 실정이다. 본 논문에서는 ASM No.3와 비교되는 새로운 개념의 활성슬러지 모델을 제시하고자 한다. 미생물의 단계별 성장이론에 근거한 이 모텔의 구조는 호기성 저장, 내부저장물질(ISCs; Intercellular Storage Compounds)과 외부기질 활용에 따른 미생물의 성장, 내생호흡과 내부저장물질을 이용한 호기성 호흡 등 5 단계로 구성되어 있다. 단계적 성장모델에 기초한 예측결과는 산소이용율(OUR)과 TCOD에 의한 실험결과에 있어 ASM No.3의 결과보다 더욱 일치함을 나타냈다.

• 대한환경공학회지
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• 제32권1호
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• pp.97-104
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• 2010

현재 강화된 방류수 수질 기준에 발맞춰 질소 인 제거를 포함한 고도처리 공정을 건설 중이거나 기존 표준활성슬러지 공정에서 고도처리공정으로의 개선이 추진되어지고 있다. 그러나 다양한 고도처리공정의 적용을 검토함에 있어 제거 효율 측면에서의 단순 평가만이 사용되고 있다. 따라서 고도처리공정 적용 시 제거 효율 뿐 아니라 슬러지 생산, 포기 비용 등을 복합적으로 평가할 수 있는 방법이 필요하였다. 따라서 본 연구에서는 표준활성슬러지 공정으로 운영 중인 S 하수처리장을 Biological nutrient removal(BNR) 공정으로 개선할 경우를 가정한 대안 공정 평가 방법을 제안하였다. 시간적, 비용적 장점을 가지며 객관적인 평가 기준으로 대두되고 있는 수학적 모델을 이용한 시뮬레이션을 통해 대안 공정으로 선정된 Anaerobic/anoxic/oxic ($A^2$/O), Virginia initiative plant (VIP), Daewoo nutrient removal (DNR) 공정에 대해 평가하였다. 시뮬레이션 결과를 바탕으로 공정의 처리 성능 뿐 아니라 슬러지 생산량 및 에너지 효율을 포함한 5가지 성능 지수들을 적용함으로써 개별 항목간의 비교 평가가 가능하였으며, 최적 공정을 제시하기 위한 객관적 판단과정을 퍼지 추론을 통하여 구현하였다.

• KSBB Journal
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• 제14권3호
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• pp.328-336
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• 1999

본 연구에서는 제철소에서 배출되는 산업폐수를 이용하여 미세조류를 성공적으로 배양하였으며 이에 대한 모델링 연구를 통해 이산화탄소의 고정화 및 암모니아의 제거효율에 미치는 환경인자에 대하여 살펴보고 실제 옥외배양에서의 성능을 평가하고자 하였다. Bottle에서의 배양을 통해 산업폐수에서 미세조류가 성장하면서 암모니아를 완전히 제거할 수 있음을 확인하였다. 또한 이때 타양미생물의 성장은 미세조류의 성장에 비해 미미하였으므로 건조중량으로부터 고정화된 이산화탄소를 계산할 수 있었다. Raceway pond의 회분식운전 결과로부터 조류성장에 대한 모델을 구축하고 관계되는 parameter를 결정할 수 있었으며 이로부터 실제 옥외에서의 빛의 세기에서 고정화된 이산화탄소의 누적량 및 암모니아의 제거를 계산할 수 있었다. 그 결과 60 klux이상의 빛에서는 암모니아가 완전히 제거될 수 있다는 결과를 얻었으며 빛의 세기가 증가할 수록 성능이 향상되지만 빛에너지에 대한 효율은 감소하는 경향을 발견하였다. Raceway pond의 실제 옥외운전을 모사하기 위한 반연속식 배양실험에서는 dilution rate이 증가할 때 이산화탄소의 고정화율 및 암모니아의 제거율이 증가하나 암모니의 제거효율은 감소하는 경향을 얻었다. 또한 raceway pond의 옥외배양시 빛의 세기 및 폐수의 깊이, dilution rate에 따른 성능변화를 모델로 이용하여 계산하였는데 결과적으로 하루에 12시간동안 100klux의 태양빛이 공급되는 조건에서 raceway pond를 운전할 때 최적의 dilution rate은 0.425$day^{-1}$이며 이러한 조건에서 24.7 g$m^{2}day^{-1}$의 속도로 이산화탄소를 고정할 수 있는 것으로 평가되었다. 또한 이러한 조건에서 암모니아는 0.52 g $NH_3-Nm^{-2}day^{-1}$의 속도로 제거될 수 있으며 배출수증의 암모니아농도는 폐수의 깊이에 따라 크게 변화하는 것으로 나타났다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권4호
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• pp.542-547
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• 2005

생체흡착은 염색폐수로부터 염료 제거를 위한 현재의 처리방법을 교체 또는 보충할 수 있는 유력한 대안이 되고 있다. 본 연구에서는 수용액으로부터 반응성 염료(Reactive Red 4, Reactive Blue 4)를 제거할 수 있는 생체흡착제로서 아미노산 발효공정에서 발생되고 있는 폐기물인 Corynebacterium glutamicum 바이오매스의 활용 가능성에 대해 평가하였다. 염료들의 흡착량은 용액 pH가 감소함에 따라 증가하였는데 이는 산성 pH에서 바이오매스의 표면 작용기는 (+)극성을 띠게 되어 반응성 염료의 (-)극성을 갖는 술폰기(sulfonate group)와 결합하였기 때문인 것으로 사료된다. 접촉시간에 따른 생체흡착속도 실험을 통해 평형에 도달하는 시간은 약 10시간으로 평가되었다. 흡착평형의 수학적인 묘사를 위해 Langmuir 흡착 모델을 적용한 결과, Reactive Red 4, Reactive Blue 4의 최대흡착량은 pH 1에서 112.4 mg/g 및 263.16 mg/g이었으며, pH 3에서는 각각 71.94 mg/g 및 155.88 mg/g이었다.