In response to the water shortage problem, continued attempts are being made to secure consistent and reliable water sources. Among various solutions to this problem, wastewater effluent is an easy way to secure the necessary supply, since its annual output is consistent. Furthermore, wastewater effluent has the advantage of being able to serve various purposes, such as cleaning, sprinkling, landscaping, river management, irrigation, and industrial applications. Therefore, this study presents the possible use of reclaimed industrial wastewater treated with Birm filters and a UF membrane, along with an analysis on membrane fouling. The preprocessing stage, part of the reclamation process, used Birm filters to minimize membrane fouling. Since this study did not consider heavy metal levels in the treated water, the analyses did not include the criterion for irrigation water quality. However, the wastewater reclaimed by using Birm filters and a UF membrane met every other requirement for reclaimed water quality standards. This indicated that the treated water could be used for cleaning, channel flow for maintenance, recreational purposes, and industrial applications. The analysis on the fouling of the Birm filter and UF membrane required the study of the composition and recovery rate of the membrane. According to SEM and EDX analyses of the UF membrane, carbon and oxygen ion composition amounted to approximately 57%, whereas inorganic matter was not detected. Furthermore, the difference in the recovery rates of the distressed membrane between acidic and alkaline cleaning was more than ~78%, which indicated that organic rather than inorganic matter contributed to membrane fouling.

This study aimed to evaluate changes in the TN and TP removal efficiencies, depending on whether or not a settling process is applied, in a sequencing batch reactor (SBR) process with a membrane bioreactor (MBR). Nutrient removal was considered in terms of developing an advanced water treatment system for ships in accordance with water quality standards set forth by 227(64). For these purposes, the TN and TP concentrations in the inflow and outflow water were measured to calculate the TN and TP removal efficiencies, depending on whether or not a settling process was used. Water discharged from a bathroom, which was constructed for the experiment, was used as the raw water. The experiment that included a settling process was conducted twice, and the operating conditions were: aeration for 90 min, settling for 30 min, agitation for 15 min, and settling for 15 min for one experiment; and aeration for 150 min, settling for 45 min, agitation for 15 min, and settling for 15 min in the other. Operating conditions for the experiment that did not include a settling process were: aeration for 180 min and agitation for 60 min. The concentration of the mixed liquor suspended solids (MLSS) in the reactor was 3,500 mg/L, while the aeration rate was 121 L/min and the water production rate was 1.5 L/min. For the two experiments where a settling process was applied, the average TN removal efficiencies were 44.39% and 41.05%, and the average TP removal efficiencies were 47.85% and 46.04%. For the experiment in which a settling process was not applied, the average TN removal efficiency was 65.51%, and the average TP removal efficiency was 52.51%. Although the final nutrient levels did not satisfy the water quality standards of MEPC 227(64), the TN and TP removal efficiencies were higher when a settling process was not applied.

The objective of this study was to evaluate the microwave drying characteristics of mixtures of chemical wastewater sludge (70~90%) and anthracite coal (10~30%) with respect to physical and economic factors such as mass, volume reduction, moisture content, drying rate and heating value when the wastes were dried at different weight mixing ratio and for different microwave irradiation time. The drying process were carried out in a microwave oven, the combined drying process with a 2,450 MHz frequency and 1 kW of power. Maximum dry rates per unit area on the microwave drying of mixtures with chemical wastewater sludge and anthracite coal were 35.5 kg H2O/m2·hr for Cs90-Ac10; 40.1 kg H2O/m2·hr for Cs80-Ac20 and 35.0 kg H2O/m2·hr for Cs70-Ac30. The result clearly indicated that moisture can be effectively and inexpensively removed from the wastes through use of the microwave drying process.

The objective of this study was to make a SBR+MBR complex process to evaluate the possible use of the advanced water treatment system for ships (SBR+MBR complex process) in accordance with the amendments MAPOL 73/78 that went into effect. The conditions 1 and 2 did not show the quick reduction in anaerobic condition while in the precipitation and stirring stages of the SBR treatment which was determined to be ineffective denitrification, same as with the ORP. Removal of organic matters such as BOD5 and CODCr in the SBR treatment was observed to happen smoothly and going through the MBR treatment as well would provide a stable water quality. However, the results were not satisfactory in accordance with BOD5 25 mg/L and CODCr 125 mg/L. Thus, the operating conditions improvement is deemed necessary. Likewise for the nutrients (T-N and T-P), the nitrification in bioreactor, denitrification and phosphorus absorption in aerobic tank due to phosphorus release in anaerobic tank had not been proceeded effectively. It was concluded that the improved operating conditions and structural changes would provide more effective treatments since the removal rates of T-N and T-P were less than 70% and 80%, respectively, which were standards specified by the MEPC. 227(64).

There are two treatment processes that are currently applied to ships are the biological treatment process using the activated sludge and the electrochemical treatment. However, neither of them are able to remove both nitrogen and phosphorus due to their limited ability to remove organic matters, which are main causes of the red tide. This study was conducted to identify the characteristics of nitrogen removal factors from manure wastewater by replacing the final settling tank in SBR (Sequencing Batch Reactor) process and applying immersion type hollow fiber membrane. SBR process is known to have an advantage of the least land requirement in special environment such as in ship and the immersion type hollow fiber membrane is more stable in water quality change. As the result, the average in the cases of DO (Dissolved Oxygen) is 2.9(0. 6∼3.9) mg/L which was determined to be the denitrifying microorganism activity in anaerobic conditions. The average in the cases of ORP (Oxidation Reduction Potential) is 98.4∼237.3 mV which was determined to be the termination of nitrification since the inflection point was formed on the ORP curve due to decrease in the stirring treatment after the aeration, same as in the cases of DO. Little or no variation in the pH was determined to have positive effect on the nitrification. T-N (Total Nitrigen) removal efficiencies of the finally treated water were 71.4%, 72.3% and 66.5% in relatively average figures, thus was not a distinct prominence. In being applied in ships in the future, the operating conditions and structure improvements are deemed necessary since the MEPC (Marine Environment Protection Committee). 227(64) ship sewage nitrogen is less than the standard of 20 Qi/Qe mg/L or the removal rate of 70%.

MEPC. 227(64)가 발의되면서 해상에서 선박 배출수의 오염에 대한 규제가 강화되었다. 특히 T-P에 대하여 유입수 대비 유출수의 제거율을 1.0 mg/L 또는 80%로 제한하고 있다. 이를 충족시키기 위해 SBR+MBR 공정을 적용하여 시험운전을 진행하였으며, 그에 따른 문헌조사 결과 생물학적 처리만으로 인의 목표 처리효율을 충족시키는 것에 한계가 있을 것으로 판단하여 응집제(PAC 5)를 도입하였다. 따라서 본 연구는 PAC 5를 이용한 응집공정 적용시 T-P의 제거율이 어떻게 변화하는지 연구하는 데에 그 목적이 있다. 실험에 사용된 원수는 실험을 위해 자체 제작한 화장실에서 발생된 오수를 사용하였으며 원수의 T-P 농도는 33.215 mg/L로 측정되었다. 실험은 총 3 사이클 동안 진행되었으며, SBR+MBR 공정을 거친 1차 유출수의 T-P 농도 및 제거율의 평균값과 PAC 5를 이용하여 응집공정까지 시행된 2차 유출수의 T-P 농도 및 제거율의 평균값을 비교하였다. 실험 결과 1차 유출수의 평균 T-P 농도는 15.05 mg/L로 유입수 대비 유출수가 70.8%의 제거율로 나타났고, 또한 2차 유출수의 경우 평균 농도 3.47 mg/L로 93.3%의 제거율로 나타났다. 실험을 통해 PAC 5를 적용한 응집공정을 실시하였을 때 T-P 평균 제거율이 22.5%가 상승한 것으로 확인되었다. 따라서 SBR+MBR 공정을 적용한 고도수처리장치에 있어서 PAC 5를 이용한 응집공정 적용은 긍정적인 것으로 판단된다.

본 연구는 수산양식업 활동에 의해 발생한 굴 패각 폐기물이 미처리야적 및 무단 투기되면서 악취, 환경위해성 및 연안환경악화 등의 문제를 해결하고, 낭비되는 자원인 굴 패각 폐기물의 재활용 방안 수립을 위한 기초자료를 제공하고자 한다. 실험에 사용된 시료는 부산광역시 강서구 용원동 일원에 미처리 야적된 굴 패각 폐기물을 직접 채취하여 사용하였다. 굴 패각 폐기물의 유기물 및 염분 등의 제거를 위하여 솔을 이용하여 수세척한 뒤, 105℃에서 24시간 건조하였다. 소성공정은 온도(600~1,200℃) 및 시간변화(1~6시간)를 주면서 실험하였으며, 소성한 굴 패각을 분쇄하여 입도분리 공정을 통해 100 mesh 이하로 체 거름 하였다. 그 결과 최적 소성조건은 CaO 함량 및 기타불순물 함량에 의해 900℃ 2시간으로 나타났으며, 개발된 재생석회를 이용하여 광산폐수의 중금속 제거를 위한 Jar-test를 이용한 회분식 흡착실험을 진행하였다. 광산폐수 주입량은 300 mL로 하였고 재생석회 주입량(3~9 g) 및 교반시간(10~120분) 변화에 따른 pH 및 중금속(As, Zn, Pb, Fe 및 Cu) 분석을 하였다. 광산폐수 원수의 pH는 3.08로 나타났으며, 중금속 중 As 불검출, Zn 10.89 mg/L, Cd 0.16 mg/L, Pb 0.10 mg/L, Fe 70.52 mg/L 및 Cu 13.00 mg/L로 나타났다. Jar-test를 통한 흡착실험 결과, 최적 흡착실험조건은 재생석회 주입량 7 g, 교반시간 10분으로 나타났으며, 이때 광산폐수 pH는 12.80, As 불검출, Zn 0.31 mg/L, Cd 불검출, Pb 불검출 mg/L, Fe 0.02 mg/L 및 Cu 불검출 되었다. 이와 같이, 본 연구에서는 굴 패각 폐기물의 재활용 방안 중 석회로서 수처리제로의 광산폐수 처리에 주안점을 두고 연구를 진행하였으며, 향후 보다 많은 재활용 방안에 대한 연구가 진행된다면 굴 패각 폐기물에 의한 연안환경 악화 개선 및 낭비되는 자원의 재사용이 가능할 것으로 판단된다.

본 연구는 음식물류 폐기물 처리장에서 발생하는 부산물의 활성화 공정을 통해 제조된 친환경 활성탄의 공업분석, 요오드 흡착 성능, 메틸렌블루 등의 특성을 평가하고, 그로 인한 탁도 및 색도 제거능력을 연구하여 활성탄의 대체물질로서의 재활용 가능성을 평가하고자 한다. 실험에 사용된 실험재료는 B시 F사의 음식물류 폐기물 처리시설에서 발생하는 음식물류 폐기물 처리장 부산물을 함수율 10% 미만으로 건조한 후, 분쇄기로 100 mesh 이하로 하여 사용하였다. 연구에 사용한 실험 장치는 최고온도 1,200℃까지 유지 가능한 고온전기로를 사용하였고, 600℃ 90분의 친환경 활성탄 시료의 요오드 흡착 성능이 가장 높게 나타났으며, 한국 활성탄소공업협동조합 수처리용 분말활성탄 기준인 950mg/g 이상의 기준과 비교하였을 경우는 600℃ 90분의 975.11mg/g 및 700℃ 60분의 950.92mg/g이 기준에 만족하는 것으로 나타났다. 메틸렌블루 탈색력 역시, 요오드 흡착성능 분석과 마찬가지로 600℃ 90분의 친환경 활성탄 시료의 메틸렌블루 탈색력이 가장 뛰어나게 나타났다. 또한 대부분의 활성화 온도에서의 메틸렌블루 탈색력이 요오드 흡착 성능과 비슷한 양상을 나타냄을 알 수 있었다. 이와 같이, 본 연구에서는 음식물류 폐기물 처리장 부산물을 이용하여 제조된 친환경 활성탄의 활성탄 대체물질로서 재활용이 충분히 가능할 것으로 판단했다.

플라스틱은 발열량이 매우 커서 가연성 폐자원으로써의 활용가치가 높으므로, 플라스틱 폐기물을 이용한 고형연료화(RPF, refuse plastic fuel) 사업을 통하여 대안적인 에너지 공급원으로 기능할 수 있다. 그러나 PVC 재질이 혼합된 플라스틱류의 경우, 소각과정에서 다이옥신과 염화수소 등 2차 대기오염물질이 발생되고, 플라스틱에 포함된 중금속 등의 유해물질이 환경 매체에 다양한 경로로 확산되기 때문에 플라스틱 폐기물의 처리과정에서 여러 가지 환경적 문제를 야기할 수 있다. 즉, 플라스틱은 소각에 의한 에너지 회수 과정에서 유해대기오염물질(HAPs, hazardous air pollutants)을 필연적으로 배출하게 되므로, 폐자원의 재활용 방안을 모색하고 적용하기에 앞서 물리화학적 특성, 특히 미량성분의 분포 특성과 이에 수반되는 잠재적 영향 파악이 반드시 선행되어야 한다. 한편, ICP-MS를 이용하여 플라스틱에 포함된 미량성분을 정량분석하려면 고체상 시료를 용액화 하는 전처리 과정이 필요한데, 이와 같은 파괴적 전처리 과정은 많은 시간과 노력이 요구되고, 시료 오염과 휘발 원소의 손실, 난분해성 시료의 낮은 분해효율 등과 같은 한계가 있어, 난용성 소재에 대하여 전처리 과정 없이 고체상시료를 직접 분석할 수 있는 방법이 요구된다. Laser ablation(LA)은 시료의 국소 범위에 laser를 조사하여 증기화하는 장비로, ICP-MS와 결합하면 별도의 파괴적 전처리 과정 없이 신속하면서도 정확한 분석이 가능하다. 그리고 ICP-MS로 도입되는 시료량이 극히 적기 때문에 분석 장비로 인한 오염이 적은 장점이 있다. 반면, LA는 시료의 열적, 물리적 특성의 영향을 받기 때문에 미지시료의 정량분석을 위하여 동일한 매질의 표준시료가 필요하다. 또한, LA의 대표적인 한계로 꼽히는 elemental fractionation의 영향을 고려하여야 한다. 따라서 본 연구에서는 한국기초과학지원연구원에서 보유하고 있는 LA-ICP-MS 분석장비(UV laser ablation system: 213 nm Nd:YAD laser, UP213, New Wave Research; ICP-MS: X2 series, Thermo Science Company)를 사용하고, 분석결과의 신뢰성 제고를 위하여 시료와 동일한 매질의 인증표준물질을 이용하여 최적분석조건 및 절차를 도출하며, 20종의 플라스틱 폐기물 시료에 포함된 미량성분(As, Br, Cd, Cr, Hg, Pb)을 정량분석하고자 한다.

전 세계적인 환경문제로 인식되는 기후변화에 대응하기 위해서는 정확한 온실가스 배출량 파악이 필수적이다. 온실가스 배출량은 기후변화협약에 의거하여 일관된 방법론에 따라 산정하고 정기적으로 갱신 및 공표하고 있는데, 산정방법론은 IPCC에서 제시하는 Tier 1~3 수준으로 각 주체별 실정에 적합한 방식을 선택할 수 있다. 그러나 이들 산정방식은 기본적으로 활동도 자료(activity data)와 배출계수(emission factor)를 곱하는 형태를 취하기 때문에 정확한 온실가스 배출량 산정을 위해서는 활동도 자료로써의 항목별 통계자료를 확보하는 한편, 불확도 평가가 수반된 배출계수를 이용하여야 한다. 한편, 온실가스 배출부문 중에서도 폐기물 부문에서 배출되는 메탄은 혐기반응에 의하여 생성되고 매질의 내부와 대기의 압력 차에 의한 가스 이동으로 인하여 표면으로부터 대기 중으로 확산된다. 그러나 메탄 생성과소비, 이동 과정에서의 시간적･공간적 편차가 매우 크기 때문에 완전무결한 실측 기법은 존재하지 않는다. 따라서 지금까지 다양한 측정 기법이 제안된 바 있으며, 현장 조건과 장단점에 따라 여러 가지 실측 기법이 선택적으로 이용되고 있는 실정이다. Flux chamber method는 표면에서 발산되는 가스를 직접적으로 측정하여 배출량을 산정하는 기법으로, 다양한 매질에 적용 가능하고 장비의 구조가 비교적 단순하여 제작과 운용이 편리하고 경제적이다. 뿐만 아니라, 검출한계가 낮으면서 정확도와 정밀도가 우수한 측정값을 얻을 수 있어 국내･외 여러 분야의 배출량 연구에 다양하게 사용되고 있다. 그러나 발산량이 과소평가되는 경향이 있고, chamber 내에서 가스가 희석될 수 있는 단점이 있는데, 이는 chamber의 설계 및 운용상의 변수를 최적화함으로써 개선될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 flux chamber method의 운용조건과 제반변수를 최적화하여 측정기법의 현장 적용성을 개선하였고, 이를 이용하여 대전광역시 고형폐기물 매립지의 전 면적에서 배출되는 메탄가스를 실측함으로써 연간 배출량을 산정하였다.

본 연구에서는 혐기성 소화조에서 발생하는 이산화탄소를 충전탑으로 유입하여 MEA, DEA 및 AMP의 화학적 흡수제의 농도변화에 따른 이산화탄소 제거 효율을 검토하여 혐기성 소화조 내에 적용 가능성을 판단하는데 그 목적이 있다. 본 연구에서 실험에 사용된 충전탑은 유리제 Raschig Ring 6×6 mm를 충전한 직경 50 mm, 충전 높이 1.40 m를 사용하였으며, 액체부하는 20 ℓ/hr, 가스부하는 130 ℓ/hr로 고정하여 CO2의 농도를 10%, 20%, 30%로 주입하였을 때 MEA 10% 및 20%에서와 AMP 10의 CO2 제거율을 관찰하였다. 또한 Packed Tower의 지름은 0.288 m, 충전층의 높이는 1 m이며, 실험시스템은 Air, Air/Water 및 Air-CO2/MEA 흡수제로 하였다. 실험결과에 대한 평가는 계산 프로그램을 통하여 추출하였으며, 분리작용 HTUov, 통과단위수 NTUov, 그리고 정확한 농도계산은 측정을 통하여, 가스 그리고 액체부하를 변화시킴으로써 측정범위를 파악하였다. 실험 결과, MEA의 경우 흡수액 농도, 유입 CO2 농도가 높을수록 빠른 파과시간을 가짐을 알 수 있었고, MEA 10%, DEA 10%, AMP 10% 농도에서의 흡수속도는 MEA, DEA, AMP의 순으로 나타났으며, 흡수부하는 AMP, DEA, MEA의 순으로 나타났다. 그리고 흡수액의 모든 혼합비 및 온도 조건에서 MEA의 첨가량이 높아질수록 CO2의 흡수효율이 감소하는 것으로 나타났다. 이러한 실험결과를 바탕으로 혐기성 소화조에 적용할 CO2 흡수 충전탑 내의 흡수액은 MEA을 적용할 경우 가장 높은 효율을 가지는 것으로 판단되었다.

The objectives of this study are to examine the processing of oils contamination soil by means of using a micronano-bubble soil washing system, to investigate the various factors such as washing periods, the amount of micro-nano bubbles generated depending on the quantity of acid injection and quantity of air injection, to examine the features involved in the elimination of total petroleum hydrocarbons (TPHs) contained in the soil, and thus to evaluate the possibility of practical application on the field for the economic feasibility. The oils contaminated soil used in this study was collected from the 0~15 cm surface layer of an automobile junkyard located in U City. The collected soil was air-dried for 24 hours, and then the large particles and other substances contained in the soil were eliminated and filtered through sieve No.10 (2 mm) to secure consistency in the samples. The TPH concentration of the contaminated soil was found to be 4,914～5,998 mg/kg. The micronano-bubble soil washing system consists of the reactor, the flow equalization tank, the micronano- bubble generator, the pump and the strainer, and was manufactured with stainless material for withstanding acidic phase. When the injected air flow rate was fixed at 2 L/min, for each hydrogen peroxide concentrations (5, 10, 15%) the removal percents for TPH within the contaminated soil with retention times of 30 minutes were respectively identified as 4,931 mg/kg (18.9%), 4,678 mg/kg (18.9%) and, 4,513 mg/kg (17.7%). And when the injected air flow rate was fixed at 2 L/min, for each hydrogen peroxide concentrations (5, 10, 15%) the removal percents for TPH within the contaminated soil with retention times of 120 minutes were respectively identified as4,256 mg/kg (22.3%), 4,621 mg/kg (19.7%) and 4,268 mg/kg (25.9%).

The objectives of this research are to investigate the proper coagulation conditions which are a type and doses of coagulants, mixing conditions (velocity gradients and mixing times), pH and so on through Jar-test, to evaluate the flux variations, permeate, backwashing according to characteristics of pretreatment of the wastewater by means of MF membranes for river maintenance water reuse. The effluent water from B-city K-sewage treatment plant are used for this research. Turbidity and suspended solids(SS) are 14.2 NTU and 10.4 mg/L respectively. This condition causes fouling for membrane process. The flux decline could be reduced when coagulation pretreatment was carried out. Optimal coagulations PAC which are commonly used in the sewage treatment plant was observed in this research. The results indicate that an optimal coagulation dose and pH are 80 ppm and pH of 7 respectively, but coagulation efficiency was lower at strong acid or strong base. Results showed that continuous and steady operations in membrane separation process by means of the effective removal of organic matter and turbidity with coagulation pretreatment of sewage secondary effluent were achieved.

The main objectives of this research are to investigate characteristics of ozone solubility due to low solubility of conventional bubbles-ozone generators, evaluate the treatment characteristics of reclaiming textile wastewater for industrial water by means of micro/nano bubbles-dissolved ozone flotation(MNB-DOF) process. The textile wastewater used in this research was obtained from final effluent of the textile wastewater in B city. There is a 400L reactor which consists of a micro-nano bubble system and a ozone generator for experiments. As a result of generating micro-nano bubbles (below 0.5 ㎛) by using of MNB-DOF process, it improved ozone solubility due to higher ozone transfer rates. Consequently, the shorter ozonation time clearly indicates the lower power costs. The reported results clearly indicated that MNB-DOF process can be effectively and inexpensively. Results of the experiments through MNB-DOF process in this study satisfy all reclaiming standards as industrial water: pH 6.5～8.5, SS 10 mg/L or below, BOD_5 6 mg/L or below, turbidity 10 NTU or below, Coliforms 1,000/100 mL or below. Therefore there is a possibility of the reclaiming of the textile wastewater as industrial water.