본 연구는 강우 시 유입되는 고농도 비점오염물질을 안정적으로 제어하고 여과 공정의 장기 운전 한계를 극복하기 위해, 하이드로사이클론과 상향류식 2단 응집-여과가 결합된 복합 공정을 고안하고 그 처리 특성 및 여재 회복 성능을 평가하였다. 연속 운전 결과, 최대 1,089.1 mg/L의 극심한 부유물질(SS) 부하 조건에서도 상향류식 섬유 여재의 심층 여과 기작을 통해 시스템의 최대 수두손실이 10 cm 미만으로 안정적으로 유지되었다. 1단 물리적 여과조는 SS 86.72%를 제거하는 우수한 전처리 성능을 보였으나, 용존성 인 제어의 한계로 총인(T-P) 제거율은 36.92%에 머물렀다. 이를 극복하기 위해 하이드로사이클론 내 응집제 혼화와 2단 여과를 연계한 결과, 여재 내 접촉 응집 기작이 발현되며 최종 유출수의 누적 제거율이 SS 98.68%, T-P 84.90%로 비약적으로 향상되었다. 더불어, 에어리프트 펌프를 활용한 기-액 혼합 역세척에 대한 물질수지 분석 결과, 외부 세척수 없이 내부 잔류수와 공기 주입만으로 평균 90.0%의 우수한 여재 회복률을 달성하였다. 결론적으로 제안된 공정은 비점오염원 내 입자상 물질 및 용존성 인의 고도 처리와 장기 운전 안정성을 동시에 확보할 수 있는 경제적이고 효율적인 기술임을 입증하였다.

This study evaluated the treatment characteristics and media recovery performance of an upflow two-stage coagulation-filtration process combined with a hydrocyclone to effectively control highly concentrated nonpoint source pollutants and overcome the limitations of long-term filtration operation. During continuous operation, despite extreme suspended solids (SS) shock loads up to 1,089.1 mg/L, the maximum head loss remained stable below 10 cm due to the deep bed filtration mechanism of the upflow fiber media. The first-stage physical filter demonstrated excellent pretreatment capability, removing 86.72% of SS; however, total phosphorus (T-P) removal was limited to 36.92% due to its inability to control dissolved phosphorus. By integrating coagulant mixing within the hydrocyclone and the second-stage filtration, in-bed contact flocculation was induced, significantly improving the cumulative removal efficiencies to 98.68% for SS and 84.90% for T-P. Furthermore, a mass balance analysis of the air-water mixture backwashing process using an airlift pump revealed an excellent average media recovery rate of 90.0%, utilizing only internal residual water and air scour without external wash water. In conclusion, the proposed system proved to be an economical and efficient technology capable of achieving advanced treatment of particulate and dissolved pollutants in stormwater runoff while ensuring long-term operational stability.

요약문
ABSTRACT
1. 서 론
2. 재료 및 실험방법
    2.1 상향류식 응집-여과 복합 공정 구성
    2.2 모의 강우유출수 제조 및 운전 조건
    2.3 수질 분석 및 물질수지 기반 여재 회복률 평가
3. 결 과
    3.1 상향류식 응집-여과 공정의 수리적 안정성 평가
    3.2 물리적 전처리에 따른 오염물질 제어 특성
    3.3 응집-여과 복합 공정을 통한 고도 처리
    3.4 기-액 혼합 역세척에 따른 물질수지 및 여재 회복 성능 평가
4. 결 론
사 사
References

• 김명호(국립한국교통대학교 녹색바이오공학과) | Myeong-ho Kim (Department of Green Bio-Engineering, Korea National University of Transportation)
• 이준호(국립한국교통대학교 환경공학과) | Jun-ho Lee (Department of Environmental Engineering, Korea National University of Transportation) Corresponding author