This study evaluated the ecotoxicological properties of livestock waste water treated by a LID (Low Impact Development) system, using a mixture of bio-reeds and bio-ceramics as suitable bed media for a subsequent treatment process of a livestock wastewater treatment plant. The relationship between the pollutant reduction rate and the ecotoxicity was analyzed with the effluents from the inlet pilot plant, with vegetated swale and wetlands and the batch type of an infiltration trench. Each pilot plant consisted of a bio process using bio-reeds and bioceramics as bed media, as well as a general process using general reeds and a bed as a control group. The results indicated that, after applying the HRT 24 hour LID method, the ecotoxicity was considerably lowered and the batch type pilot plant was shown to be effective for toxicity reduction. The LID method is expected to be effective for water quality management, considering ecotoxicity by not only as a nonpoint source pollution abatement facility but also, as a subsequent treatment process linked with a livestock manure purification facility. It is necessary to take the LID technic optimization study further to apply it as a subsequent process for livestock wastewater treatment.

본 연구에서는 사용 후 폐기되는 정수기용 역삼투(Reverse Osmosis; RO)막 필터를 세정하여 새 필터의 수준으로 복원시키는 연구를 수행하였다. 화학적 세정액으로는 수산화나트륨, 중아황산나트륨, EDTA용액을 사용하였으며 마이크로버 블 발생 장치와 함께 in-situ의 방법으로 세정하였다. EDTA를 0.1%의 농도로 제조한 뒤 마이크로버블과 함께 사용하여 30분 세정하였을 때 가장 좋은 결과를 나타내었다. 이때 폐 필터와 세정 후 폐필터의 성능을 비교해 보았을 때 투과도는 19.9%, 회수율은 49.5%증가하였으며 NaCl 100 mg/L 용액에 대한 염제거율은 2.3% 감소되었는데, 이는 새 필터와 동등한 수준으로 회복이 되었다. 또한 전자현미경 분석을 이용하여 막 표면의 오염물의 제거를 육안으로 확인하였다. 이로써 전량 매립 또는 소각 되어지는 정수기용 폐 RO막 필터의 세정을 통하여 재사용이 가능할 것으로 판단된다.

Modified coagulants were investigated for the removal of phosphorus from secondary effluent of wastewater treatment. The modified coagulants were prepared by mixing alkali earth metal ions such as calcium and magnesium. The basicity of a coagulant influenced on the removal of phosphorus, and coagulants with basicity of 5.9% showed a better removal of total phosphorus than that of 38.5%. Also, coagulants with alkali earth metals enhanced the performance of coagulation by 10% and resulted in 67.1% for total phosphorus removal. Moreover, the removal of suspended solids and chemical oxygen demand was improved using coagulants with low basicity and earth metal ions. Results of this study demonstrated that the use of coagulants with low basicity, and calcium and magnesium ions is recommended to improve wastewater effluent quality.

본 연구는 Hummer`s method를 이용하여 GO를 합성 후, 필터링을 통해 GO 막을 만들어. PVdF를 이용하여 나노섬유 막을 제조하였다. PVdF의 경우 접촉각 측정의 분석을 통해 친수성의 특징이 나타남을 알 수 있었으며, SEM, FT-IR, 라 만 분석 및 인장시험기, flux 실험을 실시하여, 카드뮴 이온 및 납 이온이 제거되는 것을 확인할 수 있었다. PVdF/GO 나노섬유 막의 경우 수처리에 활용 시, 중금속이온의 함량이 감소할 것이라 예상된다.

본 연구는 Hummer’s method를 이용하여 Graphene oxide (GO)를 합성하였으며, poly acrylonitrile (PAN)과 복합화하여 나노섬유 막을 제조하였다. 접촉각 측정, SEM, FT-IR, 인장강도, DI water를 이용한 flux 실험 및 BSA rejection 실험을 실시하여 막의 특성 분석을 진행하였다. PAN/GO 0.3 나노섬유의 경우, rejection 값이 59%로 PAN/GO 복합 나노섬유 막들 중 상대적으로 우수하였다. PAN/GO 복합 나노섬유 막을 수 처리 분야에 이용하여 얻은 자료는, 폐수 속의 유기물질 함량 감소 연구에 대한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

본 연구에서는 현재 전량 폐기되는 정수기용 폐 필터를 재활용하고자 폐 필터의 오염도 및 성능을 평가하였다. 성능 평가를 위해 실제 정수기에서 사용 후 폐기되는 RO 멤브레인 필터(도레이 케미칼에서 제조)를 회수하여 flux 및 rejection 을 측정하였고, 대조군으로써 새 필터도 같은 조건으로 실험을 진행하였다. 또한 주사전자현미경(SEM), 감쇠전반사-푸리에변환 적외선 분광기(ATR-FTIR), X선 광전자 분광기(XPS)를 이용하여 폐 필터의 표면 오염도를 분석하였다. 이를 통해 폐 필터 표면에 막 오염(fouling)의 요인과 정도를 확인하였고 이러한 분석 결과를 바탕으로, 폐 분리막 모듈의 재활용 및 복원 기술 연구를 통한 순환 활용 기술을 확보하고자 한다.

Membrane backwashing waste shows seasonally different characteristics and it has bad settleability differently from general backwashing waste in water treatment plant. When chemicals was injected to membrane backwashing waste, the settleability was better than chemicals was not injected. However, when settled lower sludge was not discharged, flowing sludge continuously was concentrated over a certain surface and floatation penomena occurred according to flowing velocity. When the lower sludge was discharged continuously in the thickener to prevent floatation penomena of turbidity materials, the depth of sludge surface was the least and the settleability increased.

The hydrofoil-tip mixer can be used to create the desired material by mixing the two materials in various industries, especially in the waste water and sewage water treatment. The purpose of this study is to clarify flow characteristics induced by 3 types impellers in a mixing tank by CFD. In this study, flat plate, hydrofoil and hydrofoil-tip type impellers are used and the rotating speeds of impellers are 25, 35, 45 rpm. The results in present study show that hydrofoil-tip type is the most proper impeller for mixing in the waster water treatment tank and reducing required power of rotating impeller. This results can be used for the design of the mixing tank in the waste water treatment system.

고농도 유기질 폐수처리를 위해 전기화학적 방법의 사용에 있어 관심이 고조되고 있다. 전기화학적 방법의 기술은 음식물폐수 및 공업적 폐수 문제를 해결하는데 이상적 처리 방법이다. 다른 화학적 처리 방법과는 다르게 전기화학적 처리장치는 2차 폐수의 부피를 증가시키지 않고 용수와 유기질 비료로 재활용한다. 전기화학적 방법은 전해부상장치를 무기화학적 약품과 병행하여 더욱 효과적으로 음식물 폐수를 처리한다. 이 연구는 2차 처리로 초음파와 오존처리로 탈색, COD와 BOD가 격감함으로 용수 및 유기질 비료로 활용하도록 실험하였다.

본 연구에서는 강원도 춘천지역에서 발생하는 환경 오폐수를 시료로 하여 미생물을 혼합하여 제조한 수질정화제를 실제 하천과 호수의 오염환경과 유사한 배양기내에서 생물학적반응을 시켜 오염물질의 정화정도를 측정하고 평가하였다. 사용된 미생물은 식물성 유산균(vegetable Lactobacillus fermentum), 효모(Saccharomyces cerevisiae)와 고초균(Bacillus subtilis)이다. 두 가지의 미생물혼합제를 투입하여 정화정도를 실험하였다. 실제 하천에 투입하여 정화되는 과정과 유사하게 반응을 시키고자 반응 온도는 21(±3)oC로 하였으며 완전교반을 진행하였다. 사용한 시료의 오폐수의 오염도와 미생물에 의한 정화정도를 평가하기 위하여 총질소 함량과 총인 함량을 측정하였다. V.L.F.와 S.C.의 혼합물로 구성된 혼합제의 경우 총질소함량을 감소시키는데 매우 효과적임을 보여주었으며, V.L.F., S.C.,와 B.S.로 구성된 혼합제의 경우 그 총인의 함량을 저감화하는데 효과적임을 알 수 있었다. 본 실험에서 얻어진 실험 데이터를 통하여 V.L.F.와 S.C.의 혼합제가 오폐수의 정화반응에서 나타나는 반응상수값을 도출하였으며 그 값은 0.178 day-1이었다. 본 연구의 결과를 바탕으로 저감화하고자 하는 성분에 따라 미생물의 종류와 그 혼합비를 조절하는 최적화과정이 필수적임을 알 수 있었으며 또한 곡선적합으로 도출한 반응상수값은 미생물을 이용하여 호수와 하천의 정화정도를 simulation함에 필요한 실험인자로서 응용이 가능하게 되었다.

Four activated carbons were produced by two-stage process as followings; semi-carbonization of indigenous biomass waste, i.e. cotton stalks, followed by chemical activation with KOH under various activation temperatures and chemical ratios of KOH to semi-carbonized cotton stalks (CCS). The surface area, total pore volume and average pore diameter were evaluated by N2-adsorption at 77 K. The surface morphology and oxygen functional groups were determined by SEM and FTIR, respectively. Batch equilibrium and kinetic studies were carried out by using a basic dye, methylene blue as a probe molecule to evaluate the adsorption capacity and mechanism over the produced carbons. The obtained activated carbon (CCS-1K800) exhibited highly microporous structure with high surface area of 950 m2/g, total pore volume of 0.423 cm3/g and average pore diameter of 17.8 a. The isotherm data fitted well to the Langmuir isotherm with monolayer adsorption capacity of 222 mg/g for CCS-1K800. The kinetic data obtained at different concentrations were analyzed using a pseudo-first-order, pseudo-second-order and intraparticle diffusion equations. The pseudo-second-order model fitted better for kinetic removal of MB dye. The results indicate that such laboratory carbons could be employed as low cost alternative to commercial carbons in wastewater treatment.

The electro-chemical removal (ECR) of water pollutants by metal-ACF electrodes from wastewater was investigated over wide range of ECR time. The ECR capacities of metallic ACF electrodes were related to physical properties such as adsorption isotherm, surface area and pore size and to reaction time. Surface morphologies and elemental analysis for the metal supported ACFs after electro-catalytic reaction were investigated by scanning electron microscopy (SEM) and energy disperse X-ray (EDX) to explain the changes in adsorption properties. The IR spectra of metallic ACFs for the investigation of functional groups show that the electro-catalytic treatment is consequently associated with the removal of pollutants with the increasing surface reactivity of the activated carbon fibers. The metal-ACFs were electro-catalytically reacted to waste water to investigate the removal efficiency for the COD, T-N, NH4-N, NO3-N and NO2-N. From these removal results of the piggery waste using metallic ACFs substrate, satisfactory removal performance was achieved. The removal efficiency of the metallic ACFs substrate was mainly determined by the properties of the material for adsorption and trapping of organics, and catalytic effects.

The adsorption of heavy metals in the waste water carried out on the various domestic clays and waste pottery. The effect of parameters such as pH, temperature, adsorption time and coexisting cations on the adsorption ability and characteristics were investigated to find out whether the clays could be used as adsorbents. Adsorption equilibrium was reached within 20 minutes on all the clays. The optimum pH was found to be above 5. When other cations such as Cu(II) or Zn(II) coexisted with Pb(II), the adsorption amount of Pb(II) decreased because of competing adsorption.

배지내의 양어장 폐수 슬러지(aquafarm waste water sludge, AWWS)의 농도가 고추 공정묘의 생장에 미치는 영향에 대해서 조사한 결과, 파종후 20일째와 파종후 40일째 조사의 경향에 약간 차이는 있었으나 생체중, 건물중, 엽면적, 초장 및 엽록소 함량은 배지내에 첨가된 AWWS의 농도가 높을수록 양호하였다. 그러나 건물률, 엽수 및 최대근장은 처리간에 큰 차이가 없었다. 대조구에서 보다도 슬러지 처리구에서 pH는 증가하고 EC는 감소하는 경향을 보였다. 또 AWWS의 함량이 증가할수록 변화의 폭이 작아졌음에도 불구하고 생장은 AWWS 함량이 증가할수록 양호해 육모후의 정식시의 생장도 우수하리라 기대된다. 배지내의 AWWS의 함량이 토마토 공정묘의 생장에 미치는 영향에 대해서 조사한 결과, 고추와 마찬가지로 파종후 20일째와 파종후 40일째의 경향에 약간 차이는 있었으나 생체중, 건물중, 엽수, 엽면적, 초장 및 엽록소 함량은 배지내에 첨가된 AWWS의 농도가 높을수록 양호하였다. 그러나 건물률 및 최대근장은 처리간에 큰 차이가 없었다. 대조구에서 보다도 슬러지 처리구에서 pH는 증가하고 EC는 감소하여 고추 공정묘에서와 비슷한 경향을 보였다. 액비를 사용한 대조구와 4kg AWWS·45L-1 배지 함유수(슬러지 4)에서의 전반적인 생장이 비슷하였다. AWWS를 육묘용 배지에 혼합하여 사용시 육묘시 액비에 절감과 시비 노동력의 감소로 인한 생산비의 절감을 실현할 수 있고 묘의 생장속도의 증가로 인한 육모기간의 단축이 가능하다고 생각된다.

원자력 분야를 포함하는 다양한 산업에서 발생하고 있는 오일 함유 폐액의 처리에 있어서 전기여과막 공정의 적용성을 평가할 목적으로 폴리프로필렌 정밀여과막을 사용한 모의 오일 에멀젼 폐액의 막 여과 실험을 수행하였다. 이때 투과 플럭스에 대한 전기장의 효과 및 투과 플럭스에 영향을 주는 주요 인자들로써 막간 차압, 교차흐름 유속 및 오일 에멀젼 농도의 영향을 고찰하였다. 전기장을 가해주는 전기정밀여과 공정은 기존의 전기장을 사용하지 않는 막 여과 공정에 비해서 막 오염 문제를 현저히 개선함으로써 투과 플럭스가 크게 향상되었으며 장기간의 조업시에도 상당한 투과 플럭스의 유지가 가능함을 보였다.