지하수 관개지역 논에서의 배출부하 특성

윤춘경,김병희,전지홍,황하선 한국농공학회 2002 한국농공학회논문집 Vol.44 No.5

소양강댐 유역의 오염부하량 산정을 위한 BASINS/WinHSPF 적용

윤춘경,한정윤,정광욱,장재호 한국하천호수학회 2007 생태와 환경 Vol.40 No.2

흙의 구성광물과 간극수의 성분이 비저항값에 미치는 영향에 관한 연구

윤춘경,유찬,윤길림 한국환경농학회 1998 한국환경농학회지 Vol.17 No.1

The environmental problem of the rural area has been accelerated in soil as well as water. Soil contamination is usually caused by improper operation of landfills, abandoned mine fields, accidental spills, and illegal dumpings. Once soil contamination is initiated, pollutants migrate and may cause groundwater contamination which takes much effort for remediation. Early detection, therefore, is important to prevent further contamination. Electrical resistivity method was used to detect soil contamination, but it was not effective to the heterogeneous condition. Static cone penetrometer test (CPT) has been used widely to investigate geotechnical properties of the underground. In this study, electrical resistivity method and CPT are combined to improve the applicability of it. The pilot test was performed to examine the variation of electrical resistivity with different soil minerals and pore fluid characteristics. Soil samples used were poorly graded sand, silty sandy soil, and weathered granite soil. For all the cases, electrical resistivity decreased with increasing of moisture content. Soil mineral also affected the electrical resistivity significantly. Above all, leachate addition in the pore fluid was very sensitive and caused decreasing of electrical resistivity markedly. It implies that electrical resistivity method can be applied to investigate pollutant plume effectively. This is specially sure when the sensors contact the contaminated soils directly. The CPT method involves cone penetration to the ground, therefore, underground contamination around the cone could be investigated effectively even for heterogeneous condition as it penetrates if electrical resistivity sensors are attached on the cone.

슬러지를 이용하여 생산한 인공토양의 특성

윤춘경,김선주,권태영,이남출 한국환경농학회 1998 한국환경농학회지 Vol.17 No.3

상하수처리과정에서 다량 발생하는 슬러지를 소성처리에 의해 생산한 인공토양의 자연에 안전한 환원가능성을 검토하기 위하여 인공토양의 이화학적 특성을 분석하여 밭토양과 비교하였다. 사용한 하수슬러지는 경기도지역의 하수종말처리장에서 그리고 상수슬러지는 경남지역에서 각각 수거하여 인공토양을 생산하였으며, 생산한 인공토양의 분석결과를 요약하면 다음과 같다. (1) 인공토양의 입도분석에 의하면 모두 모래로 분류되었으며, pH는 첨가제인 석회의 영향으로 높아서 알카리성을 띠었고, 투수성은 매우 우수하였다. 이러한 특성들은 인공토양을 적절히 혼합사용할 경우에 산성토양의 중화나 배수불량지역의 투수성개선등의 토양개량효과를 기대할 수 있을 것이다. (2) 저온소성시킨 인공토양은 유기물성분, 질소성분, CEC등이 밭토양에 비하여 높았으며 인성분은 약간 높은 정도이었다. 입장의 크기는 굵은 모래정도이었으며 비중은 밭토양에 비하여 낮은 편이었다. 저온소성한 인공토양은 조경분야의 토양개량재나 매립장의 복토재등으로 사용을 검토중이다. (3) 고온소성시킨 인공토양은 소성과정에서 유기물과 질소성분등이 연소되어 유기물성분, CEC, 비중, 질소성분이 밭토양에 비하여 모두 낮았다. 입자의 크기는 조절이 가능한데 본 연구에서 생산한 크기는 蘭石정도의 굵기이었다. 고온소성한 인공토양은 蘭石이나 오염물질의 흡착재등으로 사용을 검토중이다. (4) 중금속성분의 분석결과에 의하면 저온소성한 인공토양에서 구리성분이 토양환경기준을 약간 상회하나 나머지는 모두 엄격한 농경지에 대한 기준치보다 낮았다. 따라서 인공토양만을 사용하여 농경지를 조성하여도 중금속에 의한 오염가능성이 작은데, 기존의 토양에 토양개량재로서 일부 혼합하였을 경우에는 기존토양의 낮은 중금속농도에 의하여 희석되어 중금속에 의한 환경오염 우려는 거의 없을 것으로 판단된다. (5) 본 연구방법에 의한 슬러지의 인공토양생산방법을 본격적으로 적용하기 위해서는 경제성 개선, 다양한 성분의 슬러지에서도 신뢰할 만한 안정성 확보, 그리고 작물실험을 통한 안정성 검증등의 추가연구가 계속되어야 할것으로 생각된다. Physical and chemical properties of artificial soil produced by firing process were analyzed and compared with normal dry field soil and soil quality standards. Material used for production was water and wastewater treatment sludge, chabizite, and lime. The mixed material was thermally treated in the firing kiln at about 300℃ and 1,000℃, respectively, as per designed process. General properties of the artificial soil were classified as sand by unified soil classification method and similar to the dry-field soil, and even soil conditioning effect were expected when it is mixed properly with normal soil. The artificial soil is high in pH and permeability compared to the dry-field soil. Heavy metal concentrations of the artificial soil met the soil quality standards for the farmland. Overall, the artificial soil was thought to be an appropriate soil which can be returned safely to the nature without significant adverse effect. The cost for the artificial soil production process needs to be lowered for practical application as a sludge treatment, therefore, commercializing of the artificial soil is under review.

연못을 이용한 동절기 인공습지 오수처리수의 추가 처리

윤춘경,전지홍,김민희,함종화,Yoon, Chun-Gyeong,Jeon, Ji-Hong,Kim, Min-Hee,Ham, Jong-Hwa 한국농공학회 2002 韓國農工學會誌 : 전원과 자원 Vol.44 No.4

Pilot study was performed to examine the feasibility of the pond system for further polishing of treatment wetland effluent from December 2000 to June 2001. The wetland system used for the experiment was highly effective to treat the sewage during the growing season, but it was less effective and its effluent was still high to discharge to the receiving water body. Therefore, the wetland effluent may need further treatment to prevent water quality degradation. Pond system could be used to hold and further polish the wetland effluent during the winter season and ots feasibility was evaluated in this study. Additional water quality improvement was apparent in the pond system during winter season, and the pond effluent could be good enough to meet the effluent water quality standards if it is properly managed. Timing of the pond effluent discharge appears to be critical for pond system management because it is a closed system and whole water quality constituents are affected by physical, chemical, and biological pond environments. Once algae started to grow in mid-April, constituents in the pond water column interact each other actively and its control becomes more complicated. Therefore, upper layer of the pond water column which is clearer than the lower layer my need be discharged in March right after ice cover melted. In the experiment, water quality of the upper water column was markedly clear in March than ant other times probably because of freezing-thawing effect. The remaining lower water column could be further treated by natural purification as temperature goes up or diluted with better quality of wetland effluent for appropriate water uses. This study demonstrated the feasibility of pond system for subsequent management of wetland effluent during the winter season, however, more study is needed for field application.

담수심과 오수처리수 관개가 벼재배에 미치는 영향

윤춘경,전지홍,황하선,정광욱 한국농공학회 2003 한국농공학회논문집 Vol.45 No.4

본 연구에서는 오수처리수를 이용한 벼 재배실험을 통해 담수심 변화가 작물수확량 및 부하량에 미치는 영향을 조사, 분석하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다.1. 담수심에 따른 관개량은 SI가 170.00 mm, TI가 203.67 mm, DI가 343.33 mm였으며, 배수량은 SI가 413.84 mm, TI가 423.84 mm, DI가 526.17 mm로 담수심은 관개 및 배수량에 비례하는 것으로 나타났다. 따라서, 담수심을 줄이는 것은 관개용수 절약 효과 및 배수구를 통한 지표배출량을 줄임으로서 물생산량의 증가 및 논에서의 배출부하량도 현저히 줄일 수 있을 것으로 판단된다.2. 수도작의 영농 특성상 발생되는 중간낙수시 강제 배수가 아닌 적절한 담수심관리 계획에 의해 자연 배수를 시키고, 되도록이면 강우에 의한 자연 재관개를 실시함으로서 관개용수사용량을 줄이고 배수량도 줄여, 물생산성 증대 및 수계에 대한 환경적 부담의 저감에 기여할 수 있을 것으로 생각 된다.3. 담수심에 따른 생육과정은 통계적인 유의성이 나타나지 않았고, 수확량에서도 SI가 683.05 kg/ 10a, TI가 595.33 kg/10a, DI가 644.10 kg/10a로 통계적인 유의성은 없었으나, 담수심을 관행관개와 달리 적용하였을 때 벼의 생육 및 수확량에 나쁜 영향을 미치지 않았으며 오히려 긍정적인 효과를 나타내는 경향이 있었다.4. 오수처리수를 관개용수로 재이용시 벼의 생육 및 수확량에 나쁜 영향은 나타나지 않았고 오히려 긍정적인 영향이 나타나는 경향이 있었다. 따라서, 적절한 처리과정을 거친 오수처리수를 농업용수로 재이용하는 것은 부족한 관개용수의 확보 뿐 아니라, 오수처리수를 논이라는 또 하나의 자연정화시설에서 추가적인 수질정화를 거친 후에 방류함으로써 수계에 환경적인 이익을 줄 것으로 판단된다.5. 결론적으로 담수심을 줄이는 것은 물생산성이나 환경적인 측면을 고려할 때 벼 재배에 유리할 수 있으며, 오수처리수의 농업용수 재이용도 용수 확보 뿐 아니라 환경적 이익을 고려할 때 유리한 관개방법이 될 수 있을 것으로 나타났다. 그러나, 담수심 감소를 위해서는 벼 발육과 연계한 정밀관개 및 농민교육이 필요하며, 오수처리수의 본격적인 재이용을 위해서도 수인성 세균과 같은 위생적 측면과 벼의 도복, 토양에 미치는 영향, 그리고 병충해 발생과 같은 부수적인 측면에 대한 연구가 광범위하게 수행되어야 할 것으로 판단된다. Pilot study was conducted to examine the effects of ponded-water depth and reclaimed wastewater irrigation on paddy rice culture. For the ponded-water depth effect, three treatments of shallow, traditional, and deep water depths were applied, and each treatment was triplicated. The irrigation water for the treatment pots was an effluent from constructed wetland system for sewage treatment, while the control pot was irrigated with tap water kept traditional ponded-water depth. Irrigation water quantity varied with ponded- water depth as expected and drainage water quantity also varied similarly, which implies that shallow irrigation might save irrigation water and also reduce environmental impacts on downstream water quality. Rice growth and production were not significantly affected by ponded-water depth within the experimental condition, instead there was an indication of increased production in shallow and deep ponded-water depths compared to the traditional practice. Raising drainage outlet to the adequate height in paddy dike might be beneficial to save water resources within the paddy field. There was no adverse effect observed in reclaimed wastewater irrigation on the rice production, and mean yield was even greater than the control pots with tap water irrigation although statistically not significant. Water-saving irrigation by shallow ponded-water depth, raising the outlet height in diked rice paddy fields, minimizing forced surface drainage by well-planned irrigation, and reclaimed wastewater irrigation are suggested to save water and protect water quality. However, deviation from traditional farming practices might affect rice growth in long term, and therefore, further investigations are recommended before full scale application.

SWMM과 회귀분석법에 의한 유역의 오염부하량 산정 비교

윤춘경,전지홍,함종화 한국물환경학회 2001 한국물환경학회지 Vol.17 No.2

새만금사업의 최근 10년 이야기

윤춘경 한국농공학회 2009 韓國農工學會誌 : 전원과 자원 Vol.51 No.2

하수처리수의 논 관개용수 재이용을 위한 미생물 위해성 평가

윤춘경,한정윤,정광욱,장재호,Yoon Chun-Gyeong,Han Jung-Yoon,Jung Kwang-Wook,Jang Jae-Ho 한국농공학회 2006 한국농공학회논문집 Vol.48 No.2

The reuse of wastewater for agricultural irrigation may cause human health risk as a result of exposure to pathogens. This study conducted the quantitative microbial risk assessment in paddy field irrigated with treated wastewater. Six treatments were used to irrigate the paddy field from Year 2003 to Year 2005: biofilter-effluent, UV-disinfected water (6, 16, 40, 68 $mW s cm^{-2}$), pond-treated water, wetland-treated water, conventional irrigation water and tap water. Total coliforms, fecal coliforms and E. coli were monitored during rice growing period. Beta - Poisson model was employed to calculate the microbial risk of pathogens ingestion that may occur to farmers and neighbor children. Uncertainty of risk was estimated using Monte Carlo simulation. In this study, the microbial risk was higher during initial cultivation (end of May$\sim$June), and it decreased with time. Biofilter effluent (secondary effluent) irrigation showed higher risk values than others (>$10^{-4}$) and irrigation with UV-disinfected water has the lowest risk range ($10^{-6}{\sim}10^{-5}$). The risk value estimated in 2005 was lower than risk value in 2003 and 2004, it is likely due to clean tap water irrigation in initial transplanting stage. It is suggested that irrigation with UV-disinfected water and pond-treated water would reduce the microbial risk associated with wastewater irrigation in paddy field. In addition, the first irrigation water quality significantly affected the subsequent microbial risk.

농업적 용수재이용을 위한 간헐분사 완속모래여과 하수재처리 효율 평가

윤춘경,정광욱,함종화,황하선 한국농공학회 2003 한국농공학회논문집 Vol.45 No.5

본 연구에서는 용수재이용을 위해 생활하수 처리수를 간헐분사방식의 완속모래여과 시스템 이용하여 하루 처리용량 0.6 m3/day로 처리하였을 경우 미생물과 각 수질인자들의 처리효과를 분석하였으며, 그 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 미생물의 처리효율은 TC, FC, E. coli 모두 유입수의 평균농도가 104 MPN/100 mL이었으며 평균 95% 이상 높은 처리 효율을 나타내었고, 완속모래여과 후의 평균농도는 각각 330, 207, 154 MPN/100 mL 으로, 일반적인 하수처리수를 완속모래여과 처리과정을 거친 후 수계로 방류하거나 용수재이용에 이용될 때 보건 위생상의 문제를 크게 줄일 수 있을 것으로 판단된다. 2. 탁도와 SS는 각각 1.6 NTU와 3.4 mg/L의 유입수 평균농도에서 모두 약 50%의 처리효율을 나타내었으며 유출수의 평균농도는 0.8 NTU와 1.7 mg/L를 타나내었다. 탁도의 완속모래여과 처리수의 경우 평균 0.8 NTU 로써 먹는물 수질기준인 1 NTU 수준이었고, 색도가 제거되어, 완속모래여과 시스템을 재이용에 이용할 경우 심미적인 문제를 해결할 수 있을 것이라 생각된다.3. BOD5는 모래여과 유입수의 평균농도가 5.8 mg/L에서 유출수의 평균농도가 2.6 mg/L로 감소하였으며, 그 처리 효율이 약 55%이었다. COD는 유입수의 평균 농도가 35.1 mg/L에서 유출수의 평균농도가 25.8 mg/L로서 약 27%의 처리 효율을 보였다. 하수처리장에 완속모래여과를 설치하여 운영한 후 수계로 방류할 경우 상당량의 유기물 오염부하를 줄일 수 있을 것으로 판단된다. 4. 총 질소와 인의 평균농도는 각각 49.3 mg/L와 4.2 mg/L이었으며 유출수의 총 평균농도는 47.5 mg/L 와 3.5 mg/L로서 처리효과는 거의 나타나지 않았다. 영양물질인 인이나 질소의 제거율은 상대적으로 낮아서, T-P의 경우는 약 16%, 그리고 T-N은 거의 제거가 일어나지 않았는데, T-P의 경우 입자성 성분의 일부가 제거된 결과이며, T-N은 질산화과정에 의해 암모니아성 질소가 질산성질소로 형태만 바뀌었으며, 궁극적인 T-N제거는 거의 없었다. 이러한 영양물질이 수계로 직접 유입 될 경우에는 부영양화의 원인이 될 수 있지만, 농업적으로 재이용되면 자원화가 가능한 성분들로 농업용수 재이용에는 오히려 긍정적인 효과를 기대할 수 있을 것으로 판단된다.5. 용수재이용을 위해서는 보건 위생상의 문제인 미생물과 사용자가 사용할 때 심미적인 불쾌감을 주지 않아야 한다. 본 연구에서 사용된 간헐분사방식의 완속모래여과의 경우 2차 처리수에서 95% 이상의 미생물을 제거하였으며, 탁도의 경우도 먹는물 수준인 0.8 NTU로 낮추었고, 유기물도 50% 정도 제거하였다. 용수재이용에 완속모래여과가 사용될 경우 보건위생상의 문제와 심미적인 문제를 동시에 해결할 수 있으며, 여과 후에 소독하는 시설을 이어질 경우 그 효율을 증대시킬 수 있을 것으로 판단된다. 또한, 간헐분사방식의 모래여과는 경제적이고 유지관리가 간편하기 때문에, 부지확보가 가능하고 농업용수로 재이용이 가능한 적정 규모까지의 하수처리시설에서는 고도 처리 시설로 사용할 경우에도 높은 적응성을 갖을 수 있을 것으로 판단된다.본 연구는 21세기 프론티어연구개발사업인 수자원의 지속적 확보기술개발사업단의 연구비지원(과제번호: 4-5-1)에 의해 수행되었습니다. A pilot study was performed to examine the feasibility of intermittent slow sand filtration for agricultural reuse of reclaimed water. The effluent of biofilter for 16-unit apartment was used as influent to the slow sand filtration system at 0.6 m3/day loading rate using 15 seconds spray in every 10 minutes on the about 1 m2 surface area and 0.5 m depth. The influent concentrations of total coliform (TC), fecal coliform (FC), and E. coli were in the range of 10,000 MPN/100 mL, and they were reduced to less than 1,000 MPN/100 mL after filtration with average of 320, 270, and 154 MPN/100 mL, respectively, showing over 95 % removal. Turbidity and SS were improved effectively and their average concentration was reduced to 0.8 NTU and 1.7 mg/L, respectively, and removal rate was about 50 %. Average BOD and COD concentrations were also reduced substantially to 2.6 and 25.8 mg/L with about 55 and 27 % removal rate, respectively. Nutrients removal was relatively low and removal rate for T-N and T-P was low however, remaining nutrients might be beneficial and less concerned in case of agricultural reuse. The concentration of biofilter effluent used in this experiment was in the range of secondary treatment effluent but slightly stronger than the one from existing wastewater treatment plants (WWTPs). Therefore, intermittent slow sand filtration might be also applicable to the effluent from WWTPs as long as its agricultural reuse is available. Considering stable performance and effective removal of bacterial indicators as well as other water quality parameters, low maintenance, and cost-effectiveness, the intermittent slow sand filtration was thought to be an effective and feasible alternative for agricultural reuse of reclaimed water. This paper is a preliminary result from pilot study and further investigations are recommended on the optimum design parameters before full scale application.