회분식 생물반응기를 이용한 BDOC_rapid와 BDOC_slow 결정

손희종,노재순,강임석,Son, Hee-Jong,Roh, Jae-Soon,Kang, Lim-Seok 한국물환경학회 2004 한국물환경학회지 Vol.20 No.4

In this study, biodegradable organic matter was divided into a rapidly biodegradable fraction($BDOC_{rapid}$) and a slowly biodegradable fraction($BDOC_{slow}$) for various waters with different types of DOC. These fractions($BDOC_{rapid}$ and $BDOC_{slow}$) were defined by using a shaking incubation method modified from Carlson's method. Also, in this study, optimum incubation time and accuracy were investigated to determine $BDOC_{rapid}$ and $BDOC_{slow}$. When suspended bacteria obtained from raw water and BAC effluent, or attached bacteria from BAC was respectively used as an inoculum, the difference in total BDOC($BDOC_{total}$) was minimal. Therefore, total BDOC was determined in 7~8 days by the shaking method, which is comparable with Servais's method by which BDOC was determined in 28 days. In addition, the difference of BDOC between these two methods was within 7%. Although $BDOC_{rapid}$ and $BDOC_{slow}$ were effectively determined by a method defined by Klevens, the difference in optimal incubation time was significant for different water samples. However, when using the shaking method, optimal incubation time for $BDOC_{rapid}$ was found to be 3 days, therefore, the $BDOC_{rapid}$ was defined as the difference between $DOC_0$ and $DOC_{3days}$, and $BDOC_{slow}$ was defined as the difference between $BDOC_{total}$ and $BDOC_{rapid}$. As a conclusion, for determining the fraction of BDOC using the shaking method, the concentrations of an inoculurns and optimal incubation times used in this study were very effective.

상수원에서의 잔류 의약물질 검출, 거동, 분포 현황 및 독성

손희종(Hee Jong Son),장성호(Seong Ho Jang) 大韓環境工學會 2011 대한환경공학회지 Vol.33 No.6

오늘날 전세계적으로 수환경에서의 잔류 의약물질들의 오염에 대한 연구결과들이 많이 보고되고 있다. 이들 잔류 의약물질들은 다양한 종류와 그들이 가지는 물리·화학적인 특성들로 인해 수환경에서의 거동, 오염현황, 영향 및 독성 등도 매우 다양하여 수환경 및 수처리 공정에서의 거동을 예측·평가하기가 어렵다. 선진 외국의 경우 환경 중에서의 오염 현황 및 사용량을 정량화하기 위한 조사를 이미 시작하였고, 잔류 의약물질들의 인체에 대한 잠재적 위험성뿐만 아니라 상수나 하수처리 공정에서의 제거기술에 관한 다양한 연구도 활발히 진행하고 있다. 그러나 국내의 경우 잔류 의약물질들에 대해 전국 주요하천과 상수원에 대한 모니터링 결과도 매우 부족한 실정이다. 우선 국내의 경우는 상수원으로 이용되는 전국 주요 하천과 호소에 대해 주기적이고 체계적인 오염현황 평가가 선행되어야 하며, 잔류 의약물질들이 비교적 고농도로 검출되는 상수원에 대해서는 주오염원에 대한 조사도 병행되어야 한다. 또한, 의약물질 사용량은 지속적으로 증가할 것으로 전망되기 때문에 하수처리 시설에 대한 부하도 지속적으로 증가할 것이다. 따라서 수환경에서의 유해도를 저감시키기 위해 효과적인 하수처리 공법의 도입이 절실하며, 상수에 대한 안전성 확보를 위해서도 잔류 의약물질들의 수환경중에서의 물리·화학적 거동에 대한 면밀한 연구가 요구된다. Residual pharmaceutical compounds have been recognized as emerging environmental pollutants and are widely distributed all over the world. These compounds cause bioaccumulation and biomagnification during present for a long time in the environment: thereby after adversely biota and human bodies. It is difficult to remove residual pharmaceutical compounds using conventional water/wastewater treatment because of resistant property to photodegradation, biodegradation and chemical decomposition. Moreover, domestic literature data on the pollution of residual pharmaceutical compounds in rivers and lakes are limited. In this paper, species, sources, fate and risk of residual pharmaceutical compounds as well as behavior properties in freshwater resources are demonstrated to encourage the domestic concern about residual pharmaceutical compounds. An extensive review of existing data in the form of figures and tables, encompassing many therapeutic classes are presented.

GAC 공정에서의 Sulfonamide계 항생물질 흡착특성

손희종(Hee Jong Son),정종문(Jong Moon Jung),노재순(Jae Soon Roh),유평종(Pyung Jong Yu) 大韓環境工學會 2008 대한환경공학회지 Vol.30 No.4

완속 모래여과 공정에서의 Geosmin 제거 특성

손희종(Hee Jong Son),염훈식(Hoon Sik Yoom),장성호(Seong Ho Jang) 大韓環境工學會 2010 대한환경공학회지 Vol.32 No.8

완속 모래여과 컬럼의 생물막(schmutzdecke)은 운전 시작 30일 정도에 정상상태에 도달하는 것으로 나타났으며, 생체량과 활성도는 각각 4.5×10(6) CFU/g과 3.42 mg·C/m3·hr로 나타났다. 정상상태에 도달한 생물 여과층의 박테리아 종 분포는 Pseudomonas sp.가 차지하는 비율이 56%였으며 그 중에서 Pseudomonas fluorescens가 전체비율의 22%를 차지하였다. 운전 시작 30일 후의 용존 유기탄소(dissolved organic carbon, DOC)와 geosmin의 제거율은 각각 27%와 95%로 나타나 최대의 제거율을 나타내었으며, 그 이후에는 DOC와 geosmin의 제거율에는 큰 변화가 없었다. 수온 변화에 따른 DOC와 eosmin의 제거율 변화에서 유입수의 수온이 5℃일 경우 geosmin과 DOC의 평균 제거율은 각각 62%와 10%로 나타났으나 수온을 15℃와 25℃로 증가시켰을 경우에는 geosmin과 DOC의 평균 제거율이 각각 88%와 25% 및 100%와 42%로 나타났다. 수온 변화에 따른 완속 모래여과 컬럼의 상부 생물막 층에서의 geosmin과 DOC에 대한 생물분해 속도상수(k)는 1.842~15.965 hr-1와 0.253~1.123 hr-1 이였고, 상부의 생물막 층이 그 하부 보다 DOC와 geosmin에 대한 생물분해 속도상수가 각각 18~32배 및 20~51배 정도 큰 것으로 나타났다. Geosmin removal by biodegradation was investigated in lab-scale slow sand filtration column with different empty bed contact times (EBCTs) and water temperature. Schmutzdecke layer was built up after 30 days operation and biomass and activity were 4.5×10(6) CFU/g and 3.42 mg·C/m3·hr, respectively. The attached bio-film microorganisms in schmutzdecke layer were isolated and identified. The dominant species was Pseudomonas sp. that had occupied 56%. Removal efficiencies of dissolved organic carbon (DOC) and geosmin were 27% and 95% after 30 days operation. In lab-scale slow sand filtration column, geosmin and DOC removal efficiencies were 62% and 10% at 5℃, respectively. And increasing water temperature (15℃ and 25℃) increased the geosmin and DOC removal efficiencies (88~100% and 25~42%) in lab-scale slow sand filtration column. Geosmin and DOC biodegradation rates (k) in the schmutzdecke layer (in the upper 5 cm filter bed) were 1.842~15.965 hr-1 and 0.253~1.123 hr-1, respectively. It were about 18~32 times and 20~51 times of the rates in the deeper filter bed (5~60 cm).

UV / TiO2 / H2O2 와 초음파를 이용한 시스템에서 Aniline 및 TOC 의 산화능 향상에 관한 연구

손희종(Hee Jong Son),유명호(Myung Ho Yu),조규갑(Kyu Kap Cho),김성윤(Seong Yun Kim),이성식(Sung Sik Lee) 한국공업화학회 2000 공업화학 Vol.11 No.7

N/A

생물활성탄 공정에서 계절별 유입수의 Br^- 농도변화에 따른 THM 생성능 구성종별 제거 특성

손희종(Hee Jong Son),유평종(Pyung Jong Yoo) 大韓環境工學會 2009 대한환경공학회지 Vol.31 No.5

본 연구에서는 BAC 공정을 장기간 운전하면서 유입수중의 Br- 농도변화에 따른 THMFP 제거율을 평가하였다. BAC 공정을 장기간 운전하면서 THMFP 구성종별로 제거능을 살펴본 결과, CHCl₃ 생성능의 경우는 계절변화에 따른 유입수중의 Br- 농도변화에 따라 관계없이 우수한 제거능을 나타내었으나, 브롬계 THM 생성능의 경우는 유입수중의 Br-/DOC 비가 증가할수록 제거율은 저하되었다. 또한, BAC 공정에서의 THMFP 구성종별로 제거특성을 살펴본 결과, 유입수의 Br-/DOC 비가 높은 경우에 EBCT가 증가할수록 CHCl₃ FP의 제거율은 증가하였으나 브롬계 THMFP의 경우는 EBCT가 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었고, THMFP 구성종의 브롬원자 개수가 많아질수록 제거율은 감소하였다. The purpose of this research is the evaluation of removal efficiency of THMFP in BAC. The changes of four types of THMFP and total THMFP were examined in the influent and effluent of BAC filter from March to December in 2008. It turned out that the amounts of brominated THMFP were obviously higher in winter and autumn compared to the spring and summer, which also resulted in an increase of the total-THMFP levels during winter and autumn. In addition, long-term running of BAC filter shows the good removal function of chloroform formation potential, but not brominated THMFP; with further bromination, this function was declined, as it shows the formation of bromoform in BAC filter during October and December. These results were caused by changing of the proportion of Br-/DOC.

생물활성탄 공정에서의 Sulfonamide계 항생물질 제거특성

손희종(Hee Jong Son),정종문(Jong Moon Jung),노재순(Jae Soon Roh),유평종(Pyung Jong Yu) 大韓環境工學會 2009 대한환경공학회지 Vol.31 No.2

생물활성탄 재질별 sulfonamide계 항생물질 5종의 생분해능을 조사한 결과 유입수의 수온 25℃에서 EBCT 변화에 따른 생물분해율을 평가한 결과, 석탄계 재질의 생물활성탄은 EBCT 5~20분에서 18~82%, 야자계나 목탄계의 경우는 11~67% 및 4~56%로 나타나 석탄계 재질의 생물활성탄에서 가장 높은 생물분해능을 나타내었다. Sulfonamide계 5종에 대한 물질별 생분해능을 평가한 결과, 석탄계 재질의 생물활성탄에서 5~20분의 EBCT에서 SCP, SMT 및 STZ는 30~80%, SDM과 SMX는 18~70% 정도의 생분해율을 나타내어 SDM과 SMX가 다른 3종 보다는 생물분해능이 낮은 것으로 나타났다. 유입수의 수온 상승에 따라 5~20분의 EBCT에서 생물분해율은 크게 증가하였고, 유입수의 수온이 5℃일 경우 sulfonamide계 항생물질 5종에 대한 생물분해 속도상수는 0.0094~0.0118 min(-1), 반감기는 58.7~73.7분으로 나타났으며, 수온이 15℃ 및 25℃일 경우는 생물분해 속도상수가 0.0307~0.0397 min(-1) 및 0.0468~0.0718 min(-1)로 나타났고, 반감기 17.5~22.6분 및 9.7~14.8분으로 나타났다. 유입수의 수온이 5℃에서 15℃로 상승할 경우 sulfonamide계 항생물질 5종에 대한 생물분해 속도상수는 3.2~3.8배 정도 증가하였으며, 수온이 15℃에서 25℃로 상승할 경우는 1.5~1.9배 정도 증가하는 것으로 나타났다. In this study, the effects of three different biological activated carbon (BAC) materials (each coal, coconut and wood based activated carbons), empty bed contact time (EBCT) and water temperature on the removal of sulfonamide 5 species in BAC filters were investigated. Experiments were conducted at three water temperatures (5, 15 and 25℃) and four EBCTs (5, 10, 15 and 20 min). The results indicated that coal based BAC retained more attached bacterial biomass on the surface of the activated carbon than the other BACs, increasing EBCT or increasing water temperature increased the sulfonamide 5 species removal in BAC columns. In the coal-based BAC columns, sulfachloropyridazine (SCP), sulfamethazine (SMT) and sulfathiazole (STZ) removal efficiencies were 30~80% and sulfadi-methoxine (SDM), sulfamethoxazole (SMX) removal efficiencies were 18~70% for 5~20 min EBCT at 25℃. The kinetic analysis suggested a first-order reaction model for sulfonamide 5 species removal at various water temperatures (5~25℃). The pseudo-first-order reaction rate constants and half-lives were also calculated for sulfonamide 5 species removal at 5~25℃. The reaction rate and half-lives of sulfonamide 5 species ranging from 0.0094~0.0718 min(-1) and 9.7 to 73.7 min various water temperaturs and EBCTs in this study could be used to assist water utilities in designing and operating BAC filters for sulfonamide antibiotic compounds removal.

활성탄 공정에서의 염소 소독부산물 제거특성

손희종(Hee Jong Son),노재순(Jae Soon Roh),김상구(Sang Goo Kim),배석문(Seog Moon Bae),강임석(Lim Seok Kang) 大韓環境工學會 2005 대한환경공학회지 Vol.27 No.7

저서생물의 환경생태학적 특성을 이용한 완속 모래여과지의 조류제거

손희종 ( Hee Jong Son ) 한국환경과학회 2013 한국환경과학회지 Vol.22 No.3

After identifying species by collecting the suspended and attached algae mat inhabiting in the slow sand filter, Spirogyra sp, Mougeotia sp. Was dominant species. A result of observing the life mode of apple snail for a month after introducing into the slow sand filter, apple snail eggs were discovered on the filter walls 2 weeks after introducing, 4 weeks later lots of eggs were observer all of the slow sand filter walls, it means there is no problem for apple snail to live in the slow sand filter. The observation result for algae removal potential by introduced apple snail after 2 months later, slow sand filter where apple snail were introduced, a few algal mat were observed, On the other hand, no introduced apple snail into the slow sand filter, lots of suspended algal mats were formed in the water and attached algal mats on the sand surface as well, these algal mat induced much of operating problems.

낙동강 하류지역의 식물플랑크톤 우점종 군집 변화

손희종(Hee Jong Son) 大韓環境工學會 2013 대한환경공학회지 Vol.35 No.4

2002년부터 2012년까지 낙동강 하류 물금지역에서의 식물플랑크톤 우점종의 군집비율 변화를 조사한 결과, 식물플랑크톤 생체량(클로로필-a 농도)은 점진적인 감소 추세였던 반면, 우점종의 개체수는 증가 추세를 나타내었다. 식물플랑크톤 종별로 우점종의 연도별 개체수 비율변화에서 규조류는 감소 추세를 보인 반면, 남조류는 증가 추세를 나타내었다. 또한, 우점기간의 경우 매년 우점기간의 75% 이상을 규조류가 차지하였다. 연중 식물플랑크톤 비율변화에서 규조류는 11월에서 5월까지 매우 높은 우점비율을 보였고, 6월부터 9월까지도 우점일수의 56%~74%를 차지하여 연중 규조류가 300일 정도 우점하였다. 남조류는 6월부터 9월까지 개체수 및 우점기간의 68%~94% 및 26%~36%를 차지하였으며, 녹조류는 4월부터 9월까지 낮은 우점률을 나타내었다. 규조류와 남조류 우점종들의 연중 천이패턴은 규조류의 경우 12월~5월은 Stephanodiscus spp., 5월~10월은 Aulacoseira spp.와 Fragilaria spp.가 대부분 우점하였으며, 남조류의 경우 5월~11월에 Microcystis spp.가 대부분을 우점하였다. 또한, 녹조류는 4월~9월에 Actinastrum spp., Pediastrum spp., Micractinium spp. 및 Pandorina spp.가 우점하였다. The changes of phytoplankton community in downstream of the Nakdong River from 2002 to 2012 was investigated. Phytoplankton biomass (chlorophyll-a concentration) was gradually increased, but dominant species cell number was gradually decreased. In changes of percentage of dominant species cell number from 2002 to 2012, Diatoms was gradually decreased, but blue-green algae was gradually increased. In changes of annual percentage of dominant period, Diatoms showed high percentage from November to May, and dominant period (%) of diatoms was 56%~74% from June to September, also dominant period of diatoms was about 300 days every year. Percentage of dominant species cell number and dominant period of blue-green algae was 68%~94% and 26%~ 36% from June to September, respectively. And green-algae showed low percentage from April to September. In the transition patterns of diatoms and blue-green algae, Stephanodiscus spp. was the highest dominant species, from December to May, and Aulacoseira spp. and Fragilaria spp. were showed high dominant percentage from May to October. In the case of blue-green algae, Microcystis spp. was the highest dominant species, from May to November, also in the case of green algae, Actinastrum spp., Pediastrum spp., Micractinium spp. and Pandorina spp. were dominant species from April to September.