슬러지 침전능 진단을 위한 SVI 자동계측기의 감지능 향상 알고리즘 개발

염훈식 ( Hoon Sik Yoom ),김예진 ( Ye Jin Kim ),최수정 ( Soo Jung Choi ),이해군 ( Hae Gun Lee ),강동효 ( Dong Hyo Kang ),김창원 ( Chang Won Kim ) 한국물환경학회 ( 구 한국수질보전학회 ) 2008 공동 추계학술발표회 Vol.2008 No.-

낙동강 수계의 파라벤류 검출 특성

염훈식(Hoon-Sik Yoom),손희종(Hee-Jong Son),김희영(Hee-Young Kim),류동춘(Dong-Choon Ryu),신재돈(Jae-Don Shin),이윤호(Yun-Ho Lee),김창원(Chang-Won Kim) 대한환경공학회 2018 대한환경공학회지 Vol.40 No.5

본 연구에서는 낙동강 수계에 위치한 하수처리장 최종 방류수, 방류수가 유입되는 지류 및 본류에서 메틸 파라벤(methyl paraben, MP), 에틸 파라벤(ethyl paraben, EP), 프로필 파라벤(propyl paraben, PP) 및 부틸 파라벤(butyl paraben, BP) 4종에 대해 계절별 특성을 나타내는 시기인 1월, 4월, 8월 및 10월에 채수하여 검출 특성을 조사하였다. 하수처리장 방류수, 지류와 본류를 통틀어 검출빈도가 가장 높은 파라벤류는 MP로 모든 시료에서 검출되었으며, 다음으로 PP (80~100%), EP (13~43%), BP (3~20%)의 순서로 나타났다. 검출농도의 경우도 MP가 평균 13.2~33.9 ng/L로 가장 높게 검출되었으며, 다음으로 PP (8.2~28.4 ng/L), EP (2.2~8.0 ng/L), BP (1.0~2.4 ng/L) 순이었다. 개인 위생용품류의 사용량이 급증하는 하절기(8월)에 하수처리장에서 완전히 제거되지 못한 파라벤류가 방류수를 통하여 수계로 유입되어 상수원을 오염시키는 전형적인 오염 패턴을 나타내었다. 상류 지점들에서는 파라벤류의 검출농도는 낮았으나 하수 처리장들이 밀집하여 있는 중류 부근부터 지류들과 본류들에서 파라벤류의 검출수준이 높게 나타났고, 방류수에 의한 파라벤류의 배출 부하량 산정결과, 처리용량 100,000톤/일 이상의 대형 하수처리장들이 낙동강 수계에서 파라벤류의 주 오염원이었다. 낙동강 수계에서 검출된 파라벤의 농도를 대상으로 비발암 위해도를 계산한 결과는 위해성이 없는 것으로 평가되었으나 수 환경에서의 장기 독성에 대해서는 장기적인 모니터링과 관리가 필요한 것으로 나타났다. In this study, methyl paraben (MP), ethyl paraben (EP), propyl paraben (PP), and butyl paraben (BP) were analyzed to identify their occurrence characteristics at various sampling sites (the effluent from the wastewater treatment plant, the main stream and tributaries to which the effluent is introduced) in the Nakdong River basin during various sampling periods (January, April, August, and October). Among the four parabens, MP was detected with the highest detection frequency (100%), followed by PP (80~100%), EP (13~43%), and BP (3~20%). In case of detection level, MP showed the highest concentration with 3.2 to 33.9 ng/L as an average, followed by PP (8.2 to 28.4 ng/L), EP (2.2 to 8.0 ng/L), and BP (1.0 to 2.4 ng/L). In August, when the use of personal care products increased sharply, parabens that had not been completely removed from the wastewater flowed into the water system and showed typical patterns of contamination of the water sources. At the upstream sites, the detection level of the parabens was relatively lower than other sites, but the parabens were found to be high in the tributaries and the main stream from the midstream where the wastewater treatment plants were densely located. For discharge loads calculated using effluent concentration, large wastewater treatment plants with a treatment capacity of 100,000 ton/day or more were the major contamination pathway of parabens in the Nakdong River basin. The results of calculations of non-carcinogenic risk for parabens detected in the main stream of Nakdong River, tributaries and wastewater treatment plants were evaluated as no risk, but long-term monitoring and management were required for long-term toxicity in water environment.

발표장 : 물 재생기술 진화하는 BMR공정 : 실시간 침전능 평가를 위한 SVI 자동계측기의 현장적용 가능성 평가

염훈식 ( Hoon Sik Yoom ),김예진 ( Ye Jin Kim ),최수정 ( Soo Jung Choi ),이해군 ( Hae Goon Lee ),강동효 ( Dong Hyo Gang ),김창원 ( Chang Won Kim ) 한국물환경학회 2008 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2008 No.-

낙동강 수계 하수처리장 방류수 중의 벤조트리아졸류, 벤조티아졸류 및 벤젠설폰아마이드류 검출

염훈식(Hoon-Sik Yoom),손희종(Hee-Jong Son),김경아(Kyung-A Kim),김희영(Hee-Young Kim),류동춘(Dong-Choon Ryu) 대한환경공학회 2018 대한환경공학회지 Vol.40 No.3

본 연구에서는 낙동강 수계에 위치한 하수처리장 최종 방류수와 방류수가 유입되는 지류에서 벤조트리아졸류(BTRs), 벤조티아졸류(BTs) 및 벤젠설폰아마이드류(BSAs)의 물질별 검출 특성을 조사하였다. 검출 빈도와 검출 농도는 BTR류가 가장 높았으며, BT류와 BSA류의 경우는 매우 낮은 검출 빈도와 검출 농도를 나타내었다. 하수처리장 방류수 및 낙동강 지류에서 검출 빈도 및 검출 농도가 높은 BTR류는 BTR과 4TTR이었다. 하수처리장 방류수에서의 검출농도 범위는 BTR이 19~1,190 ng/L, 4TTR이 11~563 ng/L였으며, 지류에서는 각각 13~735 ng/L 및 10~162 ng/L이었다. BT류 중에서 검출 빈도와 농도가 가장 높은 MeSBT는 하수처리장 방류수와 지류에서 각각 10~61 ng/L 및 11~53 ng/L의 농도로 검출되었으며, BSA류 중에서는 Et-p-BSA가 하수 방류수 및 지류에서 각각 10~46 ng/L 및 10~19 ng/L의 농도로 검출되어 가장 높은 검출 빈도와 검출 농도를 나타내었다. 외국의 지표수와 하수처리장 방류수에서의 검출현황을 조사한 연구한 조사결과에서도 BTR류에서는 BTR과 4TTR, BT류에서는 MeSBT 및 BSA류에서는 Et-p-BSA가 주요 검출종으로 나타났으며, 낙동강의 지류들 및 하수처리장 방류수에성의 검출농도가 외국에 비해서 비교적 낮은 편으로 나타났다. In this study, the detection characteristics of benzotriazoles (BTRs), benzothiazoles (BTs), and benzenesulfonamides (BSAs) were investigated in the effluent from the sewage treatment plant (STP) discharging effluent to the Nakdong River basin and major tributaries of Nakdong River. Detection frequency and detection concentration were the highest in BTR, and regarding the BTs and BSAs, very low detection frequency and detection concentration were presented. In case of STP effluent samples and tributaries of Nakdong River, 1-H-Benzotriazole (BTR) and 4-methyl-1-H-benzotriazole (4TTR) were frequently detected at a relatively high concentration than other BTRs. The concentration of BTR and 4TTR in the STP effluent samples ranged from 19 to 1190 ng/L and 13 to 735 ng/L, respectively. And the concentration of BTR and 4TTR in the tributary samples ranged from 11 to 563 ng/L and 10 to 162 ng/L, respectively. Among the BTs, 2-(methylthio)benzothiazole (MeSBT) was detected with the highest detection frequency and concentration in effluent (10~61 ng/L) and tributary samples (11~53 ng/L). Regarding the BSAs, N-ethyl-para-toluenesulfonamide (Et-p-BSA) showed the highest concentration and detection frequency in effluent (10~46 ng/L) and tributary samples (10~19 ng/L). The concentration levels in this study were relatively lower than other previous studies on wastewater and river water samples, and occurrence trend was similar to other previous studies as BTR, 4TTR, MeSBT and Et-p-BSA were dominant in our samples.

자성체 이온교환수지 (MIEX(R))를 이용한 PFOA와 PFOS제거

염훈식 ( Hoon Sik Yoom ),손희종 ( Hee Jong Son ),황영도 ( Young Do Hwang ),최동훈 ( Dong Hoon Choi ),노재순 ( Jae Soon Roh ),빈재훈 ( Jae Hoon Bin ) 한국물환경학회 2010 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2010 No.-

BAC 공정에서의 고지혈증 치료제 생물분해 특성

염훈식(Hoon-Sik Yoom),손희종(Hee-Jong Son),류동춘(Dong-Choon Ryu),유평종(Pyung-Jong Yoo) 大韓環境工學會 2017 대한환경공학회지 Vol.39 No.3

생물활성탄 공정과 안트라사이트를 여재로 사용한 biofilter에서 공탑 체류시간(EBCT)과 수온의 변화에 따른 8종의 고지혈증 치료제류(blood lipid regulator agents, BLLAs)의 생물분해 특성을 평가하였다. 수온 8℃, 16℃ 및 24℃에서 공탑 체류시간을 5분~15분까지 변화시켰다. 생물활성탄 공정에서 고지혈증 치료제류 8종의 생물분해 제거율은 공탑 체류시간과 수온의 변화에 많은 영향을 받았으며, 공탑 체류시간과 수온이 증가할수록 생분해 제거율이 증가하였다. 고지혈증 치료제류의 종류에 따른 생물활성탄 공정에서 생분해 제거율은 statin계의 경우 simvastatin이 가장 높았으며 다음으로 mevastatin, fluvastatin 및 atorvastatin 순이었다. 또한, Fibrate계 고지혈증 치료제들의 생물분해능은 fenofibrate가 가장 높았으며 다음으로 gemfibrozil, bezafibrate, clofibric acid순이었다. BAC 공정에서 생물분해 제거능이 가장 낮은 clofibric acid와 atorvastatin의 생물분해 속도 상수(Kbio)는 수온이 8℃에서 24℃로 상승하였을 경우, 각각 0.0075 min<SUP>-1</SUP>과 0.0122 min<SUP>-1</SUP>에서 0.0540 min<SUP>-1</SUP>과 0.0866 min<SUP>-1</SUP>으로 증가하여 각각 7.2배 및 7.1배 정도 증가하였다. In this study, We investigated the effects of water temperature and empty bed contact time (EBCT) on the biodegradability of 8 blood lipid lower agents (BLLAs) in biological activated carbon (BAC) process. Experiments were conducted at three water temperatures (8℃, 16℃ and 24℃) and three EBCTs (5 min, 10 min and 15 min). Increasing water temperature and EBCT increased the biodegradation efficiency of BLLAs in BAC process. Simvastatin and fenofibrate were the highest biodegradation efficiency, but atorvastatin and clofibric acid were the lowest. The kinetic analysis suggested a pseudo-first-order reaction model for biodegradation of 8 BLLAs at various water temperatures and EBCTs. The pseudo-first-order biodegradation rate constants (kbio) of clofibric acid and atorvastatin were 0.0075 min<SUP>-1</SUP> and 0.0122 min<SUP>-1</SUP> at 8℃, and were 0.0540 min<SUP>-1</SUP> and 0.0866 min<SUP>-1</SUP> at 24℃, respectively. By increasing the water temperature from 8℃ to 24℃, the biodegradation rate constants (kbio) were increased 7.1~7.2 times.

낙동강 수계에서의 X-선 조영제(Iopromide)의 분포 특성

염훈식 ( Hoon Sik Yoom ),손희종 ( Hee Jong Son ),류동춘 ( Dong Choon Ryu ),장성호 ( Seung Ho Jang ) 한국환경과학회 2012 한국환경과학회지 Vol.21 No.9

The aims of this study were to investigate and confirm the occurrence and distribution patterns of iodinated X-ray contrast media (iopromide) in Nakdong river basin (mainstream and its tributaries). Iopromide was detected in 16 sampling sites. The concentration levels of iopromide on February 2011 and on October 2011 in surface water samples ranged from not detected (ND) to 1481.1ng/L and ND to 1168.2ng/L, respectively, The highest concentration level of iopromide in the mainstream and tributaries in Nakdong river were Goryeong and Jincheon-cheon, respectively, The sewage treatment plants (STPs) along the river affect the iopromide levels in river and the iopromide levels decreased with downstream because of dilution effects.

BAC 공정에서 파라벤 및 할로겐화 파라벤류의 생물분해 특성 및 동력학 평가

염훈식(Hoon-Sik Yoom),손희종(Hee-Jong Son),김희영(Hee-Young Kim),이윤호(Yun-Ho Lee),류동춘(Dong-Choon Ryu),김창원(Chang-Won Kim) 대한환경공학회 2018 대한환경공학회지 Vol.40 No.7

상수원수 중에 잔존하는 methylparaben류(MPs)가 정수처리 공정으로 유입되면 염소와 반응하여 할로겐화된 paraben 류가 생성된다. 본 연구에서는 할로겐화된 paraben류들의 생물활성탄 공정에서의 생물분해 제거 특성에 대해 평가하였다. Methylparaben (MP)와 할로겐화 MP류 5종의 생물분해능은 MP가 가장 높았으며, chloro-methylparaben (Cl-MP), bromomethylparaben (Br-MP), dichloro-methylparaben (Cl₂-MP), bromo,chloro-methylparaben (Br,Cl-MP) 및 dibromo-methylparaben (Br₂-MP) 순으로 나타났다. MP, Cl-MP 및 Br-MP는 수온 5℃에서도 empty bed contact time (EBCT) 5분에서 완전 제거되었으나, Cl₂-MP와 Br₂-MP의 경우는 EBCT 15분에서도 각각 79.8%와 65.3% 제거되었으며, 수온 25℃, EBCT 15분의 조건에서도각각 99.1% 및 94.6%의 제거율을 나타내어 BAC 공정에서 제어하기가 어려운 물질로 평가되었다. BAC 공정에서 수온 5℃~25℃에서의 Br₂-MP의 생물분해 속도상수(kbio)와 반감기(t1/2)는 각각 0.0671 min<SUP>-1</SUP>~0.2358 min<SUP>-1</SUP> 및 2.9 min~10.3 min이었으며, Cl₂-MP의 경우는 kbio와 t1/2이 각각 0.1005 min<SUP>-1</SUP>~0.3458 min<SUP>-1</SUP> 및 2.0 min~6.9 min이었다. Cl₂-MP, Br,Cl-MP 및 Br₂-MP의 생물분해 중간생성물질로 MP가 생성되며, BAC 공정 처리수 중에 MP가 잔존할 경우 후염소 처리에 의해 할로겐화-MP류의 재생성 가능성이 있어 이에 대한 추가적인 연구가 필요하였다. When the methylparabens (MPs) remaining in the raw water is introduced into the water treatment process, halogenated parabens are produced by reacting with chlorine. In this study, biodegradation characteristics of halogenated parabens in biological activated carbon (BAC) process were evaluated. The biodegradability of methylparaben (MP) and five halogenated MP species were highest in MP, followed by chloro-methylparaben (Cl-MP), bromo-methylparaben (Br-MP), dichloro-methylparaben (Cl₂-MP), bromo,chloro-methylparaben (Br,Cl-MP) and dibromo-methylparaben (Br₂-MP). MP, Cl-MP and Br-MP were completely removed under conditions of water temperature 5℃ and EBCT 5 min. In the case of Cl₂-MP and Br2-MP, 79.8% and 65.3% of removal rate were represented at EBCT 15 min and 99.1% and 94.6% of Cl₂-MP and Br₂-MP were removed under conditions of water temperature 25℃ and EBCT 15 min. These results indicate that these compounds are difficult to control the BAC process. The biodegradation rate constants (kbio) and half-life (t1/2) of Br2-MP at the water temperature of 5℃ to 25℃ in the BAC process were 0.0671 min<SUP>-1</SUP>~0.2358 min<SUP>-1</SUP> and 2.9 min to 10.3 min, respectively, and in case of Cl₂-MP, kbio and t1/2 were 0.1005 min<SUP>-1</SUP>~0.3458min<SUP>-1</SUP> and 2.0 min~6.9 min, respectively. MP is produced as a biodegradation intermediate of Cl₂-MP, Br, Cl-MP and Br₂-MP, and if MP remains in the BAC-treated water, the possibility of regeneration of halogenated-MPs by post-chlorination and further study is needed.

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).

On-line 모니터링 기법을 이용한 Al염계와 Fe염계 응집제의 응집특성 평가

손희종 ( Hee Jong Son ),염훈식 ( Hoon Sik Yoom ),김상구 ( Sang Goo Kim ),서창동 ( Chang Dong Seo ),황영도 ( Young Do Hwang ) 한국환경과학회 2014 한국환경과학회지 Vol.23 No.4

Effects of coagulation types on flocculation were investigated by using a photometric dispersion analyzer (PDA) as an on-line monitoring technique in this study. Nakdong River water were used and alum and ferric chloride were used as coagulants. The aim of this study is to compare the coagulation characteristics of alum and ferric chloride by a photometric dispersion analyzer (PDA). Floc growing rates (R(v)) in three different water temperatures (4℃, 16℃ and 30℃) and coagulants doses (0.15 mM, 0.20 mM and 0.25 mM as Al, Fe) were measured. The floc growing rate (R(v)) by alum was 1.8∼2.8 times higher than that of ferric chloride during rapid mixing period, however, for 0.15 mM∼0.25 mM coagulant doses the floc growing rate (R(v)) by ferric chloride was 1.1∼2.3 times higher than that of alum in the slow mixing period at 16℃ water temperature. Reasonable coagulant doses of alum and ferric chloride for turbidity removal were 0.1 mM (as Al) and 0.2 mM (as Fe), respectively, and the removal efficiency of those coagulant doses showed 94% for alum and 97% for ferric chloride. The appropriate coagulant dose of alum and ferric chloride for removing dissolved organic carbon (DOC) showed about 0.3 mM (as Al, Fe) and at this dosage, DOC removal efficiencies were 36% and 44%, and ferric chloride was superior to the alum for removal of the DOC in water.