하수처리 : 외부탄소원 주입시 영양염류의 생물학적 제거를 위한 자동제어 SBR 공정에 관한 연구

유평종 ( Pyung Jong Yoo ),이병헌 ( Byung Hun Lee ),강성재 ( Seong Jae Kang ) 대한상하수도학회 2003 공동추계 학술발표회 논문집 Vol.2003 No.-

하수처리 : 외부탄소원 주입시 영양염류의 생물학적 제거를 위한 자동제어 SBR 공정에 관한 연구

유평종 ( Pyung Jong Yoo ),이병헌 ( Byung Hun Lee ),강성재 ( Seong Jae Kang ) 한국물환경학회 ( 구 한국수질보전학회 ) 2003 공동 추계학술발표회 Vol.2003 No.-

생물활성탄 공정에서 Tetracycline, Oxytetracycline, Trimethoprime 및 Caffeine 제거특성

손희종(Hee Jong Son),황영도(Young Do Hwang),유평종(Pyung Jong Yoo) 大韓環境工學會 2009 대한환경공학회지 Vol.31 No.3

활성탄 재질별 유입수의 수온 및 EBCT 변화에 따른 의약물질 4종에 대한 생물분해율을 평가한 결과, 수온 및 EBCT가 증가할수록 의약물질 4종에 대한 생물분해율은 급격히 증가하였으며, 활성탄 재질별로는 석탄계 재질의 활성탄이 가장 우수한 생물분해능을 나타내었고, 다음으로 야자계와 목탄계 활성탄 순이었으며, 의약물질별로는 oxytetracycline이 가장 생물분해능이 큰 것으로 나타났으며, 다음으로 tetracycline, trimethoprime 및 caffeine 순으로 조사되었다. 의약물질 4종에 대해 석탄계 재질의 활성탄에서의 수온별(5~25℃) 생물분해 속도상수 및 반감기를 조사한 결과 oxytetracycline의 경우 생물분해 속도상수가 각각 0.0928 min-1에서 0.3954 min-1으로 증가하였고, 반감기는 7.47분에서 1.75분으로 감소하였다. 또한, caffeine의 경우는 생물분해 속도상수가 각각 0.0360 min-1에서 0.2146 min-1으로 증가하였고, 반감기는 19.25분에서 3.23분으로 감소하였다. In this study, The effects of three different activated carbon materials (each coal, coconut and wood based activated carbons), empty bed contact time (EBCT) and water temperature on the removal of pharmaceutical 4 species (oxytetracycline, tetracycline, trimethoprime and caffeine) in BAC filters were investigated. Experiments were conducted at three water temperature (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 BAC, increasing EBCT or increasing water temperature increased the pharmaceutical 4 species removal in BAC columns. In the coal-based BAC columns, removal efficiencies of oxytetracycline and tetracycline were 87~100% and removal efficiencies of trimethoprime and caffeine were 72~99% for EBCT 5~20 min at 25℃. The kinetic analysis suggested a first-order reaction model for pharmaceutical 4 species removal at various water temperatures (5~25℃). The pseudo-first-order reaction rate constants and half-lives were also calculated for pharmaceutical 4 species removal at 5~25℃. The reaction rate and half-lives of pharmaceutical 4 species ranging from 0.0360~0.3954 min-1 and 1.75 to 19.25 min various water temperatures and EBCTs, could be used to assist water utilities in designing and operating BAC filters.

산화공정에서의 Diclofenac, Ibuprofen 및 Naproxen의 제거특성 평가

손희종(Hee Jong Son),유수전(Soo Jeon Yoo),황영도(Young Do Hwang),노재순(Jae Soon Roh),유평종(Pyung Jong Yoo) 大韓環境工學會 2009 대한환경공학회지 Vol.31 No.10

본 연구에서는 염소, 오존 및 오존/과산화수소 산화공정에서의 의약물질 3종의 제거특성을 살펴본 결과 diclofenac과 naproxen은 쉽게 산화공정에서 제거가 가능한 것으로 나타난 반면 ibuprofen의 경우는 산화공정에서 제거가 어려운 것으로 나타났다. 오존 단독공정 보다는 오존/과산화수소 산화공정에서의 의약물질의 제거효율이 높았으며, H₂O₂/O₃ 비가 1 이상에서는 제거율의 상승이 둔화되었다. 염소, 오존 및 오존/과산화수소 투입농도별 의약물질 3종에 대한 산화분해 속도 상수와 반감기를 살펴본 결과 염소, 오존 단독 투입에 비하여 오존/과산화수소 공정에서의 산화분해 속도상수가 높게 나타났고, 반감기는 단축되었다. In order to evaluate a removal characteristic of diclofenac, ibuprofen and naproxen by oxidizing agents, Cl₂, O₃ and O₃/H₂O₂ are used as oxidants in this study. In case of that Cl₂ is used for oxidizing pharmaceuticals, ibuprofen is not removed entirely at Cl₂ dose range of 0.5~5.0 mg/L for 60 minutes, however, removal tendency of diclofenac and naproxen are so obviously at Cl₂ dose higher than 0.5 mg/L. In addition, as Cl₂ dose and contact time are increased, the removal rate of diclofenac and naproxen is enhanced. When O₃ is used as oxidizing agent, ibuprofen is not eliminated at O₃ dose range of 0.2~5.0 mg/L. On the contrary, 72~100% of diclofenac and 49~100% of naproxen are removed at O₃ dose of 0.2~5.0 mg/L. From experiments using O₃/H₂O₂ as an oxidant, we can find that O₃/H₂O₂ is much more effective than O₃ only for removal of diclofenac and naproxen. Moreover, the efficiency is raised according to increase of H₂O₂ dose, however, experiments using O₃/H₂O₂ show that oxidation of pharmaceuticals is less effective as H₂O₂ to O₃ ratio increased to above approximately 1.0. On reaction rate constant and half-life of diclofenac, ibuprofen and naproxen depending on Cl₂, O₃ and O₃/H₂O₂ dose, an oxidation of pharmaceuticals by Cl₂ and O₃ particularly has a comparatively high reaction rate constant and short half-life comparing O₃/H₂O₂. From above results, we can fine that diclofenac and naproxen can be easily eliminated in oxidation processes.

아미논산 성분에서의 염소 소독부산물 생성 특성

손희종 ( Hee Jong Son ),황영도 ( Young Do Hwang ),노재순 ( Jae Soon Roh ),유평종 ( Pyung Jong Yoo ),정철우 ( Chul Woo Jung ) 한국물환경학회 ( 구 한국수질보전학회 ) 2008 공동 추계학술발표회 Vol.2008 No.-

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.

BAC 공정에서 EBCT와 수온에 따른 HAA 제거 특성

손희종(Hee Jong Son),유수전(Soo Jeon Yoo),유평종(Pyung Jong Yoo),정철우(Chul Woo Jung) 大韓環境工學會 2008 대한환경공학회지 Vol.30 No.12

생물활성탄(BAC) 재질별 EBCT 및 수온변화에 따른 HAA 5종의 생물분해 특성을 조사한 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 본 연구에서 BAC에서 HAA 제거시 EBCT와 수온이 매우 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. EBCT와 수온을 증가시킬 경우 HAA의 제거율이 상승하였으며, 수온이 20℃ 보다 높을 경우 HAA의 제거능은 EBCT의 영향을 크게 받지 않는 것으로 나타났다. 하지만 수온이 5~10℃ 정도로 낮을 경우는 EBCT의 증가가 HAA의 제거율에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 활성탄 재질에 따른 BAC에서의 HAA 제거는 석탄계 재질에서의 생물분해능이 가장 높았고, 다음으로 야자계, 목탄계 순으로 조사되었다. HAA 5종에 대한 생물분해 속도상수와 반감기는 수온이 5℃일 때의 HAA 5종에 대한 생물분해 속도상수(k)와 반감기(t1/2)는 0.0373~0.1175 min-1, 반감기는 5.9~18.58분이었으며, 수온을 10℃와 20℃로 증가시켰을 때 5℃일 때와 반감기를 비교해 보면 1.5~7.9배로 감소되었다. 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 haloacetic acid (HAA) 5 species in BAC filters were investigated. Experiments were conducted at three water temperatures (5, 10 and 20℃) 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 BAC, increasing EBCT or increasing water temperature increased the HAA 5 species removal in BAC columns. To achieve an HAA removal efficiency 50% or higher in a BAC filter, the authors suggest 10 min EBCT or longer for 5℃ waters and 5 min EBCT for waters at 10℃ or higher. The kinetic analysis suggested a first-order reaction model for HAA 5 species removal at various water temperatures (5, 10 and 20℃). The pseudo-first-order reaction rate constants and half-lives were also calculated for HAA removal at 5, 10 and 20℃. The pseudo-first-order reaction rate constants and half-lives were also calculated for HAA 5 species removal at 5~20℃. The half-lives of HAA 5 species ranging from 0.75 to 18.58 min could be used to assist water utilities in designing and operating BAC filters for HAA removal.

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.

입상활성탄 재생온도에 따른 정수처리 효율 평가

김상구 ( Sang Goo Kim ),손희종 ( Hee Jong Son ),정종문 ( Jong Moon Jung ),류동춘 ( Dong Choon Ryu ),유평종 ( Pyung Jong Yoo ) 한국환경과학회 2015 한국환경과학회지 Vol.24 No.9

This study carried out continuous column test for estimating the regeneration efficiency with regeneration times and temperatures. More times regenerated granular activated carbon (GAC) has more ash in the GAC and has less apparent density. Two times regenerated GAC (2nd re-GAC) could removed the Trihalomethanes (THMs) in the water for the first two week after starting continuous column test, on the other hand five times regenerated GAC (5th re-GAC) did not have adsorption capacity. The THMs concentration in the effluent was almost equal or higher than that of influent at the first time of continuous column test. 2nd re-GAC showed much more DOC adsorption capacity than 5th re-GAC and the GAC which was regenerated with 700 ℃ had highest DOC removal efficiency among the GACs with 600, 700, 800, 900 ℃ regeneration temperatures. It is anticipated the cost of GAC regeneration could be saved more 100 million won by reducing the furnace temperature of 3rd~4th and 5th~6th about 150 ℃ compared to the current regeneration condition.

낙동강 하류 원수의 응집제 주입 자동화를 위한 Streaming Current Detector (SCD)와 Charge Analyzing System (CAS)의 평가

김상구(Sang-Goo Kim),손희종(Hee-Jong Son),이정규(Jeong-Kyu Lee),염훈식(Hoon-Sik Yeom),유평종(Pyung-Jong Yoo) 大韓環境工學會 2017 대한환경공학회지 Vol.39 No.4

본 연구에서는 낙동강 하류원수에 대한 응집제 주입율 자동화를 위해 stream current detector (SCD)와 charge analyzing system (CAS)의 적용성 비교·평가하였다. SCD 시스템을 이용한 경우, 원수 pH가 9.3에서 5.7로 낮아지면 pH 9.3에서 설정된 유동 전하값을 응집제 주입율로 사용할 수 없었고, pH 5.7에 맞는 유동 전하값의 재설정이 필요하였다. 원수의 pH 변화에 따른 SCD의 유동 전하값의 재설정을 하지 않을 경우, 후단의 모래여과 처리수 탁도가 증가하는 현상을 보였다. CAS 시스템의 경우는 원수 pH의 범위가 6.0~9.3의 범위일 때 polydadmac을 전하 중화제로 사용하는 것이 가능하였고, 고탁도 원수에도 poly-dadmac이 양호한 전하중화제로 평가되었다. 그러나 pH 5~11의 범위에서 polydadmac의 전하량은 거의 변화하지 않은 반면, 응집제로 사용되는 alum의 전하량은 6배 정도 차이가 발생하고, pH에 적합한 응집제 요구량을 보였다. 따라서 원수의 pH가 높은 경우는 전하 적정제로 정수장에서 사용하는 응집제를 직접 이용하는 것이 효율적이었다. This study was conducted to investigate the characteristics of the stream current detector (SCD) and charge analyzing system (CAS), which are well known as the automatic coagulant dosage determination instruments. When the SCD system was used, the current charge value set at pH 9.3 could not be used as the coagulant dosage when the pH of the raw water decreased to 5.7, and the current charge value corresponding to pH 5.7 was required to be reset. In case of CAS system, polydadmac is stable as a cationic titrant when the pH of the raw water ranged 9.3 to 6.0. And it was effective to use polydadmac as a cationic titrant for high turbidity water. The current charge of polydadmac was almost constant between pH 5 and 11, however, the difference in charge of alum is six times in this pH range. Therefore, when the pH of the raw water was changed, it seems that the coagulant used in the actual water treatment plant was as a good cationic titrant.