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      • KCI우수등재

        하천에 유입된 유독성 유기오염물의 농도분포를 예측하기 위한 수학적 모형의 개발: Dynamic simulations 및 민감도 분석

        고광백,Ko, Kwang Baik 대한토목학회 1992 대한토목학회논문집 Vol.12 No.2

        하천에 사고로 대량으로 유입된 유독성 유기오염물인 anthracene의 농도를 예측하기 위한 수학적 모형이 제안되었다. 이 수학적 모형은 물리적, 화학적 및 생물학적 반응을 고려한 6개의 미분방정식으로 구성되어 있으며, 5개의 입력변수와 9개의 반응계수를 포함하고 있다. 주어진 조건하에 제안된 수학적 모형을 대상으로 dynamic simulations와 민감도 분석을 수행한 결과 유입된 이 오염물의 농도를 검출한계내로 예측이 가능하였고, 용존 빛 부유고형물에 흡착된 이 오염물의 농도변화에 가장 큰 영향을 주어 가장 정확히 추정하여야할 주요 반응계수는 확산계수와 이동계수 및 흡착계수이었다. 이 연구에서 제안된 수학적 모형은 anthracene 뿐만아니라 이와 유사한 화학적 특성의 유기오염물의 경우에도 활용이 가능할 것으로 기대된다. A mathematical model was proposed to predict the fate of a priority organic pollutant, anthracene, accidently spilled into a stream. The model consists of 6 differential equations with 5 input variables and 9 rate constants. Volatilization, biodegradation, adsorption/desorption, photodegradation as well as the convective inputs and outputs are included in the model. As a result of a series of dynamic simulations and sensitivity analyses under the given conditions, the concentrations of the organic chemical could be predicted within a detection limit in the stream. It was also suggested that the rate constant for diffusion/transport and adsorption rate constant are the most influential ones for predicting the chemical conentrations in dissolved and particulate phase. The model proposed appears to be a useful tool for assessing chemical spills.

      • KCI우수등재

        활성슬러지 하수처리장 포기조내 산소 전달특성(α, β와 R)의 효율적 산정방안 개발

        고광백,최미영,Ko, Kwang Baik,Choi, Mee Young 대한토목학회 1994 대한토목학회논문집 Vol.14 No.4

        본 연구에서는 활성슬러지 하수처리장 포기조내 산소전달 특성 즉, ${\alpha}$와 ${\beta}$를 효율적으로 산정할 수 있는 측정 빛 추정방법을 개발하였다. 동일한 운영조건하에서 원통형 회분식 포기조 2 대를 제작 운영하여 상수와 포기조에서 채취한 혼합용액을 대상으로 동시에 unsteady state batch test를 수행하였고, 이와 동시에 호기성 미생물의 호흡으로 인한 용존산소 소모율도 추정하여 궁극적으로 ${\alpha}$와 ${\beta}$를 산정하였다. 연구대상 하수처리장의 경우에 합성호흡에 의한 용존산소 소모율은 평균 약 $17.96mg/(l{\cdot}hr)$이었고, 내생호흡에 의한 용존산소 소모율은 평균 약 $12.29mg/(l{\cdot}hr)$이었다. 아울러 ${\alpha}$는 0.65~0.95의 범위이었고, ${\beta}$는 0.88~0.93의 범위이었다. 이 값들은 통상적인 ${\alpha}$와 ${\beta}$의 범위이었고, 본 연구에서 개발된 측정 및 추정방법 또한 비교적 단순하고 용이하여 현장에서 산소전달 특성을 규명하는데 활용할 수 있으리라고 판단된다. The major objective of this study is to develop an effective method to estimate ${\alpha}$ and ${\beta}$ in an aeration basin at a conventional activated sludge wastewater treatment plant. A series of unsteady state batch tests were simultaneously performed with clean water and mixed liquor in two batch reactors under identical operational conditions. Oxygen uptake rates (OURs) of the mixed liquor were measured during the tests. The results show that the OURs due to synthesis respiration and endogenous respiration were averaged about $17.96 mg/(l{\cdot}hr)$ and about $12.29mg/(l{\cdot}hr)$, respectively. The corresponding ${\alpha}$ and ${\beta}$ were ranged between 0.65 to 0.95, and between 0.88 to 0.93, respectively. Based on the overall experimental results, the proposed experimental test method and the proposed method for determination of ${\alpha}$ and ${\beta}$ are found to be relatively simple and easy to use in evaluating the characteristics of aeration systems.

      • KCI우수등재

        An Investigation of the Causes of Filamentous Bulking at the Southerly Wastewater Treatment Plant in Columbus, Ohio

        고광백,로버트 엠 싸?스,Ko, Kwang Baik,Sykes, Robert M. Korean Society of Civil Engeneers 1987 대한토목학회논문집 Vol.7 No.3

        A series of bench scale activated sludge units were operated to find the causes of filamentous bulking(Schizothrix calcicola) at the Southerly Wastewater Treatment Plant. The results shows that the algal bulking problem is caused by the combination of fermented brewery waste and a low/high DO pattern in the aeration basin. The volatile fatty acids in the influent are not themselves the only cause of bulking but indicators of an unidentified substance that either suppresses zoogloeal growth or stimulates algal growth during low DO conditions, because the volatile fatty acids do not stimulate algal growth unless they are added to a sewage that already contains, some fermented brewery waste. 미국 오하이오주 콜럼버스시에 소재한 하수처리장(an conventional activated sludge treatment plant: 일 평균 처리 용량은 46.4 MGD)을 대상으로 filamentous bulking(Schizothrix calcicola)의 원인규명을 위한 연구가 수행되었다. 하수관거 및 하수처리장내에서의 실제 운영조건을 실험실에서 재현하기 위하여 주정폐수와 하수의 혼합액을 산화시키기 위한 산화조와 활성슬러지 처리조를 설치하여 산화조에서의 유출수를 활성슬러지 처리조에 유입수로 투입하였다. 실험결과로 sludge bulking의 주원인은 하수 관거내에서 혐기성으로 산화되어 유입원 주정폐수와 낮은 용존산소임이 밝혀졌다. 아울러 본 연구대상 하수처리장의 일차침전지에서 대량으로 검출된 volatile fatty acids는 sludge bulking의 지표일 뿐 유일한 원인이 아니며 주원인은 낮은 용존산소하에서 정상적인 슬러지의 성장을 억제하거나 혹은 filamentous microorganisms의 과대성장을 촉진시키나 아직은 그 실체가 규명되지 않은 유기물이라고 사료된다.

      • KCI우수등재

        A Mathematical Model for Prediction of the Fats of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Activated Sludge Processes : Steady State and Dynamic Simulation

        고광백,벌소폴맥,Ko, Kwang Baik,Berthouex, Paul Mac Korean Society of Civil Engeneers 1990 대한토목학회논문집 Vol.10 No.4

        본 연구에서는 활성슬러지 하수처리장에 유입된 PAHs의 일종인 anthracene을 대상으로 이의 농도분포, 물리적 혹은 생물학적 변환을 예측하기 위한 수학적 모형을 제안하였다. 이 수학적 모형은 유입 anthracene의 volatilization, biodegradation 및 adsorption/desorption과 같은 반응을 고려한 5개의 연립미분방정식으로 구성되어 있으며, 이들에는 7개의 kinetic rate constants와 18개의 input variables를 포함하고 있다. Steady state simulation의 결과 유입된 anthracene은 1차 침전지에서의 슬러지 배출로 인하여 약 33%가 포기조에서 발생한 volatilization에 의하여 약 61%가 제거되어, 총괄적인 anthracene의 제거율은 약 97%정도이었다. Dynamic simulation의 결과로 본 연구대상 system의 경우에 system이 steady state에 도달하는 시간은 약 160시간 정도로 예측되었다. 이와 아울러 본 연구에서 제안된 수학적 모형의 활용 가능성이 각종 simulation의 결과로 비교적 구체적으로 규명되었다. A mathematical model was proposed to predict the predominant reactions and transport pathways of anthracene in a conventional activated sludge wastewater treatment system. The model consists of five differential equations with seven kinetic parameters and eighteen input variables. Volatilization, biodegradation, adsorption/desorption as well as the convective inputs and outputs are included in the model. The steady state calculations showed that volatilization (61%) in aeration tank and the withdrawal of primary sludge (33%) were two major pathways for removal of anthracene from the system. The overall removal was about 97%. The system reached a practical steady state at about 160 hours via dynamic modeling. The proposed model can give plausible predictions of the fate of priority organic pollutants in activated sludge processes.

      • KCI우수등재

        퇴적된 저질토의 산소요구량(SOD)을 효율적으로 산정하기 위한 새로운 추정방법의 개발

        고광백,정연규,Ko, Kwang Baik,Choung, Youn Kyoo 대한토목학회 1993 대한토목학회논문집 Vol.13 No.2

        본 연구에서는 하천이나 호수의 저변부에 퇴적되어 있는 저질토로 인한 산소요구량 (SOD)을 효율적으로 산정할 수 있는 실험방법과 추정방법을 제안하였다. 이 방법을 청주시 인근 석남천 상류지점에 적용한 결과 저질토의 산소요구로 인하여 수체내 용존산소의 농도는 용존산소의 농도에 대하여 1 차 반응의 형태로 감소하였다. 본 연구에서 제안한 방법으로 추정한 SOD는 2.48 - 5.33 g $O_2/(m^2{\cdot}day)$의 범위로서 통상 오염된 하천에서의 SOD의 범위(1.5 - 10.0 g $O_2/(m^2{\cdot}day)$ 이내 이었고, 실험방법 및 추정방법 또한 비교적 단순하고 용이하여 현장에서 활용할 수 있음이 규명되었다. A mathematical formula and an experimental method were proposed to measure sediment oxygen demands (SODs) in streams and lakes. The SODs appeared to be the first order reaction with respect to dissolved oxygen concentration at the sampling points in the Suknamchun. The SODs estimated using the nonlinear regression analysis ranged from 2.48 to 5.33 g $O_2/(m^2{\cdot}day)$, which are fallen within the typical range (1.5 - 10.0 g $O_2/(m^2{\cdot}day)$ of the SODs in the moderately polluted streams. The proposed methods are found to be relatively simple and easy to use in estimating SODs in flowing or impounded waters.

      • KCI우수등재

        A Theoretical Relationship between Sludge Age and Sludge Recycle based on Mass Balances of Total Suspended Solids Contents in Conventional Activated Sludge Processes

        고광백,정연규,Ko, Kwang Baik,Choung, Youn Kyoo Korean Society of Civil Engeneers 1988 대한토목학회논문집 Vol.8 No.1

        활성 슬러지 하수처리장의 주요 Process Control Variables인 Sludge age와 Sludge recycle올 고려하여 폐슬러지의 유량 ($Q_w$)을 효과적으로 결정하기 위한 두가지의 식이 개발되었다. 아울러 반송 슬러지의 일부를 폐슬러지로 배출할 경우에는 우선 순환비 (R)를, 포기조내의 활성슬러지의 일부를 폐슬러지로 배출할 경우에는 2차침전지의 슬러지 침전효율($S_f$)을 정확히 측정하여 개발된 식을 이용하면 폐슬러지의 유량을 용이하게 산정할 수 있다는 사실이 Sensitivity analysis의 결과로 밝혀졌다. Two rational formulae depicting the relationships between sludge ages and recycle flow rates have been developed to determine sludge wasting volumes at a particular sludge age. A sensitivity analysis shows that the recycle ratio is the most important variable to be measured as accurately as possible in determining the sludge wasting volume to maintain a particular sludge age when the system is controlled by wasting recycled sludge. On the other hand, the final clarifier solids capturing capacity is the most important variable to be measured when the system is operated by wasting mixed liquor.

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