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천연조류제거제를 활용한 응집·부상 전처리공정의 기존 응집공정 대체 가능성
장여주,정진홍,임현만,장향연,김원재,Jang, Yeo-Ju,Jung, Jin-Hong,Lim, Hyun-Man,Chang, Hyang-Youn,Kim, Weon-Jae 대한상하수도학회 2017 상하수도학회지 Vol.31 No.1
In the coagulation/sedimentation (C/S) process of the water treatment process, the inflow of massive algal bloom causes many problems including fouling of filter media. This study was conducted to find out the way to remove the algae's harmful effects by addition of pre-treatment prior to C/S process. Many Jar-tests were conducted such as (1) ACF (Algae Coagulation Flotation) process using natural algae coagulant (Water $Health^{(R)}$), (2) ACF + C/S process and (3) C/S process with a variety of conditions using cultured algae. The average values of turbidity were (1) 0.42 NTU for ACF process, (2) 0.13 NTU for ACF + C/S process and (3) 0.25 NTU for C/S process. It was shown that the treatment efficiency of ACF process could get low turbidity results, and ACF + C/S process could achieve more efficient results than those of C/S process. Any negative effects of ACF process to the efficiency of C/S process were not observed in ACF + C/S process. In order to reduce the unfavorable effects of algae, it was found out that the introduction of ACF process in the forms of (1) ACF or (2) ACF + C/S could be one of the effective and alternative solutions.
장향연(Hyang-Youn Chang),정진홍(Jin-Hong Jung),임현만(Hyun-Man Lim),윤영한(Young H. Yoon),김석구(Seog-Ku Kim),김원재(Weon-Jae Kim) 한국산학기술학회 2014 한국산학기술학회 학술대회 Vol.2014 No.2
본 연구에서는 부영양화와 조류성장의 대표적 제한영양소인 인을 제거하기 위해 폐석회석을 활용한 수질정화소재를 개발하고자 하였다. 제조된 폐석회석 소재(YW)의 성능을 알아보기 위해 경기도 D하천의 하천수를 대상으로 체류시간 및 YW 투입량에 따른 수질변화를 분석하였다. YW 투입 후 체류시간에 따른 수질(pH, COD, T-N, T-P, PO₄-P)의 변화를 모니터링한 결과, 조건에 따라 T-P 또는 PO₄-P를 95% 이상 제거할 수 있는 것으로 확인되었다. 또한, YW 투입량을 저감한 조건에서는 체류시간이 길어질수록 인의 제거효율이 제고됨을 확인하였다.
장향연 ( Hyang-youn Chang ),박나리 ( Na-ri Park ),장여주 ( Yeo-ju Jang ),임현만 ( Hyun-man Lim ),정진홍 ( Jin-hong Jung ),김원재 ( Weon-jae Kim ) 한국수처리학회(구 한국수처리기술연구회) 2018 한국수처리학회지 Vol.26 No.5
The treatment efficiency of dissolved air flotation (DAF) process depends greatly on the operating characteristics of the microbubble generating system. In this study, the indices to compare and quantify the microbubble generation characteristics have been reviewed comprehensively such as ① representative size (㎛), ② number density distribution (counts/mL), ③ specific interfacial area (m2/m3), and ④ specific volume (ppm, v/v). A microbubble generating system utilizing saturation tank type, which has been most commonly applied in DAF processes, was fabricated on a pilot scale and the behavior of the above indicators was monitored while varying the conditions of operating pressure and flow rate. As a result, according to the operating pressure, the representative size increased until the operating pressure reached 3.5 kgf/cm<sup>2</sup>, and then decreased continuously as the preassure increased. Microbubbles in the range of 20 - 50 ㎛ were formed at the maximum with the condition of 3.5 - 4.5 kgf/cm<sup>2</sup>. The values of specific interfacial area and specific volume also showed the maximum at 3.5 - 4.5 kgf/cm<sup>2</sup>. For the operating flow rate, the representative size continuously increased with the increase of the flow rate. The specific interfacial area and specific volume reached their maximum values at the condition of 45 - 50 L/min. As a result of examining the indices of microbubble generation characteristics for a pilot scale generating system, it could be concluded that the applicability of the specific interfacial area and specific volume were better than that of the representative size and number density distribution.
정수장 유입조류 전처리를 위한 천연조류제거제(W.H.)의 최적주입농도 결정
장여주(Yeo-Ju Jang),정진홍(Jin-Hong Jung),임현만(Hyun-Man Lim),윤영한(Young H. Yoon),안광호(Kwang-Ho Ahn),장향연(Hyang-Youn Chang),김원재(Weon-Jae Kim) 대한환경공학회 2016 대한환경공학회지 Vol.38 No.9
하천과 호수의 부영양화로 인하여 남조류가 대량으로 증식하게 되면 고유의 생물독소로 인한 위해뿐만 아니라 정수처리 과정에서 경제적 손실을 야기할 가능성이 있다. 현재 상용화되어있는 천연조류제거제인 M사의 W.H. 응집제(이하 W.H.)는 참나무 유래 성분의 살조 및 타감작용을 이용한 응집․부상공정을 통하여 조류를 사전에 제거함으로써 정수공정에 미치는 영향을 효과적으로 저감할 수 있다. 그러나, W.H.를 활용한 응집․부상공정은 정수처리의 전처리공정으로 적용된 사례가 없기 때문에 최적주입농도의 결정기법에 대한 보고 또한 전무한 실정이다. 본 연구에서는 ① 한강에서 채취한 복합 조류와 ② 남조류를 선택적으로 대량 배양하여 광조건 하에서 W.H. 투여량 및 조류농도 등의 여러 조건을 변화시키면서 Jar-test를 시행하여 응집·부상공정에서의 조류의 제거기작을 검토하였다. Jar-test 결과를 바탕으로 IBM-SPSS를 활용한 다중회귀분석을 실시하여 최적 W.H. 주입농도를 결정하기 위한 Chl-a 농도와 탁도를 변수로 하는 두 가지 선형식을 도출하였다. 또한 유입수질의 변동에 따라 W.H. 주입농도를 신속하게 결정하고 자동화할 수 있는 자동제어 로직의 프로토타입(Prototype)을 제시하였다. Algal blooms of cyanobacteria (blue-green Algae) due to the eutrophication of rivers and lakes can cause not only the damage by its biological toxins but also the economic loss in drinking water treatment. The natural algae coagulant, a commercial product known as W.H. containing the algicidal and allelopathic material derived from oak, can control algal problems proactively through the coagulation・flotation process. However, because there have been no applications of the process for pre-treatment in drinking water plants, we could find no report on the optimum injection dose of W.H.. In this study, we have conducted several sets of jar-tests while changing W.H. dose and concentration of chl-a for ① Han-river samples and ② subcultured cyanobacteria samples, and monitored the removal mechanisms of algae intensively. Based on these jar-test results, two linear equations with variables of chl-a and turbidity have been deduced to predict the optimal W.H. dose after the multiple regression analysis using IBM-SPSS. Also, prototypes of automatic control logic have been suggested to inject the optimal W.H. dose promptly in response to the variation of water quality.
석회 기반 신소재(RePhos)를 활용한 all-in-one 정석인회수공정의 반응속도 및 제거효율 개선
장향연(Hyang-Youn Chang),임현만(Hyun-Man Lim),정진홍(Jin-Hong Jung),윤영한(Young H. Yoon),김석구(Seog-Ku Kim),김원재(Weon-Jae Kim) 한국산학기술학회 2015 한국산학기술학회 학술대회 Vol.2015 No.1
본 논문에서는 부영영화의 주된 원인인 인을 제거하기 위해 하수처리수 방류수 고도처리의 대안으로 새로운 정석인회수공법을 제안하고, 정석반응의 반응속도와 제거효율을 개선하고자 하였다. 정석재로 석회 기반 인회수 신소재 RePhos를 사용하였고, 시험수는 하수처리장 방류수 수준의 원수를 제조하여 실험을 진행하였다. RePhos 투입 후 반응시간에 따른 수질을 모니터링한 결과, 수온이 높을수록 처리효율이 개선됨을 확인하였고, 교반 및 폭기 등의 물리적 처리에 의해 반응속도와 처리효율이 제고됨을 확인하였다.
하수처리시설에서 인 회수공정의 도입 가능성에 대한 실증적 검토
박나리(Na-ri Park),장향연(Hyang-Youn Chang),임현만(Hyun-Man Lim),안광호(Kwang-Ho Ahn),김원재(Weon-Jae Kim) 大韓環境工學會 2017 대한환경공학회지 Vol.39 No.1
본 연구에서는 경기도 고양시 소재 I 수질복원센터의 공정별 유량과 총인(TP) 농도를 활용하여 2015년도 기준 TP 물질수지도를 작성하고, 이를 분석하여 하수처리시설에서 인(P)을 회수할 수 있는 최적의 단위공정을 실증적으로 선정하고자 하였다. 인 회수공정의 도입 가능성을 평가하기 위하여 유량, TP농도, TP부하량 및 SS에 대한 정량적 지표를 제안하는 한편, 이를 I 수질복원센터에 적용하였다. 또한 I 수질복원센터의 탈수여액을 대상으로 인 회수공정의 도입 가능성에 대한 기초실험을 실시하였다. TP 물질수지를 분석한 결과, 하수처리장 유입수에 비해 유량은 1/16로 적지만 TP농도는 약 78배, TP부하량은 4.8배에 달하는 반류수 계통을 대상으로 인을 회수하는 것이 하수처리시설 전체의 TP부하를 저감하는데 유효한 것으로 나타났다. 반류수 계통의 단위공정들을 대상으로 본 연구에서 제안한 정량적 지표를 활용하여 인 회수공정의 도입 가능성을 상세히 평가한 결과, (잉여농축조 상징액+잉여저류조 월류수) 또는 탈수여액이 적합한 것으로 나타났다. 한편, TP농도가 141.5 mg/L에 달하는 탈수여액을 대상으로 결정화에 의한 인 회수 기초실험을 실시하였다. 탈수여액의 pH를 10으로 조정한 후 칼슘이온(Ca<SUP>2+</SUP>)을 각각 250, 500, 1000 mg/L씩 주입하여 완속교반을 실시하였다. 기초실험 결과 탈수여액 중의 PO₄-P 및 TP를 95% 이상 제거할 수 있는 것으로 나타나 인 회수공정의 도입 가능성이 확인되었다. In this study, we have made the annual total phosphorus (TP) mass balance diagrams for I wastewater treatment plant by utilizing the data of flow rate and TP of each process and tried to choose the optimum unit process empirically for phosphorus recovery. For the applicability evaluation, we have suggested several quantitative indices of flow rate, TP concentration, TP load and SS. Based on the analyses of TP mass balance, it became clear for reducing TP load of the wastewater treatment plant that it is efficient to recover phosphorus from the side stream in which the amount of flow rate is just 1/16, but TP concentration and load are 78 and 4.8 times larger than those of the influent of the plant. After the detailed applicability evaluation for the side stream, it could be concluded that the unit process of waste activated sludge thickener supernatant or dehydration filtrate are appropriate. Meanwhile, we did fundamental experiments utilizing the dewatering filtrate with TP concentration of 141.5 mg/L. After adjusting pH 10 and Ca<SUP>2+</SUP> concentration 250, 500, 1000 mg/L, it was stirred slowly. As a result, the PO₄-P and TP removal efficiencies were above 95 percent; the results of the experiment imply the applicability of phosphorus recovery process in a wastewater treatment plant strongly.