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      • KCI등재후보

        간헐식 흐름방식을 활용한 수직 · 수평 습지의 정화효율 평가

        주광진(Kwang Jin Joo), 이동민(Dong Min Lee), 김기중(Ki Jung Kim), 조용철(Yong Chul Cho), 장광현(Gwang Hyeon Jang), 최이송(I Song Choi), 오종민(Jong Min Oh) 응용생태공학회 2017 Ecology and resilient infrastructure Vol.4 No.3

        본 연구에서는 부영양화의 원인이 되는 질소와 인의 제거 효율을 향상시킬 목적으로 광물질을 활용한 여재를 이용하여 호기, 혐기의 흐름조건을 만들어주기 위한 수직·수평 흐름 인공습지를 고안하여 아크릴 반응조로 제작한 후 성능평가를 진행하였다. 수직·수평 흐름형 인공습지의 경우 호기 및 혐기조건을 평가하기 위해서 반응조 내 용존산소(DO) 농도를 측정해본 결과 호기상태에서는 2.7 ㎎/L, 혐기상태에서는 N.D로 확인되어 목적에 부합된 결과가 확인되었다. 실험결과에서는 SS 저감효과가 140 min, 80 min, 60 min의 운전시간에서 각각 94%, 91%, 61%의 효율을 보였고, T-P의 경우 각각의 운전시간에 따라 84%, 71%, 63%의 저감효율을 보였다. 또한 T-N의 경우 각각의 운전시간에 따라 63%, 49%, 42%의 저감효율을 보여 기존의 습지가 12~24 hr 체류시간을 가지는 것에 비하여 짧은 운전시간에도 높은 처리효율을 보이는 것으로 확인되었다. 본 연구에서는 수직·수평 흐름 방식을 복합 적용하여 기존 인공습지의 단점을 보완하기 위해 기술개발을 진행한 것으로 어떠한 기능적 효과를 갖는지 확인하였고, 향후 이에 대한 현장적용을 위한 운영 및 관리적 차원의 메커니즘 연구가 추가로 진행 될 필요가 있다. Nitrogen and phosphorus are key factors in causing eutrophication of water body. In this study, ceramics media was selected to increase the removal efficiency of nitrogen and phosphorus. We designed vertical, horizontal flow constructed wetlands to create aerobic and anaerobic flow conditions by using the media, then proceeded to performance evaluations after acrylic reactors were produced. In the case of vertical and horizontal flow constructed wetlands, we measured oxygen concentrations to evaluate aerobic and anaerobic conditions. we got the result of 2.7 ㎎/L in the aerobic condition, N.D in the anaerobic condition respectively, which suited our purpose. The result of the combined vertical and horizontal flow condition showed that the removal efficiency of SS was 94%, 91%, 61% at 140 min, 80 min, 60 min of running times, respectively, and the removal efficiency of T-P was 84%, 71%, 63% during each running time. In case of T-N, the removal efficiency was 63%, 49%, 42% during each running time. We found that the reactor exerted better removal efficiency when in the short time compared to 12 - 24 hr residence time of existing wetlands. In this study, we conducted experiments to explore functional effects after applying combined vertical and horizontal flow methods in the field. Further study will be carried out to identify its mechanism and administrative perspective.

      • KCI등재후보

        pH, 이온종류 및 농도, 퇴적물의 성분에 따른 하천 내 불소의 거동특성

        이동민(Dong Min LEE), 주광진(Kwang Jin Joo), 최이송(ISong Choi), 장광현(Kwang Hyeon Chang), 오종민(Jong Min Oh) 응용생태공학회 2018 Ecology and resilient infrastructure Vol.5 No.1

        하천에 유입된 오염물질은 다양한 환경 조건에 의하여 수체 및 퇴적물의 상호작용에 따라 수체의 수질에 영향을 미친다. 특히 최근 수체의 수리학적 체류시간이 상대적으로 긴 정체수역 내에서는 퇴적물의 축적량이 증가하고 있어 퇴적물과 수체 내에서의 물질적 거동특성 파악은 중요한 수질적 관점 요소이다. 본 연구에서는 하천 내 pH, 이온종류 및 농도, 퇴적물의 점토함량에 따라 불소의 거동이 어떻게 변화하는지 검토하기 위하여 경기도에 위치한 중소하천을 대상으로 조건별 실험을 실시하였다. pH에 따른 흡착 및 용출특성 실험결과, pH가 높을수록 불소의 흡착량이 감소하였고, 용출되는 불소량은 증가하는 경향을 나타냈다. 이온농도 및 종류에 따른 흡착 및 용출특성 실험결과, Cl<SUP>-</SUP>, SO₄<SUP>2-</SUP> 이온은 불소의 흡착능에 큰 영향을 주지 않는 것으로 나타났으나, 불소와의 활발한 이온경쟁효과를 지닌 OH<SUP>-</SUP>와의 반응에서는 흡착량이 줄고, 용출량이 늘었음을 알 수 있었다. 퇴적물의 성분에 따른 흡착 및 용출특성 실험 결과 상대적으로 입경이 작은 Silt와 Clay 성분이 많이 포함된 시료에서 불소의 흡착량이 많고 용출되는 불소량이 줄어드는 것을 알 수 있었다. 이는 수체의 환경조건이 퇴적물 내 불소의 흡착 및 용출에 크게 영향을 미치기 때문에, 퇴적물 내 불소를 적절하게 관리하기 위해서는 수체의 환경조건에 대한 이해가 선행되어야 한다는 것을 의미한다. Water quality is affected by the pollutants flowing into rivers since the interaction between water bodies and sediments in various environmental conditions. Especially, accumulation of sediments increases in the stagnant water areas due to a relative long hydrological retention time in the water bodies. Therefore, it is an important factor of water quality to understand characterization of the material behavior in water bodies and sediments. In this study, the objective of the conditional experiments was small and medium sized streams located in Gyeonggi-do. To estimate how the changes of fluoride behavior, depending on the pH, ion type, concentration, and clay contents. The pH results showed a trend that adsorption amount of fluorine decreased and the dissolution of fluorine increased following by pH increasing. The concentration and type of ions results showed that Cl<SUP>-</SUP> and SO₄<SUP>2-</SUP> ions had no significant effect on the adsorption ability of fluorine, the amount of dissolution was increased because OH<SUP>-</SUP> ion had active competition with fluorine in the reaction. The ingredient of sediment results showed that the amounts of fluoride adsorption and dissolution were reduced in samples, which contain relatively large amounts of Silt and Clay components. This means that the environmental conditions of water bodies greatly affect the adsorption and dissolution of fluoride in the sediments, so that proper management of fluoride in the sediments must precede an understanding of the environmental conditions of the water bodies.

      • Adphos 여재의 인 흡착특성과 식생 매트와 결합한 여과실험에 의한 효율

        김지아,주광진,최이송,장광현,오종민,Kim,,Ji,Ah,Joo,,Gwang,Jin,Choi,,I,Song,Chang,,Kwang,Hyeon,Oh,,Jong,Min 응용생태공학회 2016 Ecology and resilient infrastructure Vol.3 No.4

        본 연구에서는 여재와 식생을 결합한 수질정화기술에 적용된 여재의 흡착특성을 파악하고, 장기 여과실험에 따른 제거효율의 추이를 관찰하였다. 연구대상 여재는 Adphos이며 인산염 인 ($PO_4{^{3-}-P}$) 흡착특성 분석결과 Adphos는 Langmuir 흡착모델에 적합한 것으로 분석되었고 이 모델에 적용 시 인산염 최대흡착량 ($q_m$)은 1.162 mg/g 으로 산출되었다. 정화기술의 효율을 검증하기 위하여 Adphos의 두께를 400 mm로 충진한 실험실 규모 반응기를 제작하였다. 식생부는 노랑꽃창포 (Iris pseudacours L.)를 식재하였고 식물의 활착을 위한 기반재는 야자섬유 롤 (coir roll)을 사용하였다. 일일 8시간씩 71일간 여과실험을 지속한 결과 융복합형 반응기의 평균 제거효율은 SS, T-N, T-P 각각 94%, 41%, 64%로 나타났다. 실험 결과에 따라 정화기술의 성능이 우수한 것으로 사료되며, 부도기술의 장기 적용을 위한 유지관리방안 마련이 요구된다. The purpose of this study is to analyze phosphate adsorption characteristic of the filter media applied in water purification technology. And it is also to observe the removal efficiency of the technology that was developed by combining the purification abilities of filter media and the vegetation mat. The filter media, Adphos, is the subject of this study. The result of adsorption test shows that $PO_4{^{3-}-P}$ adsorption characteristics of Adphos is determined by the Langmuir isotherm model fitting and the $q_m$ (maximum adsorption amount) value is calculated as 1.162 mg/g. To verify the removal efficiency of the purification technology, a lab-scale reactor, including a 400 mm depth of filter bed filled by Adphos, was manufactured. Yellow flag Iris (Iris pseudacours L.) was planted on the vegetation bed and the coir-roll was used to fix the root of vegetation. The reactor ran 8 hours per day over 71 days, and the results of filtration experiment show that average removal efficiency of SS, T-N and T-P were calculated as 94%, 41% and 64% respectively. With these results, it was proved that the purification technology is highly effective. And for the long-time use, a maintenance guide is also required.

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