점오염원 질소관리 정책강화 타당성 평가

안종호,한대호,조주혜,김수빈,이상민 한국환경정책평가연구원 2018 기본연구보고서 Vol.2018 No.-

질소(nitrogen)는 대기, 육상, 물, 생태계를 통해 순환한다. 특히 수중에 질소 농도가 증가하면 녹조, 적조 등의 부영양화를 일으켜 수질이 악화되고 사람 및 수생태계에 독소를 유발하고 어류폐사의 원인이 되기도 하며, 이로 인한 정수 및 하수 처리 비용을 증가시키는 등의 사회·경제적인 문제로 이어져 질소처리에 대한 관리가 중요하다. 특히, 다양한 국외의 연구 결과를 살펴보면 인(phosphorus)과 함께 질소 관리가 병행되어야 녹조 및 남조류의 증식을 궁극적으로 제어 할 수 있음을 제시하고 있으나, 국내 공공수역의 수질관리 정책은 녹조 발생 및 부영양화를 제어하기 위한 주요 제한요소로서 인 농도 위주의 관리가 추진되어 왔으며, 이에 따라 질소 관리는 다소 소극적이었다. 최근의 국가 계획 및 관련 정책연구를 살펴보면 「2050 하수도 정책비전 마련을 위한 연구(2012)」, 「하수처리시설 시설기준 선진화 계획수립연구(2013)」, 「공공수역 영양물질 오염도 평가 및 관리 로드맵 마련연구 (2014)」, 『제2차 국가하수도종합계획(2015)』, 「대권역 물환경관리계획 수립연구(2017)」 등에서 질소관리 정책강화의 필요성과 강화방안 등을 제시하고 있으나 실질적인 이행이 이루어지지 못하고 있는 상황이다.국내의 질소 배출특성을 파악하기 위해 기존의 질소 물질수지 연구 결과와 『대권역 물환경관리계획(2017)』의 조사 자료를 바탕으로 국내 질소 유입량과 배출량 현황을 확인하였다. 2014년 기준 국내의 연간 질소 유입, 유출량은 각각 602만톤, 136만톤으로, 유출량 중 대기 배출이 59.8%로 가장 크고, 그 다음으로 하천 및 해양으로 배출되는 질소의 양이 12.0%를 차지하였다. 하천으로 배출되는 질소량 중에는 도시의 하수처리 및 비점오염원에서 배출되는 양이 전체의 36.7%를 차지하고 있어 중점 관리가 필요함을 보였다. 오염원별 질소 배출부하량을 살펴보면 토지계의 배출양이 가장 높고, 다음으로 생활계, 축산계, 산업계 순으로 조사되었다. 특히, 토지계는 대부분 비점오염원의 형태로 발생하며, 생활계는 점오염원이 대부분을 차지하고 있어 각 오염원 특성에 맞는 관리가 필요한 것으로 나타났다.전국오염원조사자료(’15년 기준)를 활용하여 점오염원에서 배출되는 질소부하량 분포특성을 살펴보면, 처리시설용량 500m³/일 이상의 공공하수처리시설에서 전체 질소배출량의 89.5%로 상당한 비중을 차지하고 있어 공공하수처리시설에 대한 관리가 우선적으로 시행될 필요가 있음을 나타내었다. 또한, 방류지역 별로 구분하여 살펴보면 제 Ⅲ지역에서 가장 높은 배출량을 나타내고 있으며, 공공 하·폐수처리시설에서 발생되는 전체 질소 배출량의 21%가 해안으로 직접 방류되고 있다.공공수역의 질소 오염정도를 하천과 호소, 지하수, 해양으로 구분하여 살펴보았다. 우선 호소에 마련된 총질소 환경기준을 토대로 49개의 주요 호소에 대한 평가 결과 모두 목표를 달성하지 못하는 것으로 나타나 관리 개선이 시급한 것으로 평가된다. 2007~2017년까지 수질측정망 자료를 활용하여 하천의 질소 경향을 살펴보면, OECD 회원국들과 비교하여 국내 하천의 질산성 질소 농도는 상대적으로 높으며 총질소의 오염도는 감소추세에서 최근 정체 경향을 보이고 있어 질소에 대한 지속적인 저감이 필요한 것으로 파악되었다. 이는 지류의 질소오염원관리 미흡과 함께 배출 특성에 따라 영향을 받는 것으로, 낙동강 본류구간 사례를 살펴보면 하류로 갈수록 질소농도가 높아지는 경향이 뚜렷하여 적정한 수준으로 처리가 되지 않은 오염된 지류의 유입에 기인한 것으로 파악된다.지하수에 대한 질소의 오염실태를 조사한 결과, 질산성질소의 수질기준 초과 횟수가 지속적으로 증가하는 것으로 나타나, 지표수와 수리적으로 상호 연계되어 있는 지하수의 특성을 고려하여 지표수 및 지하수 모두 질소오염원 관리가 필요함을 확인하였다. 또한 해양의 경우, 모든 점오염원 시설에서 배출되는 오염 부하 중 해안으로 직접 배출되는 부하량이 전체질소 배출부하의 22.2%에 달하며, 이는 적조의 발생에 영향을 미친다. 그러므로 유해성 적조의 발생빈도를 저감시키기 위해서 육상에서 기인된 질소오염원의 관리가 함께 수행될 필요가 있다.점오염원에서 가장 큰 질소 배출원인 공공하수처리시설 방류수의 총질소 기준은 2001년 60mg/L에서 20mg/L로 강화된 후 현재까지 유지되고 있다. 이는 2012년에 인의 기준이 10배 강화된 것과는 매우 대조적이다. 한편, 처리시설별 방류수의 질소 측정값의 누적확률 분포를 확인한 결과, 현행 방류수 수질기준에 맞추어 처리시설 운영을 최적화하고 있는 것으로 판단된다. 이에 반해 일본, 미국 등 주요 선진국의 질소 관리 규제를 살펴보면, 각 나라마다 지역특성, 기술수준, 규제제도에 따라 방류수기준이 상이하지만 공통적으로 최적기술을 도입하여 우리나라 질소기준보다는 보다 강화된 수준의 처리를 하고 있다.점오염원의 질소관리 강화의 타당성을 평가하기 위해서 낙동강 본류구간에 대해 수질모델을 통해 질소수질기준 강화 시나리오의 효과를 평가하였다. 일률적으로 총질소 농도를 10mg/L이하로 낮출 때 공공수역의 질소농도가 일부 감소하는 것으로 모의되어 점오염원의 질소규제 강화가 공공수역의 수질개선에 기여되는 것으로 나타났다. 또한 다양한 외국 사례분석을 통해 기술적으로 총질소 3~10mg/L 수준까지 처리가 가능한 것으로 평가된다. 현재 운영 중인 전체 625개 시설을 대상으로 방류수 수질기준을 총질소 15mg/L로 강화할 경우, 수질기준 초과율은 1.3%로 현재 처리 수준에서는 무리가 없으나, 10mg/L로 강화 시에는 수질기준 초과율은 24.5%로서 많은 시설의 개량이 필요한 것으로 나타났다. 수질기준이 초과된 시설에 대한 대략적인 개량비용은 최대 2조 6천억으로 추산되며, 수질민감 지역에 대해 우선 투자하는 단계별 개량을 추진하는 것이 최소 2천억 내외로 비용을 크게 줄일 수 있을 것으로 판단된다.현행 방류수 및 배출허용기준과 같은 규제기준을 강화하기 위해서는 크게 2개의 부문으로 구분하여 단계별로 진행될 필요가 있다. 첫째, 공공수역의 질소 환경기준에 대한 설정이 선행되어야 하며 질산성 질소 등 질소의 형태별 관리도 함께 수반되어야 한다. 이를 통해 각 수계별, 하천별 특성을 고려한 하천의 질소 목표를 설정하고 우선 관리가 필요한 중점지역을 선정하여 단계별로 질소와 인이 동시에 효과적으로 관리되도록 하여야 한다. 둘째, 점오염원 중 우선적으로 질소배출 기여도가 높은 공공하수처리장의 방류수에 대한 질소기준을 합리적으로 조정하도록 한다. 하수처리장의 방류수 기준은 공공수역의 특성과 유량, 처리시설의 기술여건을 고려하여 최적의 관리가 될 수 있도록 기준이 마련되어야 한다. 이를 위해서 동절기 및 해안 지역 등 질소처리에 영향을 미치는 다양한 요인을 검토하여 투입되는 비용을 줄이고 시설변경 및 설치를 최소화할 수 있도록 시범사업 등을 수행하여 최종적인 타당성을 검증할 필요가 있다. 또한 질소처리 강화시 발생할 수 있는 문제들을 검토하고 제거 효과를 높일 수 있는 기술과 기법이 마련되어 현장에서의 제도 순응도 향상과 조기정착을 유도할 필요가 있다.이러한 기본적인 개선방향 이외에 이미 공공수역 수질개선 및 공공하수처리장 관리 등을 위해 수행되고 있는 제도와의 연계를 통해 시너지 효과를 유도하여야 한다. 우선적으로 각 유역별 특성을 고려한 맞춤형 방류수기준이 설정 가능한 유역하수도계획과 연계하여 질소관리에 대하여 검토하고 유역하수도 사업이 실제 진행되는 곳에 적용하여 그 효과와 적용타당성을 검토하여야 한다. 또한 비점오염원에 배출되는 질소를 관리하기 위해서는 총량대상물질로 총질소를 설정하고 이미 갖춰진 질소 원단위와 부하량 산정방법을 이용하여 각 오염원별 삭감계획 마련과 저감을 활성화 하도록 해야 한다. 이와 함께 보다 최적의 기술을 마련하고 대응하기 위하여 하·폐수처리수의 재이용 부문에 대한 지속적인 연계 관리가 수행되어 보다 큰 저감이 이루어지도록 해야 한다. 폐수배출시설 등에 대한 관리를 위해서 배출영향 분석 부분과 연계하여 효과적인 질소관리와 함께 사업장별 맞춤형 질소 허가배출기준이 설정되어 관리될 필요가 있다.질소관리는 다양한 비점오염원 관리제도와 연계하여 전체적인 오염원 관리측면에서 이루어져야 하며, 점오염원에 대해서는 기초 환경시설 관리의 합리화를 기반으로 단계별 우선순위에 따라 관리가 이루어져, 최소한 총인과 같은 수준의 효과를 나타낼 수 있도록 적극적인 정책방향의 설정이 필요하다. Nitrogen circulates through the atmosphere, land, water, and ecosystems. Especially, when the concentration of nitrogen in water is increased, it causes eutrophication such as green tide and red tide, deteriorating water quality, toxins to human and aquatic ecosystem, and fish mortality. This ultimately leads to socioeconomic problems such as increasing water purification and sewage treatment costs to minimize the effect of nitrogen pollution. In particular, the previous studies show that nitrogen management together with phosphorus can ultimately control the growth of green algae and cyanobacteria. Recently, the need for strengthening of nitrogen management is presented in national plans and related policy research such as “2050 Sewer Policy Vision (2012)”, “Roadmap for Evaluating and Management of Pollutants in Public Water (2014)”, “The Second National Sewerage Comprehensive Plan (2015)”, “National Water Environment Management Plan (2017)”. However, the water quality management policy in the public waters has been promoted mainly as limiting factor for control of the occurrence of green algae and eutrophication, and thus the nitrogen management has been somewhat passive.The domestic nitrogen inflow and emission status are surveyed based on the results of the previous nitrogen mass balance study and the analysis data of the “National Water Environment Management Plan(2017)”. As of 2014, annual domestic nitrogen inflow and outflow were 602,000 tons and 1.36 million tons, respectively. The largest amount of outflow was air (59.8%), followed by nitrogen (12.0%) from rivers and the ocean. The amount of nitrogen discharged into the rivers accounted for 36.7% of the total sewage treatment and nonpoint pollution sources in the city. Nitrogen emission loads by pollutant sources are highest in the land area, followed by living system, livestock, and industry. Especially, the land system is mostly nonpoint pollution source, and most of the point pollution source is in the living system, and it is necessary to manage according to the characteristics of each source.Nitrogen emission from point pollution sources was identified using national pollution survey data ('15). The public sewage treatment facilities with a capacity of 500m³/day or more accounted for 89.5% of total nitrogen emissions, indicating that management of public sewage treatment facilities needs to be implemented first. In addition, by discharge region, it shows the highest amount of emissions in Region III, and 21% of the total nitrogen emissions from the public and wastewater treatment facilities were directly discharged to the coast.Nitrogen contamination is investigated in public waters such as river, lake, groundwater, and ocean. First, based on the total nitrogen standard set at the lake, it is estimated that 49 major lakes are not achieving all of the targets, so management improvement is urgent. Compared with OECD member countries, the nitrate concentration of domestic rivers is relatively high and the pollution degree of total nitrogen is showing a tendency to stagnate recently from decline trend, so it is necessary to continuously reduce nitrogen pollution. This is due to the insufficient management of the nitrogen source of tributaries and the influence of the emission characteristics. In the mainstream section of the Nakdong River, it is evident that the nitrogen concentration tends to increase toward the downstream, which is due to the influx of polluted tributaries.It was also found that the number of exceeding the water quality standard of nitrate nitrogen continuously increased, and it is necessary to manage the source of nitrogen pollution in both surface and groundwater considering the characteristics of groundwater interacting with the surface water respectively. In the case of the ocean, the pollutant load discharged from all point source facilities directly to the coast is 22.2% of the total nitrogen discharge load, which affects the occurrence of red tide. Therefore, it is necessary to manage the source of nitrogen pollution originating from the land to reduce the incidence of hazardous red tides.The total nitrogen standard of effluent discharged from the public sewage treatment facility, which is the largest source of nitrogen in point pollution sources, has been strengthened from 60mg/L to 20mg/L in 2001 and is maintained until now. This is in stark contrast to the ten-fold increase in the standard of phosphorus beings in 2012. On the other hand, the cumulative probability distribution of nitrogen measured values of effluent water according to the treatment facilities was confirmed that the operation of the treatment plant is optimized in accordance with the water quality standard of the effluent water. On the other hand, according to the regulations of nitrogen control in major industrial countries such as Japan and USA, the discharge standards are different according to regional characteristics, technology level, and regulatory system in each country but by introducing best available technology in common.In order to evaluate the feasibility of reinforcing nitrogen management of point pollution sources, we evaluated the effect of strengthening scenarios of nitrogen quality standard in the main stream section of Nakdong River using water quality model. When the total nitrogen concentration was lowered to 10mg/L or less uniformly, it was concluded that the nitrogen concentration in the public waters decreased to some extent, so that the strengthening of the nitrogen regulations of the point pollution sources contributed to the improvement of the water quality in the public waters. In addition, it is estimated to be technically possible to treat up to 3~10mg/L of total nitrogen based on various case analysis. When the effluent total nitrogen standard is enforced to 15mg/L, the standard excess rate of total 625 facilities in operation is 1.3%, which is not unreasonable at present treatment level, but at 10mg/L, the water quality standard excess rate was 24.5%, suggesting that many facilities need improvement. The approximate remodeling costs for facilities exceeding water quality standards are estimated at up to 2.6 trillion won, and it is expected that the step-by-step improvement of the priority investment in the water-sensitive area can reduce the cost by at least 200 billion won.In order to strengthen the regulation standards such as current effluent and discharge allowance standards, it is necessary to divide into two strategies and proceed step by step. First, the establishment of the environmental standard of nitrogen in the public waters should be preceded and the management of the nitrogen type such as nitrate nitrogen should be accompanied. It is necessary to set the nitrogen target of the stream considering the characteristics of each water system and stream, and to select the key areas requiring priority management, so that the nitrogen and phosphorous are managed effectively together. Second, the nitrogen standard for the effluent of the public sewage treatment plant, which has a high contribution to nitrogen emission, should be rationally adjusted among the point pollution sources. The criteria for the effluent standards of the sewage treatment plant should be set up to ensure optimum management considering the characteristics of the public waters, the flow rate, and the technical conditions of the treatment facilities. To do this, it is necessary to examine the various factors influencing nitrogen treatment, such as winter season and coastal area, to verify the final feasibility by carrying out a pilot project to reduce the input cost and minimize the facility change and installation. In addition, it is necessary to review the problems that may arise during the enhancement of nitrogen treatment and to provide techniques for enhancing the elimination effect, so as to improve institutional compliance and early settlement in the field.In addition to these basic improvements, synergy effects should be induced by linking with the system already being implemented to improve water quality in the public waters and to manage the public sewage treatment plant. It is necessary to examine the nitrogen management in conjunction with the watershed sewer plan that can set customized effluent standards considering the characteristics of each watershed first and apply it to the place where the watershed sewer project is actually proceeding to examine the effect and applicability. In addition, in order to manage nitrogen emitted from non-point sources, it is necessary to set the total nitrogen as the total amount of the target substance and activate the reduction plan and reduction plan for each pollutant source by using the existing nitrogen amount and load calculation method. At the same time, it is necessary to carry out continuous linkage management for reuse of the wastewater to achieve greater reduction with more optimal technologies. Effective customized nitrogen permit emission standards for each workplace need to be established and managed in conjunction with the emission impact analysis part. Finally, overall nitrogen sources should be managed in conjunction with various nonpoint source management systems. Nitrogen should be managed according to the priority of the stage based on the rationalization of the basic environmental facility management, so that at least the same level of effect as the total phosphorus can be achieved.

장기운영을 통한 친환경 수처리 기술의 하천수 수질개선 효율 평가

한소정 ( Han So Jeong ),김병군 ( Kim Byung Goon ),김동섭 ( Kim Dong Sup ),강석형 ( Kang Suk Hyung ),이선주 ( Lee Sun Ju ),유혜원 ( Yu Hye Weon ),조유진 ( Jo Yu Jin ),김홍석 ( Kim Hong Suck ) 한국수처리학회(구 한국수처리기술연구회) 2021 한국수처리학회지 Vol.29 No.3

Eco-friendly water treatment technology is emerging as a countermeasure to improve the quality of river water and source water. Among various eco-friendly water treatment technologies such as subsurface flow (SSF) and surface flow (SF) wetlands, vertical flow constructed wetland (VFCW) which is one of the SSF wetland is being used in the Netherlands as post-treatment for decentralized sewage treatment plants due to greater cold tolerance than general SF wetlands. In addition, SSF wetlands are less affected by seasonal water temperature fluctuations than SF wetlands, so they have the advantage of providing stable water treatment. In this study, an eco-friendly water treatment test-bed was installed for evaluation of applicability on river water (Yeongsan river water) at near Seung-chon weir and was operated for more than one year. A VFCW with 0.4 m/d showed excellent treatment efficiency of 83.8% turbidity 83.8%, SS 95.6%, BOD 93.6%, and T-P 73.7% and showed low treatment efficiency of 33.8% TOC and 31.0% T-N. At 1m/day, the treatment efficiency was similar to 0.4m/day. However, in the case of 2m/day or more, the treatment efficiency tended to decrease somewhat as the filtration speed increased. In the seasonal evaluation, there was little change in treatment efficiency by season in most of the water quality items except for T-N. As a result of organic material characterization, the proportion of non-degradable organic matter in both accounted for most of 74.4~81.4%, resulting in a low treatment efficiency of about 5.7%.

새만금 담수 활용을 위한 요구수질별 최적의 수처리 방안 연구

최경숙,이광야 경상대학교 농업생명과학연구원 2012 농업생명과학연구 Vol.46 No.2

This study was aimed at providing optimal water treatment processes based on various required water quality for utilization of the Saemangeum lake water as water supply alternatives to this area. Various water treatment methods were considered for investigation there characteristics, pollution removal rate, pros and cons in order to select appropriate water treatment processes satisfying the required water quality for different purposes. As results, the FDA system for SS, turbidity, BOD removals, UV treatment for coliform, BOD removals, FNR process for T-N, T-P removals, and ECRS process for desalination purpose were found to be better methods in senses of removal efficiency, operation and maintenance. Case studies were provided with cost analysis for field applications in the Saemangeum area. 새만금 지역의 담수수자원의 활용과 고부가가치 창출을 위해 새만금 담수호를 활용한 요구수질별 용수공급을 위한 최적의 수처리 시스템을 선정하고 이에 대한 비용분석을 통해 요구수질별 담수수자원의 활용방안을 제시하고자 하였다. 다양한 수처리 기법들의 종류, 주요 특성 및 오염인자 제거효율, 공법의 장단점 등의 비교분석을 통해 수질오염인자별 유리한 처리공법을 제시하였으며, 최적의 수처리시스템을 도출하여 새만금 지역 내 요구수질별 수처리 비용을 분석하였다. 연구결과를 통해 SS(Suspended Solid), BOD(Biochemical Oxygen Demand), 탁도 제거를 위해 FDA(Filter Disinfection Adsorption)여과기, 대장균 제거를 위한 UV(Ultra-Violet)처리공정, T-P(Total Phosphorus), T-N(Total Nitrogen) 제거를 위한 FNR(Ferrous Nutrient Removal)공법, 그리고 저농도 염처리 공정을 위해 전기투석법이 유리한 공법으로 조사되어 최적의 수처리시스템의 요소기술로 각각 선정되었다. 각 요구수질별 선정된 수처리공정에 따른 비용분석과 적용사례를 제시하여 새만금지역 담수 활용도를 높이고 부족한 상수원 해결의 대안으로 적용할 수 있을 것으로 사료된다.

상수처리과정 중 제초제 molinate의 제거

박주황,박종우,김종수,김장억 한국농화학회 2002 Applied Biological Chemistry (Appl Biol Chem) Vol.45 No.3

수도용 제초제로 널리 사용되는 molinate는 물에 대한 용해도가 매우 크기 때문에 상수원수로 유입될 가능성이 있다. 상수원수에 molinate가 유입되었을 경우 상수 처리 과정 중에서의 제거 효율을 알아보기 위하여 본 연구를 수행하였다. 상수처리과정중 응집제로 poly aluminium chloride(PAC)를 사용하였을 경우에는 molinate는 거의 제거되지 않는 것으로 나타났다. 소독제로 NaCIO를 사용한 염소처리과정에서는 4시간까지 염소투입량을 증가시켜줌에 따라서 20.0%~39.8%의 제거율을 나타내었다. 고도정수처리과정에 해당되는 경우는 입상활성탄의 첨가량을 달리 하였을 때 30분의 접촉시간이 지난 후 90%이상의 제거효율을 나타내었으며, 1시간 후에는 완전히 제거되는 것으로 나타났다. 활성탄의 형태에 따른 제거효율은 비표면적이 더 넓은 분말활성탄이 입상활성탄을 사용하였을 때보다 더 높게 나타났다. 고도정수처리과정인 오존접촉과 활성탄처리과정을 연속적으로 행한 결과 비교적 짧은 처리 시간에도 불구하고 93.9%~100%제거되었다. 상수처리의 각 과정별 molinate의 제거율을 계산하여 모식화한 결과 전체 system에서의 효율은 99.5%로 나타나 수중 molinate의 제거에 상당히 효율적인 것으로 나타났다. Molinate, a thiolcarbamate herbicide widely used for control weeds in paddy soil, has been suspected for a possibile transpotation into surface water due to its relatively high solubility in water. This study was performed to know that how much molinate could be removed during treatment processes for drinking water. The removal efficiency of molinate in water was negligible in treatment process of polyaluminium chloride for coagulation.Molinate was gradully decreased up to 60.2% during contact time of 4 hours when chloride, an disinfectant used in water treatment system was treated. And in an hour treament of ozone, molinate removal ranged 28.9%~58.2% However by treatment system of granular activated carbon, molinate was removed 93.9 to 100% at all concentrations used with a range of concentrations of granular activated carbon treated. The removal efficiency of whole system simulated with removal efficiencies of molinate in each step of treatment processes was 99.5%. Therefore, if molinate happen to come into water treatment facilities,it could be removed effectively through the treatment processes.

새만금 담수 활용을 위한 요구수질별 최적의 수처리 방안 연구

최경숙,이광야 경상대학교 농업생명과학연구원 2012 농업생명과학연구 Vol.46 No.2

새만금 지역의 담수수자원의 활용과 고부가가치 창출을 위해 새만금 담수호를 활용한 요구수질별 용수공급을 위한 최적의 수처리 시스템을 선정하고 이에 대한 비용분석을 통해 요구수질별 담수수자원의 활용 방안을 제시하고자 하였다. 다양한 수처리 기법들의 종류, 주요 특성 및 오염인자 제거효율, 공법의 장단점 등의 비교분석을 통해 수질오염인자별 유리한 처리공법을 제시하였으며, 최적의 수처리시스템을 도출하여 새만금 지역 내 요구수질별 수처리 비용을 분석하였다. 연구결과를 통해 SS(Suspended Solid), BOD(Biochemical Oxygen Demand), 탁도 제거를 위해 FDA(Filter Disinfection Adsorption)여과기, 대장균 제거를 위한 UV(Ultra-Violet)처리공정, T-P(Total Phosphorus), T-N(Total Nitrogen) 제거를 위한 FNR(Ferrous Nutrient Removal)공법, 그리고 저농도 염처리 공정을 위해 전기투석법이 유리한 공법으로 조사되어 최적의 수처리시스템의 요소기술로 각각 선정되었다. 각 요구수질별 선정된 수처리공정에 따른 비용분석과 적용사례를 제시하여 새만금지역 담수 활용도를 높이고 부족한 상수원 해결의 대안으로 적용할 수 있을 것으로 사료된다. This study was aimed at providing optimal water treatment processes based on various required water quality for utilization of the Saemangeum lake water as water supply alternatives to this area. Various water treatment methods were considered for investigation there characteristics, pollution removal rate, pros and cons in order to select appropriate water treatment processes satisfying the required water quality for different purposes. As results, the FDA system for SS, turbidity, BOD removals, UV treatment for coliform, BOD removals, FNR process for T-N, T-P removals, and ECRS process for desalination purpose were found to be better methods in senses of removal efficiency, operation and maintenance. Case studies were provided with cost analysis for field applications in the Saemangeum area.

친환경 수처리 기술을 이용한 하천 및 원수 수질 개선 연구

이민지,김홍석,김지연,정관호 한국수처리학회 2022 한국수처리학회지 Vol.30 No.6

In this study, the use of an infiltration constructed wetland (ICW) as an eco-friendly water treatment technology for improving the quality of raw water and river water was evaluated using a full-scale test-bed built in the upper reaches of the old Seung-chon weir river channel. The average removal efficiency for the biochemical oxygen demand, suspended solids, and total phosphorus over three years was 86.8%, 96.6%, and 83.1%, respectively. However, the removal efficiency for total organic carbon and total nitrogen was relatively low, which is thought to be due to the characteristics of the influent. The general water quality constituents (BOD, SS, T-N and T-P) were not significantly different in winter when the water temperature was lower, indicating that stable water treatment over all four seasons was possible. In addition, biopolymers, humic substances, and building blocks of influent (Yeongsanriver) were able to be removed, illustrating that ICWs can be used as an effective eco-friendly water treatment technology to improve the quality of raw and river water. The removal efficiency for heavy metals, pesticides, and pharmaceuticals varied greatly, suggesting that further research is required to identify the main factors that affect there moval efficiency of ICWs. .

다중수원 수처리 의사결정에 관한 실험적 연구

정정우,조형락,이상호,채수권 대한상하수도학회 2015 상하수도학회지 Vol.29 No.1

A combined treatment system using multiple source water is becoming important as an alternative to conventional water supply for small-scale water systems. In this research, combined water treatment systems were investigated for simultaneous use of multi-source water including rainwater, ground water, river water, and reclaimed wastewater. A laboratory-scale system was developed to systematically compare various combinations of water treatment processes, including sand filtration, microfiltration (MF), granular activated carbon (GAC), and nanofiltration (NF). Results showed that the efficiency of combined water treatment systems was affected by the quality of feed waters. In addition, a simply approach based on the concept of linear combination was suggested to support a decision-making for the optimum water treatment systems with the consideration of final water quality.

호소수 수질변동에 따른 GAC/MF시스템에 의한 정수처리

김지연 ( Ji-yeon Kim ),현길수 ( Kil-soo Hyun ) 한국수처리학회(구 한국수처리기술연구회) 2020 한국수처리학회지 Vol.28 No.3

Membrane filtration technology has been applied to drinking water treatment and, grown steadily with public demand for high water quality and strict regulations. Membranes are considered a promising material to provide better quality drinking water by removing bacteria, viruses, microorganisms as well as particulate and organic matter. This study aims to investigate the effect of granular activated carbon (GAC) adsorption as a pretreatment before membrane filtration (MF) processes and evaluate the performance of GAC/MF systems for the treatment of lake water. Specifically, on water that has a relatively safe drinkable quality, which will depend on seasonal changes. Applied filtration rates during this experiment were <100 m/d for GAC and 0.5 m³/m².d for MF. As a result, both GAC bed and GAC/MF system achieved more than 90% efficiency in removing turbid and organic matters corresponding to UV254 and dissolved oxygen carbon (DOC). This indicates that the GAC adsorption and filtration was considerably effective for reducing foulants. The transmembrane pressure (TMP) at increased MF rates was in proportion to the increased humic acid rates in the range of 2 to 10 mg/.L These results indicate that the addition of a GAC bed prior to the membrane filtration process is necessary for cost-effective lake water treatment due to both efficient reductions of organic and turbid matter and membrane fouling mitigation due to reduction of the TMP.

공공하수처리시설 부근 갑천 하류부의 수질 특성 및 개선방안

박정수,곽영지,임봉수 大田大學校 産業技術硏究所 2017 산업기술연구소 論文集 Vol.28 No.2

본 연구는 대전시 갑천 하류부에서 주요지점의 수질 변화의 특성을 조사하고 하천 수질악화의 원인 가 개선방안을 제시하고자 한다. 2016년에 대덕대교의 평균 수질은 대전시 하천수질환경기준에 좋음 (Ib) 수준이나 공공하수처리시설의 방류수 유입후 갑천5-1 지점에서 BOD와 TP는 보통(III) 수준이고, COD는 나쁨(V) 수준으로 수질이 악화되고 있다. 갑천5-1 지점의 수질오염총량관리 목표수질 TP는 0.2 mg/L이하이나 최근 증가 추세이므로 방류수의 효율적인 인제거와 갑천하류부의 퇴적물의 인조사를 하 여 대책을 세우는 것이 필요하다. 갑천교에서 BOD 상승원인은 동절기에 방류수의 질소제거가 원활하 지 못하므로 하수처리시설에서 질소제거의 획기적인 개선이 요구된다. This study reported the actual cause of deterioration and improvement measures for water quality by investigating the characteristics of water quality at the main point around downstream of Gap stream. In 2016, the average water quality level was good(Ib) at the Daeduck bridge, but after the inflow of discharge water from wastewater treatment plant, BOD and TP were average(III) level and COD was bad(V) level at the Gapchun 5-1. The target water quality of TP should be less than 0.2 mg/L at the Gapchun 5-1, but TP reported to be increased recently. Therefore, it is required to plan an efficient method for phosphorus removal from discharge water and the investigation of phosphrus in the sediment around downstream of Gap stream. The cause of BOD increase is not convenient to remove the nitrogen from discharge water. Therefore, the upgrade improvement measures are required to remove nitrogen at the wastewater treatment plant.

순환식 수경재배를 위한 수처리 기술

이승윤,김유창 대한환경공학회 2019 대한환경공학회지 Vol.41 No.9

Hydroponics is a cultivation technology of growing plants in nutrient solutions without soil. Hydroponic cultivation has the advantages of high yield per unit area and high quality crop production, however, there is a problem that the waste hydroponic nutrient solution can cause eutrophication when discharged into aquatic systems. In hydroponic cultivation, generally 30% of the nutrient solution is drained. By introducing closed hydroponic water treatment system, it is possible to prevent environmental pollution and reduce the cost of fertilizer and water resources. To reuse the nutrient solution, the plant pathogenic bacteria must be sterilized, while the nutrients contained in the waste hydroponic solution must be preserved. In the Netherlands and Europe, where hydroponic cultivation is developed, the distribution rate of the closed hydroponic system is more than 95%, but is less than 5% in Korea. In order to prepare for environmental regulations related to discharge of hydroponic solutions and to increase the distribution rate of closed the hydroponic system in Korea, it is necessary to develop Korean-type nutrient solution treatment technology. This review provides the characteristics and examples of the physical and chemical water treatment processes for closed hydroponic system so far and analyzed the current technology status of commercial closed hydroponic water treatment system. In addition, we suggest the development direction of closed hydroponic water treatment technology suitable for korean hydroponic characteristics. 수경재배는 토양을 이용하지 않고 액상비료인 양액으로 작물을 재배하는 방법이다. 수경재배는 단위 면적당 높은 생산량, 고품질 작물생산의 장점이 있으나 사용한 폐양액이 수계로 방류되면 부영양화를 일으킬 수 있는문제가 있다. 수경재배 시 일반적으로 급액된 양액의 30%가 배액되는데, 이를 재이용하는 순환식 수경재배를 도입하면 환경오염을 방지하고, 비료 및 수자원 비용을 절감 할 수 있다. 양액을 재이용하기 위해서는 폐양액에 포함된 영양소는 유지하되, 식물 병원균은 살균하는 수처리 기술이 필요하다. 수경재배가 발달한 네덜란드 및 유럽은 순환식 수경재배 시스템 보급율이 95% 이상이지만, 국내에는 5% 미만으로 낮다. 국내 순환식 수경재배 관련향후 환경규제를 대비하고, 순환식 양액재배 시스템 보급율을 높이기 위해서는 한국형 순환식 양액재배 수처리기술개발이 필요하다. 본 총설에서는 순환식 수경재배에 대표적으로 사용된 물리/화학적 수처리 공정의 특징과 사례를 소개하고, 국내외 순환식 수경재배 시스템 현황에 대해 분석하였다. 더불어 국내 수경재배 특성에 적합한 순환식 수경재배 수처리 기술개발 방향에 대해 논의해 보고자 한다.