유해성 악취 최소화를 위한 슬러지 대체 처리기법

손현근 환경독성보건학회 2003 환경독성보건학회지 Vol.18 No.3

슬러지로부터 발생하게 되는 인체에 유해하고 독성이 강한 악취물질들은, 대다수 슬러지내의 단백질,함하게 된다. 슬러지로부터 발생하는 주된 악취물질로서 hydrogen sulfide, methanethiol, dimethyl sulfide,dimethyl disulfide, dimethyl trisulfide 등이 발견되어졌는데, 이 다섯 종의 악취물질들은 모두가 황을 포함하는 물질들이다. 본 논문에서는 인체에 유해한 슬러지 악취의 강도 및 세기를 결정하고 비교하는 데 이용되어 질 수 있는 odor index(ODI)라는 방식이 제시되어졌다. 세가지 종류의 슬러지, 즉 hypochlorite 용액으로 처리한 슬러지와 향수 물질로 처리한 슬러지 및 아무런 처리를 하지 않은 슬러지 세 종류를 대상으로 30 odor index(ODI) 값을 생성하여 비교하였다. 아무런 처리를 하지 않은 슬러지에서 가장 높은 odor index(ODI) 값들이 나타났으며, 이것은 슬러지 처리에 있어서 심각한 단기 및 장기적인 유해 악취발생 문제가 야기될 수 있음을 나타낸다. 여 hypochlorite 용액으로 처리한 슬러지로부터는 인체에 유해한 악취 발생을 처리 즉시부터 30일이 넘는기간동안 측정한계치 이하 단계로 낮출 수 있었다.

파이로트-규모 바이오필터의 유해성 대기오염물질 처리

손현근 환경독성보건학회 2006 환경독성보건학회지 Vol.21 No.3

폴리우레탄, 폴리에스테르, 바이페놀, PVC 외 각종 농약 등을 생산하는 울산의 모 화학공장에서, 다양한종류의 휘발성유기화합물질들 (VOCs)이 배출되고 있다. 평균적인 휘발성유기화합물질의 배출 농도는7283ppm으로, 톨루엔, 페놀을 포함하여 Trimethyl-pentene, trimethyl-hexene, dimethyl-cyclohexane 등이 검출되었다. Trimethyl-pentene, trimethyl-hexene, dimethyl-cyclohexane 등은 인화성이 강하며 화재를 일으킬위험성이 매우 큰 것으로 알려져 있고, 특히 톨루엔과 페놀의 경우는 호흡이나 피부접촉 등을 통한 인체로의 유입이 있을 경우 유독성을 나타내게 된다. 이러한 VOCs 제거를 위하여 겨울철 기간에 파이로트-규. 본 연구의 목적은 바이오필터 운영이 진행되는 가운데 온도, 함수비, 하중, 압력손실 등의 제한요소들이 미디어 내부에서 변화하는 상황에 대한 관찰 및 평가에 있다. 이러한 제한요소들은 바이오필터의 디자인과 오염물질 제거에 심대한 영향을 미치게 된다. 바이오필터는 옥외에 설치되어 총 44 , 외부 영하온도의 영향을 최소화하기 위하여, 7cm 두께의 파이버-글래스 소재 단열설비가 반응기 외부에 설치되었고 또한 150C의 스팀이 바이오필터 반응기와 단열설비 사이에 제공되어 졌다. 바이오필터 반응기 내부에는 23개의 온도 측정 센서와 함수비 센서, 공기샘플포트, 습도계 등이 각기 다른 장소에 설치되어 온도, 함수비 등의 제한요소 영향연구가 진행되었다. 미디어 내부 같은 높이의 서로 반대되는 위치에서 온도차가 13.7도에서 -8.3도까지 차이가 나는것으로 관찰되었으며, 미디어 높이 위치의 변화에 따라서도 21도에서 2도까지 차이를 나타냈다. 바이오필터 함수비는 실험기간 동안 지속적으로 변화가 발생하였는데, 스팀이 제공되는 동안에는 미디어 함수비가 훨씬 빠른 속도로 증가됨이 관찰되어 졌다.

Pilot 규모의 바이오필터를 이용한 휘발성유기화합물질 제거

손현근,Son, Hyun-Keun 한국환경보건학회 2004 한국환경보건학회지 Vol.30 No.3

실제 규모(pilot-scale)의 바이오필터 시스템에 대한 연구가 진행되었으며, 각기 다른 운영 여건하에서 두번에 걸친 바이오필터 테스트가 행하여졌다. 첫 번째 실험은 페인트 부스에서 발생하는 휘발성유기화합물질 처리에 맞추어져 행하여졌다. 바이오필터의 미디어 자체 부피는 4.3 $m^3$이다. 첫 번째 실험에서는 바이오필터를 30일 동 안 운영하였는데, VOC제거효율이 99.9%에 이르렀다. 바이오필터 미디어 내부의 각 단계(stage)에서 측정한 온 도의 범위는 $34^{\circ}C$-$73^{\circ}C$였다. 미디어 각 단계에서 측정된 온도는 실험 초기에는 급격히 상승하였고 이후에 점차 로 낮아짐이 관찰되었다. 두 번째 실험에서는 바이오필터를 14일간 운영하였는데, 반응기가 실외에 설치되었고 실험이 겨울에 행해짐에 따라 바이오필터의 온도 조절이 필요하였다. 7 cm 두께의 단열재와 $150^{\circ}C$의 스팀이 온 도조절을 위해 이용되었다. 본 연구에서, 겨울철 바이오필터 운영상에 발생할 수 있는 온도조절 문제에 대하여 단열재와 스팀이 훌륭한 대안이 될 수 있음을 보였다. 미디어 내부의 온도는 단계 5(stage # 5)에서 가장 높았 으며, 단계 1(stage # 1)에서 가장 낮았다. 두 차례에 걸친 실험에서, 실제 규모(pilot-scale)의 바이오필터 내부의 높이 위치별, 단계별 온도변화에 대한 밀도있는 연구가 이루어졌다. 하중이 바이오필터의 운영에 미치는 영향이 본 실험들을 통해 관찰되어졌고, 바이오필터에 대한 최대 하중 결정 과정에는 추가적인 적응시간 및 실험기간이 요구되었다. Two biofilter tests were conducted under different operating conditions. Test # 1 was performed to treat VOCs generated from a paint booth. The second test was performed to treat VOCs generated from chemical manufacturing processes. The volume of biofilter media was 4.3 $m^3$. For the test # 1, the biofilter was operated for 30 days with 99.9% reduction ratio. Range of temperature of each stage of the biofilter media was measured between $34^{\circ}C$ and $73^{\circ}C$. All the temperatures of stages reduced gradually after the initial dramatic increase. For the test # 2, the biofilter experiment was conducted for 14 days. In this case, the biofilter was installed outdoor and the experiment was performed during wintertime. Therefore, temperature management for the biofilter was needed. Seven-centimeter thick fiberglass insulation and $150^{\circ}C$ steam heating were used to overcome the outside freezing cold weather during test # 2. Temperature of stage # 5 was measured the highest and that of stage # 1 was the lowest. More acclimation time and test period was needed to determine the maximum loading rate.

강우시 포장지역의 비점오염물질 유출 및 저감특성

손현근,이소영,Marla C. Maniquiz,김이형 한국습지학회 2009 한국습지학회지 Vol.11 No.2

비점오염원에 의한 4대강의 오염부하증가율이 점점 증가하고 있어 비점오염원 관리의 필요성이 증대되고 있다. 따라서 환경부는 수질오염총량관리제를 도입하여 수생태계 입장에서 수질개선 정책을 펼치고 있으며, 한강 수계를 비롯한 4대강 유역에 비점저감시설을 설치하여 시범사업을 실시하고 있다. 그러나 현재 적용되어 운영되고 있는 비점오염저감시설은 대부분 외국의 기술을 그대로 이용한 것으로 처리성능 및 효율의 불확실성과 기후 및 유역특성을 반영하고 있지 않는 등 많은 문제점을 안고 있다. 따라서 본 연구는 고속도로내 톨게이트와 주차장지점에 비점오염저감시설을 설치하여 2~3년 동안 운전하였으며, 비점오염물질의 유출특성과 저감시설의 오염 물질별 제거형태를 파악하였다. 이러한 결과는 비점오염물질 관리를 위한 토지이용별 비점저감시설의 적용, 운영 및 유지관리에 활용될 수 있을 것으로 기대된다. The increase of pollutant loadings from nonpoint sources affect the water quality of the major rivers in Korea. Consequently, the need for managing the nonpoint source (NPS) pollution becomes the main concern of the Korean Ministry of Environment (MOE). Recently, the policy was changed from pollutant concentration-restricting approach to the total maximum daily load (TMDL) approach to improve the water quality and protect the aquatic ecosystem. Part of the program is the construction of Best Management Practice (BMP) pilot facilities basically to control NPS. Most of the BMPs adopted were foreign technologies which could not be properly employed in the country due to some limitations such as climate, watershed characteristics, etc. In other words, to be able to apply the BMPs, research on its applicability is necessary. In this study, a three-year monitoring has been conducted to assess the treatment performance of the BMP installed in highway toll plaza and parking lot. The data gathered aid in the characterization of NPS pollutants in runoff and estimation of the pollutant removal efficiency of the BMP. The results will be used for the future implementation of BMP in different land uses as well as for the determination of optimum operation and maintenance.

고속도로 영업소 토지이용에서의 비점오염원 원단위 산정

손현근,이은주,이소영,김이형 한국습지학회 2008 한국습지학회지 Vol.10 No.1

토지이용의 고도화는 다양한 비점오염물질의 축적을 야기하며 강우 시 유역에 존재하는 수계로 유출되어 수생태계에 악영향을 끼치게 된다. 현재 환경부는 이러한 비점오염물질의 유출을 저감하기 위하여 다양한 토지이용별 비점오염물질 유출원단위를 제정하여 유역관리에 적용하고 있다. 그러나, 현재 적용되고 있는 토지이용별 원단위는 논, 밭, 대지, 목장, 임야, 골프장 및 기타와 같이 7개로 분류하고 있다. 이러한 원인으로 인하여 실제로 비점오염물질의 유출이 매우 높은 상업지역, 주거지역, 도로, 고속도로, 주차장, 산업지역, 공공지역 등과 같은 토지이용에 대하여 명확한 토지이용별 유출원단위를 제시하지 못하여 수질오염총량관리제 시행에 큰 애로사항으로 남아있다. 따라서 본 연구에서는 포장지역중 불투수율이 높은 고속도로 영업소 지역의 토지 이용에 대하여 2006년부터 2007년까지 약 2년에 걸친 모니터링 자료를 활용하여, 비점오염 저감시설 설치와 계획수립 시 적합한 원단위를 제시하고자 한다. Toll-gate in highways often received the pollution impact from transportation/vehicular activities. Thus, concentrated pollutants carried by stormwater runoff are directed to nearby streams affecting the water quality and ecosystem. In order to determine the environmental impact on nearby waterbodies and predict the future impact by stormwater runoff, the unit pollutant loads from various landuses are really important. This research was performed to characterize the stormwater runoff and to provide the unit loads from Toll-gate landuses in Korea. The monitoring was conducted at toll gate locating in Gaeryoung City during 2006-2007. The water quality parameters including TSS, COD, DOC, TN, and TP were analyzed and also the flow rates were measured during the monitoring. In this paper, EMCs will be calculated by using the monitored water quality concetraions and flow rates, which will be used to determine the unit pollutant loads from the toll-gate of highway.

Pilot-Scale Biofilter Treatment of Hazardous Air Pollutants

손현근,Son Hyun-Keun The Korean Society of Environmental Toxicology 2006 환경독성보건학회지 Vol.21 No.3

폴리우레탄, 폴리에스테르, 바이페놀, PVC 외 각종 농약 등을 생산하는 울산의 모 화학공장에서, 다양한 종류의 휘발성유기화합물질들(VOCs)이 배출되고 있다. 평균적인 휘발성유기화합물질의 배출 농도는 7283 ppm으로, 톨루엔, 페놀을 포함하여 Trimethyl-pentene, trimethyl-hexene, dimethyl-cyclohexane 등이 검출되었다. Trimethyl-pentene, trimethyl-hexene, dimethyl-cyclohexane등은 인화성이 강하며 화재를 일으킬 위험성이 매우 큰 것으로 알려져 있고, 특히 톨루엔과 페놀의 경우는 호흡이나 피부접촉 등을 통한 인체로의 유입이 있을 경우 유독성을 나타내게 된다. 이러한 VOCs제거를 위하여 겨울철 기간에 파이로트-규모의 바이오필터 적용 실험이 진행되어 졌다. 본 연구의 목적은 바이오필터 운영이 진행되는 가운데 온도, 함수비, 하중, 압력손실 등의 제한요소들이 미디어 내부에서 변화하는 상황에 대한 관찰 및 평가에 있다. 이러한 제한요소들은 바이오필터의 디자인과 오염물질 제거에 심대한 영향을 미치게 된다. 바이오필터는 옥외에 설치되어 총 44일간 운영되어 졌는데, 외부 영하온도의 영향을 최소화하기 위하여, 7cm두께의 파이버-글래스 소재 단열설비가 반응기 외부에 설치되었고 또한 $150^{\circ}C$의 스팀이 바이오필터 반응기와 단열설비 사이에 제공되어 졌다. 바이오필터 반응기 내부에는 23개의 온도 측정 센서와 함수비 센서, 공기샘플포트, 습도계 등이 각기 다른 장소에 설치되어 온도, 함수비 등의 제한요소 영향연구가 진행되었다. 미디어 내부 같은 높이의 서로 반대되는 위치에서 온도차가 13.7도에서 -8.3도까지 차이가 나는 것으로 관찰되었으며, 미디어 높이 위치의 변화에 따라서도 21도에서 2도가지 차이를 나타냈다. 바이오필터 함수비는 실험기간 동안 지속적으로 변화가 발생하였는데, 스팀이 제공되는 동안에는 미디어 함수비가 훨씬 빠른 속도로 증가됨이 관찰되어 졌다.

국도에서 발생하는 비점오염물질 유출특성 및 상관성

손현근,이소영,이은주,김이형,Son, Hyun-Geun,Lee, So-Young,Lee, Eun-Ju,Kim, Lee-Hyung 한국방재학회 2008 한국방재학회논문집 Vol.8 No.5

포장지역 중 도로는 많은 차량의 운행으로 건조시 각종 오염물질의 축적인 높은 토지이용이며, 불투수율이 높아 강우시 고농도의 비점오염물질의 유출이 발생한다. 특히 도로 노면에서 유출되는 강우유출수는 입자상 물질 및 각종 중금속 등의 함량이 높아 인근 수계 유입시 수질악화 및 수생태계 파괴의 원인으로 작용한다. 도로에 침착되는 오염물질의 원인으로는 차량 통행으로 수반되는 윤활계통의 오일류 누출 및 타이어 마모 등이 주요 원인이다. 이러한 비점오염물질의 유출을 저감하고 관리하기 위하여 환경부는 2006년 수질 및 수생태계보전에 관한 법률을 개정하여 비점오염원 관리를 환경부의 중요 정책으로 확립하였다. 또한 수질오염총량관리제도의 도입으로 그 중요성이 높은 토지계의 오염원단위 개정을 위하여 환경기초조사사업을 통해 2015년까지 수행되는 장기모니터링을 수립하여 시행하고 있다. 그러나 오염총량제의 조기정착과 효율적 비점오염원 관리를 위해서는 토지이용별 비점오염물질의 특성파악, 부하량 산정, 처리 메커니즘 규명 및 원단위 산정이 시급하다. 따라서 본 연구에서는 차량의 운행이 많은 국도에서의 모니터링 결과를 활용하여 유출 특성파악과 EMC 산정 등을 통하여 비점오염원 관리에 중요한 기본 자료를 제공하고자 한다. 본 연구를 위한 모니터링 지점은 경기도 용인시에 위치하고 있으며, 모니터링은 2006년부터 최근까지 총 16회의 강우사상에 대하여 수행되었다. 국도는 많은 차량으로 인하여 비점오염물질의 유출이 높은 토지이용 지역이다. 따라서 본 연구에서는 경기도 용인시에 위치하고 있는 국도에서의 비점오염 모니터링을 통하여 유출특성 파악, 초기 강우현상 파악, EMC 산정 및 오염물질간의 상관성을 분석하였다. 오염물질간의 상관분석결과, 오염물질 중 TSS항목이 다른 오염물질과의 상관관계가 높은 것으로 분석되었고, TSS농도로부터 다른 오염물질의 농도의 산정이 가능하여, 향후 효율적 비점 오염 모니터링 수행과 비점오염저감시설 선정시 중요한 기초자료로 활용할 수 있을 것이다. The urban is possessing of various landuses such as commercial, industrial, residential and official areas. All of these landuses is including the paved areas that are roads and parking lots. The NPS (nonpoint sources) pollutants are generally originated from pavement areas in urban by human activities. Especially the roads are stormwater intensive landuses because of high vehicle activities and high imperviousness. The main NPS pollutants from roads are particulates and metals from vehicles and pavements. The Korea MOE (Ministry of Environment) is developing the NPS control program to reduce the NPS pollutants from the basins. However, it is not easy to control the NPS because it has high uncertainty by characteristics of rainfalls and watersheds. Therefore, this research was conducted on characterizing the runoff and providing mean EMC from roads. The monitoring were performed for total 16 rainfall events from a road in Youngin City since 2006. The results show that the TSS is highly correlated with other pollutant parameters. The statistical regression models using TSS EMC have been developed to easily determine the EMC of other pollutant parameters.

국도에서 발생하는 비점오염물질 유출특성 및 상관성

손현근,이소영,이은주,김이형 한국방재학회 2008 한국방재학회논문집 Vol.08 No.05

포장지역 중 도로는 많은 차량의 운행으로 건조시 각종 오염물질의 축적인 높은 토지이용이며, 불투수율이 높아 강우시 고농도의 비점오염물질의 유출이 발생한다. 특히 도로 노면에서 유출되는 강우유출수는 입자상 물질 및 각종 중금속 등의 함량이 높아 인근 수계 유입시 수질악화 및 수생태계 파괴의 원인으로 작용한다. 도로에 침착되는 오염물질의 원인으로는 차량 통행으로 수반되는 윤활계통의 오일류 누출 및 타이어 마모 등이 주요 원인이다. 이러한 비점오염물질의 유출을 저감하고 관리하기 위하여 환경부는 2006년 수질 및 수생태계보전에 관한 법률을 개정하여 비점오염원 관리를 환경부의 중요 정책으로 확립하였다. 또한 수질오염총량관리제도의 도입으로 그 중요성이 높은 토지계의 오염원단위 개정을 위하여 환경기초조사사업을 통해 2015년까지 수행되는 장기모니터링을 수립하여 시행하고 있다. 그러나 오염총량제의 조기정착과 효율적 비점오염원 관리를 위해서는 토지이용별 비점오염물질의 특성파악, 부하량 산정, 처리 메커니즘 규명 및 원단위 산정이 시급하다. 따라서 본 연구에서는 차량의 운행이 많은 국도에서의 모니터링 결과를 활용하여 유출 특성파악과 EMC 산정 등을 통하여 비점오염원 관리에 중요한 기본 자료를 제공하고자 한다. 본 연구를 위한 모니터링 지점은 경기도 용인시에 위치하고 있으며, 모니터링은 2006년부터 최근까지 총 16회의 강우사상에 대하여 수행되었다. 국도는 많은 차량으로 인하여 비점오염물질의 유출이 높은 토지이용 지역이다. 따라서 본 연구에서는 경기도 용인시에 위치하고 있는 국도에서의 비점오염 모니터링을 통하여 유출특성 파악, 초기강우현상 파악, EMC 산정 및 오염물질간의 상관성을 분석하였다. 오염물질간의 상관분석결과, 오염물질 중 TSS항목이 다른 오염물질과의 상관관계가 높은 것으로 분석되었고, TSS농도로부터 다른 오염물질의 농도의 산정이 가능하여, 향후 효율적 비점오염 모니터링 수행과 비점오염저감시설 선정시 중요한 기초자료로 활용할 수 있을 것이다. The urbanization is possessing of various landuses such as commercial, industrial, residential and official areas. All of these landuses is including the paved areas that are roads and parking lots. The NPS (nonpoint sources) pollutants are generally originated from pavement areas in urban by human activities. Especially the roads are stormwater intensive landuses because of high vehicle activities and high imperviousness. The main nonpoint pollutants from roads are particulates and metals from vehicles and pavements. The Korea MOE (Ministry of Environment) is developing the NPS control program to reduce the NPS pollutants from the catchbasins. However, it is not easy to control the NPS because it has high uncertainty by characteristics of rainfalls and watersheds. Therefore this research was conducted on characterizing the runoff and providing mean EMC from roads. The monitoring were performed for total 16 rainfall events from a road in Youngin City since 2006. From the results of relationship among pollutants, the value for TSS was higher. Using presented estimation equation, estimation of pollutant concentration can be possible.

Survey on Public Responses to Odor Produced at Jangrim-Sinpyoeng Municipal and Industrial Wastewater Treatment Plant in Busan

손현근,윤영훈,Son, Hyun-Keun,Sivakumar, Subpiramaniyam,Yoon, Young-Hun Korean Society of Environmental Health 2011 한국환경보건학회지 Vol.37 No.3

Objective: Emissions of volatile organic compounds (VOCs) from municipal wastewater treatment plants and industrial wastewater are often overlooked as sources of exposure to toxic chemicals. VOCs from such sources evaporate readily into the air and may have significantly adverse impacts on public health. The present study aimed to establish the concentration of VOCs released from Jangrim-sinpyoeng Municipal and Industrial Wastewater Treatment plant (JWTP) in Busan, South Korea and assess the causes of the odor/stench in the surrounding residential facilities. Stench intensity, frequency and release time, and wind direction were also monitored. Methods: Onsite data were collected on a daily basis from a laboratory located on the JWTP premises through a period spanning 2006 to 2010. A second set of data was obtained in 2006 by conducting a questionnaire survey with 210 respondents living near JWTP. The experimental and survey data were analysed statistically using the SPSS package. Results: The survey results showed that people residing around JWTP strongly perceive a stench from the plant. The intensity of the stench was influenced significantly by wind direction and the location of the apartments facing the JWTP. Public participation formed a significant step in determining the quality of the study environment. Conclusion: Onsite data and survey data obtained in 2006 indicate that the nature of the odor experienced by residents is due to the intensity of total VOCs released by JWTP. However, additional research is needed to determine the effects of the VOC pollution on public health and quality of life.

교통관련 토지이용 중에서 국도로부터 발생하는 비점오염물질 유출특성 및 상관성

손현근 ( Hyung Geun Son ),이은주 ( Eun Ju Lee ),이소영 ( So Young Lee ),김철민 ( Cheol Min Kim ),( Marla C M ),김이형 ( Lee Hyung Kim ) 한국물환경학회 2008 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2008 No.-