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비점오염원 저감을 위한 봉산 인공습지의 오염물질 정화효율 평가
최익원(Ik-Won Choi),문성동(Sung-Dong Moon),서동철(Dong-Cheol Seo),강세원(Se-Won Kang),임병진(Byung-Jin Lim),박종환(Jong-Hwan Park),김갑순(Kap-Soon Kim),이준배(Jun-Bae Lee),허종수(Jong-Soo Heo),조주식(Ju-Sik Cho) 한국토양비료학회 2011 한국토양비료학회지 Vol.44 No.6
주암호 상수원 상류지역인 송광천에 위치한 봉산 인공습지의 수생태학적 효율 향상을 위한 관리 방안을 제시하기 위하여 시기별, 처리단계별 및 오염물질 부하량별 수처리 효율을 평가하였다. 유입원수의 BOD, SS, T-N 및 T-P의 평균 함량은 1.87 mg L<SUP>-1</SUP>, 1.62 mg L<SUP>-1</SUP>, 11.47 mg L<SUP>-1</SUP> 및 4.40mg L<SUP>-1</SUP>이었으며, 연평균 처리효율은 BOD, SS, T-N 및 T-P가 각각 26%, 18%, 16% 및 9%로서 전반적으로 처리효율이 낮았으나 유입수 농도가 높아서 오염물질의 제거량은 매우 높은 편이었다. 인공습지 처리단계별 BOD, SS, T-N 및 T-P 변화를 조사한 결과는 모든 항목에서 침강지의 처리효율이 가장 높았고 BOD와 T-P는 습지 II 〉 습지 I, SS와 T-N은 습지 I 〉 습지 II 순으로 처리효율이 높았다. 인공습지 구성시스템별 오염물질 부하량에 따른 오염물질 처리량은 BOD는 침강지 〉 습지 I 〉 습지 II, SS는 침강지 〉 습지 II 〉 습지 I, T-N은 습지 I 〉 침강지 〉 습지 II, T-P는 습지 II 〉 침강지 〉 습지 I 순으로 높았다. To treat non-point source pollution in Juam lake, removal efficiencies of pollutants were investigated in Bongsan constructed wetlands (CWs) at different treatment time, stages and wastewater loads. The constructed wetlands consisted of forebay, 1<SUP>st</SUP> and 2<SUP>nd</SUP> wetlands. The concentrations of BOD, SS, T-N, and T-P in inflow were 1.87 mg L<SUP>-1</SUP>, 1.62 mg L<SUP>-1</SUP>, 11.47 mg L<SUP>-1</SUP>, and 4.40 mg L<SUP>-1</SUP>, respectively. The removal rates of BOD, SS, T-N, and T-P in Bongsan CWs were 26, 18, 16 and 9%, respectively. The removal rates of BOD and T-N were higher than those for SS and T-P. The amounts of pollutant removal in Bongsan CWs were higher in the order of forebay 〉 1<SUP>st</SUP> wetland 〉 2<SUP>nd</SUP> wetland for BOD, forebay 〉 2<SUP>nd</SUP> wetland 〉 1<SUP>st</SUP> wetland for SS, 1<SUP>st</SUP> wetland 〉 forebay 〉 2<SUP>nd</SUP> wetland for T-N and 2<SUP>nd</SUP> wetland 〉 forebay 〉 1<SUP>st</SUP> wetland for T-P.
톱밥 혼합비율이 랜더링 처리 가축사체의 퇴비화에 미치는 영향
최익원(Ik-Won Choi),서동철(Dong-Cheol Seo),강세원(Se-Won Kang),서영진(Young-Jin Seo),이상규(Sang-Gyu Lee),성환후(Hwan-Hoo Sung),허종수(Jong-Soo Heo),강석진(Seog-Jin Kang),조주식(Ju-Sik Cho) 한국토양비료학회 2012 한국토양비료학회지 Vol.45 No.3
본 연구는 랜더링처리 가축사체 부산물의 농업적 재활용을 위한 퇴비화의 최적 톱밥 혼합조건을 구명하기 위하여 랜더링처리 가축사체와 톱밥의 비율을 100 : 0, 50 : 50 및 30 : 70으로 혼합하여 퇴비화 초기의 물질변환과 퇴비화 완료 후 퇴비 품질을 조사하였다. 퇴비의 온도, pH, Ammonia 및 CO2의 발생은 시험개시 3일째 급격히 증가하였으며, 그 이후 시간이 지남에 따라 감소하였고, 유기물함량은 각각의 혼합비율에서 큰 차이를 보이지 않았다. 랜더링처리 가축사체와 톱밥의 비율이 100 : 0 처리구에서는 퇴비화의 진행속도가 느리거나 온도가 적정수준까지 상승하지 못하는 등의 문제점이 발생하였고, 30 : 70 처리구에서는 퇴비화 과정에서 유기물대 질소비가 부산물비료 공정규격 50이하를 충족시키지 못하였다. 따라서 랜더링처리 가축사체와 톱밥의 혼합비율은 100 : 0과 30 : 70에 비해서 50 : 50이 가장 적합하였다. 랜더링처리 가축사체와 톱밥을 50 : 50으로 혼합하여 제조된 퇴비의 유기물 규격함량과 유해물질(As, Cd, Cu, Cr, Hg, Ni, Pb 및 Zn)의 함량 및 그 밖의 규격 (유기물대질소비, 염분함량 및 수분함량)을 조사한 결과 비료 공정규격을 충족시키는 결과를 나타내었고, 추후 퇴비의 상품화를 위해서는 병원성 미생물, 대장균, 살모넬라균 및 부숙도 조사를 통한 안전성 검토가 추가적으로 필요할 것으로 판단된다. In order to obtain optimum mixing conditions with animal cadaver residue and sawdust for composting using rendering treatment method for agricultural recycling, changes of chemical characteristics and compost quality after composting were investigated. Initial mixing ratios with animal cadaver residue and sawdust were adjusted 100 : 0, 50 : 50 and 30 : 70. Temperature, pH, contents of ammonia and carbon dioxide were rapidly increased in 3 days and then decreased with time. Organic matter content was similar in all conditions. In mixing ratio of 50 : 50, the compost quality was satisfied with compost depending on official standard for product fertilizer. Thus, the optimum mixing ratio of animal cadaver residue and sawdust were 50 : 50.
난분해성 유기물 관리를 위한 산업폐수 TOC 기준 적용방안 연구
최익원 ( Ik Won Choi ),김재훈 ( Jae Hoon Kim ),임종권 ( Jong Kwon Im ),박태진 ( Tae Jin Park ),김세영 ( Se Young Kim ),손대희 ( Dae Hee Son ),허인애 ( In Ae Huh ),류덕희 ( Doug Hee Rhew ),유순주 ( Soon Ju Yu ) 한국물환경학회 2015 한국물환경학회지 Vol.31 No.1
The aim of this study is to understand the limitation of organic pollutant indexes (BOD5, CODMn, CODCr) and estimate to set the TOC standard by comparing oxidation rates of BOD5, CODMn, CODCr and TOC based on the 487 organic compounds and 11 effluents from industrial wastewater containing various and unknown organic compounds. The range of ratio of theoretical oxygen demand (ThOD) to theoretical organic carbon (TOCt) was 0.00~5.33 and average ratio of classes of organic compounds was 2.68~3.70. According to classes of organic compounds, the average ratio of O2/C was 1.2 (range : 1.02~1.39). The order of oxidation rate for 15 organic compounds was TOC (90.7%) > CODCr (88.8%) > BOD5 (54.4%) > CODMn (30.8%) indicating the lower oxidation rate of BOD5 and COD compared with TOC. The ranking for average oxidation rate was CODCr > CODMn > BOD5 indicating that BOD5, CODMn could be underestimated comparing with ThOD of organic compounds in case of industrial wastewater containing high concentration of refractory organic compounds. Most of the relationships between organic pollutant indexes and TOC were higher than 0.9. The ratio of TOC to organic compound indexes decreased in the order : CODCr (3.4) > CODMn (1.9) > BOD5 (0.7).
최익원(Ik-Won Choi),서동철(Dong-Cheol Seo),강세원(Se-Won Kang),이상규(Sang-Gyu Lee),서영진(Young-Jin Seo),임병진(Byung-Jin Lim),허종수(Jong-Soo Heo),조주식(Ju-Sik Cho) 한국토양비료학회 2013 한국토양비료학회지 Vol.46 No.1
참깨 부산물의 중금속 흡착제로서 가능성을 검토하기 위해 600℃에서 1시간동안 열분해 한 참깨 부산물 biochar를 이용하여 중금속 오염폐수 중의 중금속 흡착특성을 조사하였다. Biochar의 중금속 제거효율은 Pb>Cu>Cd>Zn 순으로 Pb의 흡착효율이 가장 높게 나타났다. 참깨 부산물 biochar를 이용한 흡착실험 결과를 Freundlich와 Langmuir 등온흡착식에 적용하여 각각의 중금속 인자를 산출한 결과 Langmuir와 Freundlich 등온흡착식 모두에서 Pb의 흡착능력이 Cu, Cd 및 Zn에 비해서 우수한 것으로 나타났다. Pb의 경우는 Langmuir 등온흡착식이 Freundlich 등온흡착식에 비해 더 적합하였으나 Cu, Cd 및 Zn의 경우 저농도에서 약간 차이는 있었으나 두 등온흡착식 모두 적합하였다. 전자현미경 (SEM)을 이용하여 중금속 흡착 전·후의 biochar 표면을 관찰한 결과 중금속 흡착 후에 각각의 중금속이 흡착되어 있는 것을 관찰 할 수 있었다. FT-IR 분석결과 중금속은 주로 방향족 C=O ring stretching (1160 cm<sup>-1</sup>, 1384 cm<sup>-1</sup> 및 1621 cm<sup>-1</sup>)에서 흡착되는 것으로 관찰되었다. 이상의 결과를 미루어 볼 때 참깨 부산물로 제조한 biochar는 중금속 흡착제로서의 활용 가능성이 높을 것으로 판단된다. Little research has been conducted to explore the heavy metal removal potential of biochar. The adsorption characteristics of heavy metals by sesame waste biochar (pyrolysis at 600℃ for 1 hour) as heavy metal absorbent were investigated. The sesame waste biochar was characterized by SEM-EDS and FT-IR, and heavy metal removal was studied using Freundlich and Langmuir equations. The removal rates of heavy metals were higher in the order of Pb > Cu > Cd > Zn, showing that the adsorption efficiency of Pb was higher than those of any other heavy metals. Freundlich and Langmuir adsorption isotherms were used to model the equilibrium adsorption data obtained for adsorption of heavy metals on biochar produced from sesame waste. Pb, Cu, Cd and Zn equilibrium adsorption data were fitted well to the two models, but Pb gave a better fit to Langmuir model. Heavy metals were observed on the biochar surface after adsorption by scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS). Main functional groups were aromatic C=O ring ( at 1160 cm<sup>-1</sup>, 1384 cm<sup>-1</sup> and 1621 cm<sup>-1</sup>) by FT-IR analysis. Thus, biochar produced from sesame waste could be useful adsorbent for treating heavy metal wastewaters.
수생식물 고사체의 농업적 재활용을 위한 퇴비화 가능성 평가
최익원(Ik-Won Choi),서동철(Dong-Cheol Seo),강세원(Se-Won Kang),서영진(Young-Jin Seo),이상규(Sang-Gyu Lee),강석진(Seog-Jin Kang),임병진(Byung-Jin Lim),이준배(Jun-Bae Lee),허종수(Jong-Soo Heo),조주식(Ju-Sik Cho) 한국토양비료학회 2012 한국토양비료학회지 Vol.45 No.2
본 연구는 공시 수생식물체 퇴비화 과정 중 산소 소비량과 소비패턴을 조사하기 위하여 식물이 고사된 11월에 수확한 갈대, 부들, 줄을 사용하여 퇴비화를 제조하였다. 수생식물체별 퇴비화 과정중 산소소비량을 조사한 결과 모든 수생식물의 퇴비화조에서 퇴비화 초기에 누적산소소비량이 급격하게 증가하여 약 15일째에 들어서 누적산소소비량의 증가가 둔화되는 경향이었다. 각각의 수생식물별로 누적산소소비량은 초기에는 비슷한 소비량을 보이나 부들 〉 줄 〉 갈대 순으로 나타났다. 수생식물체별 퇴비화 과정중 온도변화는 퇴비화가 진행되면서 초기에 급격하게 증가된 후 서서히 감소되어서 약 30∼40℃ 정도로 안정화 되었다. 각 수생식 물체의 퇴비화에서 최고온도까지 도달하는데 걸린 기간은 갈대 (7일) 〉 부들 (10일) 〉 줄 (11일) 순으로 나타났고, 퇴비 화조 최고온도는 걸린 기간과 반대로 줄 (72.2℃) 〉 부들 (70.2℃) 〉 갈대 (66.5℃) 순으로 나타났다. 최고온도 도달시까지 소비된 산소량은 부들 12,485 mg O₂ kg<SUP>-1</SUP> 〉 줄 12,400 mg O₂ kg<SUP>-1</SUP> 〉 갈대 9,340 mg O2 kg<SUP>-1</SUP> 순으로 나타났는데 이는 각각의 식물체별 비중과 통기성에 따른 것으로 판단된다. 본 연구에서 제조한 수생식물을 이용한 퇴비는 유기물함량이 39.5∼44.8%로 부산물비료 공정규격의 퇴비의 규격 50% 이상에 미치지 못하였으나 함유할 수 있는 유해 성분 (As, Cd, Cu, Cr, Hg, Ni, Pb 및 Zn) 함량이 규격 이하로 적합하였고, 그 밖의 규격에서 염분(NaCl) 함량 0.01%, 수분함량 29.6∼35.6% 및 유기물대 질소의 비 27.93∼32.94로 퇴비 규격에 적합하였다. To evaluate the possibility of water plant wastes in composting for agricultural recycling, Phragmites communis (PHRCO), Typha orientalis (TYHOR) and Zizania latifolia (ZIZLA) were used as a compost materials. In composting basin, cumulative oxygen consumptions of the compost used by water plant wastes were rapidly increased at the early stage and slightly decreased in around 15 days. Cumulative oxygen consumptions under different water plant wastes were higher in the order of TYHOR 〉 ZIZLA 〉 PHRCO. Temperature changes during composting process were rapidly increased at the early stage and then slowly decreased to 30∼?40℃. The maximum temperatures were higher in the order of ZIZLA (72.2℃ at 11 days after starting composting) 〉 TYHOR (70.2℃ at 10 days after starting composting) 〉 PHRCO (66.5℃ at 7 days after starting composting). Oxygen consumptions at maximum temperature were higher in the order of TYHOR (12,485 mg O2 kg<SUP>-1</SUP>) 〉 ZIZLA (12,400 mg O₂ kg<SUP>-1</SUP>) 〉 PHRCO (9,340 mg O₂ kg<SUP>-1</SUP>). Organic matter contents, moisture contents and OM/N rates in the compost ranged 39.5∼44.8%, 29.6∼35.6% and 27.9∼32.9, respectively. Considering that water plant waste can supply some of the nutrient requirements of crops and is a valuable fertilizer.