동해안 연안어항 해수중의 COD 및 중금속 함량에 관한 연구

김영철,주충열,신응배 漢陽大學校 環境工學硏究所 1999 環境科學論文集 Vol.20 No.-

동해 연안 일부어항의 해수에 대한 수질환경 자료로 DO, ?? 총질소, 총인 그리고 납, 카드뮴, 크롬, 비소 및 수은 등의 중금속을 측정·조사하였다. 측정결과, DO 5.1∼6.2㎎/l, ?? 0.9∼2.7㎎/l, 납 trace∼0.054㎎/l, 카드뮴 trace∼0.004㎎/l, 비소 trace∼0.002㎎/l, 그리고 수은 trace로 나타났다. 이러한 결과로부터 오염의 정도를 판단하기는 어려우나 환경부가 정한 해역의 수질환경기준과 비교하여 볼 때 중금속으로 인한 오염문제는 크게 우려할 수준이 아니나 일부어항의 ?? 용존산소, 총질소, 총인의 농도로 판단할 때 Ⅱ등급 또는 Ⅲ등급 수질로 나타났다. 이들 지역이 선박이 정착하거나 출입하는 어항임을 감안할 때 비교적 양호한 결과인 것으로 분석된다. The seawater was sampled from the East Coast and the contents of DO, ?? total nitrogen, total phosphates, and heavy metals(Pb, Cd, As, Hg) in the water were measured and analyzed. DO 5.1∼6.2㎎/l, ??0.9∼2.7㎎/l, total nitrogen<0.131㎎/l, total phosphate <0.019㎎/l, Pb <0.0542㎎/l, Cd<0.0038㎎/l, As<0.0016㎎/l, and Hg(trace) were detected by the analytical techniquies such as UV-visible spectrometry and atomic absorption spectrometry. The results shows that heavy metal contamination of the East Coast is equivalent to the detection limits of the first grade seawater. But, the amount of DO, ?? total nitrogen, total phosphates shown above indicates that the seawater in the East Coast is of second or third quality. In conclusion, the samples cannot be justified as the first quality. Considering that the sampling sites were seaports, the seawater in the East Coast is not seriously contaminated.

지역경제의 생태학적 평가에 관한 연구 : 낙동강 유역을 중심으로 The case of Nakdong River region, Korea

윤갑식,김홍배,최세호 漢陽大學校 環境工學硏究所 1998 環境科學論文集 Vol.19 No.-

본 연구에서는 수질오염이 산업폐수, 가계하수 그리고 토지유출수의 3가지 요소에 의해서 발생된다는 가정을 바탕으로 환경수준과 경제활동 사이에 존재하는 상반관계를 낙동강유역을 대상으로 분석하였다. 분석에는 다지역 투입산출모형이 이용되는데 이때의 다지역 투입산출표는 행정구역이 아닌 유역권을 기준으로 작성되었고 이를 바탕으로 목표년도(2010)의 낙동강 유역 수질수준을 예측하였다. 또한 수질을 개선하기 위해 두가지 정책 즉, 자체처리시설을 증설하는 정책과 종말처리장을 증설하는 정책을 제시하고 이것을 정책에 소요되는 비용과 정책효과 측면에서 평가하여 지역별 가장 효율적인 정책을 제시하였다. 마지막으로 GRDP에서 수질오염에 의해 발생하는 환경비용을 고려한 ERDP(환경적으로 조정된 지역내 순생산)를 제시하였다. This paper analyzes the trade-off relationship between environmental quality and economic activity, specifically focusing on water pollution of Nakdong-river region, Korea. The analysis begins with the assumption that water is contaminated by three pollutive sources, production sector, household sector and land surface water. Three-region input-output table is constructed based on the Catch basin area not administrative area for analysis. Water polluting level of Nakdong river region in the year 2010 is forecasted taking into account the pollutive sources. Also, two types of environmental policies are presented and assessed in terms of pollution abatement costs and effects. Finally, the interest in this paper stems from recent advances in so-call EDP(environmentally adjusted net domestic product) which reflects environmental costs in GDP. The paper attempts to calculate ERDP(environmentally adjusted net regional domestic product) by incorporating EDP into regional level with the assumption that environmental costs are represented by water pollution abatement costs.

통계적 방법을 이용한 오존 형성의 예측

여영구,손상현,오세천 漢陽大學校 環境工學硏究所 1999 環境科學論文集 Vol.20 No.-

통계적 방법을 이용하여 오존 형성의 예측에 관한 연구를 수행하였다. 통계적 방법으로는 파라미터 평가 방법과 인공신경 회로망 방법이 적용되었다. 파라미터 평가 방법에는 실시간 파라미터를 평가하기 위하여 ELS 및 RML 방법이 사용되었으며 오존 형성의 모델로는 ARMAX 모델을 사용하였다. 또한 3층 구조를 갖는 인공신경 회로망 방법을 이용하여 오존 형성의 예측 시험을 수행하였으며 본 연구에 사용된 통계적 방법의 성능을 평가하기 위하여 오존 형성의 예측결과를 실제자료와 비교 분석을 하였다. 실제 자료와의 비교를 통하여 파라미터 평가 방법 및 인공신경 회로망 방법에 근거한 예측방법이 제한된 예측 구간 내에서 만족할 만한 성능을 보임을 확인할 수 있었다. The prediction of ozone formation was studied using the stochastic method, Parameter estimation method and artificial neural network(ANN) method were employed in the stochastic scheme. In the parameter estimation method, extended least squares(ELS) method and recursive maximum likelihood(RML) were used to achieve the real time parameter estimation. Autoregressive moving average model with external input(ARMAX)was used as the ozone formation model for the parameter estimation method, ANN with 3 layers was also tested to predict the ozone formation. To demonstrate the performance of the ozone formation prediction schemes used in this work, the prediction results of ozone formation were compared to the real data. From the comparison it was found that the prediction schemes based on the parameter estimation method and ANN method show an acceptable accuracy with limited prediction horizon.

매립지 복토재로의 재활용을 위한 하수슬러지의 부산석회계 고화재를 이용한 안정화 연구

박태욱,박주양 한양대학교 환경공학연구소 2000 環境科學論文集 Vol.21 No.-

하수처리 과정에서 필연적으로 발생하는 하수슬러지를 부산석회를 혼합하여 개발한 새로운 고화재로 무기화학적으로 처리하여 쓰레기 매립장의 복토재 및 일반 매립재로서의 재활용가능성에 대하여 검토를 하였다. 기존 사용되는 석회계 재료의 단점을 보완하여 보다 경제적이고 안정적인 재료를 개발하였으며, 개발된 고화재에 대하여 고화재 자체 및 혼합개량체에 대하여 여러시험을 실시하였다. 하수슬러지와 혼합하여 개량하고 개량된 인공토의 물성변화 및 역학적특성을 분석 검토하고, 화학적 용출시험을 병행하였다. 시험결과를 복토재료의 시방기준과 규격을 비교하여 재활용 가능성을 검토한 결과 재활용가능한 것으로 분석되었다. A feasibility study was made for recycling sewage treatment sludges into daily cover materials for municipal waste landfills or reclamation fill materials after treament using new stabilization/ solidification binder based on by-product lime from a soda ash producing plant. The new binder was more economical and more stable than the existing lime-based stabilization binder. Various physical and chemical leaching tests were made for raw sewage sludge, new binder material, and sewage sledge treated by the new binder. The treated sewage sludge was concluded to be suitable fur the daily cover material by comparing the test results with required specifications.

저분자량 유기산을 이용한 Cu오염토양 복원에 관한 연구

공성호,유혜영,김용수,강순기 한양대학교 환경공학연구소 2000 環境科學論文集 Vol.21 No.-

Cu로 오염된 토양을 처리하기위해 중성 pH의 Citric acid와 Oxalic acid를 사용하여 농도와 유속의 변화두어서 실험실규모의 column test를 수행하였다. 안정화 상수가 높은 Citric acid (k=5.90)가 Oxalic acid (k=4.84)보다 높은 제거율을 보였다. 두 가지 유기산 모두 pH 4.5에 비해 pH 6에서 높은 제거율을 보였고 1mM에서 제거율은 상당히 낮았으며 10mM과 50mM은 처리 속도에 차이가 있었지만 최종제거율은 80.2%, 89.5%로 큰 차이가 없었다. 유속을 최저 7.34×10-3cm/min, 최고 7.34×10-2cm/min로 변화를 두었지만 10mM과 50mM의 경우 큰 차이가 없었다. column을 통과한 용액의 speciation을 GEOCHEM을 통해 예측해본 결과 10mM과 50mM의 유기산을 사용했을 경우 대부분의 Cu가 유기산과 복합체를 형성하고 있었으며, 유기산은 주로 free ion과 H+와 결합된 형태로 존재하고 있었다. Citric acid and Oxalic acid that have well known to form soluble complexes with Cu at near neutral pH of 5 to 7 as extracting agents. Lab scale column test was performed for optimizing operating parameter, changing pH, concentration and flow rate of organic acids. Citric Acid (k=5.90) which has high stability constant with Cu was higher removal efficiency than Oxalic Acid's (k=4.84). Both of two organic acids, removal efficiencies at pH 6 were higher than at pH 4.5. Concentration of 1mM organic acids did not provide effective removal efficiencies, but the removal efficiencies of 10mM and 50mM were significant high level. 10mM and 50mM were a little difference in removal rate but little difference in final efficiencies, respectively maximum 80.2%, 89.5%. Although we have performed column test, changing flow rate minimum 7.34×10-3cm/min to maximum 7.34×10-2cm/min, the removal efficiencies were little difference at 10mM and 50mM. Speciations of solution that passed through contaminated soil column were estimated by GEOCHEM simulation. For 10mM and 50mM organic acids, most of extracted copper existed as complexed forms with organic acids, and organic acids mostly existed as free ions and H-organic complex form.

열수지 분석을 통한 퇴비화 진행정도의 평가

배우근,강우재,정진욱 한양대학교 환경공학연구소 2000 環境科學論文集 Vol.21 No.-

본 연구에서는 미생물의 대사작용에 따른 발열과 여러 열손실을 포함한 열수지 분석을 통해 온도측정 결과로부터 퇴비화 진행정도를 추정할 수 있는 새로운 방법을 제시하고자 하였다. 이를 위해 퇴비화 과정의 열수지를 크게 열의 공급, 열의 손실, 열의 저장으로 나누었고 이들을 포함한 열수지 방정식을 수립한 후 잔류 고형물량과 온도의 함수로 변형하여 퇴비화 진행정도 평가식을 수립하였다. 마지막으로 수립된 평가식을 실제 퇴비화 실험에 적용하여 결과를 비교해 보았다. 본 연구에서 제시한 방법을 이용하여 계산찬 결과 손실된 열량 중 반응기 열손실이 가장 크게 나타났으며 다음으로 수분의 증발잠열에 의한 열손실, 배출공기의 열손실 순으로 나타났다. 계산에 의해 추정된 BVS의 분해율은 실측 BVS 분해율의 90% 정도였으며 계산된 잔류 수분량은 실측치의 96%를 나타내었다. 본 연구의 결과는 퇴비화 반응중에 계속적으로 분해율을 계산해 낼 수 있었다. 본 연구에서 수립된 퇴비화 진행정도 평가식에 사용된 계수와 특성치는 대부분 일반적인 값이었다. 따라서 본 평가식을 적용함에 있어 대상물질 및 조건에 알맞은 값을 사용하면 더욱 높은 정도를 얻을 수 있을 것이다. The purpose of this study was to develop a new assessment method of organic degradation through heat balance analysis including metabolic heat and varying heat losses. The heats in the composting process were classified into heat supply, heat loss and heat store, and then each heat included in the heat balance equation was expressed quantitatively. Then, the heat balance equation was rearranged to a function of tmeperature and solid for assessment of organic degradation. Finally, the calculated values were compared with the experimental data. The biodegradable volatile solid (BVS) degradation rate calculated by the assessment equation gave a good agreement with the measured value, showing 90 % of BVS degradation rate and 96 % of water content to the measured in the final product of the experiment. Among the heat components, the calorific value of the input material affected the results very sensitively. For the heat losses, the heat loss by conduction through the reactor wall was the most significant component, following with the latent heat and the heat in the exhaust gas. In this study, coefficients and properties used in the assessment equation were common values. If pertinent values could be applied to the equation a more accurate result would be obtained.

산업공단에서의 초기강우 유출수 오염물질 특성 및 처리

신응배,윤현식,김연권,김범수 漢陽大學校 環境工學硏究所 1998 環境科學論文集 Vol.19 No.-

강우시 발생하는 우수유출수에는 초기세척효과(first-flush-effect)로 BOD, SS를 비롯한 고농도의 다양한 오염물질이 함유되어 있으며, 방류선 수체로 유입되어 주변수체의 수질에 많은 악영향을 미치게 된다. 전세계적으로 이에 대한 많은 연구와 조사가 진행중에 있으며, EPA의 조사자료에 따르면 방류선 수체의 수질오염 문제 중 약 30%가 강우유출수로부터 기인하는 것으로 추정한바도 있다. 본 연구에서는 수도권에 인접해 위치하고 있는 S산업공단을 대상으로, 강우시 공단내에서 발생하는 우수유출수에 대해 유량변화 및 수질분석을 수행하였다. S공단은 석유·화학, 기계·금속업 등이 주종을 이루고 있고 분류식하수 배제방식을 채택하고 있어, 공단내 발생되는 우수유출수는 전량 지천으로 배출되고 있다. 시료채취는 공단을 배수구역별 5개 구역으로 구획 후, 해당 배수구역에 대하여 고정모니터링 방법을 적용하여 강우유출수의 수질을 분석·평가하였다. S산업공단에서 발생되는 우수유출수에는 BOD, COD, SS, TN, d-Fe, Zn, Cu 등의 다양한 종류의 오염물질이 검출되었다. 특히, 석유·화학산업, 식품산업, 일반폐기물 야적장 등에서는 BOD, COD, SS, TN등의 일반오염물질 항목들이, 기계·금속산업, 고철 야적장 지역에서는 중금속 항목의 오염물이 고농도로 측정되었다. During the early stages of a storm, significantly higher BOD, SS and other pollutants loadings may occur. This temporary increase is the result of the so -called "first-flush-effect". First flush runoff in the storm is a typical nonpoint source of polluting adjacent water bodies by overflowing pollutants accumulated in street surface from domestic, commerical and industrial area. The quality of storm water runoff is a major concern in the world. In the National Water Quality Inventory, 1990 Report to Congress, states estimated that ∼30% of identified case of water quality impairment are attributable to storm water discharges. (U.S. EPA 1992) In this study, "S" industrial complex located near Seoul metropolitan was investigated to evaluate characteristics of storm water runoff from industrial complex. Major industries of 'S' area were petroleum-chemical industry, metal-mechanical industry, etc. Also, storm water runoff was directly discharged to small artificial channel through storm sewer lines of separated sewer system in 'S' industrial complex. The concentration of several items such as BOD, COD, SS, TN, d-fe, Zn, Cu were founded in storm water runoff from the 'S' industrial complex catchment. Especially, petroleum-chemical industry, food industry, junkyard were exposed to high rate concentration of convention of conventional pollutants, such as BOD, COD, SS, TN, in first flush runoff samples. Higher levels of heavy metals were found at metal-mechanical industry, metal storage on site.

수리학적 체류시간과 용존산소 농도가 호기성 생물여과 공정 효율에 미치는 영향

배우근,최동호,박성준,신응배 한양대학교 환경공학연구소 2000 環境科學論文集 Vol.21 No.-

호기성 생물여과(BAF) 공정에서의 유기물 제거 및 질산화효율을 향상시키기 위한 최적의 수리학적 체류시간(HRT)과 용존산소(DO)를 도출하며 각각의 조건에 따른 미생물의 특성을 살펴봄으로서 처리효율과 미생물과의 관계를 알아보고자 하였다. 수리학적 체류시간에 따른 유기물(CODcr)의 제거효율은 0.5hr, 1hi, 2hr 모두 90% 이상을 보였으나 질산화 효율은 1hr에서 약 95%의 효율을 보여 가장 좋은 것으로 나타났다. 유출수의 DO 농도를 2mg/L, 4mg/L, 5mg/l, 7mg/L로 조절하여 실험하였을 때 유기물의 제거와 질산화 효율은 DO 농도가 증가할수록 좋아졌다. 이때 처리 효율을 안정되게 얻을 수 있는 최소 DO 농도는 유출수의 DO 농도가 5mg/L 이상일 때였다. The objective of this study was to investigate the factors affecting the treatment efficiency and microbial characteristics in a biological aerated filter reactor. Experimental parameters chosen were the hydraulic retention time (HRT) and the dissolved oxygen (DO). The CODcr removal efficiency was above 90% at all hydraulic retention times. The nitrification efficiency varied significantly with the HRT. But it increased to as high as 95% at HRT 1hr. When the DO concentration in the reactor effluent was controlled at 2mg/L, 4mg/L, 5mg/L, and 7mg/L, the CODcr removal efficiency and nitrification efficiency increased as the DO was increased. A minimum dissolved oxygen of 5mg/L was needed to maintained a good removal efficiency.

도금슬러지 시멘트고형화에서의 강도 및 안정화 증진

윤현식,강민성,이두진,신응배,배우근,유도윤 漢陽大學校 環境工學硏究所 1997 環境科學論文集 Vol.18 No.-

본 연구에서는 도금폐수처리공정에서 발생하는 실 슬러지를 대상으로 현장에서 적용이 가능한 시멘트고형화 및 안정화효율 증진방안을 찾기 위하여 실내 실험을 통해 1) 슬러지내의 수분이 시멘트의 수화반응에 미치는 영향, 2) 교반시간증가에 의한 고화체의 강도향상 및 용출억제효과, 그리고 3) 첨가제를 이용한 고형화효율 증대를 중점적으로 살펴 보았다. 실슬러지의(습윤슬러지) 자체가 함유한 수분이 시멘트수화반응에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 슬러지를 건조시킨 후 물을 첨가하여 시멘트모르터내에 자유수를 증가시킨 결과 습윤슬러지를 그대로 고형화 한 경우보다 동일한 수분에서 2배정도의 높은강도를 얻을 수 있었다. 교반시간을 증가시킬수록 강도와 용출성이 점차 향상되어 10분정도의 교반시간에서 우수한 결과를 얻었으며, 특히 습윤슬러지의 경우 그 효과가 두드러지게 나타났다. 첨가제사용에 따른 효율평가 실험은 Silica fume, 황산반토, Zeolite, EDTA를 대상으로 실시하였으며 이중 Silica fume이 강도와 용출억제면에서 가장 효과가 좋았다. 최적배합비는 습윤슬러지의 경우 첨가비(첨가제/시멘트)0.25∼0.5에서 가장 우수하였고, 0.05∼0.1에서 가장 좋은 용출효과를 나타내었다. 이는 Silica fume이 중금속에 의한 시멘트수화 방해작용을 억제하고 중금속이온을 불용성의 화합물로 고정하기 때문으로 사료된다. The Solidification /Stabilization (S/S) using the cement as a binder is widely used because of its stability and low cost. For cement-based S/S, however, the S/S efficiency in terms of strength and contaminant immobilization varies significantly according to the treated waste types and operational conditions. In this research real planting sludges were choosen for the S/S experiments in order to increase the applicability of the results in the actual site. Especially, the study focused on the effects of 1) the moisture of sludge on the hydration-reaction of cements, 2) the increased mixing time on the enhancement of the strength and immobilization, and 3) using the binder additives on the S/S efficiency. The compressive strength and leachability of the heavy metals (CU, Cd, Pb, Cr, and Zn) from the solidified materials were measured for evaluating the S/S efficiency. Drying the sludge and putting water, keeping the moisture content the same as the original sludge, into the cement mortar for supplying free-water increased the compressive strength of the solidified material by appoximately two times. Prolonged mixing of the sludge-cement mixture increased, particually in the wet sludges, the strength of the solidified material and retarded the mobility of heavy metals from the sludge. Good results obtained at ten minutes of mixing. In the experiments using the additives, silica fume gave superior results with the strength and immobilization to other additives (Al₂(SO₄)₃Zeolite, EDTA) tested. In the wet sludges, the optimum additive/cement ratio was 0.25-0.5 for strength and 0.05-0.1 for immobilization. It was suspected that the silica fume prevented the interference of heavy metals on the hydration reaction of cement and fixed the heavy metal ions into insoluble complexes.

온도 변화에 따른 BNR(Biological Nutrients Removal) 효율 특성

윤현식,홍상기,신응배,강희만,배우근,유도윤,김송기 漢陽大學校 環境工學硏究所 1997 環境科學論文集 Vol.18 No.-

우리나라는 하절기와 동절기의 기온차가 매우 크고, 특히 동절기에 중부지역 겨울철 평균기온이 영하 10。c 이하로 떨어지는 일수가 많아 겨울철 유입하수 수온이 평균 8∼9。c로 생물학적 공정의 미생물 활성도에 악영향을 미치고 저조한 처리효율로 이어져 겨울철 처리장 운전·운영의 가장 큰 문제점으로 지적되고 있다. 본 연구에서는 온도 변화에 따른 질산화 Batch실험을 통하여 질소제거 특성을 고찰하였으며 ,Batch실험 결과를 혐기-호기-무산소조가 조합된 단일반응기에 적용하여 온도 변화에 따른 유기물 및 질소. 인 제거 효율을 평가하였다. Batch 실험결과 반응조 온도가 높을수록 질산화 속도가 증가하는 것으로 평가됐으며, 이는 온도가 증가할수록 질산화 미생물의 최대성장율이 증가하기 때문으로 판단된다. 혐기-호기-무산소조가 조합된 완전혼합 단일반응기를 이용하여 온도 조건은 12±2℃, 20±2℃, 28±2℃로 변화를 주어 실험을 수행한 결과, 유기물 제거효율은 온도변화에 큰 관계없이 90% 이상의 높은 값을 나타내었으며, 총질소(T-N)제거 효율은 온도조건 12±2℃, 20±2℃, 28±2℃에서 각각 63.7%, 76.5% 82.9%를, 총인(T-P)제거 효율은 각각 70.7%, 65.3%, 52.8%를 나타내었다. 즉 질소제거 효율은 반응조 온도가 증가할수록 증가하는 것으로 나타났으며, 인제거 효율은 그 반대로 온도가 증가함에 제거효율이 저하되는 것으로 나타났다. 이는 고온의 조건에서 질산화 미생물의 활성 증가로 질소제거 효율은 증가하나 인 제거의 경우에는 혐기조로 유입되는 ??부하가 상대적으로 증가하여 인제거 미생물의 인방출에 악영향을 줄뿐만 아니라 인제거 미생물이 호냉성이기 때문에 고온에서 활성이 오히려 저하하기 때문인 것으로 판단된다. Discharging nutrients to surface water results in oxygen depletion and the decay of green biomass which is created in the receiver during the process of eutrophication. Because of these problems, all new treatment plants must provide for some method of nutrient removal(expressed in concentration limits)for total phosphorus, total nitrogen and ammonia nitrogen. Batch experiments were conducted to investigate the nitrification rate under different temperature conditions. The results showed that the rate of nitrification increased with increasing temperature. Using the results of the batch experiments, a single reactor combining anaerobic-anoxic-aerobic zones and clarifier was tested for the continuous removal of organic substances, nitrogen and phosphorus from wastewater. The removal efficiency of the above mentioned substances was evaluated under various different temperature(12±2, 20±2, 28±2。C) conditions. During a single reactor test period, high removal efficiencies for ??(over 90%) were obtained in all tests. Total Nitrogen(TN) removal efficiencies were 64%, 77% and 83% at temperatures of 12±2, 20±2 and 28±2。C, respectively, and total Phosphorus(TP) removal efficiencies were71%, 65% and 53% at temperatures of 12±2, 20±2 and 28±2。C, respectively.