Earticle

본 연구에서는 BCMO의 봄철 단일입자 단위의 BC농도, 등가체직경(Volume Equivalent diameter, VED) 특성을 Single Particle Soot Photometer(SP2)를 이용하여 살펴보았다. 측정기간은 2012 4월 19일부터 2012년 5월 11일까지이며, 측정된 BC농도 범위는 0.03~4.35 μg/m3, 평균 농도는 0.70 μg/m3이다. 또한 가우시안 분포 특성을 통한 BC 질량 중위경(Main peak diamater)은 218 nm이었다. Local Effect에 영향을 받아 측정된 BC 농도와 BC 질량 중위경은 각각 1.33 μg/m3, 221 nm으로 기류의 흐름이 한반도 내륙을 관통하여 유입된 경우이다. Long-Range Effect 사례는 대표적인 장거리 이동에 따른 고농도 사례로 BC 농도는 1.87 μg/m3, BC 질량 중위경은 221 nm로 측정되었다. High Effect 현상은 몽고지역에 발생한 산불의 영향으로 발생한 고농도 사례로 BC 농도는 2.45 μg/m3, 중위경은 204 nm로 선행된 국외 Biomass burning시 측정값과 비슷한 경향을 나타냈다. 백령도 지역의 블랙카본 농도 및 질량 등가체직경은 장거리 이동되는 오염물질 영향이 가장 크며, 연속모니터링 결과, 국외· 국내 배출원의 유입에 따라 BC 농도와 입경분포가 영향을 받음을 알 수 있었다.

Baengnyeongdo Comprehensive Monitoring Observatory (BCMO), surrounded by the Yellow sea between China and the Korean Peninsular, has the best geological conditions to measure air pollutants transportation among Northeast Asian countries because of low traffic flow, little impact from local emissions and meteorological factors such as west wind. This study has investigated BC concentration and particle size distribution of Volume Equivalent diameter (VED) in terms of single particle during spring, using Single Particle Soot Photometer (SP2). A sampling period was from 19th of April to 11th of May in 2012, and estimated BC Concentration. ranged from 0.03 to 4.35 μg/m3 with an average Concentration. of 0.70 μg/m3. Also, a main peak diameter was 218 nm with a characteristic of gaussian particle size distribution. BC concentration and VED in Baengnyeongdo area depend on Long-range transportation pollutants from China or western countries. In this results, we suppose that the BC concentration. and BC particle size distribution are affected by inflow direction and air mass sources from home and abroad.

일반적으로 지붕우수는 지표수에 비해 수질이 양호하기 때문에 물부족에 대처하기 위한 대체 상수원으로 이용하는 것 이 가능하다. 본 연구의 주목적은 다목적으로 이용할 수 있는 빗물이용장치를 개발하고 현장에 적용함으로 빗물이용을 위한 기초자료를 얻기 위함에 있다 연구를 위해 빗물이용장치를 소규모의 실험실용으로 제작하여 지붕우수에 대해 처리 실험을 하였다. 빗물처리장치는 프리필터, 침전필터, 활성탄 필터, 한외여과필터 및 미생물 소독을 위한 자외선 램프로 구 성하였다. 여러 지붕우수에 대해 처리실험을 실시한 결과 목표로 하는 중수 또는 상수용의 수질에 적합한 물을 선택적으 로 생산할 수 있었다. 시설의 설비비용은 용량 10톤/일은 1,120만원, 40톤/일은 2,140만원으로 추산되었다. 물 생산비용 은 톤 당 600원으로 공공 상수도 평균 단가인 813원 보다 저렴하였다. 따라서 본 연구에서의 지붕우수 이용시설은 경제 적인 상수공급시설의 대안으로 이용이 가능할 것으로 본다.

Because of roof runoff has a relative good water quality compared with surface runoff, the roof runoff has possibility to use for alternative water resource to cope with the water scarcity. The main purpose of this study is to develop the rainwater harvesting system, which could be use for multipurpose usage of potables or non-potables. We applied to field experiments to gain the base data for usage of rainwater. For this study, a laboratory scale of rainwater harvesting system was made and tested for roof runoff. This system consists of a series filter cartridge, such as prefilter, sediment filter, activated carbon filter, ultra membrane filter, and ultraviolet lamp for disinfection. As the result of various roof runoff testing, the rainwater use system was able to selectively produce the suitable water to cope with the target water quality for grey or potable water. The cost of facility was estimated 1.12 × 106 won for capacity of 10 ton/day, and 2.14 × 106 won for capacity of 40 ton/day, which was similar to provisional water supply system. Water producing cost was estimated about 600 won/ton, which was cheaper than average public cost of 813 won/ton. Therefore, roof rainwater harvesting system for this study was possible to use the alternative water supply facility economically.

본 연구에서는 한국의 남쪽 수계에서 Perfluorinated Compounds(PFCs)의 모니터링을 위해 섬진강 수계 및 남해안 연안에서 10개 의 PFCs 화합물에 대한 분포 특성을 조사하였다. 채취된 시료의 전처리는 HLB(hydrophilic-lipophilic balanced) 충진물이 채워진 카 트리지(cartridge)를 이용한 고상추출법(solid-phase extraction, SPE)을 사용하였고, 기기분석법은 LC/ESI- MS/MS 법을 사용하여 분 석하였다. 사용된 분석기의 PFCs 방법검출한계(method detection limit, MDL)는 0.4-1.9 ng/L, 정량한계(limits of qantification, LOQ) 는 1.5-6.1 ng/L이었다. 10개의 PFCs 중에서 섬진강 수계에서 검출 빈도 및 농도가 높은 화합물은 perfluorooctane sulfonate(PFOS), perfluorooctanoic acid(PFOA)와 perfluorononanoic acid(PFNA)로 나타났으며, 섬진강 수계에서 FPOS는 < LOQ-19.60 ng/L, PFOA 는 < LOQ-20.59 ng/L, PFNA는 < LOQ-34.62 ng/L 농도 분포를 보였다. 남해안 연안 해역에서는 PFOS와 PFOA가 검출빈도 및 농 도가 높았고, FPOS는 < LOQ-48.00 ng/L, PFOA는 < LOQ-24.13 ng/L 농도 분포를 보였다. PFHxS의 농도는 PFOS와 PFOA 농도보 다 낮았으며, 그 밖의 PFCs는 검출되지 않았다. 이러한 결과는 지역 수계에서 PFCs의 농도 분포특성에 대한 지속적인 조사의 필요 성을 시사한다.

The objective of this study is to investigate the characteristics of the distribution of 10 perfluorinated compounds (PFCs) in the basin of Sumjin river and southern coastal water of Korea, which is part of an ongoing program of monitoring on the local distribution of PFCs. All samples were extracted using solid-phase extraction (SPE) disk cartridges with HLB (hydrophilic-lipophilic balanced), and were analyzed by liquid chromatography tandem mass spectrometry (LC/ESI-MS/MS). Method detection limit (MDL) and limits of qantification (LOQ) of PFCs were in the range of 0.4 to 1.9 ng/L and 1.5 to 6.1 ng/L, respectively. Among PFCs, perfluorooctane sulfonate (PFOS), perfluorooctanoic acid (PFOA) and perfluorononanoic acid (PFNA) in the basin of Sumjin river were mainly detected with high frequency and concentrations, in which concentrations of these three PFCs were in the range of < LOQ to 19.60 ng/L and < LOQ to 20.59 ng/L, and < LOQ to 34.62 ng/L, respectively. However, PFOS and PFOA were mainly detected in the southern coastal water, in which concentration of these two PFCs was in the range of < LOQ to 48.00 ng/L and < LOQ to 24.30 ng/ L, respectively. The detective frequency and concentration of perfluorohexane sulfonate (PFHxS) were relatively lower than those of PFOS and PFOA, and the concnetration of the remaining other PFCs were less than MDL. These results suggest that further study characterizing the concentration distribution of PFCs is needed.

본 연구에서는 도시하수의 질소와 인을 처리하는 생물막 여과 시스템이 주된 공정으로 구성되어 있는 고도처리공법을 적 용하여 운영되고 있는 하수처리시설에 대해 ASM No. 2d 모형을 구축하였다. 이를 위하여 하절기부터 동절기를 포함한 실측 수질자료(2013년 7월~12월)를 바탕으로 ASM No. 2d 모형의 다양한 매개변수 가운데 독립영양미생물 최대비성장계수(μmax) 와 탈질계수(Denitrification reduction factor), 미생물의 인 구성분율(P content of active biomass)을 조정하여 보정하였다. 보정 된 모형의 검증을 위하여 상기 6개월 이후 4개월간(2014년 1월~4월)의 실측 수질자료를 입력하였으며, 그 결과 시스템을 양 호하게 표현하는 모형을 구축하였다. 또한 저부하 유입조건에 대응하는 기존의 삼분할포기 운전방안을 대체할 수 있는 경제 적인 운전방안을 도출하였다. 유입수가 고농도 부하인 경우에 반송률을 100%에서 300%로 조정하는 것으로 T-N 농도를 13.7 mg/L에서 8.4mg/L로 낮출 수 있었으며, SRT를 28.6일에서 23.9일로 조정하여 T-P 농도를 0.9mg/L에서 0.42 mg/L로 감 소시켰다. 유입수가 저농도 부하인 경우에는 SRT를 66일에서 42.6일로 조정하여 최종 방류수의에서 0.48 mg/L로 감소하 였다. 따라서 별도의 메탄올 및 응집제를 사용하지 않으며 고속응집 경사판침전조의 미가동 등으로도 최종 방류수를 재이용 수로 사용하는데 필요한 목표수질 기준(T-N 농도 10 mg/L, T-P 농도 0.5 mg/L 이하)을 만족할 수 있는 것으로 나타났다.

In this study, we built the ASM No. 2d model for a wastewater treatment plant which is operated by advanced treatment process with MBR system. Among the various parameters the ASM No. 2d model the autotrophic microorganisms maximum growth rate, denitrification reduction factor and P content of active biomass were adjusted for the simulation and these parameters is based on the measured water quality data from summer to winter (July to December, 2013). In order to verify adjusted model we have added the input data of the four months (January to April, 2014). As a result, we built a model that represents the system. Furthermore, we have derived the economical operation which can replace the existing tri-partitioned aeration operation plan under the low influent loading conditions. In case of high loads, T-N concentration was reduced to 8.4 mg/L from 13.7 mg/L by adjusting recycle ratio to 300% from 100% and T-P concentration was reduced to 0.42 mg/L from 0.9 mg/L by adjusting SRT to 23.9 days from 28.6 days. That means we can operate to meet the target water quality standard (T-N 10 mg/L, T-P 0.5 mg/L) required to use the final effluent as the reclamation water without using the methanol and the coagulant additionally and without running the equipment such as the URC.

본 연구는 강우 시 하수처리장에서 단순 침전하여 방류되는 2Q를 기존의 응집조, 응결조를 대체할 수 있는 시설로 hydrocyclone 를 이용하여 고속 응집·응결하여 침전하는 하이브리드형 경사판 침전지(HIS, hybrid-type inclined settler) 시스템의 적용 가능성 을 분석함에 있다. 응집제로는 3곳의 제조회사에서 제조한 chitosan을 주입하여 응집교반실험(응집 1분, 응결 3분, 침전 10분)하여 잔류탁도를 분석한 결과 D사에서 제조한 chitosan이 잔류농도가 가장 낮게 나타났고, chitosan 최적 주입농도는 11 mg/L으로 분 석되었다. 하천 및 도로변에 퇴적된 미세 토양입자를 채취하여 200 μm 이하 입자들을 수돗물로 희석하여 강우 유출수 모의 시료 로 사용하였다. HIS 시스템의 경사판 침전지의 체류시간 1.17-4.17 min, 수면적 부하율 170.7-609.5 m3/m2/day 범위의 운전조건에 서 200 μm 이하 도로변 퇴적물질 미세입자를 대상으로 처리효과를 분석한 결과, 탁도 처리효율 범위는 71.2-89.1%(평균 82.8%), SS는 83.2-99.2%(평균 93.5%)로 분석되었다. Hydrocyclone 하부배출수의 평균입경은 유입수 입경보다 증가하는데 이는 chitosan 에 의한 응집이 hydrocyclone에서 플럭을 형성하는 것으로 분석되었다. 강우 시 하수처리장으로 유입되어 미처리되는 2Q를 화학 적으로 처리 시 hydrocyclone은 응집조, 응결조를 대체할 수 있는 방안으로 판단된다.

The objective of this study is development of HIS (hybrid-type inclined settler) system for treatment of untreated 2Q wastewater during storm event. Instead of coagulation and flocculation reactor, HIS system was used hydrocyclone for coagulation. HIS system is consisted of hydrocyclone with chitosan coagulant and inclined storage tank. Three type chitosan (manufacture P, K, D) were used to determine the optimum type coagulant for treatment of storm runoff. As the results of Jar test (rapid mixing 1 min, slow mixing 3 min, settling 10 min), the best type chitosan was D chitosan and the optimum dosage of 11 mg/L for road side sediments was analysed. Because of the effectiveness of chitosan in removing turbidity was independent on pH, the operation of HIS system would be simple. The synthesized storm runoff was made with water and addition of under 200 μm stream sediments. The operated range of inclined settler retention time was 1.17-4.17 min and surface loading rate was 170.7-609.5 m3/m2/day. Results indicate that the range of removal efficiency of turbidity and SS were 71.2-89.1% (mean 82.8%) and 83.2-99.2% (mean 93.5%), respectively. As a results of micro particle size treatment, average particle size in foul flow was greater than that in inflow, which means that coagulation by chitosan makes floc well in hydrocyclone. HIS system would have possibility for replace coagulation and flocculation reactor to treat untreated 2Q of sewer overflows.

본 연구에서 개발된 시스템은 센서부, 무선통신부 및 모니터링 부로 나뉘어져 있다. 센서부는 잔류염소, pH, 탁도, 전기전도도, 수 온 그리고 질산성질소 등 총 6개의 수질분석 항목과 수압, 수위 및 유량 등 3개의 유지관리 모듈로 나뉘어져 있다. 형식승인 기준에 준한 잔류염소와 탁도 센서의 측정값 신뢰도는 반복성, 직선성 및 유지성에서 양호하게 나타났다. 전기전도도 측정값도 서로다른 농 도에서 각각 변동계수가 0.3-0.9% 범위로 양호하였다. 무선통신부는 고신뢰성의 데이터를 양호한 시의성으로 송수신한다. 이는 유 선망 또는 상용무선통신이 도달하지 않는 산간오지에 설치 하는데 많은 이점을 보유한다. 모든 통신의 송수신상태는 RTU에서 확인 할 수 있도록 알고리즘을 개발 하였고, 연결상태가 좋지 않을 경우 용이하게 그 부분을 발견할 수 있어 유지관리가 편리하다. 본 통 합운영 시스템의 모니터링부는 사용자에게 꼭 필요한 정보만을 제공하고, 판단이 용이하도록 웹으로 수질 기준 초과 또는 유지관리 모듈 상태에 대한 경보를 제공하여 문제 발생시 관리자가 신속히 대처 가능하도록 구성하였다. 이를 이용하여 안전하고 건강한 물 공급이 가능하게 되었고, 특히 취약한 지역에서의 수자원 보호와 국민 건강에 기여할 것으로 판단 한다.

The system developed in this study consists of a sensor part, wireless communication part, and monitoring part. The sensor part uses six criteria for water quality analysis (residual chlorine, pH, turbidity, electrical conductivity, temperature, and nitrate nitrogen), along with three maintenance modules (water pressure, level, and flux). The residual chlorine and turbidity sensor readings satisfied standards in repeatability, linearity, and sustainability. The electrical conductivity reading was also reliable, with a 0.3-0.9% coefficient variation at different concentrations. The wireless communication part displayed high reliability in its timely transmission of data. This is highly advantageous when installing water supply facilities in remote mountainous regions where no cable or common wireless communications can be reached. An algorithm was developed to monitor all communication transmissions from the remote terminal unit. This helped to facilitate maintenance, especially when communication was difficult. This monitoring part of the integrated operating system provides all necessary information by alerting the user if water quality standards are not met, or via the maintenance module for easy system evaluation through the web, thus making it easy to respond quickly in case a problem occurs. A supply of safe and healthy water was made possible through the use of this system, and it is believed to have the potential to contribute to improving the public health and conserving water in especially vulnerable regions.

현재 국내 도축장에서 폐기되는 도축 폐혈액은 연간 125,528 ton에 이른다. 이 폐혈액을 친환경적으로 자원화하기 위 해 된장유래 단백질분해효소 생성균을 찾았다. 이 균이 생성하는 단백질 분해효소로 유기폐기물을 저온에서 액비로 전환 하기 위한 기초실험을 진행하였다. 담근 후 1~2년이 경과한 된장을 이용하여 단백질분해 생성균 3종을 분리하였고, 16s rRNA 분석결과 Bacillus subtilis WL-7이라 명명하였다. 이에 대한 생육특성을 조사하였다. 최적 배양온도는 40oC이며, pH 변화에 따른 효소의 활성도에는 차이가 없었다. 도축장에서 공급된 혈액에 대한 실험은 단백질분해효소의해 분해가 됨을 확인하였다. 분해실험을 1~5회 농축실험을 하였다. 그러나 농축횟수에 비례해서 clear zone의 크기가 증가하지는 않 았다. 이는 수용성 효소의 실험방법의 한계에서 유래된 듯하다. 도축 폐혈액을 자원화 시키기 위한 기초실험으로 기존 화 학적 방법을 대체할 환경 친화적인 유기폐기물의 자원화 방법을 모색하고자 하였다.

Up to now ca.125,528 tons of waste blood have been produced in a year in Korea. They are maid mainly in slaughter house. Microbial cells were isolated from the soy paste, which were 1~2 years after fermentation-start. These microorganisms could exclude protease, which can degrade protein at low temperature. We studied on the production of liquid fertilizer from bio-waste. The results of this basic study would be very useful for the waste-utilization. Three microbial cells were selected from the isolated strains and analyzed their 16s rRNA. One of them was named as Bacillus subtilis WL-7. The most optimal temperature for protein degradation was 40oC and the pH-change had no influence on the enzymic activity. The protein-degradation of the waste-blood could be demonstrated by the microbial protease at low temperature. The enzymic solutions were concentrated 1~5 times and experimented. The size of the clear zoned were not changed and the experimental methods with water-soluble enzymes might limit the conditions. The results of this study can be adapted to a substitutional method for the traditional chemical treatment of waste-blood. And it will be very useful for a pro-environmental process of biowaste-treatment and resource-recovery.

본 연구에서는 비용-효과분석을 기반으로 최적의 저영향개발(low impact development; LID)을 설계할 수 있도록 미환 경부에서 개발한 system for urban stormwater treatment and analysis integration(SUSTAIN)을 안동시 버스터미널에 적 용하였다. 안동시 시외버스 터미널에 가상의 LID를 SUSTAIN으로 평가한 결과, 설치비용 $18,670-62,108 범위 내에서 10가지 최적의 BMPs 용량을 결정할 수 있었다. 모의 결과 안동시 시외버스 터미널에 LID 설치시 유출량과 BOD, TP 부 하량이 각각 511.3 mm에서 1,085.0 mm, 134 kg/yr에서 818 kg/yr, 6 kg/yr에서 20 kg/yr로 증가하는 것으로 나타났으며, $18,670-62,108 범위 내에서 LID 설치시 지표유출량이 14-48%, BOD 부하량이 20-36%, TP 부하량이 20-30% 저감되는 것으로 모의되었다. SUSTAIN은 제한된 설치비용 내에서 최적의 저감효과를 나타내는 LID BMPs의 제원을 결정할 수 있어 LID 설계시 유용하게 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

The applicability of system for urban stormwater treatment and analysis integration (SUSTAIN) developed by USEPA for design cost-effective LID was evaluated by applying Andong city bus terminal. The SUSTAIN searches the best solution based on the user defined cost of LID installation by dimensions of user defined BMPs. As a results of applying SUSTAIN, the SUSTAIN searched ten of best solutions between $18,670-62,108 by 550 times of model iteration. The surface runoff depth and pollutant loading were increased from 511.3 to 1,085.0 mm, 134 to 818 BODkg/yr, and 6 to 20 TPkg/yr, respectively. The LID can reduced 14~28% for surface runoff, 20-36% for BOD loading, and 20-30% for TP loading according to the cost. The SUSTAIN model is very useful tool to search the best solution to determine the dimension of each BMP based on user defined cost.

전처리 층, 유독가스 흡착 층, 조절판으로 구성된 휴대용 생명보호마스크를 인체공학적 구조로 제작하여, 화재 시 발생 되는 주요 유독가스(SO2, H2S, Cl2) 및 매연을 대상으로 산업용 및 군용 등 정화통이 부착된 방독마스크의 KS기준을 적 용하여, 흡착제의 특성 및 흡착제의 성능의 비교 등에 대해 실험을 수행한 결과 다음과 같았다. AC 및 ACF 흡착제간 흡 착제의 특성을 분석한 결과, 비표면적은 ACF가 AC보다 1.5배 정도 크며, 기공분포는 ACF가 흡착에 직접 관여하는 17 Å 이하의 미세기공이 발달하였다. 흡착제의 성능을 실험한 결과, 실험대상가스의 투과한계농도에 도달하는 시간은 SO2 는 ACF가 11분, H2S는 12분, Cl2는 5분이 AC보다 더 길었다. 이는 휴대용 생명보호마스크 개발의 가능성이 있는 것으 로 판단된다.

Creating a portable life safety mask consisting of the preprocessing layer, the toxic gas adsorption layer and the control panel to an ergonomic structure, and being applied to the KS standard of a gas mask and the major toxic gases (SO2, H2S, Cl2) arising in a fire, a comparison experiment results for AC, ACF adsorbent characteristics and performance, etc. were as follows. As the adsorbent characteristics between AC and ACF ware analyzed, a specific surface area of the ACF was 1.5 times larger than the AC, and the pore distribution of the ACF was developed into a micro-pores of less than 17Å. As the adsorbent performance was experimented, the time to reach the permeation limit concentration for the experiment target gas was SO2 11 minutes, H2S 12 minutes, Cl2 5 minutes for the ACF, and as this times were larger than AC, the emergency exit in case of fire was possible within 10 minutes, and it was judged to be possible to develop a portable life safety mask.