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한국도시환경학회지 [Journal of the Korean Society of Urban Environment]

간행물 정보
  • 자료유형
    학술지
  • 발행기관
    한국도시환경학회 [The Korean Society of Urban Environment]
  • pISSN
    1598-253X
  • 간기
    계간
  • 수록기간
    2001 ~ 2026
  • 주제분류
    공학 > 환경공학
  • 십진분류
    KDC 539 DDC 628
VOL.18 No.3 통권 제47호 (13건)
No
1

Isolation and Characterization of Bioflocculant Producing Strain YG-02

Yeongon Jung, Joonil Ko, Seonyong Chung

한국도시환경학회 한국도시환경학회지 VOL.18 No.3 통권 제47호 2018.09 pp.251-260

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본 연구에서는 현재 사용되고 있는 화학응집제를 대체하여 수처리와 기타 산업공정에 적용하기 위한 목적으로 응집활 성이 높으며 무해한 생물응집제를 생산하는 균주를 분리·동정하여 특성을 파악하였다. 또한, 응집제 생산량과 응집 효 율을 향상시키기 위해서 응집제의 최적 투여량과 pH 조건 및 온도 조건 등의 최적화된 배양 조건과 환경을 조사하였다. 그 결과 응집제를 생산하는 새로운 미생물을 분리하여 16S rRNA 유전자 염기서열 분석을 실시하여 동정한 결과 Delftia acidovorans strain NBRC 14950과 97% 상동성을 나타내어 strain YG-02라고 명명하였다. Strain YG-02는 pH 7.0 범위, 22oC에서 최적 성장하였으며, 최적의 조건에서 성장한 strain YG-02의 최대 응집활성도는 92.73%로 나타났다. 본 연구 결과 생물응집제를 생산하는 새로운 미생물을 발견하였으며, 화학응집제를 대체할 수 있는 가능성을 보였다.

In this study, we researched the characteristics of germs that produce a bioflocculant, which is harmless and has a high flocculating activity used for the purpose of application to water treatment and other industrial processes that could replace chemical flocculants currently in use, through isolation and identification. Also, in order to increase the flocculant output and flocculation efficiency, we investigated the optimized culture conditions and environments such as flocculant optimal dose, pH condition, temperature condition, and et cetera. As a result, by conducting separation of the flocculant producing new microorganisms and identification through 16S rRNA sequencing, it exhibited 97% homology with Delftia acidovorans strain NBRC 14950, and thus we named it strain YG-02. Strain YG-02 grew most optimally in pH 7.0 range and 22oC and the maximum flocculating rate of strain YG-02 that grew in the optimal condition turned out to be 92.73%. As a result of this study, we discovered a new microorganism that produces a bioflocculant and a possibility of replacing chemical flocculants.

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Treatment of Reverse Osmosis Concentrate Using Microalgae

Heesung Yang, Ihnsup Han, Jooyoun Nam, Hyunchul Kim

한국도시환경학회 한국도시환경학회지 VOL.18 No.3 통권 제47호 2018.09 pp.261-270

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본 연구는 역삼투 농축수의 생물복원 과정에서 Scenedesmus quadricauda 미세조류가 난분해성 유기물질의 분해와 이 용에 어떻게 관여하는지에 대하여 조사하였다. 조류를 이용하여 역삼투 농축수를 처리한 결과, 염도 500 및 8000 mg Cl- /L, 연속폭기(10% CO2), 그리고 간헐조명(L/D=16/8) 조건에서 용존유기물질의 생분해도 향상과 무기영양염류의 높은 제 거율을 확인할 수 있었다. 본 연구에서는 조류 처리수로부터 과산화수소 농도를 측정하여 조류에 기인하는 난분해성 유 기물질의 분해 메커니즘을 평가하였다. 세포 성장과정에서 유기탄소원의 이용이 가능한 조류를 농축수와 같은 난분해성 폐수처리에 적용하는 경우 영양염류의 동시 제거가 가능하다는 점에서 일반적으로 사용되는 전기화학적 산화기술보다 지속가능성과 비용효율 면에서 상대적으로 그 적용성이 높다고 평가 할 수 있다.

This study explored how Scenedesmus quadricauda microalga is involved in the degradation and subsequent assimilation of refractory organic matter during remediation of reverse osmosis concentrate. The algal cells were cultivated in the reverse osmosis concentrate with low to high salinities under the given conditions, which resulted in a remarkable increase in the biodegradability of dissolved organic matter, along with robust removal of nutrients (N and P). In this study, hydrogen peroxide from algal-treated wastewater was measured to investigate the mechanism of organic deformation which was associated with algal growth. The degradation of refractory organic matter with microalgae can be considered as more sustainable and cost-effective when compared to commonly used electrochemical oxidation techniques.

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하수처리장의 공법 적용시 수질오염물질의 처리효율과 시설 설치비용이 검토되어지고 있다. 하지만, 하수처리시설은 각 공법의 특성에 따라 화학약품 투입량, 전력사용량, 폐슬러지 발생량 등 시설의 유지관리에 투입되고 배출되는 요소들 이 다르며, 이는 곧 비용적인 측면과 자원고갈, 에너지 소모, 전력 생산시 발생할 수 있는 대기오염물질 유발 등과 같이 부정적인 환경영향을 야기 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 LCA기법을 활용하여 하수처리공법의 잠재적 환경영향에 미 치는 기여도를 파악하고자 국내 하수종말처리시설 중 A2O공정과 MBR공정으로 운전되고 있는 하수처리장의 데이터를 활용하여, 운전단계에 대한 전과정평가를 수행하였다. 각 공법의 투입물과 배출물에 따른 목록분석(Life Cycle Inventory Analysis, LCIA)을 통한 환경영향평가(Life Cycle Impact Assessment, LCIA)의 특성화결과 값을 도출하였다. 부영양화 지수(Eutrophicaiton Potential, EP)는 MBR공정이 7.09E-03(kg PO4 3-eq/kg), A2O공정이 7.26E-03(kg PO4 3-eq/kg)으로 A2O공정이 부영양화에 대한 환경부하가 더 많았으며, 이는 MBR공정의 하수처리 효율이 높기 때문으로 파악되었다. 지 구온난화지수(Global Warming Potential, GWP)는 A2O공정이 1.60E-01(kg CO2 eq/kg), MBR공정이 9.13E-01(kg CO2 eq/kg)으로 MBR공정이 약 5배 이상 지구온난화에 미치는 영향이 더 많은 것으로 분석됐다. 각 영향범주에 미치는 단위 공정을 분석한 결과 부영양화 범주는 하수처리장에서 처리 후 배출되는 수계오염물질의 기여도가 두 공정 모두 95% 이 상 이었으며, 지구온난화에 영향을 미치는 단위공정은 전력생산 공정이 A2O공정에서 85%, MBR공정에서 96% 이상 기 여하는 것으로 분석됐다. 결과적으로 하수처리시설의 경우 처리공법에 따라 배출되는 수계오염물질량과 처리공정에 사 용되는 전력사용량이 가장 중요한 기여 요소(Key Contributor)인 것으로 판단된다. 현재 하수처리공법은 공법별 처리효 율성과 유지관리비 등의 비용을 고려하여 평가되고 있다. 하지만 전력소모량이 하수처리시설의 유지비용 측면에만 고려 될 경우, 지구온난화에 미치는 부정적인 환경영향을 간과할 수 있다는 점을 알 수 있었다. 중요한 국가기반시설의 하나인 하수처리시설의 처리기능에 대한 효율성 향상과 함께 지속가능한 기반시설로서의 역할을 위해서는 전과정에 대한 환경 성 분석을 고려하는 것이 필요할 것으로 사료된다.

Pollutant removal efficiency and installation cost are important factors to consider wastewater treatment process. However, practically during its operation, the input sources such as chemical use, amount of electricity used, waste sludge and so on are different according to characteristic of wastewater treatment process. Furthemore negative environmental influence such as resource depletion, energy consumption, air contaminant when generating electric-power were not considered as assessment factor to select the treatment process. This study analyzed environmental impact of MAR and A2O process using LCA (Life Cycle Assessment) in order to estimate contribution of potential environmental effects between A2O process and MBR process of sewage plant in Korea. Each process was set as system boundary and LCIA (Life Cycle Impact Analysis) by inputs and outputs was carried on. Specialized extruded values were obtained with the results of LCIA. A2O process has slightly higher environment load then MBR process with EP (Eutrophicaiton Potential) value of 7.09E-03 (kg PO4 3-eq/kg) for the fomer and 7.26E-03 (kg PO4 3-eq/kg) for the later. This was understood as treatment efficiency of MBR process has more higher then A2O process. However, MBR process showed its GWP of 9.13E-01 (kg CO2 eq/kg) which is approximately 5 time larger than of A2O process showing 1.60E-01 (kg CO2 eq/kg). For an analysis based on each influence category, contribution rate of water pollutant process about both processes had over 95% on EP, however, it is showed that A2O process had 85%, MBR process had over 96% on electricity related to global warming on GWP. As the results represented, it is concluded to allow for electricity consumption and water pollutant based on treatment process are Key contributor on WWTP. Sewage treatment process has been evaluated by treatment efficiency, cost of maintenance, etc., however, negative environmental effect of global warming can be passing out easily if electricity is only concerned on maintenance cost of WWTP. That is understood as a way that leads sustainable improvement in the waste water treatment which is one of national base facility with evaluating process efficiency as well as environmental anlaysis on LCA.

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4,000원

하폐수처리공정은 복잡한 생물학적 처리과정과 많은 입력변수들의 시간에 따른 강력한 동적인 변동성으로 인해서 이 전의 운전 상황이 차후의 운전상황에 많은 영향을 미친다. 이런한 현상을 시간지연 효과라 한다. 강력한 비선형 매핑 (mapping) 특성 때문에 신경망은 구조 기반 모델에 대한 모델링 및 식별 도구로서의 이점을 제공하지만, 일반 인공신경 망(ANN)의 경우 시스템 설계방식(architecture)의 결정 및 시스템에서의 시간 지연과 관련된 주요 입력 변수의 선택은 쉽 지 않다. 그래서 본 연구에서는 시간 지연 신경망과 유전자 알고리즘을 결합한 유전자 적응형 시간 지연 신경망 (GATDNN)을 개발하여 바덴포(Bardenpho) 고도하수처리 공정 모델링에 적용하였다. GATDNN에서 3 단계 모델링 절차 가 수행되었다. (1) 각 특정 출력에 대한 예측 정확도를 극대화하기 위해 중요한 입력 변수 선택 (2) ANN 기반 프로세스 추정기에 적합한 네트워크 토폴로지(topology)를 찾기 (3) 민감도 분석. 모델링 결과 GATDNN을 사용하여 제시된 모델 링 기술이 높은 정확도로 출력을 예측하고 주요 작동 변수를 식별하는 데 유용한 도구임을 보여주었다. 이 작업은 고도 하수처리장 운전을 위한 신뢰할 수 있는 제어 전략의 개발을 가능하게 하여 엔지니어의 부담을 줄여 줄 수 있다.

Wastewater treatment systems are characterized by large temporal variability of inflow, variable concentrations of components in the incoming wastewater to the plant, and highly variable biological reactions within the process. The behavior of observed process variables within a wastewater treatment plant (WWTP) at a certain time instant is the combined effect of various processes initiated at different moments in the past. This is called a time-delay effect in the system. Due to the nature of strong nonlinear mapping, neural networks provide advantages as a modeling and identification tool over a structure-based model. However, the determination of the architecture of the artificial neural networks (ANNs) and the selection of key input variables with a time delay is not easy. In our research, a genetic adapted time-delay neural network (GATDNN), which is a combination of time-delay neural network (TDNN) and genetic algorithms (GAs), was developed and applied to the full-scale Bardenpho advanced sewage treatment process. In a GATDNN, a three-step modelling procedure was performed: (1) selection of significant input variables to maximise the predictive accuracy for each specific output; (2) finding a suitable network topology for the ANN-based process estimator; (3) sensitivity analysis. The results demonstrate that the modelling technique presented using a GATDNN provides a valuable tool for predicting the outputs with high levels of accuracy and identifying key operating variables. This work will permit the development of a reliable control strategy thus reducing the burden of the process engineer.

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Management Plans of Unspecified Organic Wastes that Lead to Water Pollution by Illegally Leaving Alone or Dumping

Jaehong Ko, Wonmo Yang, Jaebeom Kwon, Yongwoon Lee

한국도시환경학회 한국도시환경학회지 VOL.18 No.3 통권 제47호 2018.09 pp.289-296

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본 연구는 영산강의 제1지류인 영산천, 만봉천 및 평동천의 수질을 향상시키기 위한 목적으로 수행되었다. 그러나 이 들 하천에 오염삭감 가능 시설들을 최대로 설치하더라도 수질개선효과는 미미한 것으로 본 연구의 결과로 나타났다. 즉, BOD와 T-P의 개선율은 영산천이 각각 8.6%와 15.9%, 만봉천이 각각 8.3%와 7.1% 그리고 평동천이 각각 7.7%와 23.2% 였다. 이와 같이 시설중심의 구조적 저감방안으로 하천수질을 개선하기 어려운 이유는 불특정 시간에 불특정 장소(퇴비 야적지, 가축 퇴비사, 농업폐기물 투기 하천변, 농업배수로 등)로 무단 투기 또는 방치되고 있는 유기성 폐기물로부터 배 출되는 수질오염물질 때문이다. 본 연구의 결과는 관 주도형 시설중심의 구조적 방안보다는 다양한 유역 구성원들이 이 해당사자로서 참여하고 그들 스스로가 주도하며 협치할 수 있는 거버넌스 중심의 비구조적 방안이 불특정 오염물질을 처 리하는데 적합함을 보여 주었고 이에 맞는 거버넌스의 조직형태를 제시하였다.

This study was performed to improve the water quality of the streams Yeongsan, Manbong and Pyeongdong, which are the first tributaries of Yeongsan river. However, the results of this study showed that maximizing the improvement of water quality by constructing the facilities of pollutant removal would not be big in effect, that is, BOD and T-P concentrations were reduced by 8.6% and 15.9%, respectively for Yeongsan stream, 8.3% and 7.1%, respectively for Manbong stream, and 7.7% and 23.2%, respectively for Pyeongdong stream. The reason why it was hard to improve water quality by facilitycentered structural reduction plan was because of water pollutants that were discharged from the organic wastes illegally dumped or left alone on non-specific time and unspecified places (open storage places for compost, livestock manure sheds, illegal dumping sites of agricultural wastes, agricultural drainage, etc.). As a method for solving this problem, this study showed that it would be appropriate to apply governance-centered unstructural plans (private-public consultative group), not the facility-centered structural plans initiated by government to reduce the amount of unspecified pollutants, and thus a governance structure that could be used for improvement of water quality was also suggested.

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A Study on the Treatment of Construction Wastewater Using Multi-Stage Settlement

Insang Song, Junghoon Sin, Chankyu Park, Joonkyu Kim

한국도시환경학회 한국도시환경학회지 VOL.18 No.3 통권 제47호 2018.09 pp.297-302

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터널 굴착 및 건설현장에서 먼지 억제를 위한 세륜시설은 폐수배출시설에 해당되지 않으므로 수질 및 수생태계 보전 에 관한 법규에 방류수에 대한 별도의 규정이 없기에 현장에서 발생한 폐수는 건설현장 근처 하류에 오염된 상태로 방류 되어 수 생태계를 파괴하는 환경오염의 원인이 되어 끊임없이 분쟁이 발생한다. 건설현장 및 터널굴착현장에서 별도의 처리 시설이 없는 경우가 대부분으로 이러한 폐수환경오염문제에 대한 분쟁이 계속해서 발생하는 실정이다. 이에 따라 수조 및 살수 방식의 습식 세륜을 통해 발생한 폐수를 처리하여 공공수역 오염을 최소화하기 위한 효과적인 폐수 처리방 법에 대해 많은 연구가 추진되고 있다. 이 연구에서는 부유 고형물 및 강 알카리성이 높은 건설 폐수를 처리하기 위해 연 구하여 이동식 다단응집침전장치(3단)를 개발하였다. 연구, 개발하여 만들어낸 본 장치는 자동차에 트레일러식으로 연결 하여 이동이 가능하며 다단응집반응조에서 혼합, 응집, 침전, 및 농축과정을 거처 처리된 물이 방출된다. 이 기술은 별도 의 하수도 시설을 필요로 하지 않고 건설 폐수 처리를 위한 경제적이고 효율적인 기술이다. 장비의 성능을 검증하기 위 해 실제 건설 폐수를 수집하고 분석하였다. 그 결과, SS 88.31%, 탁도 81.14% 및 CODcr 54.17 %가 제거되었다. 이러한 결과를 바탕으로 이 기술을 사용하게 되면 수 처리 비용이 절감될 뿐만 아니라 처리 효율이 향상될 것으로 기대된다.

Wastewater generated from tunnel excavation and construction site is constantly generating complaints and disputes due to environmental pollution problem caused by turbid water in a river near a construction site. Therefore, there is a lot of research on the processing method. In this study, a continuous multistage (3-stage) flocculation and precipitation reactor was developed to treat the construction wastewater with high concentration of suspended solids and strong alkalinity. This R & D technology can carry out mixing, coagulation, sedimentation and concentration in one reaction tank. And has a high response to the deterioration of the wastewater which is continuously changing. This technology is an economical and efficient technology for treating construction wastewater without the need for a separate sewer facility. In order to verify the performance of the equipment, we collected and analyzed the actual construction waste water. As a result, SS 88.31%, Turbidity 81.14% and CODcr 54.17% were removed. Therefore, it is expected that the use of this technology will reduce water treatment costs and increase treatment efficiency. This technology can reduce the facility cost and the required site area compared to the existing coagulation sedimentation technology. It is also possible to remove suspended matters with high efficiency without using coagulant and coagulant.

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Characteristics of CO2 sequestration in Indirect Mineral Carbonation (IMC) Using Cement Kiln Dust (CKD)

Sangmin Lee, Yeonjin Kim, Chongyeon Choi, Jiyeon Lee

한국도시환경학회 한국도시환경학회지 VOL.18 No.3 통권 제47호 2018.09 pp.303-310

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2015년 파리협약이후 우리나라 역시 2020년 CO2 발생량을 30% 감축의무를 부과받아 이산화탄소 감축노력을 적극적 으로 수행해야할 상황이 되었다. 본 연구는 간접광물탄산화를 통해 이산화탄소를 제거하고 탄산칼슘성분을 가진 PCC를 산업용 재료로 활용할 수 있는 간접탄산화에 대한 연구이다. 탄산화 재료로서 천연광물 대신 Cement Kiln Dust(CKD)를 이용한 간접광물탄산화 공정에서 HCl을 용매로 이용하여 CKD로부터 얻은 칼슘 용출액을 이산화탄소를 고정화를 위한 간접탄산화 공정을 이용하였다. CKD의 물리화학적 특성을 알기 위해 XRF, SEM-EDS 분석을 진행한 결과 칼슘함량이 46.38%로 광물탄산화를 위한 재료로서 적합하다고 분석되었다. CKD의 pH별 칼슘이온 용출실험을 진행한 결과 pH 12 에서 18,820 mg Ca2+/L로 탄산화 반응에 충분한 칼슘이 용출되었다. 광물탄산화 반응에서 CKD 용출액의 pH와 이산화 탄소 혼합가스 유입유량이 이산화탄소 제거에 어떤 특성을 갖는지 실험한 결과 pH 12의 CKD 용출액과 이산화탄소 혼 합가스 유입유량 13.33 cm3/s에서 CO2 제거율이 40.5%를 나타내고 CO2 제거량 당 PCC생성율이 73%로서 가장 높은 결 과를 보였다.

Since the Paris agreement of 2015, Korea has also been obliged to reduce its CO2 emissions by 30% compared to BAU by 2020, and actively should pursue CO2 reduction efforts. This is a study of indirect carbonation which can remove carbon dioxide through indirect mineral carbonation and utilize precipitated carbon carbonate (PCC) with calcium carbonate as industrial material. Calcium eluate obtained from CKD instead of natural mineral as carbonation material and HCl as solvent was used for sequestration of carbon dioxide. As a result of XRF and SEM-EDS analysis to investigate the physi-chemical characteristic of CKD, the calcium content was found to be 46.38%, which is suitable for mineral carbonation. As a result of the calcium ion extraction test by pH of CKD, 18,820 mg Ca2+/L calcium ion was extracted at pH 12 for carbonation reaction. The effect of ‘extraction pH by CKD’ and ‘the mixed gas flow rate including CO2’ on the mineral carbonation reaction were investigated and the removal ratio of CO2 was found to be 40.5% at a flow rate of 13.33 cm3/s of CO2 mixed gas flow rate at pH 12, And the highest PCC production ratio over removed CO2 gas was 73%.

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본 연구에서는 현재 악취공정시험방법에서 제시하고 있는 공기희석관능법에 의한 희석배수와 지정악취물질중 m-자일 렌과 톨루엔, 2종의 케톤류, 뷰틸아세테이트, 총 5종의 각 개별적 물질농도와의 관계를 살펴보고자 개별적 물질농도에 대 한 희석배수를 측정하였고 물질농도와 희석배수간의 상관관계 특성 및 관계식을 산출하여 제시하였다. 지정악취물질농 도와 희석배수의 상관관계는 log C = AflogD + F (Af : 물질별상수, F : 상수)에 의해 적합하게 표현되었으며, 각 물질의 물질별 상수값을 제시하였다. 또한 총 12개의 지정악취물질농도와 희석배수의 상관관계식을 이용하여 부지경계선에서 배출허용기준으로 규정하는 희석배수 기타지역 15, 공업지역 20 에 해당하는 개별물질별 물질농도를 산정하여 제시하였 다. 희석배수를 기반으로 계산한 농도와 현행물질별 기준농도를 비교한 결과, 12가지 물질중 암모니아의 농도 기준치는 낮게 설정되어 있으며, 황화수소와 뷰틸알데하이드, 트리메틸아민의 경우는 기준치가 약간 높게 설정된 것으로 추정된다. 본 연구결과는 현재 적용되고 있는 부지경계선에서의 복합악취 농도 규제기준에 대한 개선방안 및 지정악취물질들의 물 질농도, 희석배수간의 관계 및 특성연구 등의 기초 자료로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

This study was aimed to evaluate the relationship between the concentration and dilution factor (ratio) using the Air Dilution Olfactory Method, which is suggested in the Standard Method of Odor Compounds, by measuring dilution factor for m-xylene, toluene, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and butyl acetate. For the measurement, 18 panelists were selected by several criteria through panel test. Panelists chosen for their closely similar sensitivities provide more reproducible values. The estimation showed that the correlation of the concentration with dilution factor for the 5 compounds including the m-xylene, toluene, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and butyl acetate can be reasonably expressed by the equation log C = AflogD + F (Af : material costant, F : constant). The result of this study is suggested to be used as a base data for research on measures to improve the regulation standards for complex odor concentration on site boundary in operation, as well as a correlation between the concentration and dilution factor for the designated foul odor substances, and their characteristics.

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디스플레이 산업단지에서 배출된 온배수가 동절기에 주변지역에 안개발생으로 교통 및 환경에 영향을 미치므로 대기 기온의 변화에 따른 안개 발생을 예측하기 위해 시뮬레이터를 제작하여 온배수의 온도변화와 주변환경 온도범위를 설정 한 후 습도변화를 측정하였다. 또한 온배수가 배출되는 저수지와 하천에서의 안개 발생환경에서 증발속도와 증발량을 비 교 하였다. 동절기에 온배수가 28oC로 배출되고 대기온도가 -5oC인 경우 증발속도는 0.9 cm/day 이상으로 빠르게 포화되 고, 동절기 수온과 대기의 온도차가 안개발생 기준인 8oC를 훨씬 초과하고 있어 증발량이 안개로 쉽게 전환됨을 알 수 있 다. 시뮬레이터를 이용한 상대습도로 부터 계산된 결과와 증발속도는 잘 일치하였으며, 온배수의 배출온도를 28oC에서 21oC로 냉각할 경우 약 33%의 증발량을 감소시켜 안개발생을 저감 할 수 있음을 확인하였다.

The hot waste water from the display industrial complex affects the traffic and the surrounding environment due to fog generation in the surrounding area in winter. A simulator was built to predict the occurrence of fog due to temperature changes. Humidity change was measured after setting the temperature and ambient temperature of the hot water. The evaporation rate was compared at the reservoir discharging the hot water. When the temperature was 28oC and the atmospheric temperature was -5oC, the evaporation rate rapidly saturated to 0.9 cm/day or more. It was found that the temperature difference between the water and the atmosphere in winter exceeded the fog generation criterion of 8oC, and the evaporation amount easily changed to fog. The calculated results from the relative humidity using the simulator were in good agreement with the evaporation rate. When the temperature of the hot water is cooled from 28oC to 21oC, it is confirmed that the amount of evaporation can be reduced by 33% that result in decrease of fog generation.

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Emission Characteristics of Hazardous Air Pollutants in Gas-phase Emitted from Commercial Vehicles Using PEMS on Real-road Driving

Sangwoo Han, Taekho Chung, Jounghwa Kim, Seokjune Seo, Junmin Jeon, Jeongseok Chae, Sungchul Hwang, Munsoo Chon, Junepyo Cha, Jinseok Han

한국도시환경학회 한국도시환경학회지 VOL.18 No.3 통권 제47호 2018.09 pp.327-337

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4,200원

본 연구에서는 디젤 및 가솔린 상용차량을 대상으로 PEMS(Portable Emissions Measurement Systems) 장치를 장착하 여 실도로에서 다양한 주행조건에 따른 가스 상 유해대기오염물질(HAPs)의 배출계수를 파악하였다. 실도로 시험 전 PEMS의 상관성 시험을 진행하였다. 사용된 PEMS 장비를 차대동력계의 CVS(Constant Volume Sampler) 장비와 비교분 석한 결과, 매우 높은 신뢰성을 가지고 있음을 확인할 수 있었다. PEMS 장비를 이용하여 EU에서 제안한 데이터 평가방 법 중 이동평균구간방법(MAW)를 적용하여 데이터를 분석한 결과, 디젤 및 가솔린 상용차 모두 도심(Urban), 교외(Rural) 및 전용도로(Motorway) 구간에서 경로 적합성 및 경로 완료성이 모두 만족하는 것을 확인할 수 있었다. 실도로 주행에 따른 HAPs 평가결과, VOCs는 개별 성분별에 따라 주행모드별 배출계수의 경향성에 다소 차이가 있으나 대체로 Urban > Rural > Motorway 순으로 도심지내 주행 조건에서 배출계수가 더 높게 평가되었다. 그러나 카보닐화합물의 경우 이러 한 경향성을 보이지 않았다. 본 시험 차종에서는 HAPs 배출이 매우 미량으로 나타나고 있어, 다양한 시험 환경인자가 간 섭 요인으로 작용할 수 있어서 성분별 농도 경향성이 다르게 나타난 것으로 사료된다.

In this study, A PEMS (Portable Emissions Measurement Systems) was installed in diesel and gasoline commercial vehicles to determine the emission factors of Hazard Air Pollutants (HAPs) in gas-phase according to various driving conditions. The correlation of PEMS was performed before actual road test. As a result of comparing the used PEMS with the CVS of the chassis dynamometer, it can be confirmed that it has very high reliability. As a result of analyzing data using the Moving Average Method (MAW) among the data evaluation methods proposed by the EU using PEMS, both the diesel and gasoline commercial vehicles were found to satisfy both route compliance and path completeness in Urban, Rural and Motorway sections. As a result of evaluation of HAPs according to running roads, the emission factor is higher in urban driving conditions in the order of Urban > Rural > Motorway, though there is a slight difference in the tendency of emission factors for each mode depending on individual components of VOCs. However, this tendency was not observed for carbonyl compounds. HAPs emissions are very low in this test vehicle, and various test environmental factors may act as interferences.

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2016년 가연성 사업장폐기물의 매립처분량은 7,154 톤/일이다. 혼합건설폐기물, 하수처리오니와 제조업 및 환경산업 에서 배출되는 폐수처리오니의 5,697톤/일이 매립처분 되었고, 발생된 가연성 사업장폐기물제거 매립처분량의 약 81%의 비중을 차지하는 것으로 나타났다. 사업장폐기물을 처분하는 매립지 잔여용량이 약 6년 사이에 고갈될 것으로 예측된다. 본 연구에서는 에너지회수와 열적감량이 가능한 가연성 사업장폐기물의 특성을 조사·분석하여 에너지회수와 매립억제 가능성을 검토하고자 하였다. 그 결과 국내·외 에너지회수 기준에 따라 폐기물로부터 에너지를 회수이용할 경우 국내 기준 약 508 toe/day, 국외기준 약 1,164 toe/day의 석유에너지(toe)를 대체할 것으로 추산되었다. 외국의 매립지 반입기준 인 TOC, 발열량, 강열감량 등을 적용한다면, 매립 처분되는 가연성 사업장폐기물의 약 60%가 매립억제 가능할 것으로 추산되었다.

If there is no additional landfill site, it is expected that landfill disposal for industrial waste would be difficult after about six years. Therefore, it is required to suppress landfilling of combustible industrial wastes. Domestic and overseas criteria for energy recovery of wastes were investigated to reduce landfill disposal of combustible industrial wastes. According to Waste Control Act of Korea, the energy recovery criteria for waste is set at 3,000 kcal/kg based on the low heating value (LHV), it should be met high heating value (HHV) 1,500 kcal/kg to operate MBT facilities in Germany and Austria. The survey was carried out regarding oversea landfill acceptance criteria for the combustible industrial wastes as well. This study was designed to examine the characteristics of combustible industrial wastes and consider the possibility of landfill suppression through energy recovery and thermal reduction of wastes.

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Daphnia Magna Toxicity Bioassays Using Shadow Tracking Sensor & Patten Recognition

Suhyun Lee, Joongkyung Choi, Heechul Kim, Narae Lee, Yongjin Kim, Dohyeon Paik

한국도시환경학회 한국도시환경학회지 VOL.18 No.3 통권 제47호 2018.09 pp.351-359

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본 논문에서는 독성물질에 노출된 물벼룩의 행동 패턴에 따라 독성도를 판단하는 방법을 제안하였다. 다양한 조건에서 의 물벼룩의 그림자 추적 장치와 인공지능 기법을 이용하여 행동 패턴을 분석하여 범주화하고 범주화된 자료를 이용하 여 행동 패턴의 변화만으로 독성도를 평가하였다. 이를 위하여 중크롬산칼륨(potassium dichromate, K2Cr2O7), 염화칼륨 (potassium chloride, KCl), 염화카드뮴(cadmium chloride, CdCl2), 염화암모늄(ammonium chloride, NH4Cl)의 4가지 물 질을 선정하여 생태독성시험 절차에 따라 실험을 진행하였으며 EC50 및 TU1~5에 해당하는 농도를 산정하였다. 또한 물 벼룩 이동 경로 검출용 광 감지 시스템을 제작하여 각 TU에 해당하는 농도에서의 물벼룩의 행동 패턴 데이터를 수집하 였다. 물벼룩의 움직임을 1초에 한번을 측정하여(x, y) 좌표로 인식하여 분석을 위한 데이터로 활용하였고 이 데이터는 머신 러닝에서 인공 지능을 학습하는 용도와 학습된 인공 지능의 정확성을 검증하는 용도로 사용하였다. TU1~5 각각에 대하여 5번의 생태독성실험을 실시하여 25개의 학습 데이터를 이용하여 50번을 반복적으로 학습하였다. 학습된 인공지 능의 성능을 시험하기 위해서 5개의 검증 데이터를 사용하였고 5개 모두 분류에 성공하여 100%의 정확성을 도출하였다.

In this paper, we propose a method to determine toxicity according to the behavior pattern of Daphnia Magna exposed to toxic substances. The behavior pattern was analyzed by using the shadow tracking device and the artificial intelligence technique in various conditions and categorized. We show the toxicity can be evaluated only by the observation of the behavior pattern using the categorized data. For this purpose, we select four substances; potassium dichromate (K2Cr2O7), potassium chloride (KCl), cadmium chloride (CdCl2) and ammonium chloride (NH4Cl). Experiments were conducted according to the ecotoxicity test procedure and the density corresponding to EC50 and TU1~5 were calculated. In addition, a light sensing system for detecting the movement path of Daphnia Magna was constructed and the behavior pattern data of Daphnia Magna at the density corresponding to each TU was collected. The movement of the Daphnia Magna was measured once a second and used as data for analysis by recognizing them as (x, y) coordinates. This data was used to train artificial intelligence and to verify the accuracy of learned artificial intelligence. We conducted five ecotoxicity tests for each of TU1~5 and repeatedly learned 50 times using 25 training data. In order to test the performance of the learned artificial intelligence, five verification data were used and all five were classified successfully and 100% accuracy was obtained.

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A Study on Safety Assessment of Leakage of Small LNG Storage Facility Considering Numerical Simulation of Rollover Phenomena Using Vapor-Liquid Equilibrium at Cryogenic Fluid Interface

Eunsang Jung, Sungchul Hong, Pyongin Yi, Jeongmin Suh, Seongho Jang, S.Sivakumar, Jesung Park, Taekhyun Oh

한국도시환경학회 한국도시환경학회지 VOL.18 No.3 통권 제47호 2018.09 pp.361-371

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에너지원으로서 천연가스의 비중이 점차적으로 증가하고 있으며 천연가스의 경우 전체 에너지 소비량 대비 15% 이상 을 소비할 만큼 중요한 에너지원의 역할을 가지고 있다. LNG의 경우, 천연가스의 청정성, 편리성 및 경제성이라는 장점 으로 인하여 수요가 늘어나고 있으며 또한 LNG 연료추진선박, LNG 자동차 및 버스의 공급을 위한 소형 LNG 저장설비 의 수요가 급증하고 있다. 본 연구에서는 소형 LNG 저장설비에서 가장 큰 사고로 이를 수 있는 Rollover에 대하여 초저 온 유체 계면에서의 Vapor-Liquid Equilibrium을 이용하여 해석을 수행하였다. 해석된 결과를 이용하여 소형 LNG 저장 설비에서의 누출 피해예측 및 분석을 통한 사고영향평가를 수행하여 추후 건설 예정 중인 설비에 대한 안전성을 검토하 고자 한다.

The share of natural gas as an energy source is gradually increasing, and natural gas has an important role as major energy source role that consumes more than 15% of the total energy consumption. In case of LNG, there is an increasing demand due to the advantage of cleanliness, convenience and economy of natural gas and also, demand for the small LNG storage facilities for fuel supplying LNG fuelled vessels, LNG cars and buses is increasing rapidly. In this study, we analyze the rollover case, which is the biggest LNG leakage accident in small LNG storage facility, by using Vapor- Liquid Equilibrium at the cryogenic fluid interface. Using this calculated results, we evaluate the accident impact by prediction and analysis of leakage damage in small LNG storage facility and examine the safety assessment for facilities to be constructed in the future.

 
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