Earticle

본 연구지역은 전라남도에 위치한 고흥만 간척지 내 인공습지이며, 인공습지수와 주변 유입수의 수질특성을 파악하기 위해 2008년 3월 15일 및 2009년 1월 10일에 12개 지점에서 현장조사를 수행하였다. 수온, pH, DO, EC 및 salinity 항목은 현장측정 되었으며, 채수된 시료는 실내에서 TOC, Cl-, COD, TSS, T-P 및 T-N 성분을 분석하였다. 현장 관측된 5개 항목은 인공습지에 비해 유입지점들에서 높게 나타났으며, 이는 주변 농경작지에서 유입되는 오염물질에 의한 것이다. 인공습지수와 유입수 내 농도비는 TOC 성분은 1월에, Cl 성분은 3월에 더욱 높은 값을 보였다. COD 성분은 인공습지수에 대한 유입수의 농도비가 1.37배와 1.49배로서 유사하였다. 유입지점들에서 T-P와 T-N 성분의 평균값은 인공습지 내에서보다 3배 이상 높았으며, 인공습지의 자정능력에 의해 농도가 저감되었다. 본 연구지역의 인공습지에서는 유입수 내 Cl, T-P, T-N 성분의 정화효율이 높은 것으로 나타났다. Cl- 성분의 정화효율은 1차 관측 시 83%, 2차 관측 시 76% 이었으며, 이는 인공습지수에 의한 희석효과에 의한 것이다. T-P 성분의 정화효율은 67%(1차 관측)와 69%(2차 관측), T-N 성분은 100%(1차 관측)와 95%(2차 관측) 로서 매우 높았다. 본 연구에서 T-N의 정화효율이 비현실적으로 높은 것은 유입수의 양이 소량이어서 인공습지수 내에서는 질소 농도가 분석한계 이하로 나타났기 때문이다. 본 연구에서는 T-P 성분의 정화효율이 1월에, T-N 성분은 3월에 높게 나타나 생장기와 동절기의 영향에 의한 것으로 판단된다.

This research was conducted at the constructed wetland in Goheung reclaimed land, and water quality components were measured at the 12 points in 15 March 2008 and 10 January 2009, respectively. Temperature, pH, DO, EC and salinity components were measured at the field, and TOC, Cl-, COD, TSS, T-P and TN components were analyzed laboratory. Concentrations of field measured components at inflow points were higher than in constructed wetland. TOC concentration ratio of inflow water to constructed wetland water was higher in January, and Cl concentration ratio of it was higher in March. And, COD concentration ratio of it were 1.37 for March and 1.49 for January, respectively. T-P and T-N concentration ratios of it at inflow points were higher 3 times than in constructed wetland. Constructed wetland attenuated concentration of contaminated components inflow to it. Removal efficiencies of Cl-, T-P and T-N components in inflow water were high at the constructed wetland. removal efficiencies of Cl component were 83% for 1st monitoring and 76% for 2nd monitoring, this removal efficiency be caused by dilution effect of constructed wetland. removal efficiencies of T-P component were 67% for 1st monitoring and 69% for 2nd monitoring, and they of T-N component were 100% for 1st monitoring and 95% for 2nd monitoring. Abnormal removal efficiency of T-N component is caused that nitrogen in inflow water was a little. Removal efficiency of T-P component was higher in January, and T-N component was higher in March. This is caused by environmental difference between growing season and winter.

생태적 기작을 가진 인공습지는 영양염류 제거를 위한 수질정화시설로 활용성이 높다. 그러나 수중환경에서 검출빈도 와 농도가 증가하는 항생제를 포함하는 미량오염물질이 인공습지에 주는 영향에 대한 연구는 미흡한 상황이다. 따라 서 본 연구에서는 계량서지학적 분석을 통해 인공습지의 항생제 오염관리에 대한 현재까지의 연구 진행상황과 향후 연구동향을 조사하였다. 수중환경에 나타난 항생제 항목을 분석하기 위하여 최근 출판된 논문 100편을 기반으로 종 합적 분석 및 검토를 수행하였다. 항생제 관리를 위한 인공습지의 연구동향 분석과 수중환경에 나타난 항생제 항목을 파악하고자 계량서지학적 분석을 통해 다양한 논문 및 보고서를 기반으로 포괄적으로 검토를 수행하였다. 계량서지학 적 분석결과 과거 인공습지의 기능은 질소, 인, 암모니아 등 영양염류 제거에 초점을 두었지만 최근들어 항생제, 항생 제 내성률, 미생물 처리기작에 대한 관심이 증가하고 있는 것으로 나타났다. 수중환경에서 주로 검출되는 항생제는 Tetracyclines계열과 Sulfonamides계열 항생제로 각각 23%와 21%를 차지하였으며, 생물학적 처리시설보다 생태학적 처리기작을 가진 인공습지가 다소 높은 항생제 처리효율을 보였다. 그러나 항생제 종류별 검출빈도와 농도가 다르며 검출항목에 따라 생태계에 주는 항생제의 화학적 구조 및 특성에 대한 연구결과가 일관되지 않기에 지속적인 연구가 필요한 것으로 평가하였다.

Constructed wetlands with ecological mechanisms have been identified as highly effective water purification systems for nutrient removal. However, research on the impact of antibiotics as micropollutants in constructed wetlands remain limited. To address this gap, the current state and future trends of research on antibiotic pollution management in constructed wetlands were investigated through bibliometric analysis. Additionally, a comprehensive review was performed based on 100 recently published papers to analyze the characteristics of various antibiotic types detected in aquatic and wetland environments. It was found that earlier studies primarily focused on nutrient removal, including nitrogen, phosphorus, and ammonia, while recent attention has shifted toward antibiotics, antibiotic resistance, and microbial treatment mechanisms. Tetracyclines (23%) and sulfonamides (21%) were identified as the most commonly detected antibiotics in aquatic and wetland environments. Constructed wetlands with ecological treatment mechanisms were observed to achieve higher antibiotic removal efficiencies compared to biological treatment facilities. The detection frequency and concentrations of antibiotics were found to vary depending on their type, and inconsistencies were identified in studies on the chemical structure and characteristics of antibiotics affecting ecosystems, emphasizing the need for continued research.

본 연구에서는 비점오염물질을 효과적으로 처리하기 위해 주암호 상수원 상류지역에 위치한 복내 바이오 파크 인공습지를 대상으로 2006년 1월부터 2010년 12월까지 5년간 수질정화효율을 평가하였다. 월별 오염물질 의 처리효율을 분석한 결과 BOD는 –19.11∼37.72% 범위, COD는 –30.14∼27.38% 범위로 BOD 보다 상대적으 로 월별 편차가 높게 나타났고 SS는 –54.07∼64.82% 범위로 나타났다. 그리고 계절별 오염물질의 처리효율을 분석한 결과 TN의 처리효율은 봄과 겨울이 5년간 평균 36.8%보다 높게 나타났으며, TP의 평균 처리효율은 다 른 오염물질에 비해 상대적으로 낮았지만, 계절적 영향을 거의 받지 않는 것으로 나타났다.

This study evaluates treatment efficiencies of pollutants in Boknae bio-park constructed wetlands surrounding Juam Lake for 5 years from January 2006 to December 2010, in order to treat non-point pollutants effectively. The analysis of monthly treatment efficiency of pollutants shows that the scope of BOD is –19.11∼ 37.72%, and of COD is 30.14∼27.38%, thus the monthly deviation COD is relatively higher than BOD, and the scope of SS is –54.07∼64.82%. Moreover, the analysis of seasonal treatment efficiency of pollutants shows that the treatment efficiency of TN is higher than 36.8% on average for 5 years in the spring and winter, and of TP relatively lower than other pollutants, however, the seasons don’t make much difference to the treatment efficiency of TP.

기존의 건설기술 대부분은 주변 환경을 고려하지 않은 채 개발·적용되어 왔으며, 이는 일부 시설을 혐오시설로 받아들이는 지역주민들과의 마찰, 불투수층의 증가로 인한 도시내 환경수리학적문제 등과 같은 다양한 문제점을 야기하고 있다. 이와 더불어, 국내 강우유출수 관리에 대한 관심과 인식이 높아지면서 도시의 경제적인 측 면뿐만 아니라 심미적인 측면, 환경적인 측면 등을 동시에 고려한 지속가능한 개발 및 친환경 건설기술이 요구되고 있다. LID(Low Impact Development)는 기존의 수리학적 기능을 최대한 유지하면서 강우시 발생되는 비점오염물질을 효율적으로 관리하는 기술로 국내외적으로 이에 대한 연구와 기술개발이 지속적으로 이루어지고 있다. 본 연구는 도시지역(도로, 주차장 등)에 적용하기 위한 소규모 인공습지 기술을 개발하고자, Test-bed 시설 설치 및 모니터링을 실시하였다. SCW-1의 경우, TSS 65.9%, CODCr 52.9%, TN 45.6%, TP 55.4%, Total Fe 67.2%, Total Pb 50.4%의 평균저감효율을 보이는 것으로 나타났으며, SCW-2는 TSS 82.4%, CODCr 61.9%, TN 51.4%, TP 48.2%, Total Fe 73.8%, Total Pb 41.9%로 나타나, 도시지역의 주된 비점오염물질인 입자상물질과 중금속물질의 저감효과가 비교적 뛰어난 것으로 분석되었다. 본 연구결과는 소규모 인공습지가 향후 도시내 효율적인 물순환 시스템을 구축하고, 수생태계 보전에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

Conventional construction technologies have been continually applied without consideration of its impact to the environment. This resulted to various problems including the negative responses of local citizens that regarded some constructed facilities as aversive facilities causing environmental and hydraulic problems in the urban area, etc. To prevent these problems, therefore, alternative methods should be undertaken. A new approach termed “Low Impact Development (LID)” technology is currently adapted in developed countries around the world. This study aims to investigate the efficiency of the developed small constructed wetland (SCW) with horizontal subsurface flow as a LID technique applicable in urban areas. Two test-bed facilities were constructed and monitoring had been conducted between July 2010 and June 2011. Based on the findings, the removal efficiencies achieved for TSS, CODCr, TN, TP, Total Fe, Total Pb for the SCW-1 were 66, 53, 46, 55, 67 and 50%, respectively. On the other hand, the SCW-2 attained 82, 62, 51, 48, 74 and 42% efficiency for TSS, CODCr, TN, TP, Total Fe, Total Pb, respectively. The results indicated that the removal of particulate matter and heavy metals which are considered as main pollutants from stormwater runoff in urban areas was satisfactory in the system. Therefore, the test-beds proved to be appropriate for the treatment of pollutants in urban landuses such as road, parking lot, etc. The results of this study can contribute to the conservation of aquatic ecosystems and restoration of natural water cycle in the urban areas.

도시화가 진행될수록 건물의 옥상 및 교통관련 시설물 또한 증가하여, 녹지공간은 감소하고 불투수면은 증가하게 된다. 불투수면이 증가함에 따라, 도시내 자연적 물순환 시스템 파괴, 비점오염물질 증가, 생태축 단절 등과 같은 다양한 환경수리학적 문제점이 발생되고 있다. 최근 들어 국민들의 생활 및 의식수준이 향상되면서, 도시의 경제적인 측면뿐만 아니라 심미적인 측면, 환경적인 측면을 동시에 고려한 지속가능한 도시 개발이 요구되고 있다. 또한 강우유출수 관리에 대한 관심과 인식이 높아지면서 Low Impact Development(LID) 관련 기술의 개발 및 적용에 관한 연구가 활발히 진행되고 있으나, 국내 환경에 적합한 가이드라인, 설계기준 등은 매우 부족한 실정이다. 본 연구는 도시 및 도로가에 적용하기 위한 소규모 인공습지 기술을 개발하기 위하여, Pilot-scale 실험을 실시하였으며, 분석 결과, TSS, CODCr, TN, TP, Total Pb에 대한 평균저감효율이 각각 95%, 82%, 35%, 91%, 57%로 나타났다. 이러한 결과는 소규모 인공습지가 향후 도시 내 효율적인 물순환 시스템을 구축하고, 수생태계 보전에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

Recently, the green spaces in the urban areas were greatly reduced due to urbanization and industrialization. As urban structures such as roads and buildings are built, the amount of impervious area within a watershed increases. High impervious surfaces are the common causes of high runoff volumes as the soil infiltration capacity decreases and the volume and rate of runoff increase thereby decreasing the groundwater recharge. These effects are causing many environmental problems, such as floods and droughts, climate change, heat island phenomenon, drying streams, etc. Most cities attempted to reduce sewer overflows by separating combined sewers, expanding treatment capacity or storage within the sewer system, or by replacing broken or decaying pipes. However, these practices can be enormously expensive than combined sewer overflows. Therefore, in order to improve these practices, alternative methods should be undertaken. A new approach termed as “Low Impact Development (LID)” technology is currently applied in developed countries around the world. The purpose of this study was to effectively manage runoff by adopting the LID techniques. Small Constructed Wetland(Horizontal Subsurface Flow, HSSF) Pilot-scale reactors were made in which monitoring and experiments were performed to investigate the efficiency of the system in removing pollutants from runoff. Based on the results of the Pilot-plant experiments, TSS, CODCr, TN, TP, Total Pb removal efficiency were 95, 82, 35, 91 and 57%, respectively. Most of the pollutants were reduced after passing the settling tank and the vertical filter media. The results of this study can contribute to the conservation of aquatic ecosystems and restoration of natural water cycle in the urban areas.

최근 우리나라 농경지 면적은 해마다 감소하고 있는 추세이나 이러한 농업지역으로부터 발생되는 오염부하량은 오히려 증가하고 있는 실정이다. 농업지역으로부터 발생되는 오염물질 중 대부분은 비점오염원에 의해 배출되며 이는 주로 저농도이면서 넓은 지역에서 대량으로 배출되는 특성을 보인다. 본 연구의 목적은 농업지역 내 비점오염원을 관리하기 위한 방안으로 인공습지를 적용하여 수질정화효율을 분석함으로써 인공습지 적용가능성과 오염물질 제거기작, 설계인자 등을 제공함에 있다. 모니터링 결과를 토대로 수질분석을 실시하였으며 분석 결과, 유입수의 평균 농도 제거율은 TSS가 26 %, BOD가 28 %, TN이 16 %, TP가 39 %로 나타났다. 또한 국내 하천수질기준에 준하여 인공습지 유입수과 유출수의 수질을 비교해 본 결과 대부분의 항목에서 수질등급이 향상되었다.

Annually, the scale of agricultural areas in Korea were being reduced as the lands were converted to other land uses. While the rate of productivity were either being maintained or increased, the pollution load from these areas were still greater in magnitude. Although the levels of pollutant concentration released in the agricultural watersheds were minimal, the combined quantities mostly from diffuse sources were high. As a consequence, the Ministry of Environment (MOE) in Korea adopted the use of free water surface (FWS) flow constructed wetlands to reduce the pollutant loadings emitted from agricultural watersheds for the improvement of water quality and protection of aquatic ecosystems. In this study, a constructed wetland treating stream water in an agricultural watershed was monitored since April 2009 subsequent to its completion in December 2008. Satisfactory performance was achieved for TSS, BOD and TP with 26%, 28% and 39% pollutant removal rates, respectively. In addition, the effluent water quality was improved and achieved compliance the national water quality criteria. Results of this study can be useful to establish design parameters and employ proper removal techniques of similar natural treatment systems for future implementation in the country.

최근 강우시 수계로 유출되는 비점오염물질로 인한 수질오염의 문제를 해결하고자 저영향개발(Low Impact development, LID)을 적용하고 있다. LID 시설 중 침투도랑 (Infiltration trench, IT) 과 침투화분 (Infiltration Planter, IP) 은 높은 침투율 및 침강지를 통한 오염물질 제거와 식생을 통한 영양염류 저감효율이 높다. 따라서 본 과제에서는 장기간 모니터링을 통한 침투도랑(IT)과 침투화분(IP)의 영양염류 오염물질 제거효율에 대해 분석하였다. 침투도랑(IT)과 침투화분(IP) 두 시설 모두 TSS 약 84%, TP 약 76%이상으로 제거효율이 높은것으로 나타났는데 이는 인의 화합물과 퇴적물간의 이온교환으로 인한 것으로 나타났다. 질소의 경우 침투화분시설(IP)의 제거효율이 침투도랑(IT)에 비해 약 28% 높은것으로 분석되었다. 이는 침투도랑(IT) 내 여재와 침강지에 서의 침전을 통한 입자성 질소를 제거하는데 효과적이었으며, 암모늄질소(NH4-N)와 아질산염 질소(NO2-N)의 감소 및 질소 (NO3-N)의 증가는 질산화 및 탈질산화로 인한것으로 나타났다. 침투도랑(IT 모니터링 이벤트 중 강우강도가 11mm/hr로 강한 강우사상에서의 TN 및 TP의 저감효율은 각 34% 및 55%로 저감효율이 낮았으나, 5mm이하의 강우강도에서의 저감효율은 약 100%로 높은것으로 분석됬다. 반면 침투화분시설(IP)은 최대 강우강도 27mm/hr에서도 TN 및 TP의 저감효율은 97%이상으로 높은것으로 나타났다. 두 시설 모두 영양염류의 제거효율은 좋은것으로 나타났으나, 시설용량 및 HRT가 높고 시설 내 식생이 적용된 침투화분시설(IP)이 영양염류 제거효율이 더 높은것으로 분석되었다.

Nutrients in stormwater runoff have raised concerns regarding water quality degradation in the recent years. Low impact development (LID) technologies are types of nature-based solutions developed to address water quality problems and restore the predevelopment hydrology of a catchment area. Two LID facilities, infiltration trench (IT) and infiltration planter (IP), are known for their high removal rate of nutrients through sedimentation and vegetation. Long-term monitoring was conducted to assess the performance and cite the advantages and disadvantages of utilizing the facilities in nutrient removal. Since a strong ionic bond exists between phosphorus compounds and sediments, reduction of total phosphorus (TP) (more than 76%), in both facilities was associated to the removal of total suspended solids (TSS) (more than 84%). The efficiency of nitrogen in IP is 28% higher than IT. Effective nitrification occurred in IT and particulate forms of nitrogen were removed through sedimentation and media filters. Decrease in ammonium- nitrogen (NH4-N) and nitrite-nitrogen (NO2-N), and increase in nitrate-nitrogen (NO3-N) fraction forms indicated that effective nitrification and denitrification occurred in IP. Hydrologic factors such as rainfall depth and rainfall intensity affected nutrient treatment capabilities of urban stormwater LID facilities The greatest monitored rainfall intensity of 11 mm/hr for IT yielded to 34% and 55% removal efficiencies for TN and TP, respectively, whereas, low rainfall intensities below 5 mm resulted to 100 % removal efficiency. The greatest monitored rainfall intensity for IP was 27 mm/hr, which still resulted to high removal efficiencies of 98% and 97% for TN and TP, respectively. Water quality assessment showed that both facilities were effective in reducing the amount of nutrients; however, IP was found to be more efficient than IT due to its additional provisions for plant uptake and larger storage volume.

본 연구는 유기물과 질소의 동시 제거가 가능한 하나의 외부저항을 갖는 dual-cathode MFC를 이용하여 초기 유기물 과 질소 농도에 따른 제거효율과 전기화학적 특성을 분석하여 적정 C/N비를 산정하는 방법 제시에 그 목적이 있다. 암모 니아는 초기 COD농도에 관계없이 일정하게 제거되지만 질산염은 COD농도에 기인한 C/N비가 감소함에 따라 제거량이 감소하였다. 그리고 초기 COD농도가 증가함에 따라 쿨롱효율은 감소하였다. 반응으로 제거된 기질농도를 기준으로 한 C/N비는 3.36~7.57로 유입수 농도로 계산된 C/N비 1.8~8.5보다 작은 범위로 나타났으나 제거된 COD의 농도에 쿨롱효 율을 고려하여 계산된 순 C/N비는 3.16으로 비교적 일정하게 나타났다. 순 C/N비는 화학양론식으로 산정된 2.86 g NO3 - -N/g COD와 비슷한 수준으로 환원전극에 전달된 전자는 대부분이 탈질에 이용됨을 확인하였다. MFC에서 유기물의 산 화로 발생하는 전자는 탈질이 일어나는 환원전극보다 산화전극에서 더 큰 손실이 나타나므로 탈질을 위한 COD 요구량 은 순 C/N비에 쿨롱효율을 고려해야만 산정할 수 있다.

The objective of this study was to suggest a method of determining the appropriate C/N ratio in a dual-cathode MFC that allowed to remove nitrogen and organics simultaneously with a single external resistance. The electrochemical characteristics and removal performances of MFC was analyzed based on the initial dose of organic matter and nitrogen. While ammonia was consistently removed regardless of the initial COD concentration, the amount of nitrate removal decreased as the C/N ratio decrease. Also, the coulombic efficiency (CE) decreased as the initial COD concentration increased. The C/N ratios based on the influent substrate concentration was revealed of 1.8~8.5 that had wider range than that of 3.36~7.57 which was calculated from substrate concentration removed during the reaction. The calculated C/N ratio considering the CE was a relatively consistent 3.16. The net C/N ratio was similar to the stoichiometric value of 2.86 g NO3- N/g COD, showing that the electrons transferred to the cathode were mostly used for denitrification. Electrons produced from the oxidation of organic matter for denitrification in the MFC exhibited greater loss at the anode compared to the cathode. Consequently, the amount of COD required for denitrification can be determined by considering the CE to the net C/N ratio.

산성광산배수의 주요 오염물질은 중금속이며 대표적으로 Fe, Al 및 Mn 등 이다. 높은 농도를 가진 Fe는 폐광산 하천 바닥의 yellow boy 현상을 일으키는 주된 중금속이다. 물리화학처리는 산성광산배수에 포함된 Fe만 완벽하게 제거하면 Fe 이외의 중금속은 부가적으로 제거할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 이런 점에 착안하여 물리화학처리 실험장치는 폐갱구 근처에 산화조-중화조-반응조-침전조로 구성하였다. Fe 제거효율을 비교 및 분석하기 위한 실험방법은 pH, 폭기량 및 소석회 투입량 등 실험장치의 조건을 달리하였다. 실험결과 산성광산배수 내에 용존된 Fe의 제거효율은 98% 이상으로서 배출수 수질기준(2 mg/L)을 만족하는 것으로 나타났다. 아울러 본 연구에서는 산성광산배수 정화에 가장 적합한 물리화학처리 시스템의 처리조건을 제시하고자 한다.

The main contamination sources of acid mine drainage are heavy metals such as Fe, Al, and Mn. However, a high concentrated Fe are mainly causing a problem of yellow boy at the sediment of river nearby abandoned mines. As the physico-chemical treatment could completely treat dissolved Fe in acid mine drainage, it could remove other heavy metals along with Fe. With this point of view, an experimental plant of physico- chemical treatment was setup at a place surrounded by abandoned adit with a composition of oxidation - neutralization - reaction - settling basins. In order to compare and analyze the removal efficiency of Fe, the plant was operated with different set of parameters such as aeration and lime injection etc. As a result, the removal efficiency of Fe dissolved in acid mine drainage was higher than 98%, satisfying the standard of drainage regulation (2 mg/L). In addition, this study suggested the mostly suitable operation condition of physico-chemical treatment system for treating acid mine drainage.

현재 설치된 자연정화처리시설은 일부 성분의 정화효율이 낮고, 침전물 누적, 월수현상 등으로 유지 관리비가 상승하고 있다. 그러나 향후 동일한 형태의 정화처리시설이 계속해서 폐광산에 설치될 예정이므로 유사한 형태의 문제가 반복될 것으로 예상된다. 따라서 경제적이며, 방류수 수질을 만족하는 자연정화기술의 공정 개선·개발연구가 필요하다고 판단된다. 본 연구는 갑정탄광에 설치된 자연정화처리시설의 정화성능을 평가하여 정화처리공정 개선에 필요한 기초자료를 얻고자 수행되었다. 본 자연정화처리시설은 침전조, SAPS, 호기성 소택지로 구성되어 있고 이들 총 면적은 약 4,000 m2 였다. 이러한 처리시설내로 유입되는 광산배수량(유입량)은 2,100 t / day 이었다. 처리시설내로 유입되는 Fe, Al, Mn 성분 방유량은 1일 약 45.236 gram에 달하고 있다. 유입수의 pH는 5.52의 값을 나타냈다. 유입수/최종 방류수에 대한 수질분석 결과, Fe, Al 및 Mn을 98%, 97% 및 93%로 정화시키고 있다. 침전조, SAPS, 호기성소택지의 Fe 정화효율은 5 g/m2/d, 7 g/m2/d, 1 g/m2/d 이었다.

Maintenance costs for the passive treatment systems currently installed at the abandoned mines are steadily increasing due to some problems such as low metal removal efficiencies, overflows and accumulation of sludges. Moreover, present passive treatment systems are planned to be installed at many closed mines, and similar problems are likely to be encountered in the future. Thus, a study for the development of new treatment system is highly required. An experimental program was undertaken to improve the efficiency of the passive treatment system. The passive treatment system in the Gapjung coal mine, which consists of a pond, SAPS(successive alkalinity producing systems) and oxic wetland, was selected for this study. The area of the whole treatment systems is about 4,000 m2, and the flow rate of influent is 2,100 ton/day. Loading rate of the metallic constituents, such as Fe, Al and Mn, is about 45.236 g/day. The pH of the mine drainage was measured 5.52. Chemical analysis showed that 98% of Fe was removed by the treatment systems. The removal rates for the Fe constituent were found as 5 g /m2/ d in the pond, 7 g / m2 / d by SAPS, and 1 g / m2 / d in the oxic wetland. In case of Al, removal efficiency was 97%, and Mn was removed up to 93% by the treatment system.

본 연구에서는 LCD 터치 패널 유리의 재활용을 위해 기계적 방법과 화학적 용해법을 혼용하여 OCA 및 유기 불순물을 제거하는 실험을 진행하였다. 터치 패널의 기계적 파분쇄를 위해 cut mill과 oscillation mill을 이용하였으며, OCA와 유기 불순물의 제거를 위해 물, 에탄올, 디클로로메탄을 이용하여 터치 패널 파쇄물을 세정하였다. 세정 이후 TGA를 통해 유기 불순물의 제거 효율을 평가한 결과 디클로로메탄 단일 용매를 사용한 경우 세정 효과가 가장 뛰어났으며, 세정 온도가 증가함에 따라 유기 불순물의 제거 효과가 증가함을 확인하였다. 제타 전위 측정을 통해 터치 패널 유리 파쇄물의 용매 내 분산도를 평가한 결과, 세정 효과가 가장 낮은 물의 제타 전위 절대값이 타용매에 비해 낮았으며, 유기물의 제거 효과는 화학적인 용해 특성뿐 아니라 용매 내 물리적인 분산 특성에 의해서도 영향을 받을 수 있음을 확인하였다.

In this study, removal of OCA and organic impurities for recycling LCD touch panel glass was conducted by mechanical and chemical dissolution methode. Cut mill and oscillation mill were used for mechanical crushing of touch panel, and water, ethanol, dichloromethane were used to remove OCA and organic impurities. As a result of TGA, when applied only dicloromethane in the process, the efficiency of organic removal was to be best. In addition, removal effect of organic impurities increased as the cleaning temperature increased. As a result of zeta potential analysis to confirm the dispersion degree of touch panel glass in the solvent, the absolute value of the zeta potenial of water with the lowest cleaning effect was lower than other solvents, and it was confirmed that efficiency of organic removal is affected not only by the chemical dissolution properties but also the physical dispersion properties in the solvent.

구리이온농도를 117.15 mg/L로 조절한 모의 광산배수용액 제조하고, 세멘테이션제로서 철분을 투입하여 세멘테이션 공정 중 구리이온제거효율에 대한 철분당량, 철분크기, 교반속도의 영향을 조사하였다. 교반속도가 200 rpm의 경우, 온도 20°C에서 2 당량의철분을 투입하면 90분에 51 %의 구리가 제거되었으나 16 당량의 철분을 투입하면 60분에 99% 이상의 구리가 제거되었다. 48 µm 이하와 150 µm 크기의 철분을 2당량 투입하여 구리제거율을 관찰한 결과 200 rpm에서는 큰 차이를 나타내지 않았으나 교반속도를400 rpm으로 증가시킨 경우 두 입도 모두에서 구리제거효율을 크게 증가하였으며, 이는 200 rpm에서 철분의 입자가 응집되어 비표면적이 감소된 것이 원인으로 SEM분석을 통해 확인하였다. 교반속도 600 rpm, 반응온도 20°C, 48µm 이하 철분 2 당량의 조건에서 60 분에 99 % 이상의 구리가 제거된 것을 확인하였다.

The effects of equivalent of iron powder, particle size, agitation speed on the removal efficiency of copper ion were investigated by adding iron powder as cementation agents to simulated mine drainage solution with 117.15 mg/L Cu ion. The 50 % of Cu was removed at 90 min with 2 equivalent of iron powder while more than 99 % of Cu was removed at 60 min with 16 equivalent at 200 rpm and 20 °C. The removal efficiencies of Cu ion were not different using 2 equivalent of 48 μm and 150 μm iron powder, and the removal efficiency increased rapidly with increasing the agitation speed to more than 400 rpm. This lower removal efficiency resulted from agglomeration of iron powder observed by SEM, which could reduce the effective specific surface area. More than 99 % of copper ion was removed using 2 equivalent of 48 μm iron powder at 60 min, 600 rpm and 20 °C.

광산배수의 계절에 따른 수질 변화와 자연정화시설의 정화효율을 파악하기 위하여 강원도 평창군 소재 한창탄광에서 광산배수, 폐석침출수, 샘물 및 각 처리공정별 처리수에 대한 시료채취와 분석이 수행되었다. 또한 SAPS(Successive Alkalinity Producing System)에서의 황산염환원 반응여부를 인지하고자 황동위원소 조성분석이 수행되었다. 한창탄광의 갱구유출수는 6.5 이상의 pH를 유지하지만 Fe와 SO42-의 농도가 증가되는 경향을 갖는다. 부근 하천수의 수질은 석축침출수에 주로 영향을 받으며 유량의 변화에 따라 영향정도가 달라진다. 샘물은 pH 3.29∼4.57의 산성수이며 높은 Al과 SO42- 농도를 보인다. 샘물의 동위원소조성과 화학조성으로 볼 때 지하수의 수질에 영향을 미치는 것은 부근에 방치된 폐석의 산화에 의한 것으로 판단된다. SAPS의 산도 제거율은 평균 16.65 CaCO3 g/m2/day이며 Fe 제거율은 평균 12.08g/m2/day이다. 그러나 SO42- 농도가 거의 줄어들지 않고 황동위원소 조성의 변화도 거의 나타나지 않아 미생물에 의한 황산염환원이 일어나지 않거나 매우 약한 것으로 보인다. 또한 SAPS와 호기성소택지에서의 산도제거율은 겨울철에 매우 불량한 것으로 나타났다.

Sampling of waters from each stage of the passive treatment system, waste rock pile seepage, and spring near the Hanchang coal mine of Kangwon Province were carried out seasonally and analyzed to evaluate the hydro-characteristic variation of mine drainage and the removal efficiency of the passive treatment system. Sulfur isotope compositions were measured to identify the sulfate reduction processes in the SAPS (Successive Alkalinity Producing System). The mine drainages from the Hanchang mine adit showed pH higher than 6.5 at all seasons but continuously increasing iron and sulfate concentrations. Spring waters near the mine were acidic(pH 3.29 ~ 4.57) and showed high concentration of aluminum and sulfate. The sulfate isotope and chemical composition of spring water implied that the oxidation of waste rock be the main factor which govern the quality of groundwater in the vicinity of the Hanchang mine. The acidity removal efficiency in the SAPS was 16.65g/m2/day as an average and the iron removal efficiency was 12.08g/m2/day as an average. However, no appreciable decrease of sulfur content and almost similar sulfur isotope compositions of water from each stage of the treatment system might suggest incomplete or very poor microbiological sulfate reduction. Also the acidity removal efficiencies of the SAPS and aerobic wetland decreased during the winter.

The experiment is performed to evaluate photocatalysts in visible lights. For using photocatalysts indoor, Mn or Zn doped by thermal treatment, and they were evaluated for their performance, removing acetaldehyde in visible lights. Photocatalysts are compared, which are respectively doped at high temperature(600℃, 800℃, 1000℃), and metal ions(Mn, Zn) are respectively doped at consistent ratio(3%, 6%, 9%). In the condition of 3% ratio at 1000℃, each manganese and zinc was the best performance of the removal of acetaldehyde.

농촌 지역 마을하수도 보급률은 도시 지역에 비해 정도 수준밖에 38% 되지 않는다. 농촌 지역은 상수원 인근에 위치하여농촌지역에서 발생하는 하수는 상수원 오염의 원인으로 알려져 있다. 그래서 정부에서는 마을하수도 관리에 많은 노력을기울이고 있다. 본 연구에서는 동절기 마을하수도 영양염류 제거 효율을 분석하였으며, 안동·임하댐 인근에 위치한 봉화,영양 그리고 안동의 신설된 마을하수도를 연구 대상으로 선정하였다. 동절기 마을하수도 영양염류 제거 효율은 체류 시간과 미생물 농도에 영향을 받는 것으로 나타났다. 따라서 마을하수도 운전 시 영양염류 처리를 위해 운전 조건 조절 및유지관리가 필요하다는 것을 의미한다.

Sewage distribution rate in rural area is only 50% level than urban area. Normally, rural area sewage is focused on thereason of water source pollution owing to rural areas were located in near water source. The Korea government is effort tomanage the rural community sewage for protect the water source. In this study conducted analysis on rural communitysewage treatment plant(RCSTP) nutrient treatment efficiency using operation results on winter season. Research areas arenewly constructed in Bong-hwa, Yeong-yang and An-dong areas which are located in near An-dong·Im-ha Dam. Based onoperation result, sludge retention time(SRT) and mixed liquer suspended solid(MLSS) were effected on RCSTP nutrienttreatment efficiency. Thus, it is necessary to manage of operation condition for nutrient treatment efficiency in RCSTPduring the winter season.

본 연구에서는 공장 및 대형 시설에서 사용되고 있는 전기집진장치에 대하여 미세분진이 효율적으로 얼마나 제거 될 수 있는지에 대한 내용이다. 미세분진 제거 효율을 평가한 결과는 다음과 같다. 10,000 V 에서는 Efficiency method Ⅰ은 68.1 % 를 보였고, Efficiency method Ⅱ는 58.6 %로 Efficiency methodⅠ의 효율 보다 낮은 효율을 보였다. 5,000 V 에서는 Efficiency method Ⅰ은 57.6 %를 보였고, Efficiency method Ⅱ는 51.6 %로 Efficiency method Ⅰ보다 낮은 효율을 보였다. 2,500 V 에서는 Efficiency method Ⅰ은 50.3 %를 보였고, Efficiency method Ⅱ는 24.4 %로 Efficiency method Ⅰ보다 낮은 효율을 보였다. Efficiency method Ⅰ의 경우 전 분진농도 와 필터 통과 후 분진농도을 활용하여 계산한 효율이다. Efficiency method Ⅱ는 필터 후의 공기와 오염된 공기가 혼합되는 환경에서 조금 더 정확한 효율을 측정하기 위해 Efficiency method Ⅱ를 계산하였다. Efficiency method Ⅱ는 Efficiency method Ⅰ보다 낮은 효율을 나타내었다. 전기집진장치 실험 결과 10,000 V에서 집진 성능이 가장 높게 나타났으며, 그 다음 5,000 V, 2,500 V의 순을 보였다.

It is about how much fine dust can be efficiently removed with respect to the electric dust collector used in factories and large facilities. The results of evaluating the fine dust removal efficiency are as follows. At 10,000 V, Efficiency method I showed 68.1 %, and Efficiency method Ⅱ was 58.6 %, which was lower than that of Efficiency method I. At 5,000 V, Efficiency method I showed 57.6%, and Efficiency method II showed 51.6%, which was lower than Efficiency method I. At 2,500 V, Efficiency method I showed 50.3%, and Efficiency method II showed 24.4%, which was lower than Efficiency method I. In case of Efficiency method I, it is the efficiency calculated by using the dust concentration before and after passing through the filter. Efficiency method Ⅱ calculated Efficiency method Ⅱ to measure the efficiency a little more accurately in the environment where the air after the filter and the polluted air are mixed. Efficiency method II showed lower efficiency than Efficiency method I. As a result of the electrostatic precipitator test, the dust collecting performance was highest at 10,000 V, followed by 5,000 V and 2,500 V in that order.

현재까지 국내에서 수질관리 정책이 점오염원 관리를 우선 시 하고 있다 . 비점오염원은 배출특성, 배출지점 및 배출량의파악에 매우 어려움이 있다. 이러한 비점오염 관리를 위해 다양한 비점오염저감시설들에 대한 개발 및 연구가 진행되고있다. 비점오염시설의 평가를 위해 다양한 효율산정 방법들이 제시되고 있다. 본 연구에서는 강우 시 식생수로 모니터링결과를 통해 체류시간이 저감효율에 미치는 영향에 대해 연구를 수행하였다. 또한 여러 가지 저감효율 산정 방법에 따른차이를 비교하고자 하였다. 식생수로에서 체류시간에 따른 효율 분석 결과 체류시간이 길수록 저감효율도 높아지는 것으로 나타났다. 이는 식생수로의 안정적인 저감효율을 확보하기 위해선 충분한 체류시간이 확보 되어야 한다고 판단된다.

Recently the water quality management policy gives priority to management the point source. Non-point pollution source isdifficult to comprehend because those don't have certain outflow point and emission. There are many development andresearch about BMPs for manage the Non-point pollution source. Various methods of removal efficiency are presented forassessment of Best Management Practices (BMPs). In this study, retention time have effect on removal efficiency based onmonitoring results of Grassed Swale is studied. Also, Compare a difference according to various methods of Grassed Swaleremoval efficiency. The result of removal efficiency analysis depending on retention time of Grassed Swale, removalefficiency is higher as retention time increases. To obtain a stable removal efficiency of Grassed Swale, retention time ofGrassed Swale should be secure.

본 연구에서는 국내 최대 인공습지인 시화호 인공습지에서 수질정화기능 향상을 위해 수립된 3개의 방안 (물 흐름 개선방안, 혐기성환경 개선을 위한 산소공급장치 설치방안, 탁도유발 물고기 제어방안)에 대한 효율평가 및 습지의 적용성을 제시하였다. 인공습지 하류구역(가로 122m×세로 103m)에 설치한 물 흐름 유도시설에 의한 BOD, SS, TN, TP의 평균 제거효율은 12.8～37.4%로 나타났으며, BOD가 가장 높은 제거효율을 보였다. 이는 습지내 물흐름이 수질정화기능 향상에 매우 중요하며, 시화호 인공습지와 같이 규모가 큰 습지의 경우 유출부의 일부 구간에 물 흐름 개선만으로도 습지의 수질정화기능을 향상시킬 수 있음을 시사한다. 산소공급장치 가동 후 DO농도 증가율이 산기식폭기장치에서 15.5%과 표면폭기장치에서 37.2%를 보였고, 습지내 DO 농도가 낮은 구 역에 한하여 새벽시간에 운영하는 것이 효율적인 것으로 사료된다. 그리고 물고기를 포획을 한 실험군과 대조군 의 평균 탁도가 6.2 NTU와 10.6 NTU로 물고기 포획에 의해 41.5%의 탁도 제거효율을 보였다. 습지내 어류현황 과 하류부의 탁도에 대한 지속적인 모니터링을 통한 체계적인 어류관리 방안이 필요할 것으로 본다.

Three plans(induction of water flow, supply of oxygen into water, control of fish causing resuspension of solids) proposed to improve the pollutant removal efficiency of Sihwa Constructed Wetland(CW) were estimated by considering the their efficiency and application to the wetland. After construction of facility for induction of water flow in lower part(W 122m×L 103m) of the wetland, the mean removal efficiencies of BOD, SS, TN and TP were in range of 12.8～37.4% and BOD was showing the highest efficiency. This result indicates that water flows is one of very important factors in the pollutant removal of wetland, especially near the outlet of a large scale wetland such as Sihwa CW. Dissolved oxygen(DO) concentrations after operation of two oxygen supply systems such as Air Bubble Diffuser and Surface Aeration System increased 15.5% and 27.2%, respectively. For maintaining effective DO concentration in Sihwa CW, the operation of oxygen supply system may be desirable during midnight to dawn in the location in which DO concentration is not enough, for instance less than 2 mg/L in CW. In experiments of the fish removal from Sihwa CW, the mean turbidity was lower in test site(6.2 NTU) than control site(10.6). The removal efficiency of thurbidity by th fish removal from the wetland was 41.5%. Therefore, a relevant fish management through a periodical monitoring of fish and turbidity is needed.