초록 ▼

본 연구는 최종적으로 호소 및 폐쇄수역의 자정력 복원 시스템 모델 개발을 목표로 크게 선진 기술 검토, 실험적 연구, 현장 실험 연구로 나누어 연구를 수행함.
$\circ$ 국내외에 설치된 마이크로버블 발생기, 공기흡입 mixing 장치등과 같은 유사기술에 대해 비교 평가해 보고, 대체 적용 가능성 및 경제성 검토.
$\circ$ 산소용해장치, 산소용해수 확산장치, 미생물 제재로 system을 구성하여 대상처리수역(상수원, 호소, 기타 양식장)에 따른 scale-up시 system

본 연구는 최종적으로 호소 및 폐쇄수역의 자정력 복원 시스템 모델 개발을 목표로 크게 선진 기술 검토, 실험적 연구, 현장 실험 연구로 나누어 연구를 수행함.
$\circ$ 국내외에 설치된 마이크로버블 발생기, 공기흡입 mixing 장치등과 같은 유사기술에 대해 비교 평가해 보고, 대체 적용 가능성 및 경제성 검토.
$\circ$ 산소용해장치, 산소용해수 확산장치, 미생물 제재로 system을 구성하여 대상처리수역(상수원, 호소, 기타 양식장)에 따른 scale-up시 system spec.과 효율 그리고 O&M parameter를 결정하여, 운전 manual 구축.
$\circ$ 일반 항목과 더불어 분석지표 수계의 물질 거동 확인을 위하여 저질의 SOD, 질소, 인, COD의 거동에 관해 조사하고 양론적으로 해석.

Abstract ▼

The system developed through the project consist of three major components, O.S.D(Oxygen Solubilization Device), O.S.D diffuser and standardized cultured system. The O.S.D. system is pouring out oxygen in a water then the O.S.D water diffused through whole closing water area by O.S.D diffuser and st

The system developed through the project consist of three major components, O.S.D(Oxygen Solubilization Device), O.S.D diffuser and standardized cultured system. The O.S.D. system is pouring out oxygen in a water then the O.S.D water diffused through whole closing water area by O.S.D diffuser and standardized culture system is pouring out microbe like Preudomonas, Nitrosomonas, Lactobacillus and Streptococcus. This study fucus on mechanism and efficiency of the O.S.D. and standardized culture system on purification of closing water.
Physicochemical characteristics : The optimum operating condition of this system product microbubble ($3{\sim}10{\mu}m$), was pressure gage of $4{\sim}5\;kg_f/cm^2$ then checked average DO concentration of 13 mg/L. The value of oxygen transfer coefficient($K_{La}$) was 0.68/min independently from air flow rate, this value was 6.5 times higher than commercial aeration device. The variation of nitrogen concentration was 0.014 $N/O_2$, DO concentration was potentially saturated for 24 hr.
Biodegradability Test: The increase of VS/TS, VSS/TSS was 6 % and 11 %, respectively SCOD/COD and SOUR was 5 % for domestic sewage and waste sludge of J STP.
Purification of lake : This research measured phosphorus release and predicted future release from bottom sediments between two separated phases by 2 control and experiment pilot plan. Sediment samples were analyzed 3-times, August, September and October from five points in the small lake. The sediments were analyzed for TP, Fe, carbon content and SOD. Laboratory material release test under condition of DO zero by injection $N_2$, the other condition of 8 $mgO_2/L$ by O.S.D system. Showed $27.5{\mu}g\;Fe/m^2{\cdot}10day$ and 113.1 $mg\;P/m^2{\cdot}10day$ in control test, $8.7{\mu}g\;Fe/m^2{\cdot}10day$ and 27.5 $mg\;P/m^2{\cdot}10day$ in experiment test respectively.
From the results of pilot plant, SOD of experiment(O.S.D) and control were 12.18 $gO_2{\cdot}m^{-2}{\cdot}d^{-1}$ and 47.95 $gO_2{\cdot}m^{-2}{\cdot}d^{-1}$ respectively, experiment were TN of $10{\sim}20%$, TP and chlorophyll-a some items, TN $10{\sim}20%$, TP and chlorophyll-a of TEX>$40{\sim}50%$ and COD of 10% respectively. reduced in waterbody.
Possibility of control the non-point source: There are tremendous purification effect when we use the system with O.S.D on closing water such as reservoir and pond. All result taken together, the system can be applied for control the non-point source successfully.
Estimation of water quality purification by Biomarker: O.S.D effect reduction of toxicity on potassium dichromate, measured by biomarker. Biomarker is faster and more sensitive than bioindicator that detect toxic response activation before contamination for higher levels, so we can apply to environmental early warning system for environmental pollutant prevention.

목차 Contents

• 제 1 장 서론...19
• 제 1 절 연구개발의 필요성...20
• 제 2 절 연구개발의 목표 및 내용...25
• 제 3 절 연구개발의 파급효과...30
• 제 4 절 연구개발 방법...32
• 제 2 장 국내외 기술 동향...33
• 제 1 절 호소 및 폐쇄성 수역의 정화 기술...34
• 제 2 절 국내 기술개발 동향...35
• 제 3 절 국외 기술개발 동향...38
• 제 4 절 국내외 유사기술과의 차별성...44
• 제 3 장 기술개발의 이론적 배경...47
• 제 1 절 호소 및 폐쇄수역의 특성...48
• 제 2 절 호소 내 저질의 물질거동 및 모델을 이용한 해석...63
• 제 3 절 호소 오염관리 기술...68
• 제 4 절 수처리 기작...71
• 제 5 절 산소 용해수의 이화학적 특성...78
• 제 6 절 환경과 독성...83
• 제 4 장 연구개발 수행 내용 및 결과...93
• 제 1 절 수질정화 시스템...94
• 1. 시스템의 구성 및 역할...94
• 2. 그 외 추가적 대안장치...98
• 제 2 절 핵심기술의 자정력 복원 능력 연구...100
• 1. 실험실실험...100
• 2. 파일럿 플랜트 실험...134
• 3. 결론...169
• 제 3 절 상용화 플랜트 연구...172
• 1. 연못 현장 설치...172
• 2. 청평정수장 현장 설치...188
• 3. 초기 우수 저류시설의 타당성 검토...193
• 4. 양식장 현장 설치...197
• 제 4 절 복원 기술 상용화 정립...204
• 1. Cost analysis...204
• 2. 수질정화 시스템 Manual...206
• 제 5 장 연구개발 목표 달성도 및 대외기여도...213
• 제 1 절 연구개발 목표 달성도...214
• 제 2 절 연구개발 대외 기여도...216
• 제 6 장 연구개발결과의 활용 계획...218
• 제 1 절 당해연도 활용계획...219
• 제 2 절 활용방법...220
• 제 3 절 차년도 이후 활용계획...222
• 제 7 장 참고문헌...225
• 부록...233
• 제 1 절 출장보고서...234
• 제 2 절 학회 투고...259
• 제 3 절 특허...301