1. Title & Journal

Title: ALTERNATIVE ANALYSIS OF BOD REMOVAL IN SUBSURFACE FLOW CONSTRUCTED WETLANDS EMPLOYING MONOD KINETICS

Journal: Water research (2001) 35(5), 1295-1303

Authors: CYNTHIA MITCHELL, DENNIS McNEVIN

2. Author's Background

CYNTHIA MITCHELL

Department of Chemical Engineering, Building J01, University of Sydney NSW 2006, Australia

3. Summary 

인공 습지 내 중층수 흐름의 설계와 분석을 위한 새로운 공학적 접근 방법을 제시하고자 하는 논문입니다. 제시된 모델은 기본적으로 습지 내의 생물학적 처리 과정은, 다른 생태계와 마찬가지로, Monod kinetic을 따른다고 가정하고 있습니다. 이러한 Monod kinetic에 따른 접근법은 측정된 습지 운영 결과를 상대적으로 유사하게 모의하고 있는 것으로 나타났으며, 저농도의 환경에서도 해당 물질의 1차원 반응 거동으로, 고농도의 환경에서는 해당 물질의 0차원 반응 거동이나 포화 반응 거동으로 모의할 수 있는 것으로 나타났습니다. 이는 1차원 반응 거동 양상의 경우 오염 물질의 제거율은 오염 물질의 유입 농도가 높을수록 높게 나타남을 의미하며, 0차원 반응 거동이나 포화 반응 거동 양상은 최대 오염물질 제거 가능량에 대한 정보를 알 수 있게 해줌을 의미합니다. 인공 습지 내 중층수 수체 안의 Monod kinetic 분석을 통해, 일정한 0차 감쇄율의 양상을 나타내는 가중 비율이 효율적인 유기 탄소 제거를 위한 인공 습지 설계에 있어 중요한 인자임을  나타냅니다. 특히, Monod kinetic은 인공 습지 설계 시 요구량 이하로 설계되는 것을 미연에 방지하기 위해 필요한 절대적 최대 제거율을 산정할 수 있게 해줍니다. 이는 인공 습지 설계 시 이론적인 상위 한계를 표현할 수 있게 해주기 때문에 매우 중요하다고 할 수 있습니다. 이러한 기본적인 원리와 개념은 BOD 제거를 위한 설계 기준을 정립하기 위해 미국 EPA가 북미 지역 습지를 대상으로 측정한 실험 결과에 적용되었습니다. 분석 결과, 인공 습지 내 중층수 흐름의 최대 오염물질 가중은 BOD의 경우 1일 1ha 당 80 kg 정도인 것으로 나타났으며, 이 연구를 통해 새로이 개념이 정립된 무차원 운영 효율 항목을 이용해 습지들의 운영 능력을 보다 영향력 있게 비교할 수 있는 방안을 마련하였다. 

4. Originality & Applications 

인공 습지 내 중층수의 흐름 및 수질 모의에 관한 내용입니다. 우리 연구실에 연구를 진행했던 습지를 상대로 적용해 볼 수 있을 것 같습니다. 

5. Reviewer contact: 이승원 (swonlee@gist.ac.kr)