• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2005년도 춘계 학술대회
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• pp.101-109
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• 2005

본 논문에서는 불필요한 용액의 발생이 없이 전해 반응계로 주입되는 용액을 오직 pH 만을 조절시켜 배출시키기 위한 연속식 이온 교환막 전해 시스템을 개발하였다. 여기서는 전해 반응기 앞에 한 pH-조정조를 두고 대상 용액을 pH-조정조로 주입하면서 pH-조정조의 용액의 일부를 이온 교환막에 따라 음극방 또는 양극방으로 거처 다시 pH-조정조로 순환하게 하고. 또한 pH-조정조의 용액의 일부는 상대극방을 통과시킴으로써 pH가 산성 또는 알카리로 조절되어 배출되게 하였다. 이러한 전해반응기에서 pH 조절 과정은 음극과 양극 사이에 전압 차가 형성될 시, 이온 교환막을 통한 용액에 존재하는 이온의 전기이동 현상에 의해 유발되는 음극방과 양극방에서 용액의 전하 비 평형 현상과 이에 따른 물의 전해 분해 과정에 의해 설명되었다.

• 환경생물
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• 제17권2호
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• pp.191-198
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• 1999

침엽수와 활엽수 펄프내의 리그닌(lignin) 제거 효과를 개선하기 위해 호알칼리성 균류인 Cephalospotium sp. RYM-202의 xylanase를 표백 전처리하고 이에 의한 펄프의 표백 증진 효과를 조사하였다. 두 종류의 펄프 모두 5$0^{\circ}C$에서 효소반응을 수행하였을 때 펄프내 xylan의 가수분해가 가장 높게 나타났다. 펄프내 xylan의 가수분해를 위한 효소의 최적 pH는 8.0이었으며, pH 9.0에서도 최대활성의 90%이상이 유지되었다. 각각의 펄프 재료에 효소를 전처리한 결과 표백(리그닌 제거)과정의 증진 효과를 보였으며, 침엽수와 활엽수의 kappa number는 각각 3.7과 2.0 ISO units 만큼 감소되었다. 아울러 효소처리 혹은 효소 미처리 펄프를 각각 표백한 후 수초지를 제조하여 종이의 물성을 상호 비교한 바, 효소처리는 종이의 섬유 구조에 큰 영향을 끼치지 않는 것으로 나타났다. 이러한 결과들은 호알칼리성 Cephalospotium sp. RYM-202의 알칼리내성 xylanase가 알칼리 조건하에서의 펄프 전처리 과정에 매우 적합함을 의미한다.

• 유기물자원화
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• 제1권1호
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• pp.69-84
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• 1993

우분의 효율적인 퇴비화를 위한 최적 공정운용지표를 결정하기 위하여 실험실규모의 퇴비화 반응기를 설치하였다. 우분에 톱밥을 소량 혼합하여 초기의 C/N비를 24, pH를 6.9로 조절하였다. 송기량을 200 ml/min kg. VS, 500 ml/min kg. VS, 1000 ml/min kg. VS, 1500 ml/min kg. VS로 정하여 퇴비화를 실시하고 온도 상승곡선과 최종 C/N비, 분해율로 퇴비화의 효율을 판단한 결과 1000 ml/min kg. VS에서 가장 양호한 퇴비화가 진행되었다. 한편 수분함량을 40%, 50%, 60%, 70%로 달리하여 퇴비화를 실시한 결과 수분함량이 50%일 때 가장 퇴비화의 효율이 좋았으며 20일 후의 분해율은 43%였다. 또한 초기의 pH는 모두 중성내지 약 알카리성으로 상승하였으며 퇴비화의 효율에 있어서는 별다른 차이가 없었다. 즉 온도 상승곡선과 C/N비의 저하, 분해율에 있어서 비슷한 결과를 나타내었다. 상기 실험으로 결정된 최적 운용조건하에서 퇴비화를 실시하여 미생물수를 계수하였다. 세균의 수는 퇴비화의 시간에 따라 증가하여 실험종료일인 20일째는 건조 퇴비화 물질 1g당 $1.5{\times}10^9$세포 였으며 방선균은 $1.1{\times}10^8$개체, 곰팡이는 $3.0{\times}10^8$ 개체였다. 방선균과 곰팡이의 숫자는 다른 연구 결과에서 나타난 수치보다 대체로 높았다. 또한 지표세균군을 계수하였는 바 대장균군은 초기에 건조 퇴비화 물질 1g당 $3.1{\times}10^3$, 분원성 대장균군은 $7.5{\times}10^2$ 세포, 분원성 연쇄상구균은 $5.6{\times}10^5$ 세포 존재하였다. 이러한 개체군수는 퇴비화의 시간이 지남에 따라 감소하여 대장균과 분원성 대장균은 16일째에, 분원성 연쇄상균은 20일째에 발견되지 않았다. 이러한 지표세균군들의 생존기간은 타 연구결과에 비해 대체로 더 길었다. 우분의 퇴비화에서 분리동정된 세균속은 Bacillus 속이 89.3%로 가장 많았으며 Bacillus 속 중에서는 B. circulans complex가 가장 많이 출현하였고 B. stearothermophilus, B. sphericus, B.의 순이었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.245-245
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• 2010

우리나라 생활폐기물 중 음식물쓰레기는 가장 많은 부분을 차지하고 있다. 또한, 음식물쓰레기에서 발생되는 음폐수의 발생량은 8,926톤/일에 달하고 있지만, 이 중 극히 일부만이 하수처리장 등에서 병합 처리되고 있고 대부분은 해양 투기되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 독일 GBU사로부터 중온/습식/이상 혐기성 소화 기술을 도입하여 HADS Pilot Plant를 설치하였고, 2008년 3월부터 국내 음폐수 및 음식물쓰레기에 적합한 최적의 운전기술을 확보하기 위한 Pilot Test를 실시하였다. 본 실험에 사용된 HADS Pilot Plant는 산발효조($6m^3$), 메탄발효조($50m^3$), 안정화조/가스저장조($40m^3$)그리고 가스 소각기로 구성되어 있다. 그리고 적용 음폐수 및 음식물쓰레기는 경기도 Y군에 위치한 사료화 시설에 반입되는 것을 이용하였는데 음폐수는 평균 TS 13.5%, VS 80%, pH $3.7{\pm}0.2$의 성상을 나타내었다. 이를 이용해 계단식으로 유기물 부하를 증가시키면서 $4kgVS/m^3/d$까지 적용하며 중온 상태에서 혐기성 소화를 실시한 결과, $0.8Nm^3/kgVS_{rem}/d$의 바이오가스 회수 및 85%의 VS 감량이 가능함을 확인하였다. 그리고 음식물쓰레기는 음폐수와 달리 1차 파쇄/선별기 및 배관상에 설치되는 2차 미세파쇄/선별기를 통한 전처리를 실시하였고, 1차 파쇄/선별 후 평균적으로 TS가 17.4%, VS는 81%, pH는 $3.85{\pm}0.2$의 성상을 나타내는 음식물쓰레기를 2차 미세파쇄/선별기를 거쳐 Pilot Plant의 산발효조에 투입하여 중온상태에서 혐기성 소화를 실시하였다. 음폐수 적용시와 마찬가지로 계단식으로 유기물 부하를 증량하면서 $4kgVS/m^3/d$까지 적용하여 운전하였고, 그 결과 약 $0.9{\sim}1.2Nm^3/kgVS_{rem}/d$의 바이오가스 회수와 85~87%의 VS 감량 효율을 확인하였다. 음폐수와 음식물쓰레기의 혐기성 소화 실험 결과, 제거된 VS량을 기준으로 보았을 때, 음식물쓰레기에서 더 많은 바이오가스 발생하였는데 이는 음식물쓰레기에 존재하는 고형물이 미생물들의 서식 공간으로 활용됨에 따라 혐기성 소화 과정에서 일어나는 혼합 발효 및 공영양 대사가 음폐수 대비 좀 더 수월하게 일어날 수 있게 된 데에 따른 결과라고 생각된다. 당사의 HADS Pilot Plant test에서는 계단식의 순차적인 유기물 부하 증량과 총VFA/총 알카리도 비율을 0.3~0.4 수준이하로 유지하며 운전함에 따라 음폐수와 음식물 모두에서 안정적으로 $4kgVS/m^3/d$까지의 유기물 부하 적용이 가능하였다. 또한, 생산된 바이오가스 내 메탄의 함량은 60~65%를 유지하였으며, 메탄발효조의 pH는 별도의 조절이 없이도 운전기간 동안 평균 7.8~7.9 수준을 유지하였다. 이처럼 pH 3.7~3.8의 음폐수 또는 음식물쓰레기의 투입에도 안정적인 완충능력을 보여준 것은 소화조 내에서 기질로부터 분해되어져 나오는 암모니아와 이산화탄소가 강력한 버퍼 시스템을 구축하고 있음에 따른 결과로 사료된다. 그리고 음폐수와 음식물쓰레기의 경우 모두 85%이상의 높은 VS 제거율을 보여주었는데 이는 당사의 HADS Pilot Plant 소화조의 구조가 내통과 외통으로 구분되어져 있음에 따라 plug flow + CSTR의 특징을 가짐에 따른 결과로 판단된다. 상기한 결과를 바탕으로 향후에는 $5kgVS/m^3/d$ 수준의 유기물 부하 적용운전도 계획하고 있다.

• 한국결정성장학회지
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• 제21권6호
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• pp.259-265
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• 2011

본 연구는 석탄회(Fly Ash)와 점토를 이용하여 광미(tailing)의 중금속 안정화를 연구하였다. 플라이애쉬-점토-광미계의 특성은 여러 분석기기(SEM, XRD, XRF, TG-DTA, Dilatometer, UTM)를 이용하여 광미의 첨가량에 따른 물리 화학적 특성을 조사하였다. 플라이애쉬의 화학조성은 $SiO_2$가 33.01 wt%, $Al_2O_3$는 28.54 wt%, CaO가 9.97 wt%이고 이외에 $Fe_2O_3$와 알카리 성분 등을 함유하고 있으며, 강열감량은 플라이애쉬가 20.26 wt%로 나타났다. 플라이애쉬의 $SiO_2$와 $Al_2O_3$ 조성양은 점토성분이 61 wt% 이상이다. 그리고 광미의 화학조성은 $SiO_2$가 26.91 wt%, CaO가 24.25 wt%, $Fe_2O_3$는 22.97 wt%이다. 그러므로 플라이애쉬-점토-광미계에서 플라이애쉬가 점토의 원료로 대체가 가능하다. 시편의 수축은 $850^{\circ}C$ 부근에서 서서히 수축이 시작되어 $1100^{\circ}C$ 부근에서 급격하게 수축하는 것을 볼 수 있었으며 플라이애쉬의 탄화 분해 과정에 의해 영향을 받는다. 시편의 미세구조는 광미를 첨가한 시편이 치밀하였다. 열처리 온도에 따른 물리적 특성 조사를 위하여 흡수율과 압축강도를 측정하였으며 광미를 첨가한 시편의 압축강도가 높으며 약 200~420 kgf/$cm^2$로 KS L 4201의 점토 블록 기준 내에 있다. 그리고 광미의 중금속의 안정화는 소결한 후에 한국폐기물 규격내에서 안정화한 것을 알 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권12호
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• pp.7443-7450
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• 2014

본 연구는 높은 상향유속을 가지는 고율 혐기성 공정의 단점을 해결하고자 반응조의 구조개선을 통한 고율 혐기성 반응조의 성능평가를 실시하였다. 개선된 반응조는 반응조의 직경을 조절하여 반응조를 세부분으로 구분하여 제작하였다. 구조 변경된 반응조의 성능평가 결과, 반응조 하부의 단회로 및 고형물 축적현상과 미생물 유출을 방지하여 반응조 내 미생물을 안정적으로 유지할 수 있었다. 혐기성 소화 과정에서 반응조내 pH와 알카리도 상승은 유기물 분해과정 및 biogas의 일부 재용해에 의해 생성된 중탄산염에 기인한 것으로 판단되며, 높은 유기물 제거효율을 이루기 위해서는 HRT 9 hr 이상, 유기물 부하 $10.0kgTCODcr/m^3{\cdot}d$ 이하 범위로 운전하여야 한다. 혐기성 소화과정에서 발생하는 메탄가스는 유기물 부하 $7.7kgTCODcr/m^3{\cdot}d$ 이상에서 65~83 %의 높은 함량을 나타냈으며, CODcr 제거당 메탄 발생량은 $0.10{\sim}0.23m^3CH_4/kgCOD_{rem}.$으로 STP 상태의 이론적 메탄가스 발생량(0.35)보다 낮은 것으로 조사되었으며, 고율 혐기성 공정후단에 질소제거를 위한 고도처리 공정이 필요한 것으로 판단된다.

• 한국광물학회지
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• 제18권3호
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• pp.183-194
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• 2005

일본의 묘기 광상에서 산출되는 벤토나이트를 대상하여 광물학적, 물리화학적 성질 및 열적성질을 측정하였으며, 이 연구의 주목적은 악틴족 원소인 U, Th과 란탄족 원소인 Ce, Eu에 대해 천연산 Na-형 벤토나이트의 흡착특성을 파악하기 위함이다 묘기 벤토나이트는 pH 10.4 정도로 높은 알카리성을 나타낸다. 또한 높은 점도, 팽윤도, CEC 값을 나타내고, 수용액과의 반응에서 짧은 시간에 안정화되어 균질한 상태를 유지하였다. 화학성분 분석결과 $Na_2O$가 CaO에 비해 상대적으로 높은 함량비를 보이는 것으로 보아 묘기 벤토나이트를 구성하는 스멕타이트는 Na-형에 속한다. 열분석 결과 벤토나이트의 전암시료와 점토입자 이하 시료는 각각 $591^{\circ}C$와 $658^{\circ}C$에서 분해됨이 확인되었다. 점토입자 시료 0.2g을 U. Th, Ce그리고 Eu의 각 여러 농도별, pH별 용액 20mL와 반응시킨 흡착실험을 행하였다. 그 결과, 농도 및 pH변화에 따른 흡착량의 변화는 Ce, Th과 Eu용액의 경우 비교적 일정한 흡착량의 감소를 보이나, U용액은 농도가 높아질수록, pH가 증가될수록 급격한 흡착량의 감소를 나타내었다. 흡착능력은 Ce, Th, Eu, U 순으로 나타난다. 벤토나이트의 Ce, Eu, Th, U 흡착은 스멕타이트의 양이온교환반응과 표면흡착반응 이외에도 수용액에 존재하는 이온들이 다양한 화학종의 형성과 침전물 형성이 흡착에 큰 영향을 끼치는 것으로 판단된다. 또한 수반되는 제올라이트가 이들 원소들의 흡착에 영향을 끼쳤을 것이다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제26권4호
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• pp.222-230
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• 1983

본 연구에서는 저자등이 분리한 바 있는 Streptomyces griseolus가 분비한 xylose 이성화 효소(D-xylose ketol isomerase, EC 5.3.1.5, 포도당 이성화 효소)의 고정화 및 이 고정화 효소에 의한 파일롯트 규모의 이성화당 생산에의 응용을 시도하였다. 세포내 분비된 Xylose 이성화 효소를 함유한 미생물 균체를 호모 게나이저로 $500kg/cm^2$압력하에 파쇄한 결과 원 효소 역가의 98.8%가 얻어졌고, lysozyme으로 분해 했을 때는 54.7%가 얻어졌다. 이 효소의 고정화를 위한 담체로서는 Diaion HP 20, Duolite A-7, Amberlite IRA 93 및 94와 같은 포리스형 수지류가 효과적임이 밝혀졌고, Amberlite IRA 93에 대한 재생 형태는 $BO_4--$가, Diaion HP 20에 대해서는 $HCO_3-$가 효과적이었다. Amberline IRA 93에 대한 고정화 최적 조건은 pH 8.0에 $55^{\circ}C$로서 80.6%의 효소 고저오하 수율을 나타내었으며 효소 활성 반감기는 $65^{\circ}C$에서 24일 이상이었다. Amberlite IRA 93에 효소를 탈착(脫着) 실험한 결과, 담체는 재 사용이 가능 하였으며 2,3,4,5회째의 효소의 재 고정화율은 각각 98.2, 93.3, 90.7 및 87.5%를 나타내었다. 고정화 효소의 최적 반응 온도는 $60{\sim}70^{\circ}C$로 원효소의 경우에 비하여 다소 낮아지면서 폭이 넓어졌으며, 최적 pH는 $8.0{\sim}8.3$으로 알카리 쪽으로 이동하였다. 파일롯트 규모로 본 고정화 효소 충전탑(내경 30cm, 높이 85cm)에 의한 이성화당의 생산을 시도하였던바, 고정화 효소(350 IXIU/ml-R) 1리터가 30일동안에 약 293리터의 이성화당을 생산할 수 있는 것으로 나타났다.