• 한국축산시설환경학회지
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• 제13권2호
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• pp.129-138
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• 2007

본 연구에서는 잣송이 부산물을 이용하여 인체와 가축에는 무해한 천연 잣송이 부산물 악취저감제를 제조하고 돈분뇨 퇴비화과정에 적용하여 악취 저감효과와 퇴비화에 미치는 영향을 분석하였다. 잣송이 부산물 악취저감제는 분쇄된 잣송이 부산물, 3종의 미생물(Lactobacillus spp., Alcaligenes spp., Pasteurella spp.) 그리고 무기영양소가 첨가된 당밀수를 혼합하여 수분함량을 55%로 조정한 후 $30^{\circ}C$에서 48시간 배양하여 제조하였다. 실험 처리구는 대조구인 톱밥처리구(T1),톱밥과 3종의 미생물을 혼합한 처리구(T2), 톱밥과 제조된 악취저감제(NDA) 처리구(T3)로 하여 실험실 규모의 반응기 내에서 퇴비화를 진행하면서 실험한 결과 퇴비화 기간 동안 모든 실험구는 최고온도 $55^{\circ}C$ 이상까지 상승하며 병원성 유해미생물들이 사멸되는 퇴비화 적정온도 조건에 부합하였다. 또한 퇴비화 전, 후의 이화학적 성상 변화를 분석한 결과 처리구간 큰 차이가 발견되지 않았으나 제조된 악취저감제를 20%이상 사용시 유기물 분해율이 적어져 퇴비화 과정에서 충분한 온도 상승이 이루어지지 않을 우려가 있을 것으로 판단되었다. 또한 악취저감제 사용 시 퇴비화 과정 중 암모니아 가스 발생에 따른 질소소실이 상대적으로 적어 최종 퇴비물질의 질소함량이 상대적으로 높아짐을 알 수 있었다. 퇴비화 기간 중 암모니아($NH_3$)가스 발생양상을 분석한 결과 황화수소($H_2S$)와 머캅탄($CH_3SH$) 등의 황화합물 가스와는 달리 퇴비화 전 과정을 거쳐 지속적으로 발생함을 알 수 있었다. 퇴비화 반응조에서 발생한 암모니아 가스 농도를 비교할 때 31일 동안 포집된 암모니아의 농도는 T1, T2, T3 각각 12,660 mg/L, 11,598 mg/L, 7,367 mg/L로 잣송이 부산물을 이용하여 제조된 악취저감제를 첨가한 T3에서 암모니아가스의 발생이 확실하게 저감됨을 알 수 있었다. 퇴비화 과정 중 발생하는 머캅탄($CH_3SH$)과 황화수소($H_25$)의 일일발생량과 축적량을 측정한 시험에서 제조된 악취저감제를 첨가한 T3에서는 황화수소 가스와 머캅탄 가스가 크게 감소함을 알 수 있었다. 이러한 결과로 미뤄 잣송이 부산물과 미생물을 혼합하여 제조된 악취저감제의 적량 이용은 퇴비화 과정과 퇴비 품질에 영향을 미치지 않으며 퇴비화 과정 중 발생하는 악취물질을 저감시킬 수 있음을 알 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권1호
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• pp.1-10
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• 2005

본 연구의 목적은 수용액상의 TNT를 분해하기 위한 감마선 조사의 적용가능성을 조사하는 것이었다. 연구 결과, 감마선 조사에 의한 TNT 분해반응은 유사일차속도반응식을 따르는 것으로 나타났으며, 반응속도를 나타내는 조사상수는 초기 TNT 농도에 강한 의존성을 나타내는 것으로 조사되었다. TNT를 함유한 시료의 pH를 강염기성으로 조정할 경우 TNT의 가수분해가 진행되었으며, 이로 인한 TNT에 함유된 일부 질소성분이 아질산성 질소와 질산성질소로 탈리되어 이온상태로 존재하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 UV에 의한 자외선 흡수 특성이 변하는 것을 확인하였다. 감마선 조사에 의한 TNT의 제거는 pH 12 이상의 강염기성 조건에서 가장 우수하였고, 중성 부근 pH에서 가장 저조한 것으로 나타났으며, 99%의 TNT를 제거하기 위해서는 pH 2, 7, 13을 적용하였을 경우에 각각 40, 80, 10 kGy의 조사량이 요구되는 것으로 조사되었다. TOC의 제거는 pH 2의 강산성 조건에서 가장 효과적이었으며, 200 kGy를 조사하였을 때 90% 이상의 TOC를 제거할 수 있는 것으로 나타났다. 그러나 중성 또는 강염기성 pH를 적용하였을 때에는 200 kGy의 높은 조사량을 적용하여도 TOC 제거율이 약 50% 내외로 완전한 TNT의 무기화는 기대하기 어려운 것으로 조사되었다. TNT의 분해과정에서 생성되는 분해산물 중 질소성분으로는 암모니아성 질소, 아질산성 질소, 질산성 질소 등이 검출되었고, 유기성 물질로는 glyoxalic acid와 oxalic acid가 검출되었으며, pH 2, 조사량 200 kGy를 적용하였을 경우에는 glyoxalic acid와 oxalic acid 또한 완전히 제거되는 것으로 나타났다.TEX> ~ FA-$N_{2}$ > RTA-$N_{2}$ 순으로 성장하였다. 하지만 질소분위기에서 열처리한 박막은 산소분위기의 열처리경우에 비해 박막내의 산소성분의 부족으로 인한 그레인 사이의 결함이 많이 관찰되었다.아제의 경우는 $30{\sim}35^{\circ}C$에서 2일간(日間)이었다. 5. Asp. neger CF-21 변이균주(變異菌株)의 산생성력(酸生成力)은 밀기울국(麴)에서 $30^{\circ}C$로 2일후(日後)에 최고(最高)에 달(達)하였으며 밀가루국(麴)에서는 $30^{\circ}C$로 3일후(日後)에 최고(最高)값을 나타내었다. 최적조건(最適條件)에서의 산생성력(酸生成力)은 밀기울국(麴)과 밀가루국(麴) 사이에 차(差)가 별(別)로 없었다.果)에서 총지질(總脂質)을 구성(構咸)하는 지방산(脂肪酸) 조성(組成)은 $C_{18:2}$산(酸), $C_{16:0}$산(酸)의 순(順)으로 그 함량(含最)이 맞은데 비(比)하여 각획분(各劃分)의 지질(脂質)을 구성(構成)하는 지방산(脂肪酸) 조성(組成)은 $C_{16:0}$산(酸), $C_{18:2}$산(酸)의 순(順)으로 그 함량(含量)이 많은 것으로 나타났으며 동결건조후(凍結乾燥後) 저장(貯藏)하는 동안에$C_{18:2}$산(酸), $C_{18:3}$산(酸)의 함량(含量)이 계속(繼續) 감소(減少)하고 있었다. 5. 4-monomethylsterol fraction에는 cycloartenol(20.6%)이 비교적(比較的) 높은 함량(含量)으로 함유(含有)

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제44권6호
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• pp.659-668
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• 2006

실험계획법을 이용하여 nitromethane을 초임계수산화(SCWO)로 분해시키는 공정의 최적화 연구를 진행하였다. Lab scale 반응설비를 이용하여 처리수의 COD와 T-N을 최소화하는 SCWO 공정의 최적 운전조건을 도출하였으며, scale-up 문제점을 파악하기 위해 SCWO pilot plant 실험 결과와 lab scale 최적화 실험 결과를 비교하였다. 처리수의 COD와 T-N을 최적화 목적 변수(KPOV)로 설정하였으며, 예비실험을 통해 반응 온도(temp)와 nitromethane과 암모니아수의 몰 비(NAR)를 주요 운전 변수(KPIV)로 설정하였다. 최적화 실험은 통계적 실험계획법인 중심합성설계법을 사용하였으며, 실험결과의 해석은 반응표면법을 활용하였다. 주 효과 분석결과 처리수의 COD는 Temp 증가에 따라 급격하게 감소하며, NAR 증가에 따라 약간 감소하는 것으로 나타났으며, T-N은 Temp 와 NAR 증가에 따라 감소하였다. Temp가 $420{\sim}430^{\circ}C$로 낮을 때에는 NAR 증가에 따라 T-N이 급격히 감소하였으나, $450^{\circ}C$ 이상으로 높을 때에는 큰 변화가 없었다. 최적화 실험 결과를 회귀분석 하여 처리수의 COD와 T-N 을 예측할 수 있도록 Temp와 NAR이 변수인 2차식으로 회귀식을 도출하였으며, 결정계수($r^2$)와 표준화잔차의 정규성을 분석하여 회귀식이 실험결과를 잘 모사하는 것을 확인하였다. 회귀식을 이용하여 COD < 2 mg/L, T-N<40 mg/L를 동시에 만족시키며 부식 위험이 적은 nitromethane 분해 최적 운전 조건은 Temp $450-460^{\circ}C$, NAR 1.03-1.08로 설정하였다. SCWO pilot plant를 이용하여 nitromethane 분해 최적 조건을 검증하고, SCWO 공정의 scale-up 문제점을 파악하는 연구를 실시하였다. SCWO pilot plant 실험 결과를 lab scale 반응설비에서 도출한 COD와 T-N의 회귀식과 비교한 결과 오차가 증가하지만 회귀식이 pilot plant 실험결과도 잘 나타내는 것을 확인할 수 있었다. Pilot plant 실험결과에 대한 회귀식의 적합성은 실험값과 예측값의 비교도와 표준화잔차의 정규성으로 검증하였다.

• KSBB Journal
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• 제22권4호
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• pp.201-206
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• 2007

농산 폐자원 및 견과류 껍질의 산 가수분해를 통하여 L-arabinose를 생산하기 위한 최적조건의 결정에 대한 연구를 수행하였다. 다양한 원료들을 분말로 제조하여 희석된 황산으로 가수분해 시킨 결과 corn fiber에서 arabinose가 가장 많이 생성되어, 이를 원료로 선정하였다. Corn fiber로부터 arabinose를 생성하기 위한 산 가수분해 반응의 최적조건은 0.4%의 황산으로 130$^{\circ}C$에서 60분간 처리하는 것이며, arabinose의 생성 수율은 기질의 농도가 낮을수록 증가하였으나 생성농도는 기질의 농도가 높을수록 증가하였다. 최종적으로 90 g/L의 corn fiber를 최적조건에서 산 가수분해 시킨 결과 20.1 g/L의 glucose, 10.1 g/L의 xylose, 7.8 g/L의 arabinose 및 1.8 g/L의 galactose가 생성되었다. 산 가수분해 용액을 암모니아수로 pH를 5.5로 조정하고 C. tropicalis를 접종하여 배양한 결과 7.6 g/L의 arabinose, 0.6 g/L의 xylose, 0.5 g/L의 xylitol 및 0.5 g/L의 galactose만이 존재하였다. 이는 효모의 배양에 의하여 당 혼합물로부터 L-arabinose의 비율을 증가시킬 수 있다는 것을 보여주었다. 막 여과에 의하여 고형물을 제거시킨 배양액에 activate carbon을 처리하여 organic contaminants와 색소를 제거하고 양이온과 음이온 교환 수지를 통과시켜 이온물질들을 제거시킨 후에 농축시켜 3.1 g의 L-arabinose의 분말을 얻었다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권10호
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• pp.685-690
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• 2014

하수처리시설 초과유량에 대한 처리 규제 입법 예고로 인해 강우 월류수 처리에 대한 관심이 증가하고 있다. 본 연구에서는 강우 월류수 염소(차아염소산나트륨) 소독 시 소독제 농도(0.11-4.0 mg $Cl_2/L$), pH (6.5-8.0), 온도($15-25^{\circ}C$), 암모니아 농도(10-41 mg N/L), 부유물질(91-271 mg SS/L)이 대장균군수 감소 속도에 미치는 영향을 고찰하였다. 차아염소산나트륨 농도 효과는 반속도 상수가 1.212mg $Cl_2/L$인 saturation-type model로 잘 모사되었다. 소독 반응 속도는 SS와 pH 증가에 따라 감소되는 반면, 온도에 따라서는 증가하였고, 암모니아 농도에는 영향을 받지 않았다. 월류수 유입 조건을 $1{\times}10^5MPN/mL$, 271 mg SS/L, $15^{\circ}C$, pH 8.0로 가정할 때, 염소 주입 농도 1 mg/L, 수리학적 체류시간 1.25 분인 염소 소독조를 통해 입법예고 된 수질 기준의 1/3 수준인 대장균군수 1,000개/mL를 달성할 수 있을 것으로 계산되어, 염소 소독이 강우 월류수 소독에 유효하게 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 유기물자원화
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• 제7권2호
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• pp.93-104
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• 1999

본 연구는 기존의 소멸화장치를 개선하여 에너지절감과 동시에 탈취효과를 극대화시키면서 유기물의 분해능력을 극대화시키는 장치를 개발하기 위하여 실시되었다. 기존의 장치와 비교하여 3차에 걸친 열교환을 통하여 백금촉매탑에서 발생하는 폐열을 회수하여 이용하게 하였으며, 배기가스의 65%정도를 재순환하게 하였다. 또한 장치전체에 대해서는 감압을 유지하게 하여 수분의 증발을 원활하게 하였다. 미생물제재에 의하여 반응을 안정적으로 유지하는 것이 가능했으며, 또한 분해매체제는 기존의 처리용량의 20배용적을 사용했으나, 본장치에서는 15배용적에 있어서도 미생물활성화가 가능하며, 호기성분위기를 효율적을 유지하는 것이 가능했다. 배기가스의 내부순환을 시스템을 사용함에 따라 얻어지는 효과에 대하여 검토한 결과, 내부의 악취물질인 암모니아가스농도를 감소시키는 것이 가능했으며, 탈취탑으로 유입되는 배기가스가 경감됨에 따라 전력비가1/3선으로 절감되는 효과가 확인되었다. 이러한 내순환에 따라 최적공기량은 100kg처리용량에 대하여 $0.44m^3$로, 이 공기량의 변화에 따라 전력비가 비례하여 변화하는 현상이 확인되었다.

• 한국진공학회지
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• 제19권1호
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• pp.58-65
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• 2010

먼저 RF 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 사파이어 기판 위에 AlN 박막을 증착하였다. AlN 공급원으로는 분말소결된 AlN 타겟을 적용하였다. 플라즈마 파워를 50에서 110 W로 증가시켰을 때 AlN 층의 두께는 선형적으로 증가하였다. 그러나 동작압력을 3에서 10 mTorr로 증가시켰을 때는 동작기체인 아르곤 양이 증가함에 따라 AlN 타겟으로부터 스퍼터링되어 나온 AlN 입자들의 평균자유행정의 거리가 감소하기 때문에 AlN 층의 두께는 약간 감소하였다. 질소 기체를 아르곤과 섞어주었을 때는 질소의 낮은 스퍼터링 효율에 의해서 AlN의 두께는 크게 감소하였다. 다음으로는 ZnO 형판 위에 AlN를 증착하였다. 그러나 700도 이상의 열처리에 의해서 AlN와 ZnO의 계면이 약간 분리되어 계면의 열적 안정성이 낮다는 결과를 얻었다. 게다가 스퍼터링으로 증착한 AlN 박막의 나쁜 결정성으로 인하여 700도에서 MOCVD의 반응기 기체인 수소와 암모니아에 의해서 AlN 밑의 ZnO 층이 분해되는 현상도 관찰하였다. 그리고 900도 이상에서는 ZnO가 완전히 분해되어 AlN 박막이 완전히 분리되었다.

• 유기물자원화
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• 제21권2호
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• pp.71-78
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• 2013

하수처리 탈수여액 내에 존재하는 고농도 인을 스트루바이트 생성을 통해 제거하기 위한 타당성 조사를 수행하였다. 혐기 소화를 거친 탈수여액 내에는 암모니아가 인산염 보다 높은 농도로 존재하므로 별도의 질소 투입 없이 마그네슘 주입과 pH 조절만을 통해 인 제거가 가능하였다. 인 제거 효율은 마그네슘 주입량, 교반 시간, 침전 시간, pH에 영향을 받았으며, 최적 반응 조건은 $Mg^{2+}/PO_4^{3-}$ 비 2 mol/mol 이상, 교반 시간 10분 이상, 침전 시간 120분 이상, pH 8.5 이상으로 도출되었다. 위 조건에서의 연속 운전 시 총인 제거율 80%, 인산염 제거율 82% 달성이 가능하였다. 침전물의 원소 조성과 결정 구조는 기존 보고된 스트루바이트와 유사하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권10호
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• pp.865-872
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• 2009

슬러지의 감량과 최종처분 기술 개발을 위해 실험실 규모 호기성 소화공정을 279일간 운전하였다. 혐기성 소화 슬러지를 원료로 $40^{\circ}C$에서 120분간 알칼리 전처리하여 호기성 소화조에 유입시켰다. 유입 슬러지 성상과 HRT의 변화에 따라 소화효율의 변화가 있었으며 적정 HRT는 6일인 것으로 나타났다. 이때 $NH_3$-N, SCOD, TKN, TCOD, SS, VSS의 평균 제거율(소화조 유입 슬러지 기준)은 각각 97.4%, 81.7%, 68.7%, 61.4%, 50.6%, 47.0% 이었다. SS는 전처리와 호기성 소화를 통해 원료 슬러지(23,920 mg/L)의 73.9% 감량화가 가능하였다. 처리 슬러지는 약 350 mg/L의 SCOD를 포함하고 있어 액비로 활용하기에 무리가 없을 것으로 판단되었다. HRT를 5일 이상으로 유지할 경우 질산화 반응이 활성화되었으며 최대 658 mg/L의 유출 슬러지 질산성 질소 농도를 얻을 수 있었다. 암모니아성 질소 농도는 20 mg/L 내외로 크게 감소하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권7호
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• pp.429-434
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• 2016

중대형 출력의 해상용 디젤엔진에서 여러 탈질 기술 중 요소(Urea)를 환원제로 사용하는 Urea-SCR 시스템이 가장 검증된 기술로 알려져 있다. 요소수의 경우 Urea-SCR 시스템의 노즐 특성 및 혼합기 유 무에 의한 분무거동 및 혼합특성이 시스템 효율에 지대한 영향을 미친다. 따라서 본 연구는 SCR 시스템의 최적 설계를 위해 혼합기 적용에 따른 반응영역에서의 분무거동 특성 및 암모니아 균일도를 전산해석기법으로 분석하였다. 그 결과 혼합구간의 $NH_3$농도로 비춰 볼 때 SCR 시스템의 성능 향상을 보장하기 위해서는 환원제의 균일도를 고려한 특정 형상의 혼합기의 적용이 필요하다는 것을 알 수 있었다. 특히 선박용 SCR 시스템은 설치 공간 제약에 따라 혼합구간 단축을 위해 혼합기 적용은 필수적임을 알 수 있었다.