• 한국연소학회지
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• 제12권4호
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• pp.39-46
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• 2007

The technique of $NH_3$ SCR (selective catalytic reduction) assisted by plasma oxidation has been applied to a 2,000 cc diesel engine. The present combined $deNO_x$ process consists of two steps. The first step is that about 50% of emitted NO from the engine is oxidized to $NO_2$ in a plasma oxidation process. The second step is that NO and $NO_2$ are simultaneously reduced to $N_2$ in the $NH_3$ SCR process. The engine test results showed that the $deNO_x$ rates of the present combined process are higher than those of conventional SCR process by 20%. Such a high performance of the combined process is noticeable especially, when the exhaust temperature are relatively low, i.e., $170-220^{\circ}C$. To provide a feasibility of the present technique the effects of operating conditions, such as an electrical input energy, an exhaust gas temperature, an initial NO concentration, and the amount of hydrocarbon addition, were discussed.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제10권4호
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• pp.13-17
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• 2005

암모늄의 질산화 반응, 질소산화물의 탈질 반응, 그리고 유기물의 산화반응을 고려한 SAT 모델링 시스템에 대해서, 현장조건의 변화에 따른 모델 결과를 비교하기 위해 6가지 모델 조건에 대한 가상의 수직 2차원상 모델 시뮬레이션을 하였다. 시뮬레이션 조건에서 수리전도도, 주입수 주입율, 지표 피복 여부, 그리고 운영 계획과 같은 4가지 영향 인자들이 고려되었다. 시뮬레이션 결과, 모든 조건에서 모델 개발 과정에서 고려한 반응 영향들이 잘 모사되었다.

• 청정기술
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• 제21권2호
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• pp.117-123
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• 2015

본 연구는 LNT (lean NOx trap)용 DeNOx 촉매를 개발하기 위해 시도하였다. 이를 위해서 예비실험을 통해 Pt등 귀금속류등의 PGM (platinum group metal)을 사용하지 않는 4개의 촉매, Al/Co/Mn, Al/Co/Ni/Mn, Al/Co/Mn/Ca, Al/Co/Ni 혼합 금속 산화물을 선정하였다. 또한, 이들의 물리화학적인 성질을 평가하기 위해 XRD, EDS, SEM, BET 및 TPD test를 실시하였다. 이러한 평가를 실시한 결과, 4종의 촉매들은 스피넬(spinel)구조를 가지는 결정으로 이루어졌으며 NOx 기체들의 산화-환원 반응이 이루어지기에는 충분한 기공부피와 기공크기를 갖고 있음을 알 수 있었다. 또한, TPD test를 통해서는 산화-환원이 일어날 수 있는 산점을 4종의 촉매가 모두 가지고 있음을 확인하였다. 더욱이 ramp test를 통해서는 상용(commercial) 촉매와 비슷한 NO 산화 능력을 가지고 있는 것도 확인할 수 있었다. 이상의 결과들을 바탕으로, 본 연구에서 선정된 촉매들을 기본으로 하여 조성성분의 변화 및 활성 성분 첨가 등을 한다면, 보다 개선된 LNT용 DeNOx 촉매를 얻을 수 있을 것이라 기대할 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권8호
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• pp.922-929
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• 2007

암모니아의 질산염으로의 산화는 2개의 산화과정으로 구분된다. 나이트로좀머나스(Nitrosomonas)에 의한 암모니아의 아질산염으로의 산화와 나이트로박터(Nitrobacter)에 의한 아질산염의 질산염으로의 산화이다. 아질산염 축적 과정을 거치는 질소의 제거는 포기를 위한 에너지의 절약, 탈질과정에서 투입되는 유기물의 절약 및 발생되는 슬러지의 양을 감소시킬 수 있는 다양한 장점들을 가지고 있다. 본 연구에서는 아질산염 축적의 조건들을 찾기 위해 막분리 장치를 장착한 생물분리막 반응조(MBR)가 사용되었다. 생물 분리막 반응조는 성장속도가 늦어 쉽게 유실되어질 수 있는 독립영양 질산화 박테리아를 반응조내 충분히 유지시키는데 중요한 역할을 한다. 반응조내 용존산소와 암모니아의 농도를 변화시키며 아질산염 축적의 영향인자들을 조사하였다. 연구의 결과로 반응조내 높은 암모니아 농도는 아질산염 축적을 시작하는데 매우 효과적이었으며, 이러한 효과는 반응조내 낮은 용존산소 농도가 동시에 존재할 시 더욱 강화되었다. 낮은 용존산소 농도 $c'_{O2}<0.3$ $mgL^{-1}$ $O_2$와 높은 암모니아 농도 $c_{NH3}=6.3\sim14.9$ $mgL^{-1}$ $NH_3N$에서 아질산염 축적율 74%에 달성될 수 있었다. 특히 아질산염 축적이 많은 연구자들이 제시하는 것처럼 생물막 반응조에서 뿐만 아니라, MBR 반응조에서도 일어날 수 있음을 밝힌 것은 본 연구의 중요한 성과라 할 것이다.

• 지질공학
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• 제23권2호
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• pp.95-104
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• 2013

농업용 저수지의 수질 개선을 위한 효율적 관리 방안은 본 연구에서 제시되었다. 홍동 저수지는 저수지 유역 내에 농경지, 산림지역, 주거지역, 그리고 축산지역 등을 포함하고 있다. 수질 환경을 복원시키기 위해 우선 저수지 내 퇴적물의 오염도를 조사되었고 저수지내 퇴적토의 잠재적인 영양염류인 분석한 결과 총질소(T-N)은 $1.06g/m^2-d{\sim}3.67g/m^2-d$로 분포를 보이고 총인(T-P)는 $0.52 g/m^2-d{\sim}1.12g/m^2-d$로 측정되었다. 또한 퇴적토 준설 시 용출 특성 분석을 위해 72시간동안 20 혐기성 조건으로 시험을 진행되었다. 총인(T-P)와 (인산염인) $PO_4$-P의 농도는 시간에 따라 비교적 일정하게 용출되는 특성이 나타났으며 총질소(T-P)의 경우에 아질산성 질소($NO_2$-N)와 질산성 질소($NO_3$-N)의 탈질산화로 인하여 그농도가 불규칙적으로 용출되는 특성을 보였다. 특히, 암모니아인 경우는 컬럼 내부의 혐기성 조건으로 형성된 낮은 pH로 인하여 질소($N_2$)와 함께 용출 양은 극히 미량으로 측정되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제32권6호
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• pp.563-580
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• 2010

2009년 환경부는 '농어촌지역 하수도정비 종합계획'을 발표하면서 도시지역과 농촌지역의 하수도 서비스 격차를 줄이고 농어촌지역의 생활환경을 개선하기 위하여 2015년까지 약 4조 7천억 원의 예산을 투입하여 농어촌지역의 하수도 보급률을 75%까지 향상하겠다고 밝혔다. 하지만 이번 종합계획은 소규모하수도의 문제점을 정확히 파악하지 못하고 있어 하수도 보급률 증가에 따른 수질개선 효과는 기대하기 어려울 것이다. 따라서 본 연구에서는 경기도의 2개 지역 마을하수도 정비 사례를 중심으로 마을하수도의 문제점과 해결방안에 대해서 알아보고, 종합계획을 추진하는데 고려되어야 할 사항들에 대해서 논의하고자 한다. 현장조사를 통하여 하수의 불균등 유입, 저유량, 저부하 등의 문제가 공통적으로 발생하고 있는 것을 파악하였다. 유입되는 부하량에 맞게 처리시설의 운전 방법을 개선해야 하지만 대부분의 시설들이 설계시 제시된 운전인자로 운전되고 있어 처리효율이 저하되는 것으로 조사되었다. 정밀진단에서는 문제점에 대한 해결방안으로 유량균등화, 포기/ 비포기 비율 조절 등을 검토하여 현장에 적용하였으며, 그 결과 유기물 및 탈질산화 반응에 의한 T-N의 처리효율 개선되는 것을 확인할 수 있었다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제11권2호
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• pp.23-34
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• 2024

해수에 의해 염분의 영향을 받는 기수호(brackish lake)인 송지호의 퇴적물(sediment), 대수층 충진재(aquifer materials), 지표수, 지하수를 채수 및 채취하여 분석하고, 해당 시료를 이용하여 염분의 영향을 받는 혼합대(hyporheic zone)를 모사하는 pilot scale 컬럼 실험을 진행하였다. 지하수의 상향류 실험 결과, 소량의 염분을 포함한 지하수가 대수층 및 퇴적물로 용승하며 낮은 용존산소 농도를 유지하였다. 또한 대수층에서 염분과 낮은 용존산소로 인해 부분 탈질(partial denitrification)이 발생해 NO₂^-의 축적이 확인되었다. 퇴적물에서는 긴 체류시간에 의해 질소계 화합물이 흡착되거나 미생물 매개의 산화/환원 반응으로 인해 질소계 화합물 농도가 저감되었다. 지표수의 하향류 실험 결과, 높은 농도의 용존산소와 염분을 포함한 기수호의 지표수가 퇴적물과 대수층으로 침투하며 높은 용존산소 농도를 공급하였다. 이로인해 퇴적물과 대수층에서 생물학적 질산화(nitrification)가 발생하였고, 지표수의 높은 염분 농도에도 불구하고 질소계 오염물질이 저감되었다. 이를 통해, 염분의 영향을 받는 상향류의 혼합대의 경우 낮은 용존산소 농도로 부분 탈질이 발생하며 염분에 의해 NO₂^-가 축적되고, 하향류의 혼합대의 경우 높은 용존산소 농도에 의해 질산화가 발생하며 염분의 영향을 크게 받지 않는다. 이를 통해 기수호 내 염분이 혼합대의 질소 거동에 일부 영향을 미치나 DO, pH, 기질 농도, 유기물질 농도 등의 요인이 복합적으로 영향을 미치는 것을 확인하였다.

• 자원환경지질
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• 제39권2호
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• pp.151-162
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• 2006

경상남도 창원시 대산면에 위치하는 강변여과수 개발을 위한 충적층 지하수의 수질특성과 변화양상을 조사하였다. 지하수의 총용존고형물(TDS)은 3월에 비해 3월에 상당히 낮은 값을 보이며, 관측정에서 나타난 계절에 따른 용존산소 농도 변화 역시 강우의 함양으로 인한 지하수의 희석현상이 원인으로 판단된다. 충적층 지하수의 철(Fe)과 망간 (Mn)에 의한 오염현상은 지하수의 심도에 따른 용존산소의 감소에 따른 환원환경의 발생에 기인하며, 철은 비정질의 산화침전물이, 망간은 $MnCO_3$와 같은 탄산염 광물들이 주요 반응물질로 나타났다. 질산성질소$(NO_3-N)$에 의한 오염현상은 지하수 채취 심도에서의 산화환원 환경과 탈질반응이 중요한 역할을 한다. 질산성질소의 불규칙한 분포는 질산성질소가 관측지점 주변의 충적층의 농업시설에서 유입된 것을 지시한다. 연구부지의 관측정들 중 DS-2, D-2, DS-3, SJ-1 및 SJ-3은 주 대수층인 모래/자갈층을 관통하지 못해서, 취수정의 수질변화를 감시하는 모니터링 기능이 제한될 수 밖에 없었다. 나아가, 강변여과수 시설부지에서는, 적어도 여과부지로 사용되는 충적층에 대해서는 농업활동의 제한 등 적절한 오염방지대책이 시행되어야 한다.

• 공업화학
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• 제17권5호
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• pp.451-457
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• 2006

$CrCl_{3}$를 $NH_{3}$와 반응시켜 약 $850^{\circ}C$에서 표면적이 높은 단일 상 CrN 촉매를 합성하였다. 열질량분석을 통해 고체상 화학변이가 발생하는 온도를 파악하였고 물질의 상을 XRD로 분석하였다. 합성물질의 표면적, 결정크기 등을 분석하였고 합성변수의 영향을 확인하였다. 합성된 질화물의 표면적은 $12{\sim}47m^2/g$이었다. 공간속도는 표면적 증가에 약하게나마 영향을 미쳤는데 반응중간생성물의 빠른 제거가 표면적을 높이는데 기여하는 것으로 파악되었다. 승온환원반응 분석 결과 CrN은 비활성화(passivation)시 거의 산화되지 않아 수소분위기에서의 환원이 거의 일어나지 않았으며 약 $700^{\circ}C$와 $950^{\circ}C$ 부근에서 결정격자 중의 질소가 $N_{2}$로 분해되었다. 공기분위기에서 10 K/min의 속도로 가열하면 $300^{\circ}C$ 이후의 온도에서 산화가 진행되어 $800^{\circ}C$ 부근에서 $Cr_{2}O_{3}$ 상이 형성되기 시작하였으며 $900^{\circ}C$에서도 완전히 산화되지 않았다. 부탄과 피리딘을 이용한 활성실험 결과 CrN 촉매는 탈수소반응에 선택적으로 높은 활성을 가졌으며 수첨탈질이나 수소분해반응 활성은 거의 없었다. 부탄의 탈수소반응에서 부피반응속도는 상용 촉매인 $Pt-Sn/Al_{2}O_{3}$보다 우수하였다.

• 청정기술
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• 제27권4호
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• pp.315-324
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• 2021

본 연구에서는 바이오가스를 이용하는 열병합 발전에서 배출되는 질소산화물을 환원제인 암모니아와 촉매를 이용하여 제거하는 선택적촉매환원법(selective catalytic reduction, SCR)에 있어서 다양한 배가스 특성에 대한 바나듐 촉매 연구를 수행하였다. 연구에 사용한 촉매는 상용촉매인 V/W/TiO₂를 사용하였으며 다양한 운전조건에서 텅스텐 함량에 따라 영향을 확인하였다. NH₃-SCR 실험 결과 380 ~ 450 ℃에서 95% 이상의 탈질 성능을 확인하였으며 SO₂ 내구성 실험 및 TGA 분석을 통해 미량의 SO₂에 대한 촉매의 내구성을 확인하였다. 또한 H₂-TPR 분석결과 텅스텐 함량이 높을수록 우수한 산화·환원(redox) 특성을 확인할 수 있었다. 이에 따라 열병합 발전에서 배출되는 미량의 일산화탄소에 대한 산화실험을 수행하였으며 역시 우수한 일산화탄소의 산화력을 확인할 수 있었다. NH₃-DRIFTs 분석에서는 텅스텐 함량이 높을수록 Bronsted/Lewis acid sites 모두 증가하였으며 텅스텐을 촉매에 첨가 시 우수한 열적 내구성을 갖는 것으로 확인되었다. 따라서 다양한 운전조건에 따른 실험 결과, 텅스텐 함량이 높은 촉매가 바이오가스를 이용하는 열병합 발전에 적용하기 바람직하다고 판단된다.