• 제목/요약/키워드: 해수전기분해

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분리막 농축수에 포함된 Na를 이용한 저농도 NaOH 용액의 합성 (Synthesis of Low Concentration of NaOH Solution using $Na^+$ ion in the Concentrated Water from Membrane Separation Process)

  • 이윤지;박연진;최정학;신원식;최상준;전웅
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제49권6호
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    • pp.810-815
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    • 2011
  • 역삼투막을 이용한 해수담수화 과정에서 발생하는 농축수 내에는 고농도의 $Na^+$ 이온이 포함되어 있으며, 이를 경제성 있는 NaOH 용액으로 회수하기 위해 전기분해를 적용하였다. 실험실 규모의 전기분해장치를 구성하여 실험조건의 변화에 따른 NaOH 용액의 합성농도를 비교하였다. 이온교환막의 종류(CIMS 막, Nafion 막), 이온교환막의 전처리 유무, 농축수의 유입 유속(73 mL/min ~ 200 mL/min), 모의 농축수의 농도(1.5 M ~ 5 M), 전류(1.5 A, 2 A) 등의 인자를 변화시켜 전기분해를 수행한 결과, CIMS 막은 Nafion 막에 비하여 NaOH 용액의 합성효율은 뛰어나지만, 장시간운전 이후에 염소가스에 대한 내구성이 떨어졌다. 또한, 모의 농축수의 $Na^+$ 이온농도와 전류가 높을수록 NaOH 용액의 합성효율은 증가하였으나, 모의 농축수의 유입 유속이 낮을수록 합성효율은 증가하였다.

특허분석을 통한 전해살균수의 기술 동향 연구 (Investigation on the Technology Trend in Electrolyzed Sterilizing Water by the Patent Analysis)

  • 강경석;김태일;이호일;한혜정;박수길;김한주;한삼덕;박근익;이영우
    • 공업화학
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    • 제21권2호
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    • pp.188-194
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    • 2010
  • 전해살균수는 수도물에 식염이나 염산 등의 전해보조제를 첨가시킨 수용액을 전기분해하여 유용한 기능을 갖게 한 수용액이다. 전해살균수는 살균을 목적으로 한 식품위생관리에 사용되는 것으로, 강산성전해수, 미산성전해수 및 차아염소산나트륨수로 나눌 수 있다. 본 연구에서는 살균효과를 지닌 전해살균수의 제조원리, 장단점 분석과 함께 연도별, 국가별, 출원인별, 기술종류별로 기술동향 특허분석을 하였다.

알칼리 활성화에 의한 고로슬래그 경화체의 제조 연구 (Study on preparation of blast furnace slag mortars using alkali activation)

  • 신재란;임윤희;이주열;박병현
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제32권2호
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    • pp.188-193
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    • 2015
  • 고로슬래그는 유동성 장기강도 및 내구성이 좋고 수화열을 낮아 경화체를 제조함에 따른 적용성이 우수하지만, 몇 가지 문제점을 갖는다. 시공시간이 증가하고 회전속도가 늦고 초기강도가 낮다. 본 연구에서는 알칼리활성화를 이용한 경화체 제조에 있어 필요한 알칼리 수용액을 해수담수화 과정에서 발생하는 농축수의 전기분해를 통하여 공급하였으며. 알칼리 수용액을 이용하여 고로슬래그와 경화체를 제작하였다. 결과는 다음과 같이 요약할 수 있다 : 모르타르의 압축강도는 NaOH 2%이하일 때는 감소하고, 6% 이하까지는 증가한다. 그리고 NaOCl의 함량이 증가할수록 압축강도도 증가한다. 그러나 NaCl이 모르타르에 존재하면 초기강도보다 재령 28일차 강도는 감소하게 된다.

전기-펜톤 반응을 이용한 해수 중의 염료 분해 (Dye Decomposition in Seawater using Electro-Fenton Reaction)

  • 김동석;박영식
    • 한국환경과학회지
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    • 제29권4호
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    • pp.383-393
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    • 2020
  • To increase electrolysis performance, the applicability of seawater to the iron-fed electro-Fenton process was considered. Three kinds of graphite electrodes (activated carbon fiber-ACF, carbon felt, graphite) and dimensionally stable anode (DSA) electrode were used to select a cathode having excellent hydrogen peroxide generation and organic decomposition ability. The concentration of hydrogen peroxide produced by ACF was 11.2 mg/L and those of DSA, graphite, and carbon felt cathodes were 12.9 ~ 13.9 mg/L. In consideration of durability, the DSA electrode was selected as the cathode. The optimum current density was found to be 0.11 A/㎠, the optimal Fe2+ dose was 10 mg/L, and the optimal ratio of Fe2+ dose and hydrogen peroxide was determined to be 1:1. The optimum air supply for hydrogen peroxide production and Rhodamine B (RhB) degradation was determined to be 1 L/min. The electro-Fenton process of adding iron salt to the electrolysis reaction may be shown to be more advantageous for RhB degradation than when using iron electrode to produce hydrogen peroxide and iron ion, or electro-Fenton reaction with DSA electrode after generating iron ions using an iron electrode.

전기분해 해수의 활어패류 살균 효과 (Germicidal Effect of Electrolyzed Seawater on Live Fish and Shellfish)

  • 이희정;유홍식;오은경;신순범;박큰바위;김지회
    • 한국수산과학회지
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    • 제46권5호
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    • pp.534-539
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    • 2013
  • To secure the biological safety of live fish and shellfish for raw consumption, the germicidal effects of electrolyzed seawater were evaluated. Upon direct exposure to electrolyzed seawater, coliform group bacteria were killed and decreased to undetectable levels after 1 day. The physicochemical characteristics of the seawater were stable during the test period. A byproduct of chlorine disinfection, trihalomethane, was not generated by the electrolysis of seawater. Vibrio parahaemolyticus infection in a live fish was effectively resolved by electrolyzed seawater and became undetectable after 12-36 h of treatment. Bioaccumulation of coliform group and fecal coliform bacteria in live oysters Crassostrea gigas was removed within 18 h of treatment. This study demonstrated that electrolyzed seawater is an effective and safe germicidal agent for the traditional retail market and can help to prevent outbreaks of foodborne disease associated with the consumption of raw fish and shellfish.

전기분해원리를 이용한 선박평형수관리장치의 배출수에 대한 해양생태독성 및 해양환경위해성에 관한 연구 (The Study on the Marine Eco-toxicity and Ecological Risk of Treated Discharge Water from Ballast Water Management System Using Electrolysis)

  • 손명백;손민호;이지현;손영준;이광현;문창호;김영수
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.88-101
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    • 2013
  • 외래종의 유입을 막기 위해 '선박평형수와 침전물의 제어와 관리를 위한 국제협약'이 2004년에 체결되었고 이에 따라 다양한 선박평형수 관리장치가 개발되고 있다. 본 연구에서는 전기분해를 이용하여 선박평형수 내 해양생물 제거를 위한 장치로 개발된 AquaStar$^{TM}$ BWMS가 해양생태계에 미치는 영향을 파악하기 위하여 1차 생산자로서 규조류 Skeletonema costatum, 1차 소비자로서 윤충류 Brachionus plicatilis 및 포식자로서 어류(넙치) Paralichtys olivaceus를 이용하여 AquaStar$^{TM}$ BWMS의 배출수독성시험과 생성된 화학물질에 대한 환경위해성 평가를 수행하였다. 배출수독성시험결과 가장 민감한 생물은 S. costatum이었고 염분 20 psu 배출수에 노출되었을 때 NOEC 25.00%, LOEC 50.00% 및 72hr-$EC_{50}$이 69.97%였다. B. plicatilis와 P. olivaceus는 염분 20 psu 배출수에 노출되었을 때 NOEC 및 LOEC가 각각 50.00 및 100.00%였다. AquaStarTM BWMS에서 생성된 물질은 총 18개로, bromate, 7개의 volatile halogenated organic compounds, 7개의 halogenated acetic acids, 3개의 halogenated acetonitriles 및 chloropicrin이었다. 생성된 물질들의 지속성과 생물축적성을 보이는 화학물질은 없었으나, 물질의 생태독성을 평가하기에는 불확실성이 높았다. 그러나 MAMPEC 모델을 이용하여 생성된 18개 물질의 PEC는 $4.58{\times}10^{-4}{\sim}4.87{\mu}g\;L^{-1}$였고, PNEC는 $0.016{\sim}320.00{\mu}g\;L^{-1}$였으며, 18개 화확물질의 PEC/PNEC 비율은 1을 초과하지 않았다. 따라서 환경위해성평가결과는 AquaStar$^{TM}$ BWMS에 의하여 처리된 해수가 해양생태계에 수용 불가한 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 또한 전기분해를 이용하는 BWMS의 배출수에 대한 S. costatum의 $EC_{50}$은 초기 TRO농도, HAAs의 농도 및 종류수와 양의 상관관계가 있었다.

무전해 니켈도금 층의 해수 내 부식과 캐비테이션 손상에 대한 안정제 효과 (Effect of Stabilizer on Corrosion and Cavitation Damage in the Sea Water of Electroless Nickel Plating Layer)

  • 박일초;김성종
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.107-107
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    • 2018
  • 무전해 니켈도금 용액의 성분은 Ni(II)염, 환원제, 적합한 금속 배위 리간드, 안정제 및 특정 특성 요구에 대한 첨가제를 포함한다. 일반적으로 도금 욕에는 미량의 안정제가 함유되어 있다. 만약 적절한 안정화 시스템이 없는 도금 욕에서 도금 공정 시 도금 시작 직후에 많은 양의 니켈 플레이크(Ni flake)가 생성되어 빠르게 도금 용액이 분해되어 더 이상 도금이 어렵게 된다. 그러나 무전해 도금 욕에서 안정제의 역할 및 도금 층에 미치는 영향에 대한 연구는 여전히 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 $Pb^{2+}$ 안정제 농도가 도금 층에 미치는 영향과 캐비테이션 침식 실험을 통해 그 내구성을 평가하고자 하였다. 무전해 니켈코팅을 위한 모재는 회주철(FC250)을 $19.5mm{\times}19.5mm{\times}5mm$의 크기로 가공하였다. 회주철의 인장강도는 $330N/mm^2$이며, 그 성분 조성(wt.%)은 3.23 C, 1.64 Si, 0.84 Mn, 0.016 P, 0.013 S 그리고 나머지는 Fe이다. 시험편은 SiC 페이퍼 #1200까지 연마하여 시험편의 표면 거칠기는 $1.6-2.1{\mu}m$ 범위 내로 제작하였다. 무전해 도금 전 시험편은 탈지를 위해 상온의 아세톤 용액에서 3분간 초음파 세척하고, $90^{\circ}C$의 알카리 수용액으로 5분간 세척하였다. 그리고 표면 활성화를 위한 산세척은 5% 황산용액에서 30초 동안 실시하였다. 도금조로 500mL 비커를 사용하였으며, 모든 시험편은 2시간 동안 무전해 니켈도금을 실시하였다. 그리고 니켈도금 층의 내식성과 내구성을 평가하기 위해 전기화학적 분극 실험을 통한 타펠분석과 ASTM G32 규정에 의거한 캐비테이션 침식 실험을 실시하였다. 그 결과 안정제 농도가 도금 속도와 도금 층의 성분 변화에 크게 영향을 미쳤으며, 그에 따라 도금 층의 내식성과 내구성이 크게 변화되었다.

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제주 하수처리장 재이용사업 소개(판포) (Introduction of Wastewater Reuse Project in Jeju Island)

  • 이광야;김해도;조진훈;김영진;강수만
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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    • pp.469-469
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    • 2012
  • 제주 지역은 대부분 지하수를 이용하고 있으며, 제주 서부지역의 경우, 지하수의 과다한 취수로 인해 지하수 하강은 물론 해수침투현상도 나타나고 있다.(제주미디어 2009.10) 제주지역의 지하수 적정 개발량은 약 97%에 이르고 있어 국지적으로는 지하수 개발이 한계에 이른 것으로 평가된다. 따라서, 농촌용수 공급을 위한 사업이 필요하며, 농업 환경 피해를 최소화할 수 있는 방안이 필요하다. 또한 농촌지역의 도시화에 따라 하수처리장의 농촌지역에도 늘어가고 있으며 이제는 농촌지역과 도시지역이 구분되지 않고 혼합되어 있는 형태로 발전하고 있기 때문에 과거의 농업활동도 변화되고 있으며, 하천에서 취수하는 용수중에서 농업용수로의 사용이 부적합한 용수가 취수되고 있다. 따라서 하수처리수의 농업용수 재이용시스템과 같이 수처리를 이용한 농업용수의 공급방안이 확대될 것으로 판단된다. 한국농어촌공사 농어촌연구원에서는 (주)필로스, (주)블루인바이로먼트엔텍과 함께 글로벌탑 환경기술개발사업의 과제를 수행하고 있으며, 본 연구를 통하여, 고내구성 고기능성의 복합막 기능이 부여된 UF/NF 분리막 소재 및 모듈을 개발하고 전기분해/오존조합에 의한 에너지 절약형 재이용수 공정기술을 개발하여, 판포하수처리장을 Test-bed로 선정하여 개발 기술을 적용하고자 한다. 제주도 한경면 판포리에 위치한 판포하수처리장은 하수재이용 사업을 통해 수처리 및 용수 공급 관로가 설치되어 있으며, 개발한 재이용수를 현지에서 공급 활용할 수 있어, 연구개발에 국한되지 않고 실증 플랜트에서 용수 사용자까지 연결이 가능하여 최적의 입지 연건을 가지고 있다. 개발될 시스템은, 유입조, ECR 반응조, AOPs, 나노버블을 이용한 막세정 시스템, UF/NF 시스템으로 공정이 설계되며, 제염처리는 물론 제주지역의 농업용수로써 안정적인 용수를 확보할 수 있는 시스템을 구축하고 있다. 본 연구개발을 통한 최종 목표는 하수처리장의 방류수 고도처리를 통해 도시, 농촌지역에 필요한 고품질 맞춤형 재이용수로 공급하고, 국내 외 하수 재이용시장으로 진출하는데 있다.

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갯벌 지역의 하부퇴적층에 대한 AMT 탐사의 적용 가능성 평가 (A Feasibility Study of AMT Application to Tidal Flat Sedimentary Layer)

  • 권병두;이춘기;박계순;최수영;류희영;최종근;엄주영
    • 한국지구과학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.64-74
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    • 2007
  • 최근 들어 환경, 자원 등과 관련하여 연안지역에서의 지구물리 탐사에 대한 관심이 높아지고 있다. 그러나 연안 지역은 수심이 얕기 때문에 탐사선을 이용한 해양 탄성파 탐사는 많은 제약이 있다. 이러한 탄성파 탐사의 제한조건을 극복하기 위하여 상대적으로 적은 비용의 전기 및 전자탐사 기법의 활용이 유망하지만, 전기탐사의 경우는 지하매질이 해수에 포화되어 높은 전기전도도를 갖기 때문에 고출력의 송신부가 필수적이다. 이에 본 연구에서는 일부 천해저 환경이 나타나는 갯벌 지역에서 자연적으로 발생하는 전자기장을 송신원으로 사용하는 자기지전류 탐사를 수행하여, 적용성 및 효용성을 평가 하였다. 서해안의 근흥만 지역에서 AMT와 탄성파 반사법 탐사를 함께 수행한 결과 근흥만 지역의 지층 구조는 갯벌을 이루는 미고화된 머드층, 홀로세 이전의 준고화된 퇴적층, 선캠프리아기의 운모편암과 규암으로 구성된 기반암으로 이루어진 것으로 해석된다. AMT 탐사와 탄성파 탐사 해석 결과 모두 홀로세 이전의 준고화된 퇴적층 상부의 깊이가 $13{\sim}20m$ 부근으로 나타나, AMT탐사 자료로부터 상층부 구조 해석은 타당한 것으로 보인다. 기반암의 경우 전반적인 구조는 유사한 형태를 나타내지만, AMT 탐사에서는 그 심도가 약 $30{\sim}50m$, 탄성파에서는 $27{\sim}33m$로 해석되어, AMT 탐사 기법의 분해능과 관련하여 기반암 심도는 다소 과대평가되는 경향성이 나타났다. 그러나, AMT탐사 기법의 상부층에 대한 분해능, 간편성, 안정성, 환경친화성 등을 고려할 때, 연안지역에서 탄성파 탐사나 전기비저항 탐사를 대신할 수 있는 것으로 평가 된다.

스테인레스 극판을 이용한 전해수장치의 수질특성과 오징어 선도유지를 위한 전해수 빙장 효과 (Water Properties of Electrolytic Machine by Stainless Diaphragm and Effects of Electrolytic Ice Water Storage For Keeping Freshness of Squid, Todarodes pacificus)

  • 이남걸
    • 수산해양교육연구
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    • 제18권3호
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    • pp.293-301
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    • 2006
  • 연속식 스테인레스 단자 방식의 전해수의 기기특성과 오징어를 담수빙과 산성전해수빙, 염기성전해수빙 저장 중 선도보존 효과 및 표피색변화에 대하여 검토하여, 향후 연안 어류의 전기분해수 빙장 적용기초 자료로 이용하고자 연구한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 본 연구에서는 TMD에서 개발된 기기에 단자를 구리에서 스테인레스로 교체한 TMD II기기의 성능을 평가하였다.실험결과 전체적으로 동일한 전류를 걸었을때, 산성전해수의 경우 낮은 pH를 유지했으며, 유량을 늘릴수록 산성도가 떨어지는 것을 알 수 있었다.본 장치는 단자부분 재질의 감도를 보다 높이고 전해 촉매제를 사용할수 있다면, 충분히 더 낮은 혹은 더 높은 pH를 확보할 수 있으며 또한 알카리 영역의 경우도 그럴 수 있으리라 예측된다. 2. 먹는물 수질기준에 따른 유속별 생산 전해수의 수질분석 및 미생물검사결과 세균학적인 검사의 경우 모든 검사과정에서 먹는물 기준 이하치를 나타내고 있으나 산성전해수의 경우 미생물학적인 검사에서 음성의 결과를 나타냈으나, 알카리수의 경우 중온성 세균수에 있어서는 먹는물의 수준은 될 수 없음을 알 수 있다. 3. 전해수빙과 담수빙 저장중 오징어의 일반성분과 VBN관찰 결과 수분 함량은 77.65%였으며 단백질 함량은 18.32%, 지질의 함량은 2.41%, 회분 함량은 1.62%로 나타났다. 오징어 빙장 직전 11.2mg/100g이었으며, 저장 초기에 모든 산성 전해수 빙장구에서 VBN 증가가 억제되었다.담수빙 법에서의 VBN 증가가 전해수빙중 산성수빙보다 훨씬 빠르게 진행되었으며 염기성수빙 보다는 느리게 진행되었다. 4. 저장중 오징어의 외관 및 색도 변화를 색차계로 저장시간별로 측정한 결과, 명도(L)는 저장시간별로 감소하는 경향이었으며, 적색도, 황색도는 저장방법에 따른 차이는 있었지만 저장기간에 따라서 증가하는 경향을 보였다. 즉, 저장시간별로 적색에서 녹색으로 청색에서 황색으로 색깔의 변화가 진행됨을 알 수 있었다. 백색도의 경우도 명도와 비슷한 경향 이었다.