• 자원리싸이클링
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• 제9권1호
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• pp.52-62
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• 2000

건축용 고품질 골재, 시멘트 산업 그리고 체절용 플럭스 등 보다 더 가치 있는 분야로의 전로슬랙의 재활용을 극대화하기 위해서는 사용목적에 맞게 전로슬랙의 조성과 특성을 조절하는 것이 대단히 중요하다. 본 연구에서는 슬랙의 화원.개질을 목적으로 전로슬랙에 $SiO_2$의 첨가량을 바꾸고 일정량의 탄소를 섞어 $1650^{\circ}C$에서 환원 용해하였다. 환원이 종료된 후, 개질된 슬랙은 노대에서 상온까지 서냉하였다. 얻어진 슬랙에 대하여 SEM-EDX, XRD, Chemical Anaysis에 의해 상조직, 상분포, 조성분포등을 조사하였다. 또한 자연골재와의 물성비교를 위하여 압축강도와 밀도도 측정하였다. XRD분석에 의하면, 전로슬랙 중량에 대하여 10%의 $SiO_2$를 첨가하여 환원개질한 전로슬랙은 bredigite + merwmite의 혼합상으로 존재하며, 20% 및 30% $SiO_2$를 첨가한 경우엔 모두 akcrmante로 존재하고 있다. 그러나 SEM-EDX 분석 결과는 개질슬랙의 상분포가 슬랙조성에 따라 아주 민감하게, 그리고 복잡하게 변화함을 보여주고 있다. 또한 개질슬랙의 성질은 이러한 상분포에 의해 많은 영향을 받는다. 카드뮴 약 1/3과 바나듐의 약 1/5은 환원후에도 개질슬랙중에 남으며, 그밖의 많은 중금속원소들은 환원개질에 의해 90%~95% 이상의 금속철 중에 흡수되거나 휘발하여 제거된다. 25%의 $SiO_2$를 혼합하여 환원한 후 서냉에 의해 얻은 개질전로슬랙의 압축강도와 밀도는 자연화강암에 거의 근접한 값을 보이고 있어, 고품질의 건축용 골재로도 사용 가능하며, 이는 Thyssen 제철소에서 개발하여 건축용으로 공급하고 있는 $SiO_2$를 첨가한 산화개질 슬랙골재 보다도 우수한 것이다.

• 유기물자원화
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• 제26권3호
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• pp.55-61
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• 2018

본 연구에서는 D시 내의 바이오매스와 폐플라스틱을 적정 비율로 혼합하여 고형연료제품(SRF) 품질기준을 만족하는지 분석하기로 하였다. 수분함량의 경우 바이오매스 구성비가 약 40% 이하일 때부터 9.81% 이하로 분석되었다. 회분함량의 경우 최대 4.19%로 분석되었고, 원소분석 추정식(Steuer, Dulong) 및 발열량계에 근거한 저위발열량은 최소 4,851, 4,181 및 3,847kcal/kg로 나타났다. 원소분석 결과 황(S)과 염소(Cl)는 0.05% 이하로 측정되었고 중금속(Hg, Cd, Pb, As) 함량 또한 기준치 이하를 나타냄으로써 SRF 품질기준치를 만족하였다. 이러한 결과를 바탕으로, 현재 적절하게 활용되지 못하고 산림에 버려져 있는 임목부산물을 효율적으로 사용할 수 있을 뿐만 아니라 수분에 약한 목재의 물리적 특성을 플라스틱으로 보완할 수 있을 것으로 사료된다. 또한 플라스틱 소각 시 고온으로 인한 소각로의 수명문제도 비교적 완화시킬 수 있을 것으로 판단하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제37권12호
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• pp.674-681
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• 2015

음식물쓰레기의 감량과 자원화를 실용화하기 위한 일환으로 수행된 본 연구는 목질바이오칩을 활용하여 발효 소멸 기술을 적용한 음식물쓰레기 제로하우스 시스템(ZFWS)을 공동주택 단지 내에 구축하여 평가하였다. 단지 내 시험장치를 설치하여 운영 제반 전 과정을 모니터링한 현장조사와 그 장치를 이용한 거주자들을 대상으로 한 설문조사를 병행하였다. 현장 조사에서는 투입 음식물쓰레기와 혼합 반응조 혼합물의 성상, 발효 소멸된 최종 부산물의 성상을 분석하였다. 투입 음식물 쓰레기와 혼합 반응조 혼합물은 안정화된 수준의 유기물 함량과 함수율, 낮은 염도, 약칼리성의 수소이온농도, 높은 ATP 농도를 보여 발효 소멸 반응이 원활히 이루어졌음을 보여주었다. 최종 부산물은 비료공정규격의 기준(예, 유기물 함량, 유기물대질소비, 수분, 염분, 각종 중금속 등)에 적합하고, 친환경 퇴비로서 충분히 기능하는 것으로 나타났다. 한편, ZFWS 시범 운영에 참여한 가구들을 대상으로 한 설문조사에서 거주자들 대부분은 ZFWS의 도입에 적극적이었고, 그 운영에 긍정적으로 평가하였다. 따라서, 본 연구결과는 ZFWS이 기존 음식물쓰레기의 처리방식을 개선하고, 공동주택 단지 내 발생하는 음식물 쓰레기의 퇴비화를 실현하는 최적의 모델로서 가능성을 확인하였다.

• 유기물자원화
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• 제26권1호
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• pp.29-37
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• 2018

본 연구에서는 하수슬러지 소각재에서 인을 회수하기 위한 최적 추출 조건을 조사하였다. 이를 위해 순환골재 잔재물 내에 존재하는 칼슘 성분을 이용하여 Ca-P 형태로 최적의 인 회수 조건을 결정하기 위한 실험을 진행하였다. 하수슬러지 소각재의 인 함량은 5 %로 확인되었다. $H_2SO_4$을 추출액으로 사용하였을 때, 1 N $H_2SO_4$의 농도와 L/S비 10, 그리고 추출시간 30분이 최적의 추출조건으로 조사되었다. 최적의 추출 조건을 이용하여 인을 추출한 다음 양이온교환수지 1 ~ 20 g 범위를 사용하여 인과 함께 용출된 중금속을 제거하였는데, 양이온교환수지 20 g에서 Fe 71.3 %, Cu 82.4 %, Zn 79.9 %, Cr 15 %가 제거되었다. 그 후 소각재 인 추출액과 순환골재 잔재물에서 얻은 칼슘 추출액의 혼합비율을 1:1, 1:5, 1:10으로 변화를 주었다. 1:5 혼합액에 5 N NaOH를 주입하여 pH를 2, 4, 8, 12로 조절한 후 인을 Ca-P 형태의 침전물로 회수하는 실험을 진행하였는데, 인이 Ca-P 형태로 침전되는 최적 pH는 8로 도출되었다. 순환골재 잔재물을 사용하였을 경우, 회수되는 침전물의 무게는 증가하였지만, 폐수 발생량이 증가하는 문제가 발생하였다. 따라서 순환골재 잔재물을 이용하는 것은 경제성이 낮다고 판단되었다.

• 한국광물학회지
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• 제18권1호
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• pp.11-17
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• 2005

소각재 용융슬래그를 출발물질로 하여 알카리 조건하에서 활성화시킴으로써 Na-A형 제올라이트를 합성하였다. 합성실험은 스텐레스 철재로 제작된 반응용기를 사용하였다. 출발물질은 슬래그 외에 수정인공합성 공장에서 배출되는 '규산질 수용액'과 NaAlO₂ 수용액을 사용하였는데, 전자의 화학조성은 SiO₂ 5.7 wt% Na₂O 3.2 wt%이고, 후자는 몰비가 Na₂O/Al₂O₃= 1.2와 H₂O/Ma₂O=9의 조건으로 알루미늄 드로스와 NaOH 수용액을 반응시켜 제조하였다. 위에서 언급된 슬래그, '규산질 수용액' 그리고 NaAlO₂ 수용액을 혼합시킨 혼성물을 약 80℃에서 7∼8시간 반응시키면 Na-A형 제올라이트가 단일상으로 합성되었다. 출발물질의 이상적인 혼합비율은 Na₂O:Al₂O₃:SiO₂의 몰비가 1.3∼l.4 : 0.8∼0.9 : 2이었으며 반응용액과 슬래그의 비율은 1 : 7∼10 (g/cc)이었다. 합성된 제올라이트의 형태는 균일한 입방형이었으며 입도는 약 1 ㎛이었다. 한편, Ca/sup 2+/이온에 대한 이온교환 용량(CEC)은 180∼210 meq/100 g이었으므로 통용되는 세제용 제올라이트와 비교하면 약 80% 수준이었으므로 폐수처리나 오염된 중금속처리와 같은 환경처리용으로 사용될 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.203-203
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• 2019

도시화로 인한 불투수면의 증가는 물순환 왜곡, 비점오염원 발생 및 수생태계 건상성 훼손 등을 야기시키며, 이를 해결하기 위하여 다양한 LID 기법을 적용하고 있다. 일반적으로 LID 내 적용 되는 여재들은 무기성여재로 중량이 크고 미세공극의 부재로 물리화학적 및 생물학적 저감기능이 제한적이다. 따라서 본 연구에서는 중량성이 낮은 생물폐자원을 선정하여 LID 시설 적용성평가를 수행하고자 한다. 생물폐자원은 발생량, 경량성 및 용이성을 고려하여 꼬막껍질(CS)과 호두껍질(WS)을 선정하였다. 생물폐자원의 산화부식을 고려하여 무기성 여재인 화산석과 혼합하여 Bioretention 시설에 적용하였으며, 여재 혼합비율에 따라 총 3가지의 Case 로 구성하였다. 식생은 구절초와 꽃댕강나무를 식재하였으며, 여재의 물리적 특성 분석을 위하여 적용 전과 후의 SEM(Scanning Electronic Microscope)을 수행하였다. 모니터링은 도로퇴적물 100g과 물 110L를 제조하여 인공강우유출수를 이용하여 수행하였으며, $0.0003{\sim}0.007m^3/sec$의 유속으로 주입하였다. 시설의 유입 및 유출부에서 유량 측정 및 수질 시료를 채취하였으며, 채취된 시료는 수질오염공정 시험법에 준하여 입자상 물질, 유기물, 영양물질 및 중금속 등을 분석하였다. Bioretention 시설의 모니터링 결과를 이용하여 물수지 및 TSS 저감 효율을 산정하였으며. 물수지 분석결과 시설의 저류율은 Case 1(soil) > Case 3(WS+RV) > Case 2(CS+RV) 순으로 나타났다. 시설 내 공극률이 가장 낮았던 Case 1에서 저류율이 약 55%로 가장 높게 것으로 분석되었다. Case 3(WS+RV)은 Case 2(WS+RV)와 시설 내 공극률이 유사함에도 불구하고 저류율이 약 10% 높은 것으로 분석되었다. 오염물질 저감효율 분석 결과, TSS와 TP의 제거효율은 모든 Case에서 약 75% 이상으로 높게 나타났으며, COD의 경우 모래를 적용한 Case 1에 비해 생물폐자원인 꼬막껍질과 호두껍질을 적용한 Case에서 약 1.3배 이상 높게 나타났다. 호두껍질과 꼬막껍질의 SEM 분석 결과 표면에 다공성이 형성되어 있는 것으로 조사되었다. 이는 여과 및 저류기작으로 인한 물순환 효과증대와 다공성과 돌기사이로 인한 입자상의 물질 여과 및 흡착으로 인하여 오염물질의 제거효율이 증대 된 것으로 평가된다. LID시설 내 생물폐자원과 무기성여재를 적절히 배합하여 복합여재로 조성할 경우 침하현상을 방지할 뿐만 아니라 저류 및 침투기능 향상과 미생물의 서식환경을 제공하기에 물순환 회복 및 비점오염물질 저감에 기여할 것으로 평가된다.

• 공업화학
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• 제35권1호
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• pp.54-60
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• 2024

본 연구에서는 자포동물인 보름달물해파리의 면역반응을 유도하여 추출한 점액물질(jellyfish extract at immunity reaction, JEI)을 활용하여 하수처리장 처리수 내 잔존하는 미량오염물질(중금속과 미세플라스틱)의 제거 가능성에 대해 평가하였다. 실험은 자-테스터(jar-tester)를 이용한 lab 규모와 자체 개발한 관접속형 혼화반응 시스템과 농축일체형 분리장치를 연계한 pilot system 규모의 두 방법으로 수행하였다. 모든 실험 조건에서 JEI는 기존 음이온 고분자에 비해 미량오염물질 제거효율이 유사하거나 높은 것으로 분석되었다. 특히 pilot system 규모로 JEI를 하수처리장의 방류수와 혼합하여 사용하면 두 번의 혼합과정에 의해 JEI와 미량오염물질의 결합이 극대화되고 이로 인해 미량오염물질 제거율이 매우 향상됨을 확인하였다. 이러한 실험 결과를 토대로 본 기술을 기존의 방식에서 벗어나 생태계 위해성이 적고 무기성 폐기물 발생을 최소화할 수 있는 미량오염물질 제거 방법으로 제안하는 바이다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제30권4호
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• pp.575-585
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• 2013

본 연구는 고상폐기물인 준설토와 혼합물질인 점토 및 유리프리트를 이용하여 기능성을 갖는 건축자재용으로의 재활용 가능성을 검토하고자 실시되었다. D항만 준설토의 중금속 함량은 Zn이 526.0~13,150.1 mg/kg의 범위를 나타내는 등 심한 오염상태이었다. 준설토(30P)의 주요 화학조성은 $SiO_2$(48.30 wt%), $Al_2O_3$(16.60 wt%), CaO(10.10 wt%), $Fe_2O_3$(7.75 wt%)이었으며, 점토는 $SiO_2$가 70.82 wt%, $Al_2O_3$ 18.78 wt%, 유리프리트는 $SiO_2$가 71.75 wt%, CaO 13.99 wt%, $Na_2O$ 8.51 wt% 함유되어 있었다. 준설토를 점토에 10~40 wt% 첨가한 후 $1,000^{\circ}C$와 $1,100^{\circ}C$에서 소성한 시편의 압축강도는 각각 $132.6{\sim}178.5kgf/cm^2$와 $581.2{\sim}793.7kgf/cm^2$이었다. 준설토가 40 wt% 첨가된 경우(SC46) $1,100^{\circ}C$에서 소성한 경우가 $793.7kgf/cm^2$로 $1,000^{\circ}C$에서 소성한 경우의 $153.0kgf/cm^2$ 보다 5배 이상 높게 나타나 $1,100^{\circ}C$ 온도가 소성에 더 적합한 것으로 판단되었으며, KS 1종벽돌 기준을 만족시켰다. 또한, 시편의 용출시험 결과 폐기물관리법상 지정폐기물 판정기준치를 크게 하회하는 것으로 나타났다.

• 한국환경과학회지
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• 제9권3호
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• pp.223-228
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• 2000

충남 서천군 춘장대에서 채취한 갯벌을 통수칼럼에 넣고 오염물질 정화능력을 평가 해 보았다. 각 칼럼에 사용된 시료수는 하수를 G2여과지(6$\mu\textrm{m}$)로 여과한 여액(R1), 생하수를 GF/C여과지(12$\mu\textrm{m}$)로 여과 후 하수중의 미생물에 의한 영향을 제거하기 위하여 고압멸균기(autoclaver)로 12$0^{\circ}C$에서 15분간 멸균한 하수(R2), 여과ㆍ멸균된 하수를 membrane filter로 여과한 해수와 1:1 (하수:해수)로 혼합한 시료수(R3) 그리고 R3에서 사용된 하수와 해수를 이용해 그 비를 1:2로 혼합한 시료수(R4)를 이용하였다. 4종류로 조제된 시험수를 이용한 통수실험 결과를 요약하면 다음과 같다. 통수실험에 의해 제거된 COD 양은 시료수에 하수의 함유량이 증가할수록 증가하였다. 암모니아질소의 경우 각 칼럼에서 580분 실험한 후 총 누적 제거양은 R1 90.1mg, R2 81.0mg, R3 27.6mg, R4 4.1mg이었다. R1과 R2에서 총 누적 제거 양이 해수가 1:1로 함유된 R3보다는 약 3배 높았고, 생하수와 해수가 1:2로 함유된 R4보다는 약 20배 높아 시료수에 하수의 함량이 높을수록 COD와 마찬가지로 암모니아질소가 잘 제거되는 것으로 판단되었다. 총인의 경우 각 칼럼에서 580분 실험한 후 제거된 총 누적 양은 R1 3.4mg, R2 4.2mg, R3 5.6mg, R4 2.0mg이었다. 평균 유입수 농도와 평균 유출수 농도로 구한 Pb의 평균 제거율은 R3와 R4에서 94.6%와 94.9%로 R1과 R2에서의 65.5%와 77.0%보다 약간 높았고, Cd의 평균 제거율도 R3와 R4에서 93.1%와 88.5%로 R1과 R2에서의 61.2%와 82.7%보다 약간 높았다. 이상과 같이 칼럼실험에서 중금속은 해수가 첨가된 시료에서 제거율이 높았다. 하지만 초기 20분간 흡착된 중금속의 양은 580분 동안 흡착된 총 양의 3~4%로 유사한 값을 나타내었다.

• 환경생물
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• 제18권2호
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• pp.269-277
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• 2000

고마리와 소리쟁이에 Cd$^{2+}$와 Pb$^{2+}$를 각각 5 및 10mM로 5일간 처리한 결과, 고마리에서는 중금속 5mM처리구의 경우 Pb$^{2+}$가 Cd$^{2+}$보다 약 3.5배, 10mM의 경우 약 2.9배로 Pb$^{2+}$의 농축량이 높게 검출된 반면, 소리쟁이는 Cd$^{2+}$ 5mM에서 약 1.49$\mu\textrm{g}$/g, 10mM에서 약 2.90$\mu\textrm{g}$/g그리고 Pb$^{2+}$ 5mM에서 약 1.83$\mu\textrm{g}$/g, 10mM에서 약 2.73$\mu\textrm{g}$/g로 검출되어 처리농도별 Cd$^{2+}$와 Pb$^{2+}$의 농축량은 비슷하였다. 고마리와 소리쟁의 배양액(pH 6.5)에 Cd$^{2+}$와 Pb$^{2+}$를 5및 10mM로 혼합하여 처리한 후 각 실험구 토양의 중금속 잔류율과 pH는 대조구에 비해 고마리를 배양하며 Cd$^{2+}$5mM을 처리한 경우 약 77.1%와 pH 6.39, 10mM을 처리한 경우 약 90.2%와 PH 5.97 그리고 Pb$^{2+}$ 5mM을 처리한 경우 약 81.1%와 pH 6.00, 10mM을 처리한 경우 약 85.7%와 pH 5.80, 소리쟁이를 배양하며 Cd$^{2+}$ 5mM을 처리한 경우 약 83.9%와 pH 6.32, 10mM을 처리한 경우 약 93.7%와 pH 6.02 그리고 Pb$^{2+}$ 5mM을 처리한 경우 약 88.6%와 pH 6.27, 10mM을 처리한 경우 약 90.0%와 pH 6.02정도였다. Phytochelatin은 고마리와 소리쟁이에서 모두 Cd$^{2+}$와 Pb$^{2+}$ 무처리구에 비해 5와 10mM처리구에서 유도되었음을 확인하였다. 또한, 각 식물재료 내에서 중금속에 의해 유도된 Phytochelatin의 분자량은 고마리의 경우 Cd$^{2+}$에 의해서는 약 4,300-8,600 da, Pb$^{2+}$에 의해서는 약 3,200-9,700 da, 소리쟁이 의 경우 Cd$^{2+}$에서는 약 4,300 da, Pb$^{2+}$에 의해서는 약 3,200-7,500 da 정도였다.