• 한국광물학회지
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• 제24권3호
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• pp.217-224
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• 2011

철환원 박테리아인 미시가넨시스를 이용하여 용존 셀레늄을 제거할 때, 물 속의 다른 금속성분들인 철, 황산염, 그리 구리가 미칠 수 있 영향을 살펴보았다. 미시가넨시스 박테리아는 산화수가 4가인 산화 셀레나이트(2 mM)를 셀레나이드로 환원시키고 물속의 셀레늄 농도를 점차 감소시켰다. 환원된 셀레나이드는 용존 2가 철과 결합하여 나노입자 크기의 철-셀레나이드로 침전되었다. 용존 황산염과 구리는 미생물의 셀레나이트 환원작용에 부정적인 영향을 끼쳤는데, 특히 구리 성분은 미생물에 대해 독성으로 작용하여 셀레나이트 제거가 원활히 이뤄지지 못하게 하였다. 이러한 결과로부터 알 수 있는 것은 셀레늄으로 오염된 현장을 미생물로 정화할 때 황산염 혹은 구리의 농도 분포와 양을 충분히 고려해야 한다는 사실이다. 궁극적으로 미생물에 의한 철-셀레나이드 광물형성작용은 지하수를 따라 원거리로 이동할 수 있는 셀레늄의 확산을 억제하는 중요한 수단이라고 볼 수 있다.

• 한국광물학회지
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• 제26권4호
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• pp.219-228
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• 2013

방사성 폐기물을 지하에 장기 보관하는 금속 용기에 관한 생지화학적 부식 특성을 알아보기 위해 주철과 구리로 된 금속재료를 환원조건 하에서 디설프리칸스 황산염환원미생물과 3개월간 반응시켰다. 금속재료의 화학적/광물학적 변화를 알아보기 위해 주기적으로 용존 금속이온들의 농도를 측정하였으며, 실험이 종료된 이후 금속 시편 및 표면 이차생성물들을 전자현미경을 이용하여 분석하였다. 디설프리칸스가 없는 조건에서는 금속재료의 부식이 매우 미약하였으나, 미생물이 있는 경우에는 부식이 상대적으로 컸다. 관찰된 생지화학적 부식 산물은 주로 맥키나와이트와 황화구리 같은 검은색의 금속황화물이었으며, 표면에서 쉽게 분리되거나 콜로이드화되어 부유하였다. 특히, 구리 시편의 경우 용액 상에 용존 철이 존재할 때 세균에 의한 구리 부식의 가속화가 관찰되었는데, 이는 구리 표면에 다른 종의 황화철이 성장하면서 구리 간의 결속력을 약화시켰기 때문인 것으로 보인다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2015년도 추계학술대회
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• pp.77-78
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• 2015

산업화로 인하여 토지의 사막화, 물부족, 오존층 파괴, 지구 온난화 등 많은 환경문제가 발생되었으며 아직 진행 중에 있다. 이에 UN에서는 환경 규제를 강화하였으며 국제해사기구(IMO:International Maritime Organization)에서는 선박의 배기가스 규제 강화를 위하여 NOx(질소산화물) 및 SOx(황산화물)의 배기량을 줄이도록 하고 있으며 2016년부터는 본격적으로 규제하려 하고 있다. 상기의 규제 물질 중 NOx를 제거하는 선택적환원촉매(SCR:Selectivity Catalytic Reduction) 시스템은 선박의 배기가스가 지나가는 통로에 요소수(Urea)를 분무하여 $260^{\circ}C$ 이상의 높은 온도에서 요소수에 있는 암모니아가 배기가스에 있는 NOx와 반응, 결합함으로서 NOx를 질소와 산소로 분리, 제거하는 방식이다. 하지만 선박의 경우 대부분 엔진이 2행정으로 배기가스 온도가 일반적으로 $180^{\circ}C{\sim}220^{\circ}C$이기 때문에 요소수에 있는 암모니아가 배기가스에 있는 NOx와 반응하지 않아 환원률이 높지 않다. 이에 우리는 초미세기포를 이용하여 낮은 온도에서도 반응할 수 있는 요소수 및 요소수 활성화 기기를 개발하여 상기의 문제점들을 최소화 할 수 있도록 하였다. 또한 SCR 시스템의 점성유동해석을 통하여 보다 효율적인 SCR 시스템의 개발을 할 수 있도록 기여하였다.

• 폴리머
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• 제25권4호
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• pp.451-459
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• 2001

스티렌 단량체를 E-beam 전조사법에 의해 폴리프로필렌 섬유에 그라프트 반응시켜 PP-g-styrene 공중합체를 제조한 후 클로로메틸화 반응과 아민화 반응을 통하여 아민형 이온교환수지를 합성하였다. 공중합체의 그라프트율은 스티렌 단량체의 농도가 증가할수록 증가하였으며, 스티렌 단량체의 농도가 80% 일때 118%로 최대치를 나타내었다. Mohr's salt와 황산의 최적 농도는 1.0 ${\times}\;10^{-3}$ M 과 0.1M 로 나타났다. 아민화율은 그라프트율이 증가할수록 증가하였다. 합성한 아민형 이온교환체의 팽윤율은 기재보다 높게 나타났으며 이온교환용량은 6.7 meq/g으로 상용 이온교환수지에 비하여 3배 정도의 수치를 나타내었다. 붕소이온흡착의 최적 조건은 pH 4에서 나타났으며, 붕소이온 흡착량은 아민화율이 증가할수록 증가하였다.

• 공업화학
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• 제19권3호
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• pp.264-269
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• 2008

크롬산납안료입자의 합성과정에서 반응조건의 변화에 따른 입자의 성장특성, 첨가제 첨가에 의한 영향, 그리고 마이크로캡슐화에 관하여 조사하였다. 크롬산납 무기안료의 합성과정에서 생성용액의 pH가 낮을수록, 반응물질의 초기농도가 묽을수록 입자크기가 작은 균일한 분산입자를 얻을 수 있었다. 교반속도가 큰 경우에서 평균입자크기의 감소 및 증가에 대한 변화폭이 크게 나타남을 알 수 있었다. 합성된 크롬산납 안료입자의 숙성과정에 황산알루미늄을 첨가하여 표면처리 함으로써 입자크기의 제어가 가능하였고, 입자의 입도분포 상태를 최적 분산 상태로 유지하는 효과가 있음을 알 수 있었다. 안료입자의 마이크로캡슐화가 진행되는 용액의 pH 범위를 9~10, 반응온도를 $90^{\circ}C$ 이상으로 유지하고 마이크로캡슐화 후 충분한 건조를 통해 입자의 수분함량을 0.5% 이하로 유지할 때 최적의 마이크로캡슐화가 됨을 알 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권9호
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• pp.1035-1043
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• 2007

본 연구는 침출수 재순환 공법과 산소요구량과 탄소요구량의 절감이 가능한 단축질소제거공법(shortcut biological nitrogen removal: SBNR)을 병합하여 침출수중의 암모니아와 유기물을 효과적으로 제거하는 방안에 대해 부피 약 200 $m^3$의 pilot 규모 매립지를 만들어 연구하였다. 매립지에서 발생한 침출수는 연속회분식반응기(sequencing batch reactor: SBR)형태의 on-site reactor에서 암모니아성 질소를 아질산으로 부분질산화 시킨 후 매립지로 재유입 시켜 지중탈질(in-situ denitrification)을 유도하였다. 침출수는 매립면적에 따른 년평균 강우량을 기준으로 약 221 L/cycle을 주당 3회 재순환 하였다. 그 결과 반응시간은 약 6시간으로 운전하였을 때 $NO_2^{-}-N/NO_x-N$의 비는 약 0.8에 이르러 효과적인 아질산 축적을 이룰 수 있었으며 온도저하로 인해 질산화의 저해가 일어나기 이전의 질산화 효율은 약 80%에 달하여 단축질소제거공정을 위한 아질산 축적이 가능함을 보여주었다. 이와 같이 SBR을 통해 질산화하여 재순환한 침출수의 $NO_x$-N는 모형 매립지 내에서 모두 제거할 수 있었으며, 침출수에 비교적 높은 농도의 황산염이 존재하여 황산염환원 및 황을 이용한 독립영양탈질반응이 매우 중요한 반응기전이 되는 것으로 나타났다. 따라서 침출수 재순환 공법과 단축질소제거공법을 병합한 조기안정화 기술은 매립지의 조기안정화와 침출수의 질소제거에 효과적인 공법으로 사용할 수 있을 것이라 사료된다.

• 공업화학
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• 제2권2호
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• pp.119-126
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• 1991

암모늄명반과 요소를 수열균일 침전법으로 반응시켜 베마이트의 합성을 연구한 것으로, 암모늄명반과 요소와의 몰비를 1 : 2-1 : 5, 반응온도를 $100-250^{\circ}C$, 반응시간을 30분-20시간으로 변경시키면서 반응시켰다. 반응생성 침전물은 X-선 회절분석, 주사형현미경관찰, 화학분석 등의 방법으로 검토하였다. 암모늄명반과 요소와의 몰비가 1 : 4에서 구상의 단분산 무정형 수화황산알루미늄이 $100^{\circ}C$에서 생성되었고, $150^{\circ}C$에서 구상의 단분산 무정형 수화황상알루미늄과 베마이트가 생성되였고, $200^{\circ}C$ 이상에서는 베마이트만이 생성되었다. 반응생성 침전물들은 치밀하고 침강성과 여과성이 좋았고 침전물의 입자는 평균 $2-4{\mu}m$ 크기였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권12호
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• pp.8665-8672
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• 2015

본 연구에서는 하수처리장의 소화슬러지(digest sludge)를 대상으로 악취제거 및 유기물제거에 대한 타당성을 검토하고자 BIO-CLOD를 넣은 반응조와 넣지 않은 반응조에 대하여 24시간, 48시간, 72시간 후 ammonia, methyl mercaptan(MMC) 및 $H_2S$에 대해서 측정하였다. BIO-CLOD를 침적시킨 반응조(BIO-CLOD)에서 24시간 내에 ammonia는 48%인 것에 비해 $H_2S$와 MMC는 98%이상의 높은 제거율을 보인 반면에 BIO-CLOD를 침적시키지 않은 반응조(Non BIO-CLOD)에서는 24시간 내에 ammonia가 45%, $H_2S$는 71%, MMC는 84%로서 악취제거 가능성을 보였다. 암모니아 농도는 시간이 지남에 따라 감소하면서 질산성질소농도는 증가하는 질산화 현상을 보였으며, 소화슬러지내의 유황계 악취성분들이 호기성 미생물들에 의해 산화 분해되어 용액 중의 황산염농도를 증가시키는 데는 BIO-CLOD효과가 있었음을 알 수 있었으며, 황산염농도증가와 대기중의 $H_2S$ 제거율간에는 상관관계가 있음을 알수 있었다. 반응조 유출수에서 유기물의 감소는 짧은 시간 내에서는 BIO-CLOD가 영향을 주지 않았으며, HRT 12시간과 HRT 24시간으로 운전하였을 때 경제적인 면에서 HRT 12시간을 고려해야 할 것으로 판단되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권3호
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• pp.565-573
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• 2000

본 연구의 목적은 우리 나라 하수관거의 생 화학적 부식특성을 실험을 통하여 규명하기 위함이다. 하수관거 부식의 가장 대표적인 관정부식은 생 화학적반응에 의하여 진행되는데, 그 원인물질은 황화수소이다. 우리 나라의 경우 오수발생원에 분뇨정화조와 오수정화시설을 설치하고 있어 간선관거 및 사집관거보다는 상대적으로 지선관거가 부식에 취약한 것으로 나타나고 있으며, 이를 방지하기 위하여는 관거를 정비하여 분뇨를 직투입하므로써 관거의 수명연장이 필요할 것으로 판단된다. 본 연구에서는 우리 나라 하수도 시스템에서의 황화수소 발생속도를 예측하기 위하여, 하수도 시스템의 분뇨정화조를 재현한 혐기성 반응기와 하수관거를 재현한 튜브반응기를 이용하여 실험하였다. 실험결과 황화수소 생성속도는 혐기성 반응기의 경우 $50.4mg-H_2S/g-VSS{\cdot}d$, 혐기성 막반응기의 경우(COD 150~1000 mg/L)는 $2.8{\sim}18.8g-H_2S/m^2{\cdot}d$로 나타났다. 우리 나라 하수관거의 부식양상은 외국과는 다르며 더욱 심각한 것으로 나타났다. 이러한 원인은 오수발생원에 설치된 분뇨정화조와 혐기성 오수정화시설에서 발생되는 고농도의 황화수소가 간선관거보다 상대적으로 앓은 두께를 가지는 지선을 우선적으로 부식시키기 때문이다. 따라서 관거 정비사업의 조기착수와 더불어 내식성재질의 보급 및 하수관거 설계방법의 고도화 등과 같은 부식방지 대책이 시급한 것으로 사료된다.

• 공업화학전망
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• 제22권5호
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• pp.1-13
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• 2019

국제해사기구(IMO, international maritime organization)는 2015년부터 배출규제해역(ECA, emission control area)을 운항하는 선박은 황 함유량이 0.1%(m/m) 이하로 강화된 기준을 만족하는 연료를 사용해야 하며, 2020년부터는 모든 선박에 대해 황 함유량이 0.5%(m/m) 이하인 연료를 사용하거나 동등 이상의 성능을 갖는 배출가스 후처리 장치의 설치를 의무화하였다. 이에 따라, 선박에서 배출되는 오염물질을 제어할 수 있는 다양한 기술이 개발되고 있으며, 후처리 관점에서 습식 스크러버(wet scrubber)는 선박의 디젤 엔진에서 배출되는 이산화황(sulfur dioxide)을 저감시키기 위한 가장 적합한 해결책으로 알려져 있다. 습식 스크러버는 해수를 사용하는 개방형 스크러버(open loop scrubber)와 화학세정수를 사용하는 폐쇄형 스크러버(closed loop scrubber)로 구분된다. 습식 스크러버는 오염물질의 효율적인 처리가 가능하지만 유지보수비가 비싸고, 폐수 발생으로 인한 2차 오염발생 및 부식에 매우 취약한 단점이 있다. 따라서 최근에는 스크러버 내부의 부식을 방지하기 위한 내부식성 재질에 관한 연구와 흡수제(absorbent)의 고도화 연구가 활발히 진행되고 있다. 또한, 하이브리드형 스크러버(hybrid scrubber)는 개방형과 폐쇄형 스크러버의 장점을 결합한 기술로 황산화물의 배출을 규제하는 배출규제해역에서는 폐쇄형 스크러버를 가동하고, 선박이 공해상으로 진입할 경우 개방형 스크러버로 전환함에 따라 황산화물 배출 및 반응 후 세척수의 폐수배출 기준을 동시에 만족할 수 있다.