• 대한환경공학회지
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• 제34권2호
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• pp.79-85
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• 2012

본 연구는 역삼투공정에서 발생하는 농축수의 생물학적 처리에 관한 것으로, SBR공정의 처리성능 및 부하변동과 온도변화에 따른 효율을 평가하였다. SBR공정의 cycle당 HRT가 각각 8시간과 12시간으로 2가지 형태로 공정운전이 이루어졌으며, RO농축수의 낮은 C/N비 때문에 효과적인 탈질을 위해 메탄올을 주입하였다. 유량과 온도의 변화에도 SBR공정의 질소제거 효율은 비교적 안정적인 것으로 나타났다. SBR공정의 최적 time cycle은 2 cycle/day이지만, 3 cycle/day 조건에서도 방류수 TN 농도가 수질기준 이하로 나타났다. 평가결과 RO 농축수 처리를 위한 SBR공정의 적용은 효과적이었으며, 폐수처리장 설계에 활용이 가능할 것이다. SNR과 SDNR은 각각 $0.043{\sim}0.066kg\;NH_3-N/kg\;MLVSS{\cdot}day$와 $0.096{\sim}0.287kg\;NH_3^--N/kg\;MLVSS{\cdot}day$로 나타났다. 도출된 동역학적인자는 RO농축수 처리에서 포기조와 무산소조 설계에 적용이 가능할 것이다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권6호
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• pp.775-780
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• 2009

폐수 방류수 중에 포함될 수 있는 내분비계 장애물질의 제거를 위해 생물학적 영양소 제거 공정에 존재하는 질산화 슬러지의 효용성을 탐색하여 보았다. 질산화 슬러지에 포함된 암모니아 산화균은 ammonia monooxygenase(AMO) 활성에 의해 암모니아 산화를 유발하는데, AMO의 기질 특이성이 낮아 암모니아 산화와 동시에 다양한 화합물이 공산화된다고 알려져 왔다. 본 연구에서는 이러한 공산화 활성이 내분비계 장애물질의 제거에 효과적인지 판단하기 위해, 질산화 슬러지, 유기물산화 슬러지, 멸균 슬러지를 각각 이용하여 3가지의 모델물질(bisphenol A(BPA), nonylphenol(NP), dibutyl phthalate(DBP))에 대한 제거 효율을 비교하였다. 질산화 슬러지에 의한 분해에서는 3가지 모델물질 모두, 배지 중에 질소원으로 아질산염보다 암모늄염을 이용했을 때의 초기 분해속도가 빠르게 나타나서 암모니아 산화 활성과 모델 물질의 분해가 관련이 있는 것으로 나타났다. 반면에 아질산염을 공급한 질산화슬러지에서나 혹은 질산화 활성이 낮은 유기물산화 슬러지를 이용한 경우는 일정한 적응 시간이 지난 이후에 모델 물질들의 분해가 시작되었다. 이는 모델 물질을 탄소원으로 이용하는 균주의 성장 및 활성이 일정한 적응 시간 이후에 나타난 것으로 보인다. 모델 물질의 제거에 슬러지에 의한 물리적 흡착이 어느 정도 기여하는지 확인하기 위해서 멸균 슬러지를 이용한 흡착 제거를 시도하였다. 초기 투입량의 10~20% 내외가 흡착에 의해 상등액에서 제거되었는데, 이를 통해 폐수 슬러지를 이용한 BPA, NP, DBP의 제거에는 물리적 흡착보다는 생물학적 분해 기작이 더 중요한 것으로 보인다.

• 한국지구과학회지
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• 제28권1호
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• pp.112-122
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• 2007

석탄회는 독특한 화학조성과 광물학적 특성을 나타내는 것으로 알려져 있다. 석탄회의 철산화광물에는 중금속원소들이 다량 농집되어 있어서 침출이 일어나는 환경에서는 토양과 지하수 및 해양오염의 가능성이 높다. 본 연구에서는 해안가에 위치한 당진화력 발전소에서 배출하고 있는 석탄회와 주변 해수와의 반응과정에서 토착 미생물이 어떤 역할을 하는지를 알아보고자 하였다. 이를 위해 해수와 석탄회를 혼합하여 배양기에 60일 동안 보관하면서 물시료와 석탄회 시료를 분석함으로써 박테리아의 활동에 따른 광물의 상변화 및 해수의 지화학적 변화 정도를 살펴보았다. 매립호수에서 해수의 평균 pH는 8.97이다. 지화학적 변화 결과에 비추어 볼 때, 박테리아의 활동은 실험 시작 7일 이후부터 급격하게 활성화되었다. ${SO_4}^{2-}$는 글루코스를 첨가한 시료에서 다른 처리방식에 비해 현저하게 감소하는 경향을 나타낸다. 매립호수에 서식하는 박테리아는 주로 Mn, Fe, Zn와 반응하여 매립호수로부터 금속이온을 제거시킬 수 있을 뿐 아니라 탄산염 광물을 형성하는 과정에서 이산화탄소를 고정시킬 수 있는 역할도 할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.84-93
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• 2010

지중전력선과 같은 원형 지하매설관의 경우 관의 하단부 다짐효율이 낮아 파손등과 같은 구조적 문제점에 항상 노출되어 있다. 이러한 문제점들 때문에 다양한 방법들이 강구되어 왔으며 그중 하나가 유동성이 뛰어난 저강도 콘크리트의 개발이다. 외국에서는 이미 오래전부터 연구개발을 진행하여 전력회사를 중심으로 이미 실용화 단계에와 있다. 하지만, 국내에서는 일반구조물에 대한 연구는 진행되었으나, 야간시간대 급속시공이 필요한 지중전력선 공사에 적용되는 급결 유동성 뒤채움재에 대한 연구는 최근에 이루어지기 시작했다. 본 논문에서는 고유동성을 지니고 급속 고화가 가능한 현장 굴착토를 활용한 유동성 뒤채움재에 대한 역학적 특성 및 3차례에 걸쳐서 실내모형 및 실물실험을 수행한 결과, 유동성은 교반시작 이후 약 9~15분내 타설 한계 유동성(160 mm)에 도달하는 것으로 확인되었고, 재료의 부력은 타설 초기에 급격히 발생하고 이후 점차 소산하는 것으로 확인되었으며, 그 값은 재료의 단위중량으로 계산한 이론부력의 약 70 %로 계측되었다. 본 연구에서 실험을 통해서 도출한 시공방법(배치플랜트를 이용한 타설, 스페이서 설치간격 1.8 m 및 타설 간격 2 m)을 적용시 시공품질, 작업성 및 구조적 안정성을 확보 할 수 있었다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제24권2호
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• pp.73-86
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• 1999

현재 경수로형 원자력발전소의 일차계통 냉각수 정화를 위해 사용되는 이온교환방법은 제염효과가 우수하고 공정이 단순하며 조작이 간편하기 때문에 광범위하게 활용되고 있으나 비금속성분도 함께 제거하여 수지의 수명이 단축되고 폐이온교환수지가 발생되는 단점이 있다. 본 연구에서는 일차계통 냉각수 정화를 위해 사용되는 이온교환수지의 대체공정으로서 전기투석과 이온교환이 결합된 전기탈이온법의 사용가능성을 조사하기 위해 모의 용액을 이용하여 다양한 실험조건하에서 수행하였다. 실험결과 유입유량이 증가할수록 제거율은 증가하고 전력소모는 감소하였다. 금속성분 제거율에서 제염계수 1000으로 일정한 경향을 나타내었으며 전력소모 면에서는 TDS 3 ppm이하를 기준으로 유입유량이 $2.0{\ell}/min$일 때 $40.3mWh/{\ell}$ 이었다. 유입유속이 동일한 조건에서는 희석실에 채운 이온 교환수지의 함량이 증가할수록 금속성분 제거율과 전력소모에서 효과적인 것으로 평가되었다. 이온 교환수지를 채운 전기탈이온 공정은 이온교환수지 자체에 의한 수리적 저항과 현탁질에 의한 수지의 오염으로 인해 운전이 계속될수록 유량이 감소하게 된다. 이러한 단점을 극복하기 위해 이온교환수지 대신 이온전도성 스페이서를 설치하여 실험한 결과 유입유량 문제는 해결할 수 있었으나 전력소모와 금속성분 제거율 및 전류효율 면에서 비효율적인 것으로 평가되었다. 전기탈이온 공정의 연속운전에서도 금속성분 제거율에서 제염계수가 1000으로 안정적인 수준을 유지하였다.

• 한국환경농학회지
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• 제23권1호
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• pp.1-6
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• 2004

혐기성 소화에서 미생물에 저해/독성 물질로 알려진 암모니아의 농도와 식종원에 따른 영향을 회분식 반응기를 이용하여 분석하였다. 식종원은 고농도의 암모니아에 장기간 적응된 축산농가 축산폐수 집수조의 슬러지 그리고 저농도의 암모니아에 노출된 하수종말처리장 혐기성 소화조 슬러지를 사용하였다. 식종원에 상관없이 암모니아는 TAN 1,500 mg-N/L에서 COD 제거율과 biogas 발생량으로 측정된 혐기성 미생물의 활성에 저해영향을 주기 시작하여 3,500 mg-N/L에서는 더욱 심하였다. 암모니아 저해 농도 범위에서 휘발성 유기산의 농도는 50 mg/L 범위로 유지되므로 메탄생성균 뿐만 아니라 산생성균도 저해영향을 받는 것으로 나타났다. 축산폐수 집수조 슬러지로 식종된 경우 암모니아 농도 TAN으로 $2,500{\sim}3,500\;mg-N/L$ 범위에서도 COD 제거율과 biogas 발생량의 감소폭은 미미하였으나 하수종말처리장 혐기성 소화조 슬러지로 식종된 경우 암모니아 농도가 증가할수록 COD 제거율과 biogas 발생량은 큰 폭으로 감소하였다. 결과적으로 암모니아에 장기간 순응된 슬러지로 식종한 경우 암모니아의 저해 농도에 대하여 적응도 빨랐으며 저해영향도 적었다.

• 생태와환경
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• 제41권spc호
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• pp.93-98
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• 2008

인공식물섬의 BOD, SS, T-N, T-P제거효율과 조류의 성장억제 능력을 분석하였으며 조류제어효과에 있어서 미생물보유활성화, 식물의 흡수효과에 대한 각각의 효과성을 판단하기 위해 구성요소별 장치를 구성하여 실험하였다. 구성요소별 장치는 (1) Blank Test, (2) 인공식물섬(VAFI) $0.25m^2$, (3) 식물을 식재 하지 않은 인공식물섬(AFI) $0.25m^2$, (4) 인공식물섬을 수면위로 부유시키기 위한 부력재 $0.25m^2$, (5) Media (부력재 $0.25m^2$에 50cm 길이로 Media를 4줄 부착)이다. BOD제거는 VAFI, AFI, 부력재, Media에서 각각 82.7, 80.8, 45.2, 59.6%로 나타났다. T-N제거는 VAFI, AFI, Media에서 각각 51.2, 31.7, 25.1%로 나타났다. T-P제거는 VAFI, AFI, 부력재, Media에서 각각 23.3, 16.7, 10.0, 13.3%로 나타났다. 엽록소-${alpha}$는 VAFI에서 97.9%가 제거되었다. VAFI의 구성 요소별 제거율은 차광효과 35.1%,미생물의 복합작용에 의한 효과 61%, 식물과 뿌리에 의한 효과 1.8%인 것으로 나타났다.

• 청정기술
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• 제5권1호
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• pp.78-85
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• 1999

우리나라 고유의 식품산업으로서 최근 급격한 성장을 보이고 있는 김치제조 산업에서 원재료인 배추를 절인 후 염을 세척하는 과정에서 다량의 폐세척수가 발생한다. 본 연구에서는 세척수 사용량의 최적화를 통해 근원적으로 폐세척수 발생량을 저감하기 위한 접근 방법이 고찰되었다. 세척공정을 최적화하기 위한 방법으로 실제공장의 향류식 연속 세척공정 대신 연속 회분식 세척공정을 통한 모사실험이 수행되었으며 실제공정을 효과적으로 모사할 수 있었다. 동일한 원산지 배추에 대해 염절임 후 임의 추출된 표본간의 세척효율의 차이는 미미하였으나 배추의 원산지별 특성에 따라서는 세척효율면에서 상당한 차이를 보였다. 세척수 양을 3.3 L/head(포기)에서 2.7 L/head(포기)까지 감소시켰을 경우에 배추에 남아있는 COD, 탁도, 전기전도도, $Na^+$, $Cl^-$의 농도는 거의 유사하거나 완만하게 증가하는 경향성을 보였으나 세척수량을 2.4 L/head이하로 감소시킴에 따라 세척효율의 악화가 뚜렷이 나타났다. 관능시험에서 세척수의 사용량을 2.7 L/head까지 줄여도 김치의 품질에는 아무 영향이 없었으나 세척수 양을 2.4 L/head이하로 감소시켰을 경우에는 김치의 염분 농도가 너무 높아 젖산 발효율이 저하되었고 짠맛과 함께 이미가 느껴졌다. 결국 제품의 품질에 전혀 영향을 미치지 않는 범위내에서 세척수 사용량을 약 18%까지 절감할 수 있는 것으로 사료되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권1호
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• pp.194-199
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• 2008

본 연구에서는 자트로파 오일로부터 바이오디젤을 생산하는데 적합한 유리지방산의 에스테르화 조건을 검토하였다. 자트로파 오일의 초기 산가는 11.5 mg KOH/g으로, 알칼리 촉매를 적용한 직접 전이에스테르화 공정은 바이오디젤 수율이 낮은 문제가 있어 유리지방산을 산촉매를 사용하여 에스테르화 후 전이에스테르화하는 2단계 반응공정의 적용이 필요하였다. 전처리 공정에 적합한 고체 산 촉매를 도출하기 위해 4가지 고체 산 촉매에 대한 성능 비교 연구를 수행하였으며 Amberlyst-15를 최적 촉매로 선정하였다. Amberlyst-15를 사용한 반응표면분석법(response surface method, RSM)에 의해 구한 최적 전처리 반응조건은 메탄올 6.79%, 촉매 17.14%로, 산가가 0.7 mgKOH/g으로 감소하였다. 전처리 후 알칼리 촉매 KOH를 이용한 전이에스테르화 반응을 가압 회분식 반응기에서 수행하여 바이오디젤을 생산하였다. 그 결과 지방산 메틸 에스터(fatty acid methyl ester, FAME) 함량 97.35%를 비롯하여 산화 안정성 8.17 h, 총 글리세롤 함량 0.125%, 저온필터막힘점(cold filter plugging point, CFPP) $0^{\circ}C$ 등으로 나타났으며 주요 바이오디젤 품질규격을 모두 만족하였다.

• 청정기술
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• 제22권2호
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• pp.96-105
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• 2016

다양한 산업시설에서 배출되는 휘발성유기화합물질(VOCs)은 대기를 오염시키고 인체에 악취 물질로 작용하게 된다. 이를 제어하기 위해 기존의 악취 방지시설을 이용하여 배출가스를 처리하고 있지만 휘발성유기화합물질 제거의 경우 기술적인 한계점이 존재하기 때문에 이를 개선하기 위한 연구가 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 선별 실험을 통해 식물정유 물질 및 금속산화물의 종류를 선정하고 최적 혼합 비율을 결정함으로써 분사형 탈취제를 개발하였다. 식물정유물질 및 금속 첨가제의 종류와 혼합비율의 경우 각각 라벤더 45%, 편백나무 45%, 이산화티타늄 10%로 결정하였다. 또한 최적 휘발성유기화합물질 제거 조건을 도출하기 위해 회분식 반응기를 이용하여 희석배수, 분사량, 온도에 따른 실험을 수행하였다. 실험 결과 희석배수의 감소, 분사량 및 온도의 증가에 따라 휘발성유기화합물질 제거 효율이 증가하는 경향을 나타내었으나 경제성을 고려하여 반응가스 25 L에 대한 탈취제 최적 희석배수의 경우 200배, 분사량은 6 mL로 결정하였다. 또한 반응속도 상수 및 활성화 에너지를 예측함으로써 혼합탈취제의 우수성과 현장 적용가능성을 검토하였다. 도출된 반응 속도식을 이용하여 기존의 탈취제와 비교한 결과 활성화에너지가 약 3~4배 낮게 나타났다.