• 청정기술
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• 제7권2호
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• pp.141-149
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• 2001

본 연구는 활성탄이 충진된 고정 흡착층에서 흡착특성에 영향을 줄 수 있는 다양한 변수들, 흡착온도, 흐름속도, 흡착질의 종류와 농도, 형상비(L/D)에 따른 영향이 조사되었다. 고정층내의 파과시간은 흡착온도, 흐름속도와 흡착질의 농도가 증가함에 따라 감소하였다. 또한 고정 흡착층의 파과곡선으로부터 얻어지는 물질전달영역(mass transfer zone)과 미사용길이(length of unused bed)는 흡착가스 유속, 흡착가스의 농도 및 흡착온도에 영향을 많이 받는 반면 고정 흡착층의 형상비에 대한 영향은 상대적으로 작았으며, 이 중에서 흡착가스의 농도에 대한 영향이 가장 큰 것으로 나타났다. 단일성분에 대한 흡착평형실험 데이터를 가장 잘 예측할 수 있는 모델식을 구하기 위해 Langmuir, Freundlich 및 Langmuir-Freundlich 모델식을 적용하여 실험결과와 비교해 보았을 때 세가지 이론식 모두 benzene과 toluene의 흡착평형을 잘 표현하는 것을 알 수 있었다.

• Advances in environmental research
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• 제3권3호
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• pp.231-251
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• 2014

The present study examines the phosphate adsorption potential and behavior of mixture of Ground Burnt Patties (GBP), a solid waste generated from cooking fuel used in earthen stoves and Red Soil (RS), a natural substance in fixed bed column mode operation. The characterization of adsorbent was done by Proton Induced X-ray Emission (PIXE), and Proton Induced ${\gamma}$-ray Emission (PIGE) methods. The FTIR spectroscopy of spent adsorbent reveals the presence of absorbance peak at $1127cm^{-1}$ which appears due to P = O stretching, thus confirming phosphate adsorption. The effects of bed height (10, 15 and 20 cm), flow rate (2.5, 5 and 7.5 mL/min) and initial phosphate concentration (5 and 15 mg/L) on breakthrough curves were explored. Both the breakthrough and exhaustion time increased with increase in bed depth, decrease in flow rate and influent concentration. Thomas model, Yoon-Nelson model and Modified Dose Response model were used to fit the column adsorption data using nonlinear regression analysis while Bed Depth Service Time model followed linear regression analysis under different experimental condition to evaluate model parameters that are useful in scale up of the process. The values of correlation coefficient ($R^2$) and the Sum of Square Error (SSE) revealed the Modified Dose Response model as the best fitted model to the experimental data. The adsorbent mixture responded effectively to the desorption and reusability experiment. The results of this finding advocated that mixture of GBP and RS can be used as a low cost, highly efficient adsorbent for phosphate removal from aqueous solution.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권1호
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• pp.23-32
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• 2022

본 연구는 지표수-지하수 연계 2차원 흐름 및 용질거동 수치모의를 통해 혼합대 흐름에 의한 지표수-하상 경계층 용질교환이 지표수 내 용질거동에 미치는 영향을 분석하였다. 먼저, 혼합대 흐름이 부재한 불투수성 하상의 경우 사련 하상파에 의해 발달한 바닥면 근처 재순환 흐름의 포착 효과가 용질 파과곡선 형태를 결정하였다. 반면, 용질이 혼합대로 유입되는 투수성 하상에서는 지표수 대비 유속이 느린 혼합대 흐름에 의해 파과곡선 꼬리 부분 농도가 증가하여 파과곡선 꼬리 연장이 급격히 증가하였다. 또한, 지표수 유속 증가는 바닥면 압력 상승과 함께 혼합대 흐름을 빠르게 하여 파과곡선 꼬리의 연장을 단축시켰다. 이러한 본 연구의 결과는 지표수 내 용질 체류시간 예측에 있어 혼합대 흐름의 중요성을 시사하는 바이다.

• 한국토양환경학회지
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• 제2권2호
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• pp.81-94
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• 1997

오염물질 이동현상 연구에서는 침출수 혹은 잔존수농도 형태가 사용되는데 이의 선택은 모니터링 방법에 의존하게 된다. 파과곡선 실험에서 모니터링 농도 형태에 관한 선택은 임의적이며, 각 농도 형태에서 얻어진 운송 파라미터들은 동등하며 다공성매질의 수리적 특성을 각각 대표하는 것으로 알려져왔다. 그러나, 현장상태의 구조적 발달을 보이는 토양에서는 농도 형태별 운송계수의 동등성이 의문시 된다. 본 연 구에서는 불교란 현장시료(직경 20cm, 높이 20cm)에 대하여 두가지 농도 형태에 의한 파과곡선 실험을 시행하므로써 모니터링 방법에 따른 농도 형태와 그에 따른 운송 파라미터들을 비교분석 하였다. 침출수 농도와 잔존수 농도는 토양상부에서 20cm와 loom 떨어진 지점에서 EC-meter와 TDR 을 이용하여 각각 측정하였다. 연구결과, 침출수 농도는 잔존수 농도보다 첨두농도가 훨씬 높게 그리고 첨두농도의 운송시간이 짧게 나타났음을 알 수 있었다. 따라서 침출수농도곡선으로부터 추정된 운송파 라미터들은 잔존수농도곡선으로부터 추정된 수치들과 상당한 차이를 보였으며 그 차이는 CLT 모델보다 CDE 모델에서 더 크게 나타났다. 특히 CDE 모델에서는 침출수곡선으로부터 도출된 계수값들이 잔존수곡선으로부터 도출된 계수값들보다 훨씬 크게 나타났다. 이는 구조토양내에 존재하고 있는 대공극을 통한 오염물질 우회통과와 평형조건에서의 CDE 모델이 연구대상토양에서의 오염물질 이동현상을 표현하는데 부적합하였기 때문인 것으로 사료된다. 분자 분산에 대한 동수리학적 확산의 비와 Peclet number와의 상관관계를 나타내는 도표영역에서 두가지 농도는 모두 역학적 확산이 오염물질 운송을 좌우하는 영역에 속하였다. 그러나 분자분산은 토양내 대공극부분보다 matrix 부분에서의 오염물질 확산에 더 많은 기여를 하는 것으로 나타났으며 이는 공극유속과 확산계수사이에 존재하는 비선형성에 기인하기 때문인 것으로 사료된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제12권6호
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• pp.17-25
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• 2007

투수성이 높고 대수층의 저유량이 풍부한 강변여과수 개발 예정지역의 충적층에서 시험규모가 2m (IW-1공와 5m (IW-2공)인 경우의 수렴흐름 추적자시험이 수행되었다. 수렴흐름 추적자시험의 양수율은 $2,500m^3/day$ 이었으며, 주입정 (IW-1 및 IW-2공)에 염소이온 5kg을 순간 주입하였다. 염소이온의 농도이력곡선을 작성하여 초기도달시간과 최고농도의 차이를 분석하였으며, 누적질량회수곡선을 통해 양수 후 경과시간에 따른 염소이온의 질량회수율을 분석하였다. 그리고, 염소이온농도 대 누적질량회수율의 이력그래프를 작성하여 누적질량회수율에 따른 염소이온농도의 증가와 감소 변화를 분석하였다. 또한, 염소이온농도의 증가/감소 구간에 대한 선형회귀분석을 수행하여 농도증가율과 감소율의 변화를 파악하였다. 양수정에서 관측된 경과시간별 염소이온농도 자료를 CATTl 코드의 quot;Converging Radial Flow With Instantaneous Injectionquot; 해석법에 적용하여 종분산지수를 추정하였다. 추정된 종분산지수는 양수정과 IW-1공 사이의 충적층에서는 0.4152 m, 양수정과 IW-2공 사이의 충적층에서는 3.2665 m이었다. 양수정에서 이격거리가 멀수록 종분산지수는 증가하였으며, 이격거리에 대한 종분산지수의 비는 각각 0.21과 0.65 정도이었다.

• 한국농림기상학회지
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• 제2권4호
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• pp.190-197
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• 2000

산성비와 같은 요인에 의해 토양으로 유입되는 C $l^{-}$, N $O_3$$^{-}$, S $O_4$$^{2-}$ , P $O_4$$^{3-}$ 그리고 유기산 등의 음이온은 점토광물의 결정구조에 포함되지 않기에 관심 대상이다. 본 논문에서는 포화 또는 불포화 상태의 청원통 Bt 층 토양에 특정 또는 비특정적으로 흡착된 음이온을 혼입치환시킴으로서 토양내 자연 황산이온의 용탈과 파쇄곡선을 조사하였다. 시험결과 파쇄곡선 모양과 형태는 토양입자 표면에서의 치환과 흡착에 따라 영향을 받은 것을 알 수 있었다. 포화와 불포화토양분 조건에서 조사된 옥살릭 이온의 파쇄곡선은 토양 자체의 황산이온을 치환시키는데 작은 공극 수량이 필요하였으며 최대 감지한계에 도달은 불포화보다 포화조건에서 더 빨리 도달하였다. 그리고 오른쪽으로 치우친 파쇄곡선은 비록 토양내 유속변화 순에 따라 영향을 받았지만 주로 각각의 음이온의 서로 다른 흡착 특성에 의해 영향을 받았다고 판단된다. 교호상태의 조건에서 얻어진 파쇄곡선과 용출특성은 C/Co가 0보다는 1에 빨리 도달하였다. 이와 같이 음이온의 비대칭형 형태의 용출 특성은 토양을 통과하는 토양수내의 음이온이 전회를 띠고 있는 토양입자 표면과의 선택적 반응에 기인한다. 그리고 토양을 통과하는 용출수의 pH 변화를 조사한 결과 토양 내의 치환과 흡착반응이 진행되는 6 공극수량 까지는 pH가 7까지 증가되나 이 이후 점진적으로 4까지 감소됨을 알 수 있었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제32권4호
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• pp.412-420
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• 1999

하수오니 처리 석회질 토양에서의 Cd, Cu 및 Zn의 수송 특성을 조사하기 위하여 하수오니 무처리 토양, 하수오니 50과 100 ton $ha^{-1}$ 처리 토양 및 하수 오니를 대상으로 용출현상 (elution development)과 혼성치환 (miscible displacement) 기술을 이용하여 실험을 수행하였다. 하수오니 50과 100 ton $ha^{-1}$처리 토양의 Cd, Cu 및 Zn 의 용출곡선 (elution curve)과 출현곡선 (breakthrough curve)은 하수오니 무처리 토양의 Cd, Cu 및 Zn의 용출곡선 및 출현곡선과 거의 비슷하였다. Cd, Cu, 및 Zn 10 mg을 처리한 Cd, Cu 및 Zn의 용출곡선은 Cd, Cu 및 Zn을 처리하지 않았을 때의 용출곡선과는 거의 비슷하였으나, Cd, Cu 및 Zn의 50 mg을 처리한 용출곡선과는 크게 달랐다. Cd, Cu 및 Zn 혼합용액 500과 $1000mg\;L^{-1}$을 이용한 Cd, Cu 및 Zn의 출현곡선은 서로 비슷하였으나, Cd, Cu 및 Zn 혼합용액 $100mg\;L^{-1}$을 이용한 출현곡선과는 크게 달랐다. 실험에 사용한 석회질 토양에서 하수오니 50과 100 ton $ha^{-1}$ 처리량은 Cd, Cu 및 Zn의 수송특성에 큰 영향을 주지 못하였으며, Cd와 Zn의 수송특성은 서로 비슷하였으나 Cu의 수송특성은 Cd 과 Zn의 수송 특성과는 크게 달랐다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권5호
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• pp.335-345
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• 2021

하천에서의 용존물질의 혼합거동을 신속하게 예측하기 해석하기 위하여 1차원 추적모형이 개발되어 왔다. 그 중 저장대모형(Transient Storage Model, TSM)은 자연하천의 복잡하고 불규칙한 수리·지형적인 특성을 단순하게 반영할 수 있다는 장점때문에 가장 많이 사용되는 1차원 추적모형이다. 하지만 TSM의 정확도는 본류대 및 저장대의 면적, 물질교환계수 등 모형의 매개변수에 의존하며 이들은 직접적으로 측정될 수 없다는 단점이 있다. 또한 TSM은 농도곡선의 꼬리에 나타나는 저장대특성의 형태를 지수함수형태로 반영하는데 이는 실제 추적자실험을 통해 관측되는 꼬리는 형태와 다르다는 평가가 제기되고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 1차원 확률론적 저장대모형에 대한 수치모형을 개발하여 자연하천에 적용하고 그 결과를 TSM의 모의결과와 비교하였다. 상기의 모형을 검증하기 위하여 낙동강의 1차 지류 중 하나인 감천의 4.85 km의 구간에서 추적자 실험을 실시하였다. 본 추적자 실험을 통해 측정한 농도곡선과 본 연구에서 제시된 확률론적 저장대모형의 모의 곡선의 꼬리부 멱함수 기울기를 비교해본 결과, 오차율은 평균 0.24으로 나타났는데, 이는 1차원 이송-분산 모형과 TSM로부터의 오차율인 14.03과 1.87에 비해 보다 정확한 값이다. 본 연구 결과, 감천에서의 저장대 특성을 나타내는 하상의 체류시간분포는 지수함수분포보다는 멱함수 분포에 가까운 것으로 밝혀졌다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권9호
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• pp.13-21
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• 2008

분배성 추적자 시험법은 LNAPLs(light nonaqueous phase liquids)로 오염된 지반을 조사하는데 아주 유용한 방법이다. 하지만 토양 내 유기물질로 흡착되는 분배성 추적자는 잠재적으로 분배성 추적자 시험법의 정확성에 영향을 끼칠 수 있다. 연구 결과, 추적자의 액상-LNAPL 간 분배 계수는 선형 관계를 보였다. 토양의 흠착능력을 평가하기 위해 흡착 등은 실험을 수행한 결과, Freundlich 흡착 등은 양상과 거의 일치하였고, 추적자의 흡착 정도는 토양 내 유기물질 함량이 증가함에 따라 증가하였다. 또한, 토양 유기물의 흡착능에 따른 잠재적 영향을 판단하고, 추적자 시험법에 의한 LNAPLs 예측의 오차를 수정하기 위해 서로 다른 유기물 함량을 가진 4개의 컬럼 실험을 수행하였다. 컬럼 실험 결과, 오염물질이 없더라도 주문진 표준사와 유기물질이 섞인 컬럼에서는 추적자의 분리 현상이 발생하였다. 오염물질로 케로진을 주입한 이후에 다시 추적자 시험법을 수행하여 파괴곡선을 구한 결과, 토양 유기물질에 대한 추적자의 흡착으로 인해 추적자의 지연계수(R)가 커졌고 LNAPLs의 오염도가 과대평가 되었다. 또한 컬럼 실험 결과를 바탕으로 유기물 함량과 LNAPLs의 예측도 사이의 관계식을 제안하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권2호
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• pp.217-229
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• 2000

입상 및 분말 활성탄에 대한 페놀의 흡착평형실험을 $25{\pm}1^{\circ}C$에서 행하였으며 그 결과를 Freundlich isotherm으로 나타내었다. 흡착속도 실험은 회분식 흡착법으로 입자외부 물질이동저항이 무시되는 조건하에서 행하였으며, 실험결과는 LDF 흡착속도상수를 구하기 위하여 Miller의 방법으로 해석하였다. 고정층 흡착칼럼에서 페놀-활성탄계의 흡착실험을 행하였다. 흡착칼럼실험은 온도를 $25{\pm}1^{\circ}C$로 일정하게 유지하면서, 흡착대의 길이는 추산한 흡착대 길이보다 크게 하여 정형농도분포가 이루어지도록 하였다. 그리고 각기 다른 두 가지 공탑유속의 경우에 대해 실험하였다. LDF 모델식의 흡착속도계수는 흡착율에 따라 변화되며, 이 가변성 흡착속도계수를 사용하여 정형 농도변화곡선을 추정한 결과 일정 평균치를 사용한 경우보다 실험결과와 더 일치하였다.