• 유기물자원화
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• 제11권4호
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• pp.79-89
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• 2003

본 연구는 생활폐기물을 호기성분해 개념에서 유기물을 분해 안정화시킬 때 적정한 환경인자들을 도출, 검토하기 위해서 가정에서 배출되는 일반생활폐기물을 각각의 비율에 따라 섞은 후 함수율을 55%, 60%로 조절하여 분해 안정화정도를 평가하였다. VS량의 변화는 6번 반응기를 제외하고는 모든 반응기에서 초기에 투입된 음식물량이 모두 분해가 된 것으로 판단되었고, 1, 2, 3, 4번 반응기는 비슷한 분해정도를 보여 비닐/플라스틱의 첨가가 통기개량제로서의 역할을 한 것으로 사료되었다. 반응기별 온도는 모든 반응기의 최고 온도가 약 $57{\sim}59^{\circ}C$정도로 측정되었고, VS량의 변화와 비슷하게 1, 2, 3, 4번 반응기가 최고온도에서 지속기간이 5, 6번 반응기보다는 약 2~4일정도 더 지속되어 분해반응이 더 잘 일어난 것으로 판단되었으며, $CO_2$ 발생량도 온도 변화와 비슷한 경향을 나타내고 있다. 함수율 변화는 미생물의 산화열로 증발된 수분의 원활한 배출이 이루어지지 않은 관계로 수분 감소율은 모든 반응기에서 낮게 측정되었다. pH는 음식물쓰레기로 인하여 초기에는 약산성이었으나, 반응이 진행됨에 따라 pH가 상승하여 일반적인 경향과 비슷하게 측정되었다. 전기전도도와 C/N비는 전체적으로 소폭증가하는 경향을 보였다. 침하량과 무게감소율도 위의 다른 인자들과 비슷한 경향을 보였다. 즉, 1, 3번 반응기와 2, 4번 반응기가 더 큰 침하율과 무게감소율을 보였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제44권5호
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• pp.903-915
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• 2011

최근 농산 바이오매스를 이용한 혐기적 메탄생산은 가장 실질적인 바이오 에너지 생산 방법으로 주목받고 있다. 그러나 국내의 경우 폐기물 처리 측면에서 가축분뇨, 음식물쓰레기, 하수슬러지에 대한 혐기소화 연구가 주를 이루고 있으며, 농업생산과정에서 발생하는 각종 농산 바이오매스에 대한 혐기소화 연구는 매우 미흡한 실정이다. 특히 국내에서 농산 바이오매스의 혐기적 매탄 생산 퍼텐셜은 측정 방법이 표준화되어 있지 않아 다양한 연구자들의 연구결과를 비교 활용하는데 어려움이 있어 왔다. 외국의 경우 독일은 VDI 4630, 미국은 ASTM E2170-01을 혐기적메탄 생산 퍼텐셜 및 유기물 분해율 분석의 표준분석 방법으로 활용하고 있다. 따라서 독일과 미국의 메탄생산 퍼텐셜 분석법을 비교 검토하여 메탄 생산 퍼텐셜을 정의하고, 분석방법, 영향인자, 기술적인 계산 방법등을 고찰하였다. 한편 국내외 농산 바이오매스의 메탄 생산 퍼텐셜 측정 현황을 살펴보고자, 국내의 경우에는 1980년대에 실시되었던 볏짚 등의 18종의 농산 바이오매스와 식품산업부산물 등의 연구 자료를 조사하였으며, 국외는 43개 농산바이오매스에 대하여 곡류, 채소류, 특용작물, 과수, 기타작물로 분류하고, 사료작물인 사탕수수, 사탕무, 옥수수 등은 에너지 작물로 분류하여 216건의 메탄 생산 퍼텐셜에 대한 연구자료를 조사하였다.

• Composites Research
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• 제36권4호
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• pp.264-269
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• 2023

Spent coffee grounds (SCG) are a ubiquitous byproduct of coffee consumption, representing a significant waste management challenge, as well as an untapped resource for economic development and sustainability. Improper disposal of SCG can result in environmental problems such as methane emissions and leachate production. This study aims to investigate the physicochemical properties of SCG and their potential as a reinforcement material in polypropylene (PP) to fabricate an eco-friendly composite via extrusion and injection molding, with SCG filler ratios ranging from 5-20%. To evaluate the effect of SCG on the morphological and mechanical properties of the bio- composite, thermogravimetric analysis, SEM, tensile, flexural, and impact tests were conducted. The results demonstrated that the addition of SCG lead to a slight increase in brittleness of the composite but did not significantly affect its mechanical properties. Impressively, the presence of a significant organic component in SCG contributed to the enhanced thermal performance of PP/SCG composites. This improvement was evident in terms of increased thermal stability, delayed onset of degradation, and higher maximum degradation temperature as compared to pure PP. These findings suggest that SCG has potential as a filler material for PP composites, with the ability to enhance the material's properties without compromising overall performance.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2004년도 춘계 학술발표대회 개요집
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• pp.316-318
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• 2004

In recent years, plastic waste has been recognized as a worldwide environmental issue. To solve the disposal problem of the plastic waste, alternative treatment such as the use of biodegradable plastic(polybutylene succinate: PBS) is indeed highly in demand due to its merit of PBS buried in soil decomposed into carbon dioxide and water. In the present study, for the production of further functional PBS with TiO$_2$ as photocatalyst, which shows the decomposition of detrimental organic compound and pollutant under ultraviolet irradiation, we attempted to prepare photocatalytic TiO$_2$ coatings on PBS substrate by HVOF and plasma spraying techniques under various conditions using three kinds of agglomerated powders (P200: 200nm, P30: 30nm, P7: 7nm). The microstructures of coatings were characterized with SEM and XRD analysis, and the photocatalytic efficiency of coatings was evaluated through the photo degradation of gaseous acetaldehyde. Therefore, such functional TiO$_2$-Plastic composite material is expected to considerably contribute to the reduction of aggravated environmental problem.

• 유기물자원화
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• 제11권4호
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• pp.105-113
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• 2003

반응이 진행되는 동안 적절한 희석율(dilution rate; D)을 유지시키는 것은 성공적인 반응조 운전에 있어 필수적이다. 높은 희석율은 미생물의 유실을 가져오며 또한 낮은 희석율은 유기산의 축적으로 인한 product inhibition을 발생시키기 때문에, 높은 효율의 수소를 생산하는데 제한요소가 된다. 그러므로, 본 연구에서는 희석율의 조절을 통한 음식물쓰레기의 산발효 시 효율향상에 대한 연구를 실시하였다. 운전초기(1-2일)에는 단순유기물의 급속산화가 일어나기 때문에 유기산의 축적과 pH 저하가 발생하기 쉽지만, 최적의 초기 희석율로 보고된 $4.5d^{-1}$에서는 초기 이틀동안 적절한 유기산의 농도와 pH가 유지될 수 있었다. 그리고 이때의 뷰틸산/초산(B/A)의 값도 3.2이상의 높은 값이 유지되었다. 하지만 희석율의 조절없이 $4.5d^{-1}$로 계속 유지된 경우에는 단순 유기물의 감소로 인해 2일째 이후에는 유기산의 감소와 pH의 증가가 발생하였다. 또한 미생물의 유실이 많이 발생하였고, 수소발생도 크게 감소하였다. 그러나, 희석율을 $4.5d^{-1}$에서 $2.3d^{-1}$로 변화시킨 경우에는 반응조의 거동특성이 크게 향상되었다. 다른 희석율로 변화시킨 경우와 비교했을 때, 운전 4일째부터 7일째까지 2.0 이상의 가장 높은 뷰틸산/초산 (B/A) 값을 보여주었고 가장 큰 수소발생의 증가가 나타났다. 그 결과, 수소발효의 효율도 70.8%까지 크게 증가하였다. 이것은 적절한 희석율의 변화가 미생물성장에 알맞은 환경을 조성하였기 때문으로, 이 때 제거된 COD는 각각 수소(19.3%), 유기산(36.5%), 에탄올(15.0%)로 전환되었다. 그러므로 분해단계에 따른 적절한 희석율의 조절전략은 수소발효의 효율을 향상시키는데 매우 효과적임을 알 수 있었다.

• 청정기술
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• 제19권4호
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• pp.401-409
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• 2013

폐플라스틱에 의한 환경오염 증가로 생분해성 고분자에 대한 관심이 커지고 있다. 본 연구에서는 생분해성 고분자인 폴리 L-락타이드(polylactic acid, PLA)와 폴리 L-락타이드(polylactic acid, PLA)/폴리 부틸렌 숙신산(polybutylene succinate, PBS)(90/10)수지를 기지재료로 하고 유기 크로사이트(cloisite ) 20을 나노 클레이(clay) 20으로 사용하여 이축압출기에서 Clay-20 함량별 로 압출시켜 나노복합체를 제조하였다. 사출성형기로 사출성형시편을 제조하여 나노복합체의 열적, 기계적, 형태학적 및 라만 분광학 특성을 시차열량분석기(differential scanning calorimeter, DSC), 인장시험기, 주사전자현미경(scanning electron microcopy, SEM), 라만-현미경 분광광도계로 조사하였고, 또한 가수분해특성을 조사하였다. 시차열량분석기와 주사전자현미경 시험 결과에서 PLA/Clay-20과 PLA/PBS/Clay-20 나노복합체의 결정화도가 Clay-20 함량이 증가함에 따라 증가하였고, Clay-20과 PLA 및 PLA/PBS 수지가 서로 상용성이 있는 것으로 확인되었다. 또한 Clay-20 함량이 증가함에 따라 두 나노복합체의 인장강도는 감소하지만 신도, 충격강도, 인장탄성률 및 굴곡탄성률이 증가하였다. 특히 Clay-20이 5 wt% 첨가된 PLA/Clay-20과 PLA/PBS/Clay-20 나노복합체의 충격강도는 순수 PLA와 PLA/PBS (90/10) 보다 2배 이상으로 증가하였다. Clay-20 3 wt% 첨가된 PLA/Clay-20 나노복합체의 가수분해속도는 순수 PLA 가수분해속도보다 두 배 정도 빨랐다. 이는 유기화 처리된 Clay-20 나노입자 표면의 친수성으로 계면에서 가수분해가 쉽게 일어나기 때문인 것으로 판단된다. 본 연구에서 적당량의 Clay-20 첨가로 PLA의 기계적특성 개선과 생분해 특성 조절 가능성을 확인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제27권5호
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• pp.255-262
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• 2017

Reactive oxygen species (ROS) can be produced by interactions between sunlight and light-absorbing substances in natural water environments and can completely destroy various organic pollutants in waste water. In this study, we used graphene oxide modified $Ag_2Se$ nanoparticles to enhance photochemically generated oxygen (PGO) species activity. Surface area and pore volumes of the $Ag_2Se-graphene$ ($Ag_2Se-G$) samples showed catastrophic decrease due to deposition of $Ag_2Se$. The generation of reactive oxygen species was detected through the oxidation reaction of DPCI to DPCO. The photocurrent density and the PGO effect increase in the case of the use of modified graphene. The PGO effect of the graphene modified with $Ag_2Se$ composites increased significantly due to a synergetic effect between graphene and the $Ag_2Se$ nanoparticles. The photocatalytic activity of sample was evaluated by measuring the degradation of organic pollutants such as methylene blue (MB) and industrial dyes such as Texbrite BA-L (TBA) under visible light.

• 유기물자원화
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• 제13권3호
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• pp.97-104
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• 2005

본 연구에서는 폴리에스테르 비닐과 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)의 분해에서 수분 함량, pH, 연소시 무게에 대하여 조사하였다. 폴리에스테르 비닐은 30일 동안의 음식물 쓰레기의 미생물에 의하여 분해가 이루어졌으나, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)은 분해가 전혀 이루어지지 않았다. 폴리에스테르계 생분해성 비닐은 음식물의 미생물에 의하여 10일후에 급속하게 분해가 일어났으며, 그 결과 무게가 감소함을 나타내었다. 연소반응의 $300^{\circ}C{\sim}600^{\circ}C$ 사이에서는 완전연소가 이루어졌으며, 음식물 속의 미생물에 의한 분해로 인하여 pH는 4.26에서 7.6으로 증가하였다. 그리고 poly ester vinyl은 60일 동안의 운전에서 90% 이상의 분해가 이루어졌다.

• 한국환경보건학회지
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• 제26권3호
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• pp.1-10
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• 2000

Although microorganisms play an important role in composting process, researches on the effective microorganism (EM) in composting process are rarely reported. In this study, three stages of work performed 1) investigation of composting facility 2) sample collection and isolation of the EM 3) lab-scale composting by seeding the isolated EM. For this, purpose, physical, chemical, and biological characteristics, such as temperature, moisture content, organic matter, pH population of microorganism, etc., were investigated during the process and the results were compared with those of a control(non-seeded). In the composting facility, the most active degradation of food waste was suppsed to occur in 10-11th day of composting by observing the temperature and CO2 emission. The population of bacterial and fungi was highest in thermophilic stage. Meanwhile that of actinomycetes and yeast was relatively uniform during the process. In the lab-scale test, the thermophilic stage was maintained longer(more than 9 days in 17 days of experiment) in the seeded which was favored for the high reduction of organic matter and moisture. Reduction rates of lipids and salinity were also increased in the seeded. It confirmed these results that the population of microorganisms in the seeded was observed higher in several orders than the control. However, pH of the seeded was maintained as low as about 4.5 throughout the experiment except the final period of the process. Meanwhile, pH of the control rose in the early stage of the experiment. This was probably due that the seeded microorganisms collected from the composting facility was adapted to the low pH environment.

• 한국물환경학회지
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• 제23권6호
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• pp.961-965
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• 2007

In this study, degradation of carbohydrates and composition of fermentative products were investigated in semi-continuous acid fermenter varying hydraulic retention time (HRT). Rice soup was used as a sole substrate for the acid fermentation. Solubilization efficiency of the substrate was higher than 70% for all HRT, however the gas conversion was ignorable implying that most of organic contents in the influent remained in the form of volatile fatty acids (VFAs) and ethanol after acid fermentation. The VFAs were the predominant product and the VFAs conversion increased as the HRT decreased. The VFAs conversion reached the maximum value at 12 hr HRT accounting for 70% of the influent COD. Similar to VFAs, ethanol conversion was increased with the decrease of HRT and the maximum ethanol conversion efficiency was 8% at the HRT of 12 hr. Composition of VFAs was markedly dependent on HRT. As HRT increased, the composition of acetic acid was increased as a product of acetogenesis from butyrate, valerate and ethanol. This study demonstrated that HRT affected acid fermentation of a carbohydrate containing organic wastes producing VFAs and ethanol which could be effectively used to compensate the lack of carbon in wastewater for biological nutrient removal.