• 생명과학회지
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• 제16권3호
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• pp.534-539
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• 2006

크립토스포리디움은 염소내성이 매우 강해 일반적인 표준정수처리공정의 소독으로는 제거가 불가능하다. 따라서 본 연구에서는 오존 및 UV를 이용한 단위소독공정에서 DAPI/PI 및 in vitro excystation을 이용하여 크립토스포리디움 불활성화를 평가하였으며, 또한 오존을 이용한 고도산화처리 파일럿에서는 세포배양법을 이용하여 크립토스포리디움 불활성화를 평가하였다. 오존 소독연구는 50 mL 용량의 piston type batch reactor에서 용존오존을 자동적으로 측정해주는 flow injection analysis (FIA) 시스템을 이용하여 실험한 결과, 1 log 제거에 필요한 CT값은 $25^{\circ}C$에서 DAPI/PI 및 in vitro excystation에 의해 각각 약 1.8, 2.2 $mg/L{\cdot}min$으로 나타났으며, 2 log 제거에 필요한 CT값은 각각 약 3.2, 3.8 $mg/L{\cdot}min$으로 나타났다. 또한 $5^{\circ}C$에서 크립토스포리디움 1 log 제거에 필요한 CT값은 DAPI/PI 방법에 의해 약 9.1 $mg/L{\cdot}min$으로 나타났으며, 2 log제거에 필요한 CT값은 14.8 $mg/L{\cdot}min$로 나타나, 같은 소독효과를 나타내기 위해서 저온에서는 상온에서보다 요존 요구량이 약 $4{\sim}5$배 정도 증가하여야 함을 확인하였다. 40 L규모의 오존 반응조를 이용한 파일럿 실험에서는 정수처리공정상 모래여과를 거친 물에 살아있는 크립토스포리디움을 접종한 것을 시료로 하여 연속적으로 흐르게 한 다음, 오존량을 변화시키고 체류시간은 5분으로 고정하여 불활성화를 평가하였다. 실험결과, 8 $mg/L{\cdot}min$의 CT값에서 DAPI/PI 및 excystation과 같은 생사판별법을 이용하였을 경우에는 약 0.2 log정도의 불활성화를 나타내었으며, 세포감염시험법을 이용하였을 경우에는 약 1.2 log정도의 불활성화를 나타냈다. 오존에 의한 크립토스포리디움의 소독능 평가에 단위공정 및 파일럿 실험 모두 2가지 생사판별법(DAPI/PI와 excystation) 사이에는 큰 차이를 나타내지 않았으나, 생사판별법과 세포감염시험법 사이에는 현저한 차이를 나타내었는데, 이는 세포감염시험법으로 측정하는 sporozoite 및 merozoite로의 분화과정이 생사판별법이 근거한 세포벽의 구조와 기능 유지 보다 더 오존 소독에 더 민감함을 알 수 있었다. 파일럿 실험에서의 CT값이 piston batch reactor에서의 CT값 보다 낮게 나타난 것은 파일럿 실험에서 수작업으로 인한 용존 오존 측정이 정밀하지 못하여 IOD가 농도에 반영되지 않았고, 반응조 규모(50 mL vs 40 L) 및 형태(회분식 vs 연속식)의 차이에 기인하는 것으로 여겨진다. 한편, UV를 이용한 단위공정에서는 크립토스포리디움 1, 2 log 제거에 필요한 IT값은 $25^{\circ}C$에서 각각 DAPI/PI 방법에 의해 약 25, 50 $mWs/cm^2$로 나타났으며, $5^{\circ}C$에서의 크립토스포리디움 1, 2 log제거에 필요한 IT값은 약 40, 80 $mWs/cm^2$로 나타났다. 온도 $20^{\circ}C$ 감소 시 약 60% 정도의 IT값이 더 필요한데, 이것은 저온에서는 약한 자외선을 발산하는 저압저출력 UV 램프의 특성 때문인 것으로 사료되었다.

• Environmental Engineering Research
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• 제20권2호
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• pp.181-189
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• 2015

A composite material was tested to eliminate phenol in aqueous solution combining adsorption on activated carbon and photocatalysis with $TiO_2$ in two different ways. A first implementation involved a sequential process with a loop reactor. The aim was to reuse this material as adsorbent several times with in situ photocatalytic regeneration. This process alternated a step of adsorption in the dark and a step of photocatalytic oxidation under UV irradiation with or without $H_2O_2$. Without $H_2O_2$, the composite material was poorly regenerated due to the accumulation of phenol and intermediates in the solution and on $TiO_2$ particles. In presence of $H_2O_2$, the regeneration of the composite material was clearly enhanced. After five consecutive adsorption runs, the amount of eliminated phenol was twice the maximum adsorption capacity. The phenol degradation could be described by a pseudo first-order kinetic model where constants were much higher with $H_2O_2$ (about tenfold) due to additional ${\bullet}OH$ radicals. The second implementation was in a continuous process as with a fixed bed reactor where adsorption and photocatalysis occurred simultaneously. The results were promising as a steady state was reached indicating stabilized behavior for both adsorption and photocatalysis.

• 전기학회논문지P
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• 제59권4호
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• pp.411-416
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• 2010

Interest in application of ultraviolet light technology for primary disinfection of potable water in drinking water treatment plants has increased significantly in recent years. The efficacy of disinfection processes in water purification systems is governed by several key factors, including reactor hydraulics, disinfectant chemistry, and microbial inactivation kinetics. The objective of this work was to develop a computational fluid dynamics(CFD) model to predict velocity fields, mass transport, chlorine decay, and microbial inactivation in a continuous flow reactor. In this paper, It describe the how to design optimal UV disinfection device for ground water, BWT and rainwater. Spring shape instrument silver coated located in inner side of disinfection chamber. It make lead the active flowing movement target water and maximize disinfection performance. To search the optimal design method, it was performed computer simulation with 3D-CFD discrete ordinates model and manufactured prototype. Using proposed design method, performed simulation and proved satisfied performance.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.284-284
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• 2010

Currently, hydrogen has been produced by Steam Reforming or partial oxidation reforming processes mainly from oil, coal, and natural gas and results in the production of $CO_2$. However, these are influenced greatly on the green house effect of the earth. so it is important to find the new way to produce hydrogen utilizing water without producing any environmentally harmful by-products. In our research, we use microwave water plasma and photocatalyst to improve dissociation rate of water. At low pressure plasma, electron have high energy but density is low, so temperature of reactor is low. This may cause of recombination in the generated hydrogen and oxygen from splitting water. If it want to high dissociation rate of water, it is necessary to control of recombination of the hydrogen and oxygen using photocatalyst. We utilize the photocatalytic material($TiO_2$, ZnO) coated plasma reactor to use UV in the plasma. The quantity of hydrogen generated was measured by a Residual Gas Analyzer.

• 한국환경과학회지
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• 제15권9호
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• pp.855-864
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• 2006

This study introduces a method to eliminate formaldehyde and benzene, toluene from indoor air by means of a photocatalytic oxidation reaction. In the method introduced, for the good performance of the reaction, the effect and interactions of the $TiO_2$ catalyst and ultraviolet in photocatalytic degradation on the reaction area, dosages of catalysts, humidity and light should be precisely examined and controled. Experiments has been carried out under various intensities of UV light and initial concentrations of formaldehyde, benzene and toluene to investigate the removal efficiency of the pollutants. Reactors in the experiments consist of an annular type Pyrex glass flow reactor and an 11W germicidal lamp. Results of the experiments showed reduction of formaldehyde, benzene and toluene in ultraviolet $/TiO_2/$ activated carbon processes (photooxidation-photocatalytic oxidation-adsorption processes), from 98% to 90%, from 98% to 93% and from 99% to 97% respectively. Form the results we can get a conclusion that a ultraviolet/Tio2/activated carbon system used in the method introduced is a powerful one for th treatment of formaldehyde, benzene and toluene of indoor spaces.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권1호
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• pp.170-175
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• 2005

자외선을 대체하여 형광등이나 자연광(햇빛)을 이용하여 $TiO_2$로 수은제거 실험을 수행하였다. 반응기는 내부의 $TiO_2$가 광원에 최대한 노출되도록 디자인하였으며 회전할 수 있게 하였다. 반응기 내부에 $TiO_2$와 유리비드를 섞어 넣어 기상수은과 흡착제와의 접촉면적을 최대화하였다. 광촉매가 가장 활성을 잘 보이는 UV black light뿐 아니라 실험에 사용된 모든 광원에서 99% 이상의 수은제거효율을 보였다. 인체에 무해하고 경제성이 좋은 형광등이나 태양광하에서도 99% 이상의 수은제거효율을 얻었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제45권1호
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• pp.43-47
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• 2008

The photocatalyst of $TiO_2$ coated on a fly ash composites (TCF) was prepared from precipitant dropping method to remove the acetaldehyde by photocatalytic reaction. The TCF were characterized by crystal aize, crystal structure and specific surface area. The photodegradation of acetaldehyde has been investigated using a UV-illuminated fixed photocatalytic reactor with TCF catalyst and P-25 catalyst in gas phase. The effect of photodegradation reaction conditions, such as initial concentration of acetaldehyde, concentration of oxidant in mixed gas and the light intensity on the photodegradation of acetaldehyde were investigated. P-25 catalyst showed the highest photodegradation of acetaldehyde and anatase $TiO_2$ coated TCF showed higher decomposition rate than rutile coated TCF. The photodegradation rate of acetaldehyde increased with the decrease of flow rate, initial concentration of acetaldehyde ($C_i$) and water vapor, however, it was increased with the increas of UV light intensity. The optimum conditions were weight of TCF=10 g, flow rate=50 ml/min $C_i$=100 ppm, concentration of oxygen=20%, concentration of water vapor=100 ppm.

• 멤브레인
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• 제27권4호
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• pp.328-335
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• 2017

메조포러스 공극구조를 갖는 광촉매 멤브레인은 다양한 환경기술에 적용될 수 있다. 본 연구에서는 $TiO_2$ 층을 형성시킨 광촉매 반응기용 세라믹 멤브레인을 개발하고 이를 염색용액 처리에 적용하였다. 높은 공극률과 균질성을 지닌 $TiO_2$ 광촉매층을 그라프트 공중합체를 사용하여 제조하였다. 멤브레인은 광촉매 반응기와 멤브레인 여과를 결합시킨 하이브리드 광촉매 반응기에 성공적으로 적용하였다. 실험결과 정렬된 구조의 $TiO_2$ 층이 $Al_2O_3$ 지지체에 형성되었다. $TiO_2$ 층 형성 후 제조된 세라믹 분리막의 순수 투과도는 형성된 광촉매 층 저항으로 감소하였다. 정렬된 구조의 $TiO_2$ 층은 UV 결합 시 5시간 안에 완벽한 염색용액 분해를 달성시킬 수 있었다. 광촉매 멤브레인의 염색용액 분해는 Langmuir-Hinshelwood 흡착 모델로 잘 설명할 수 있었다. 또한 $TiO_2$ 층이 고정화된 세라믹 멤브레인의 model Congo Red에 대한 1차 속도상수는 $Al_2O_3$ 지지체 단독인 경우에 비해 약 6배 정도 큰 값을 나타내었다(0.0081 vs. $0.0013min^{-1}$).

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권5호
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• pp.460-465
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• 2007

엔도설판류(${\alpha}$, ${\beta}$, sulfate)를 UV 및 초음파에너지를 조사하여 분해하였다. 물질의 분해과정은 가스크로마토그래프(GC)와 총유기탄소(TOC)를 분석하여 검토되었다. UV 원으로서 low pressure mercury multilamp(8Wx2)와 초음파발생기를 이용하였으며, 초기농도는 10 mg/L로 하였다. 단일성분에서의 실험결과 엔도설판류(${\alpha}$, ${\beta}$, sulfate)의 UV 광분해도는 순서대로 48.2%, 50.0%, 76.5%였으며, 초음파를 이용한 분해에서는 각각 66.9%, 55.8%, 72.7%였다. 3성분 혼합용액에서는 단일성분용액의 분해효율과 달리 엔도설판-sulfate의 분해속도가 급감하여 가장 낮았고 엔도설판 -${\alpha}$, -${\beta}$들은 두드러진 차이를 보이지 않았다. 혼합용액에서 엔도설판-sulfate의 분해속도 감소로부터 엔도설판-${\alpha}$, -${\beta}$와 엔도설판-sulfate 사이의 낮은 평형상수값을 갖는 가역적 반응을 가정할 수 있었다. TOC 분석자료는 엔도설판류의 무기질화가 약 20%~40% 수준으로 진행되었음을 보여주며, 동시에 두 고도처리법이 라디칼분해반응을 유도하면서 상당한 분율의 중간산물을 생성함을 추정할 수 있었다. 또한 엔도설판류의 분해는 유기물 및 TOC 분석자료에 의거하면 모두 겉보기 1차 속도식과 잘 부합되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권9호
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• pp.55-61
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• 2011

본 연구는 UV와 $H_2O_2$를 통한 광분해 반응기에서의 Methyl Tert Butyl Ether(MTBE) 제거에 대해 조사하였다. 이 공정은 일반적으로 UV의 존재 하에 수용액 상에 생성되는 OH 라디칼을 요구하며, 이 라디칼들은 MTBE 분자를 공격하여 최종적으로 파괴하거나 무해한 단순 화합물로 전환시킨다. 반응들은 조사강도, MTBE 초기농도와 $H_2O_2$/MTBE비의 독립변수를 수학적으로 표현하였고, 반응표면법(Response Surface Methodology; RSM)을 사용하여 모델화하였다. 이 실험들은 Box-Behnken Design(BBD)를 통한 15개의 실험을 포함하여 실시하였다. ANOVA의 회귀분석 항은 유의한 p-value(p<0.05)와 높은 결정계수($R^2$=94.60%)를 나타내어 2차 회귀모델의 예측이 적절한 것으로 나타났다. 그리고 반응에 대한 정준분석을 통해 예측된 Y에 대한 최적 반응과 최대반응의 예측된 능선을 통해 최적조건은 각각 조사강도인 $x_1$=25.75W, MTBE 초기농도의 $x_2$=7.69mg/L 와 $H_2O_2$/MTBE비인 $x_3$=11.04로 관찰되었다. 본 연구는 RSM이 MTBE 제거의 최대화와 운전조건의 최적화에 적용하기에 알맞은 것으로 나타났다.