• KSBB Journal
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• 제22권2호
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• pp.97-101
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• 2007

본 연구는 당 연구실에서 구축하고 있는 음식물쓰레기 고부가 자원화zero-emission시스템의 마지막 단계에 해당하는 부분으로써 본 공정의 부산물인 음식물 쓰레기 당화고형분과 박테리아 셀룰로오스배양 후의 여액을 기질 원으로 하여 2상 UASB 반응기를 이용하여 혐기성 소화를 수행하였다. 산 반응조와 메탄 반응조는 각각 35, 40$^{\circ}C$에서 운전하였고 두 반응조의 유기물 부하율은 각각 3g-VS/L${\cdot}$day, 25,000 mg/L로 유지하였다. 공정부산물의 최적 소화조건을 찾기 위하여 F.W + B.C.R, B.C.R, B.C.R + S.S 순으로 단계적으로 주입, 운전한 결과, 최종 메탄 발효액의 pH는 각각 7.13, 7.17, 7.22이었고 COD 제거율은 각각 88, 90, 91%이었으며 메탄 생성율은 각각 0.26, 0.34, $0.32m^3-CH_4/kg-COD_{remove}$이었다. 세번째 단계인 B.C.R + S.S를 기질로 사용한 경우가 음식물 쓰레기만 사용한 경우보다 전환효율이 높았다. 이는 음식물 쓰레기를 바로 혐기성 소화하는 것보다 음식물 쓰레기로부터 고부가가치를 창출하고 그 잔액으로 혐기성 소화를 거치는 방법이 보다 경제적이고 유익함을 알 수 있다. 따라서 당 실험실에서 구축하고 있는 음식물 쓰레기 고부가 자원화 zero-emission 시스템은 음식물 쓰레기에 포함된 에너지를 최대한 회수하고 고부가가치를 창출함에 있어서 가장 이상적인 방법이라고 사료된다.

• Elastomers and Composites
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• 제44권3호
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• pp.282-289
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• 2009

건축현장에서 건물 방음 및 단열재의 씰링 용도로 일반 pressure-sensitive adhesive(PSA) tape이 주로 사용되고 있다. 일반 PSA tape은 먼지와 같은 이물질에 의해 점착력이 쉽게 감소하고 두께가 얇기 때문에 외부 자극에 의한 변형 및 파손이 쉽게 발생하여 방음재의 씰링 역할을 제대로 수행하지 못하는 결과가 발생하며, 이는 부실공사의 원인이 되기도 한다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 연구에서는 FKM과 SBS를 이용하여 아스팔트를 개질하여 점착제로 적용하고자 하였다. 본 연구에서는 아스팔트의 점착력을 향상 시켜주기 위하여 선형과 방사형의 styrene-butadiene-styrene(SBS) 3, 6, 9 wt.%, 폐불소고무(FKM: fluoroelastomers) 10, 20, 30 wt.%를 아스팔트에 첨가하여 개질 아스팔트를 제조하였고 이들의 연화점, 점도, 인장강도 및 점착력 등의 물리적 특성을 평가하였다. SBS 개질 아스팔트는 SBS가 첨가됨에 따라 연화점 및 점도가 상승하는 거동을 나타냈으며 순수 아스팔트 보다 높은 점착력을 나타내었다. FKM 개질 아스팔트의 경우는 FKM이 첨가 되어도 연화점 및 점도 변화가 없었으며 FKM과 아스팔트의 낮은 계면 결합력으로 점착력이 증가하지 않았다. 온도가 증가할수록 개질 아스팔트의 점도는 감소하였지만 SBS 개질 아스팔트의 경우에는 온도상승에 따른 점도 감소가 적어 상당히 넓은 온도 범위에서 점착력을 유지하였으며 선형 SBS가 6 wt.% 첨가된 것이 최적의 점착 특성을 나타내었다.

• 접착 및 계면
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• 제19권3호
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• pp.113-117
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• 2018

보론카바이드는 하드니스가 다이아몬드나 보론 나이트라이드 보단 낮지만 30 GPa이상의 높은 경도를 갖고 있으며, 높은 경도로 인해 탱크 장갑, 탄피 제조에 사용되고 있다. 또한 중성자를 흡수하는 능력이 있어 중성자 흡수제로 많이 사용되고 있어, 핵 발전 관련 사업에 활용도가 증가하고 있다. 중성자는 전자와의 상호작용이 없으며, 물질을 통과하는 과정에서도 상호작용 없이 통과하는 것으로 알려져 있다. 보론 카바이드와 함께 중성자와 상호작용이 높은 원자는 수소이며, 보론을 포함하는 수소 농도가 높은 폴리에스터, 에폭시 고분자 등이 원자력 발전 폐기물 보관을 위한 제품 제조를 위한 소재로 사용되고 있다. 본 논문에서는 보론 카바이드의 표면을 철산화물과 텅스텐으로 처리하여, 개질된 보론 카바이드와 에폭시 소재와의 상호작용을 향상시켰다. XRD, XPS를 이용하여 표면개질 되었음을 확인하였고, 처리된 보론카바이드의 함량에 따른 기계적 강도는 만능시험기(UTM)로 측정하였으며, 동역학 분석기(DMA)를 사용하여 경화물의 동적 특성을 관찰하였다.

• 한국광물학회지
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• 제23권4호
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• pp.347-356
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• 2010

알루미늄과 수산화알루미늄을 제조하는 (주)KC에서 사용하는 보오크사이트는 '자연기원방사성물질(NORM)'에, 가공 중 발생하는 폐기물 또는 부산물인 red mud는 '인위적으로 농축된 자연기원방사성물질(TENORM)'에 해당된다. 이 연구는 NORM의 대량사용시설인 (주)KC 공장 내부 및 주변 지역의 지질특성, 토양에 대한 광물학적 및 지화학적 분석을 수행하여 향후 작업장과 그 주변 지역의 방사능 피복량을 측정하고 방호하기 위한 과학적인 기초자료를 제공하고자 한다. (주)KC 공장 내부 및 인근지역 토양의 광물조성은 석영, 장석, 운모, 고령토, 깁사이트, 세피올라이트 등 모암으로부터 유래된 광물조성과 적철석, 보에마이트, 방해석 등 원광석인 보오크사이트로부터 유래된 광물조성으로 혼화되어 있다. 이 지역 토양의 평균 U 함량은 4.7 ppm, Th 함량은 23.6 ppm으로서 Th 함량이 다소 높게 나타난다. 토양의 $^{40}K$의 농도는 100~1,433 Bq/kg, $^{226}Ra$의 농도는 8.4~179 Bq/kg이고 $^{232}Th$의 농도는 13.5~300 Bq/kg으로서 높은 농도는 보이지 않으나 상대적으로 높은 $^{226}Ra$ 농도는 red mud 적재장 주변에서 확인된다. 토양시료의 외부 위해지수 범위는 0.10~1.66이며 평균 0.63으로서 전체적으로 는 위해 기준치로 제시되는 1.0 이하이지만 41개 지점 중 4개 지점이 1.0 이상을 나타난다.

• 환경생물
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• 제32권1호
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• pp.26-34
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• 2014

에너지 소비의 증가와 화석 연료의 감소로 인해 바이오디젤과 같은 재생 가능한 대체 에너지 자원이 관심을 받고 있다. 미세조류를 이용한 바이오디젤은 기존의 농작물과 경쟁하지 않는 것과 더불어 많은 장점을 갖고 있다. 본 연구에서는 미세조류 배양의 생산 비용 절감과 축산 폐수 처리라는 두 가지 목표를 충족시키지 위해 돈분 액체 비료를 사용하였다. 옥외 배양 시스템(Small Scale Raceway Pond; SSRP)과 희석된 돈분 액체 비료를 이용하여 단일 미세조류 Chlorella sp. JK2, Scenedesmus sp. JK10 과 혼합 토착 미세조류 CSS를 20일 동안 각각 배양하였다. 미세조류 혼합균주인 CSS의 바이오매스 생산과 지질 생산성은 각각 $1.19{\pm}0.09gL^{-1}$, $12.44{\pm}0.38mgL^{-1}day^{-1}$로 단일 종에 비해 2배 이상 높았다. 돈분 액체 비료의 TN, TP의 제거율 역시 혼합 토착 미세조류 CSS에서 93.6%, 98.5%로 단일 종의 이용에 비해 30%이상 높은 제거 효율을 보여주었다. 이를 통해 돈분 액체 비료는 미세조류 배양에 필요한 N과 P를 제공하며, 미세조류를 이용한 SSRP를 통하여 영양염류를 제거할 수 있는 가능성을 확인하였다. 또한 미세조류 배양을 위한 생산 비용의 감소로 경제성 있는 바이오디젤의 생산 가능성을 확인하였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제7권1호
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• pp.33-40
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• 2002

폐기물 매립장에서 자연점토의 대체물질로서 사용되는 토목합성수지 점토라이너(GCL : Geosynthetic Clay Liner)는 차수능이 우수한 반면, 투수되는 용액의 성상에 따라 투수계수가 증가할 수 있다는 단점이 있다. GCL에서 차수능을 담당하는 벤토나이트는 폐기물 매립지의 침출수 내의 여러 가지 물질에 의해 그 특성이 변할 수 있는데, 특히 침출수의 휴믹물질과 벤토나이트 입자 상호간의 영향에 의하여 수리학적 특성이 달라질 수 있다. 본 연구에서는 매립년령이 오래된 매립지 (O-매립지)와 신생매립지 (Y-매립지)의 침출수에 대하여 휴믹물질이 매립지의 차수재로 사용되는 GCL의 투수계수에 미치는 영향을 평가하는 것을 목적으로 하였다. 휴믹물질이 GCL의 수리학적 특성에 미치는 영향을 알아보기 위하여, O-매립지 및 Y-매립지의 침출수로부터 추출 정제한 휴믹산과 펄빅산에 대하여 GCL내부의 벤토나이트의 스웰링 시험과 GCL의 수리학적 전도도 시험을 수행하였다. 스웰링 시험을 통해 휴믹물질의 농도와 전기전도도가 증가할수록 벤토나이트의 스웰링이 감소하며, 이에 따라 휴믹물질은 GCL의 수리학적 전도도를 증가시킬 수 가능성이 있음을 확인하였다. 수리학적 전도도 실험결과, 침출수 및 침출수 내 휴믹물질은 GCL의 수리학적 전도도를 증가시키는 경향을 나타냈다. 특히 O-매립지의 침출수 및 휴믹물질은 Y-매립지의 침출수 및 휴믹물질보다 GCL의 투수계수를 큰 폭으로 증가시켰다.

• 한국토양비료학회지
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• 제33권5호
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• pp.361-368
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• 2000

가축분 퇴비제조시 악취발생을 저감하고 부숙을 촉진시킬수 있는 인공제올라이트의 적정 첨가량을 구명하고자 폭 6m, 길이 70m, 높이 1.5m인 퇴비제조장에서 에스컬레이터식 교반기로 원료 대비 인공제올라이트를 0, 0.5, 1, 3, 5% (V/V)첨가 후 1일 1.2m씩 전진하면서 1차발효 과정중 온도, 수분함량, 단위 시간당 가스발생 농도, 그리고 비료성분함량의 변화를 분석한 결과는 다음과 같다. 가축분 퇴비원료에 인공제올라이트를 첨가하면 무처리 대비 최고온도가 $2{\sim}11^{\circ}C$높았고 후기에도 온도상승효과가 있었으며, 퇴비더미중 함수율도 낮아졌다. 퇴비더미에서 발생되는 암모니아 가스 농도는 퇴비화 개시6일째 최고치를 나타내고 이후 점차 낮아졌으며, 메탄가스는 퇴적 초기에 발생이 많다가 이후 점차 낮아졌다. 인공제올라이트 첨가량이 많을수록 퇴비더미에서 발생되는 암모니아와 메탄가스 발생량이 적었다. 인공제올라이트 처리로 퇴비중 질소함량은 증가되고 유기물 함량은 낮아져 유기물 대비 질소함량비가 30이하로 낮아지는 소요일수가 무처리 대비 7일 이상 단축되었다.

• 한국광물학회지
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• 제18권1호
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• pp.11-17
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• 2005

소각재 용융슬래그를 출발물질로 하여 알카리 조건하에서 활성화시킴으로써 Na-A형 제올라이트를 합성하였다. 합성실험은 스텐레스 철재로 제작된 반응용기를 사용하였다. 출발물질은 슬래그 외에 수정인공합성 공장에서 배출되는 '규산질 수용액'과 NaAlO₂ 수용액을 사용하였는데, 전자의 화학조성은 SiO₂ 5.7 wt% Na₂O 3.2 wt%이고, 후자는 몰비가 Na₂O/Al₂O₃= 1.2와 H₂O/Ma₂O=9의 조건으로 알루미늄 드로스와 NaOH 수용액을 반응시켜 제조하였다. 위에서 언급된 슬래그, '규산질 수용액' 그리고 NaAlO₂ 수용액을 혼합시킨 혼성물을 약 80℃에서 7∼8시간 반응시키면 Na-A형 제올라이트가 단일상으로 합성되었다. 출발물질의 이상적인 혼합비율은 Na₂O:Al₂O₃:SiO₂의 몰비가 1.3∼l.4 : 0.8∼0.9 : 2이었으며 반응용액과 슬래그의 비율은 1 : 7∼10 (g/cc)이었다. 합성된 제올라이트의 형태는 균일한 입방형이었으며 입도는 약 1 ㎛이었다. 한편, Ca/sup 2+/이온에 대한 이온교환 용량(CEC)은 180∼210 meq/100 g이었으므로 통용되는 세제용 제올라이트와 비교하면 약 80% 수준이었으므로 폐수처리나 오염된 중금속처리와 같은 환경처리용으로 사용될 수 있을 것이다.

• 자원리싸이클링
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• 제26권5호
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• pp.12-21
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• 2017

알루미나 제조공정 부산물인 레드머드는 여러 가지 유용한 자원을 포함하고 있음에도 불구하고 아직까지 재활용되지 않고 있어 환경문제를 야기하고 있다. 현재 우리나라에서 레드머드가 매년 약 20만 톤 이상을 생산하고 있으며 대부분이 야적되고 있는 실정이다. 글로벌하게 보면 최근 중국의 알루미나 생산량이 증가함에 따라 전 세계에서 발생하는 레드머드의 양은 1억 톤 이상으로 꾸준히 증가하고 있다. 레드머드의 재활용 기술은 우리나라를 비롯한 많은 국가에서도 개발되고 있지만, 재활용 및 처리 기술은 여전히 레드머드의 생산증가 속도에 비해 미흡한 실정이다. 본 논문에서는 레드머드와 관련된 특허, 논문, 기술보고서를 내용별 연도별로 분석하였다. 또한 국내 산출 레드머드의 물성 분석을 통해 기초 소재특성 자료를 제공하였고 국내외 레드머드 재활용의 실용화 추진 사례를 분석하여 실용화 기술 개발 가능성을 제시하였다. 특히 레드머드에서 희토류를 회수하는 기술, 환경오염 방지제 기술 등은 수요가 높고 경제적 가치가 높기 때문에 전 세계적으로 개발되고 있는 것으로 파악되었다. 이처럼 본 연구에서 도출된 레드머드의 기술개발 사례 등의 자료는 향후 고부가가치의 실용적 연구 및 기술 개발에 기여할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권8호
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• pp.449-455
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• 2019

최근 도시화로 인한 불투수면의 증가는 지표 유출수를 집수하여 배수하는 기존의 배수시스템의 부담을 증가시킨다. 이러한 방식의 우수배수시스템은 표면유출수와 함께 이송되는 각종 쓰레기, 낙엽, 등의 부유물질에 의해 배수면적이 감소하는 구조적 한계를 가지고 있다. 이러한 한계를 극복하기 위해 최근 새로운 형태의 배수시스템이 개발 및 적용되고 있다. 본 연구는 3차원 전산 유체역학 프로그램 중 하나인 ANSYS CFX를 이용하여 투수성 포장 하부에 위치한 배수층의 체적 공극과 투수도 결정을 위한 모의를 각각 수행하였다. 모의결과 35% 체적공극을 가진 배수층의 배수구 유속이 20%, 50%에 해당하는 배수층보다 큰 값을 보여 체적공극과 배수성능 사이의 상관관계는 없는 것으로 파악되었다. 투수도는 구성물질의 입경에 따라 결정되며, 5가지 조건을 모의하여 배수구 유속을 분석한 결과 입경 2 mm의 사질토가 사용성과 시공성 측면에서 가장 적절하다고 분석되었다. 본 연구는 배수층의 적절한 체적 공극과 구성물질의 입경을 제시하였고 이러한 조건을 갖는 배수층이 침수피해를 저감 및 방지의 측면에서 유리할 것으로 판단된다.