• 해양환경안전학회지
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• 제10권1호
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• pp.69-73
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• 2004

새우양식장의 저질에서 암모니아, 황화수소가스와 같은 독성물질의 용출은 수질관리에서 매우 중요하다. 그러므로 이 연구에서는 칼럼에 저질을 주입하고 저질 개선제로 활성탄, 제올라이트, 패각 그리고 철 등을 주입하여 저질로부터 용출되는 독성물질을 중심으로 수질에 미치는 영행을 평가하였다. 암모니아 질소($NO_3$)는 제올라이트와 패각을 주입한 곳에서 효과적으로 제거되었다. 제올라이트는 암모늄이온($NH_4^+$)을 이온교환으로 제거된 것으로 판단되며, 패각은 pH의 상승을 방지하여 안정하게 pH를 유지시켜 암모니아가스($NO_3$)의 농도를 낮게 유지하는 것으로 나타났다. 황화수소와 COD는 활성탄을 주입한 곳에서 효과적으로 제거되었으며 황화수소는 패각에서도 부분적으로 제거가 일어난 것으로 나타났다. 인은 활성탄, 패각, 철에서 잘 제거되었다. 새우 양식장에서는 특히, 주간에 플랑크톤의 광합성에서 의해서 pH가 상승하게 되며 이것은 암모니아가스의 농도가 높게 된다. 그러나 패각의 주입은 pH의 상승을 방지하여 암모니아가스의 농도가 높게 된다. 그러나 패각의 주입은 pH의 상승을 방지하여 암모니아가스의 농도를 낮게 유지할 수 있다는 것을 나타내고 있다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제4권4호
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• pp.431-438
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• 2016

최근 급속한 경제 성장과 함께 국내 산업기반 시설과 국민생활기반 시설과 같은 국내 건축물 고급화로 천연석재 마감재 수요 증가와 동시에 국내 채석장 수도 증가하고 있다. 이에 따라 채석장의 증가와 함께 채석장에서 발생하는 환경오염으로 주변 지역 피해가 주목받고 있다. 예를 들자면, 채석장으로부터 흘러나온 석면이나 분진이 응집되어 생기는 고체와 같은 발암물질로부터 지역 주민들은 위협받고 있다. 특히 석면에서 방출되는 라돈가스는 지구상 어디에나 존재하고 토양과 암석에서 방출되는 자연방사능 물질로 흡연에 이어 폐암 발병의 주요 원인이다. 실내 환기량이 부족한 상태에서 실내공기 오염원이 지속적으로 순환될 경우, 두통, 현기증 등의 인체반응이 나타나면서 거주자의 건강을 위협하기 때문에 유해물질 저감이 시급한 실정이다. 주택 실내공기질의 오염원 중 하나인 라돈가스의 경우 방출원에서 반감기를 거쳐 계속해서 방출되는 특성을 가지고 있으므로 완벽한 제거보다 방출원에 대한 제어가 필요하다. 라돈가스와 같은 유해물질 흡착 성능을 가진 버미큘라이트의 첨가율을 10%로 고정하고 현무암 폐석을 50, 60, 70, 80% 첨가하여 실험을 진행하였다. 실험의 결과로 'KS F 4035,기성 테라죠'에 의거하여 종합적으로 고려할 때 현무암 폐석의 첨가율 70%에서 최적의 인조석재를 제조할 수 있는 것으로 판명되었다.

• 청정기술
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• 제22권2호
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• pp.114-121
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• 2016

본 연구에서는, 연소로에서 발생하는 질소산화물을 제거하기 위한 V/TiO₂ 촉매의 제조조건에 따른 SCR 반응활성 및 SO₂ 내구성 증진 연구를 수행하였다. 제조된 촉매들은 XPS, Raman, H₂-TPR, SO₂-TPD를 이용하여 특성분석을 수행하였다. 촉매활성 및 SO₂ 내구성을 고려하였을 때 바나듐 함량은 2 wt%가 최적이었다. 텅스텐을 promotor로 첨가하였을 경우, 저온에서의 환원능력의 증진과 SO₂ 흡착량 감소로 인하여 우수한 반응활성과 SO₂ 내구성을 나타내었다. 또한 촉매 제조 시 바나듐용액의 pH가 낮아질수록 촉매표면에 형성되는 바나듐이 고분산되어 표면 crystalline V₂O₅ 종의 형성을 억제하였고, 이로 인해 우수한 반응활성을 나타내었다. CO에 대한 내구성도 우수하여 CO가 발생하는 연소로에서도 사용가능 함을 확인하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제8권4호
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• pp.19-25
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• 2007

하폐수의 생물학적 고도처리 공정의 설계와 운전 최적화에 필요한 자료를 제공하기 위하여 ASM3를 이용하여 부상여재반응기(ABF)에 대한 해석을 수행하였다. 대상 반응기로서는 수중의 부유물질 제거와 질산화 반응을 위해 이용되는 호기적 부상여재반응기로 하였다. 본 연구에서는 하폐수 고도처리공정 중 활성슬러지의 생흡착반응을 이용한 전체 시스템 중에 흡착조를 거친 유출수를 부상여재를 이용하여 질산화시키는 공정에 대한 해석을 목적으로 하였다. 민감도 분석과 영향평가를 위해서 상용 수처리 공정해석 프로그램인 GPS-X(V 5.0)을 이용하였다. 민감도 분석을 통해 공정거동에 영향이 큰 매개변수($Y_A$, $k_{sto}$, ${\mu}_A$, $K_{A,HN}$)가 결정되었고, 70일간의 pilot plant 운전자료를 이용한 동적 시뮬레이션을 통해 최적화하였다. 최적화된 매개변수 값들은 $Y_A$가 0.14, $k_{sto}$는 3.5/d, ${\mu}_A$는 2.7/d, $K_{A,HN}$는 1.1mg/L로 결정되었다. 최적화된 매개변수 값들을 이용하여 시뮬레이션을 수행하였고, 부상여재반응기의 수리학적 체류시간(HRT)을 10분에서 4시간으로 변화시키면서 TN, $NH_4{^+}-N$, $NO_3{^-}-N$의 변화를 예측하여 실측값과 비교한 결과 HRT가 10분 정도로 매우 짧은 운전조건에서도 60%에 가까운 질산화율을 보여주고 있었다. 짧은 HRT에서 우수한 질산화 능력을 보인 부상여재의 특성을 이용하여 유량변동이 매우 큰 현장에 부상여재반응기가 효과적으로 적용될 수 있다고 판단되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권1호
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• pp.1-6
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• 2012

상수원인 K강 하류부에서의 COD (4~10 mg/L)는 매우 높으며 암모니아성질소의 농도(겨울철 3.5 mg/L) 또한 매우 높다. 암모나아 자체는 이 농도 범위에서 인체에 독성을 주지는 않지만 우리나라 먹는물 기준인 0.5 mg/L로 맞추어져야 한다. 본 연구에서는 K강 상수원을 고도처리 하고자 기존의 일반적인 상수처리공정을 수정하여 파일롯플랜트를 제작하여 운전하였다. 암모니아를 제거하고 염소소독 부산물 일부 제거를 위하여 파괴점 염소주입 및 분말활성탄 투여 공정을 응집조 전 공정에 넣었다. 또한 모래여과 공정 다음에 입상활성탄공정을 넣어 미량 잔류유기물을 제거하고자 하였다. 파일롯플렌트는 36톤/일 규모이며 1년 동안 운전이 되었다. 본 수정된 공정을 통하여 암모니아를 제거하고 여러 유기물질(DOC, MBAS, UV-254 nm absorbance 등)들을 제거할 수 있었다. 유입 DOC 농도는 유입기간 동안 3~6 mg/L 계속 높았으며 1 mg/L로 낮추기 위해서는 GAC 필터의 2 m 높이는 낮은 것으로 판단되었다. 파괴점 염소주입에서 투입 염소농도가 잘 주입이 되었을 때 암모니아의 제거는 98%이상이었으며 낮은 유리 잔류염소 농도와 분말활성탄 투여로 트리할로메탄(THM)은 낮게 검출되었다.

• 상하수도학회지
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• 제32권6호
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• pp.487-497
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• 2018

Water quality improvement processes for stagnant area consist mainly of technologies applying vegetation and artificial water circulation, and these existing technologies have some limits to handle pollution loads effectively. To improve the purification efficiency, eco-friendly technologies should be developed that can reinforce self-purification functions. In this study, a multi-functional floating island combined with physical chemical biological functions ((1) flotation and oxidization using microbubbles, (2) vegetation purification and (3) bio-filtration with improved adsorption capacity) has been developed and basic experiments were performed to determine the optimal combination conditions for each unit process. It has been shown that it is desirable to operate the microbubble unit process under conditions greater than $3.5kgf/cm^2$. In vegetation purification unit process, Yellow Iris (Iris pseudacorus) was suggested to be suitable considering water quality, landscape improvement and maintenance. When granular red-mud was applied to the bio-filtration unit process, it was found that T-P removal efficiency was good and its value was also stable for various linear velocity conditions. The appropriate thickness of filter media was suggested between 30 and 45 cm. In this study, the optimal design and operating parameters of the multi-functional floating island have been presented based on the results of the basic experiments of each unit process.

• 유기물자원화
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• 제30권4호
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• pp.41-50
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• 2022

최근 실 내·외 공기 질 등 환경 개선에 대한 관심으로 탄소흡착제의 연구가 활발하다. 기본적으로 공기질을 악화시키는 원인 물질이 대부분 휘발성유기화합물인 것을 감안한다면, 탄소재료의 소수성을 개선하여 더 우수한 제거 효율을 확보하는 것이 중요하다. 본 논고는 탄소의 소수성 향상 방법과 소수성 측정 방법을 고찰하고자 한다. 일반적으로, 탄소재료의 소수성을 향상시키는 방법으로 열처리, 산 및 알카리 처리, 소수성 물질들을 이용한 코팅 및 침지 등이 알려져있다. 이러한 방법들을 통해 탄소재료의 소수성 향상은 가능하나, 탄소재료(특히 활성탄)의 기공 구조를 붕괴시키거나 흡착능력을 감소시키는 등의 한계점이 있다. 따라서, 본 논고에서는 일반적으로 사용되는 탄소재료의 소수성 향상방법에 더하여 재료의 전구체 변환 방법에 대해서도 간단히 소개하고자 한다. 더불어, 소수성개질의 여부를 판단하기위해 사용하고 있는 분석 기법들을 본 논고에 소개하며, 탄소재료에 대한 이해를 높이고자 한다.

• 공업화학
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• 제34권6호
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• pp.613-618
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• 2023

현대 사회는 일상생활 중 80% 이상을 실내에서 생활하고, 생활수준의 향상으로 실내오염물질 노출에 대한 유의가 필요하다. 본 연구에서는 실내오염물질 중 하나인 포름알데히드(HCHO)를 별도의 빛 또는 열 없이 상온에서 제거할 수 있는 액상환원법 기반 Pt/TiO₂ 촉매의 성능 및 반응 특성을 조사하였다. 활성실험을 통해, 동일한 방법으로 제조된 촉매라도 TiO₂ 종류에 따라 약 40~80%의 서로 다른 활성을 나타냄을 확인하였다. XRD, BET, XPS 분석을 통해 지지체의 입사 사이즈, 결정구조, 비표면적 및 O/Ti molar ratio를 조사하였고, 지지체 자체의 물성과 성능 간 상관성은 미미함을 확인하였다. HCHO 산화 반응 경로를 조사하기 위해 일산화탄소를 활용한 In situ DRIFT 분석과 H₂-TPR을 수행하였다. 그 결과, 촉매의 성능이 활성금속의 산화상태 및 흡착종의 흡탈착 특성에 지배받음을 확인할 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제37권7호
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• pp.432-440
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• 2015

유기물의 열분해로 생성되는 바이오차는 토양 탄소 저장량을 증가시킴으로써 기후변화를 완화할 수 있는 전략으로 소개되고 있다. 또한 바이오차는 토양의 흡착능을 증대시켜 중금속으로 오염된 토양을 정화할 수 있다고 보고된다. 본 연구는 두 종류 바이오차의 토양 중금속 제거 효과와 함께 기후변화 완화효과를 동시에 알아보기 위해 수행되었다. 두 종류의 바이오차는 가시박 및 차 찌꺼기 바이오매스를 열분해 하여 준비했다. 납으로 오염된 농경지 토양은 바이오차 및 바이오매스와 혼합되어 60일 동안 배양하였다. $CO_2$, $CH_4$, $N_2O$는 배양 기간 동안 주기적으로 측정되었고 토양 분석은 배양 종료 후 아세트산을 이용한 납 추출량을 비롯한 생화학적 요소에 대해 수행하였다. 그 결과, 배양 후 납의 양은 BC_Ch에서 71% 만큼 감소했다. 배양 중 $CO_2$와 $N_2O$ 발생은 BC_Ch, TW_Ch에서 각각 BC_Bm, TW_Bm 대비 약 24%, 34% 감소하였다. $CH_4$ 발생은 바이오차 처리에 의한 유의한 차이를 나타내지 않았다. GWP 계산 과정에서 온실가스($CO_2$, $CH_4$, $N_2O$), 토양에 처리한 가시박 및 차 찌꺼기 바이오매스와 바이오차, 토양 내 총 탄소량을 고려하였으며, 바이오차 투입으로 토양 내 납의 농도가 감소한 BC_Ch를 제외한 나머지 처리구와 대조구에 제올라이트를 투입하였다고 가정하여 GWP 계산을 수행하였다. BC_Ch가 GWP 측면에서 가장 유리한 것을 보였는데, 이는 가시박 바이오차가 높은 납 흡착과 토양 내 탄소 격리 효과를 나타냈기 때문으로 사료된다. 결론적으로, 가시박으로부터 생성한 바이오차를 투입하는 것이 토양 오염 저감과 기후변화 완화 효과를 동시에 기대할 수 있는 전략임을 시사한다.

• 자원환경지질
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• 제56권2호
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• pp.125-138
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• 2023

수계 내 세슘(cesium: Cs)을 제거하기 위하여 개발된 대부분의 기존 Cs 흡착제들은 원재료 값이 고가라는 단점과, 해수와 같이 높은 이온 강도와 낮은 Cs 농도를 가지는 대규모의 오염수를 실질적으로 정화하는데 한계를 가지고 있었다. 본 연구에서는 석탄광산배수를 처리하는 과정에서 생성되는 슬러지(CMDS)에 Na와 S를 첨가하여 친환경적이고 높은 Cs 제거 효율을 가지는 Cs 흡착제를 개발하였다. Fe 및 Ca 함량이 풍부한 CMDS를 1차 소재로 사용하였고, 열처리 과정으로 Na와 S를 첨가하여 새로운 Cs 흡착제를 제조하였다(이하 본 연구에서 개발한 흡착제는 Na-S-CMDS라 명명함). Na-S-CMDS의 Cs 흡착능 및 흡착 기작을 평가하기 위해 실험실 규모의 실험과 흡착 동역학 및 등온 모델링 연구를 수행하였으며, XRF, XRD, SEM/EDS, XPS 등의 분석을 통해 Na-S-CMDS의 물리화학적, 광물학적 특성을 조사함으로써 Cs 흡착 기작을 규명하였다. 흡착 배치 실험 결과, Cs은 빠르게 Na-S-CMDS에 흡착되어 1시간 내 평형에 도달하였으며, 낮은 Cs 농도(0.5 mg/L) 조건에서도 높은 Cs 제거 효율(> 90.0%)을 보였다. 흡착 등온 모델링 결과, 단일 흡착을 가정하는 Langmuir 흡착 등온 모델에 대응되는 경향을 보였으며, 흡착 동역학 모델링 결과 흡착 경향이 유사 2차 속도(pseudo second order kinetic) 모델과 일치하는 경향을 보였고, 이러한 결과는 단순한 물리적 흡착보다 이온 교환과 같은 화학적 흡착이 우세함을 의미한다. 고농도의 Cs 용액으로 반응시킨 Na-S-CMDS의 XRF/XRD 분석 결과, Na-S-CMDS 내 Na 함량은 감소하고 흡착 전 존재하던 erdite (NaFeS₂·2(H₂O))가 관찰되지 않는 것을 통해, Na⁺과 Cs⁺ 사이에서 활발한 이온 교환 반응이 진행되었음을 알 수 있었다. XPS 분석 결과, Na-S-CMDS에서 Cs와 S 사이의 강한 결합 작용이 관찰되었으며, 이러한 Cs와 S(또는 S-복합체)내 결합에너지 감소도 Na-S-CMDS의 Cs 흡착능을 증가시키는 요인으로 판단되었다. 본 연구를 통해 기존에 폐기물로 처리되었던 석탄광산배수슬러지를 개량하여 제조한 Na-S-CMDS는 기존의 Cs 흡착제보다 제조 비용이 저렴하고, 해수 및 지하수와 같이 이온 강도는 높지만 Cs 농도가 낮은 대규모 오염 수계에서도 Cs 흡착능이 높게 유지되어, 현장에서 효과적인 Cs 흡착제로 사용할 수 있을 것으로 기대한다.