• 에너지공학
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• 제24권1호
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• pp.32-41
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• 2015

에너지 이용 효율화를 꾀하면서 경영이 어려운 집단에너지사업자에게 저가 열원 제공을 위해, 수도권 서부 지역의 제철소, 발전소, 쓰레기 매립지 등에서 발생하는 미이용 열을 수거하여 집단에너지 사업자에게 공급하는 수도권 Green Heat Project(이하 GHP 사업)의 시행이 고려되고 있다. 이에 GHP 사업의 시행 여부에 대한 판단을 위해 GHP 사업의 경제적 타당성 분석이 요구되고 있다. 본 논문에서는 GHP 사업의 경제적 편익으로 열 공급편익, 생산원가 절감편익, 온실가스 저감편익, 대기질 개선편익의 4가지를 상정하여 평가한 후 경제적 타당성을 분석하고자 한다. 경제적 타당성 분석에서 비용으로는 사업착수 후 3년 동안의 투자비와 운영기간 30년 동안의 운영비가 발생한다. 분석결과 순현재가치는 1조 2,693억원으로 추정되어 0을 상회하여 GHP 사업은 경제적 타당성을 확보한다. 또한 편익/비용 비율은 1.72로 계산되어 1.0보다 크기에 경제성 분석을 통과한다. 마지막으로 내부수익률은 24.26%로 산정되어 사회적 할인율 5.5%를 초과하므로 GHP 사업은 사회적으로 바람직하다. 따라서 GHP 사업을 즉시 시행하는 것이 바람직하다.

• 한국건축시공학회지
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• 제22권3호
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• pp.251-258
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• 2022

시멘트산업에서는 CO₂ 배출량 감축을 위해 원료대체 및 전환기술, 저탄소 신열원 활용 공정효율 향상기술, 공정발생 CO₂ 포집 및 재자원화 기술 개발이 진행되고 있다. 공정발생 CO₂ 포집 및 재자원화는 대규모로 배출되는 배기가스에서 CO₂를 분리 및 포집하는 기술로 지중저장과 해양저장, 탄산염 광물화로 크게 세 가지로 나뉜다. 이에 본 연구에서는 CO₂를 탄산염광물로 저장할 수 있는 CSC를 개발하고자 기초 실험을 진행하였다. 클링커 원료 배합에서 SiO₂/(CaO+SiO₂) 몰비가 다른 세 가지의 CSC 클링커를 제작하여 클링커의 성분 및 상 분석을 진행하였다. 제조한 CSC 클링커는 Wollastonite와 Rankinite가 생성되었다. 또한, CSC 페이스트 탄산화 시험편은 탄산화 생성물로 Calcite가 생성되었음을 확인할 수 있었다. CSC 클링커와 CSC 탄산화 시험편은 CSC 클링커 화학조성에서 SiO₂/(CaO+SiO₂) 몰비가 낮을수록 Wollastonite 생성량이 감소하고 Rankinite의 생성량이 증가하였고, CSC 페이스트 시험편의 탄산화 진행에 따라 Calcite 생성량이 증가하였다. 이는 Rankinite가 Wollastonite보다 CO₂를 광물화하는데 반응성이 높은 것으로 판단된다.

• 유기물자원화
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• 제28권1호
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• pp.53-64
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• 2020

다단수직형 적층 방식의 질산화조가 포함된 2㎥/d 병합폐수처리 파일럿플랜트를 설치하여, pH8 이상, DO 1mg/L, 내부반송율 4Q이상의 단축질소제거공정의 질산화조 운전 조건으로 약 1년 이상 운영하였다. 음폐수와 침출수의 경제적인 병합 처리를 위하여, 유분이 최소화된 음폐수를 전체 처리량의 5~25%로 조절하여 최적의 병합 비율을 검토하였다. 음폐수의 고형물과 유분을 효과적으로 분리하기 위하여 도입된 3상원심분리기의 주요 처리 효율은 SS는 116,000mg/L에서 55,700mg/L로 약 52% 제거 되었으며, 노르말헥산(N-H)의 농도는 53,200mg/L에서 27,800mg/L로 약 48%로 제거되었다. 운전 기간 중 병합 폐수처리 공정의 BOD 평균 제거 효율은 99.3%, CODcr 94.2%, CODmn 90%, SS 70.1%, T-N 85.8%, T-P 99.2%로 분석되었다. 처리수의 BOD, CODcr, T-N, T-P 평균 농도는 침출수 배출허용 기준("나"지역)을 만족하였으며, SS는 멤브레인조를 적용한 후 만족하였다. 현장의 침출수는 유량조정조의 간헐적 폭기 및 월별 상이한 방출량의 영향으로 병합폐수 중 아질산성 질소의 성분이 비교적 높았다. 아질산성질소가 축적된 상태에서도 완전질산화 후 탈질보다는, 아질산성 질소에서 탈질되는 결과가 나타났다. 또한 운전기간 중 평균 소포제 투입량은 약 2L/d으로 같은 폐수를 처리할 시 필요한 메탄올 투입량 약 2.8L/d 대비하여 경제적인 것으로 보인다.

• 청정기술
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• 제12권2호
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• pp.67-77
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• 2006

본 연구에서 소규모 하수고도처리를 위한 이중슬러지(Dual sludge) $KNR^{(R)}$ (Kwon's nutrient removal) 시스템이 개발되었다. $KNR^{(R)}$ 시스템은 부유성장식 탈질미생물과 부착성장식 질산화미생물을 분리시킨 이중슬러지 공정으로 최초침전조, 혐기조, 무산소조, 농축조의 복합기능을 수행하는 UMBR (Upflow multi-layer bioreactor)과 펠렛형 담체가 충진된 호기성 담체조로 구성되어 있다. 소규모 하수처리시 본 개발공정의 안정성과 처리성능을 평가하기 위해 처리용량 $50m^3/d$ 규모의 파일럿 플랜트를 고도처리 공정으로 개선공사 중인 처리용량 $50m^3/d$ 규모의 실제 소규모 마을하수처리장에 적용하였다. UMBR과 담체조의 체류시간은 각각 4.7 h와 7.2h이었으며, 반응조 수온은 $18.1{\sim}28.1^{\circ}C$이었다. 유입 하수량과 유입수의 BOD/N의 변동폭이 컸음에도 불구하고 파일럿 플랜트는 안정된 처리성능을 보였다. 전체 실험기간 중 처리수의 $COD_{cr}$, $COD_{Mn}$, $BOD_5$, TN, TP의 평균 농도는 11.0 mg/L, 8.8 mg/L, 4.2 mg/L, 3.5 mg/L, 9.8 mg/L, 0.87/0.17 mg/L (poly aluminium chloride(PAC) 투입/미투입)이었으며, 제거율을 각각 95.3%, 87.6%, 96.3%, 96.5%, 68.2%, 55.4/90.3% 이었다. 잉여슬러지 발생량은 $A_2O$와 Bardenpho 등과 같은 단일슬러지를 이용하는 고도처리공정과 비교시 약 1.9~3.8배 낮은 $0.026kg-DS/m^3$ and 0.220 kg-DS/kg-BOD로 나타났다.

• 한국토양비료학회지
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• 제16권2호
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• pp.131-155
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• 1983

수도작(水稻作)에 있어서 시용질소(施用窒素)의 효과는 토양(土壤)이나 품종(品種) 및 무기성분(無機成分)의 영향(影響)을 받는 것이 널리 알려져 있으나 효과증진 요인(要因)에 대(對)한 해석(解析)은 많지 않다. 우리나라 답토양(畓土壤)에서 현재(現在) 재배(栽培)되고 있는 품종(品種)들에 대하여 토양개량(土壤改良) 및 시용방법(施用方法)에 따른 질소효과와 질소(窒素), 규산(珪酸) 및 칼리와의 상호관계를 중심(中心)으로 검토한 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 전국 413개소(個所) 답토양에서 10a당 정조수량(正租收量)의 범위(範圍)는 무질소구 200~850kg, 질소적정시용구 350~1,051kg이었으며 질소시용(窒素施用)에 의(依)한 증수는 50~650kg으로서 조사(調査)된 답토양간에 수량정도(收量程度)의 차(差)가 컸다. 2. 무질소하(無窒素下)에서 수량(收量)이 높은 토양은 유기물(有機物)과 인산(燐酸) 및 석회(石灰)의 함량(含量)이 높은 반면(反面) 시비구(施肥區)에서 증수량이 많았던 토양(土壤)은 유기물(有機物), 인산(燐酸), 칼리, 석회(石灰) 등(等)의 함량(含量)이 낮으며 유효규산함량이 많은 토양에서 증수효과가 컸다. 3. 질소증시에 따른 수량증가가 22.4kg/10a이상(以上)에서 감소(減少)되는 현상(現象)은 질소흡수량(窒素吸收量) 저하(低下)에서 오는 것이 아니라 규산흡수량(珪酸吸收量) 저하(低下)와 관계가 있는 것으로 나타났다. 4. 토양개량(土壤改良) 방법별(方法別) 효과는 객토(客土), 심경(深耕) 및 Ca, Mg, $Sio_2$의 종합시용(綜合施用)이 효과적이었으며 특(特)히 질소(窒素) 시용효과 증대를 위해서는 $Sio_2$ 및 Ca/Mg 비율(比率)이 높아야 하는 것으로 나타났다. 5. 질소수준(窒素水準)에 따른 수량(收量)과 수량구성요소간(收量構成要素間)의 상관관계는 질소(窒素) 저수준(低水準)에서는 수수와 상관이 높고, 질소(窒素) 고수준(高水準)에서는 등숙율(登熟率)과 상관(相關)이 있었다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제4권1호
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• pp.33-40
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• 2006

한국원자력연구소 내의 연구용 원자로(TRIGA II, III) 해체 시 발생한 방사성 알루미늄 해체 폐기물의 감용 및 제염 특성을 평가하기 위해 아크로에서 알루미늄의 용융 특성 및 방사성 핵종의 분배 특성에 대한 연구를 수행하였다. 알루미늄 폐기물은 흑연전극(graphite electrode)을 이용한 전기아크로에서 4가지 종류의 플럭스$(A:NaCl-KCl-Na_3AlF_6,\;B:NaCl-NaF-KF,\;C:CaF_2,\;D:LiF-KCl-BaCl_2)$를 함께 첨가하여 용융시켰다. 또한 알루미늄의 용융 시 방사성 핵종의 분배 특성을 고찰하기 위해 알루미늄 시편에 방사성 모의 핵종인 코발트, 세슘, 스트론튬의 화합물을 오염시킨 후 혹연도가니에 넣어 알루미늄 용융실험을 수행하였다. 전기아크로에서 알루미늄의 용융실험을 수행한 결과 플럭스의 종류에 따라 다소 차이는 있으나 플럭스의 첨가에 의해 알루미늄 용융체의 유동성이 증가됨을 확인할 수 있었다. 아크 용융에 의해 생성된 슬래그의 발생량은 플럭스 A와 B를 첨가한 알루미늄 용융실험에 비해 플럭스 C와 D를 첨가한 실험에서 상대적으로 많은 양이 생성됨을 알 수 있었으며, 첨가된 플럭스의 양이 증가할수록 이에 비례하여 슬래그의 발생량이 증가함을 알 수 있었다. 슬래그(slag)의 XRD 분석을 통해 방사성 핵종이 주괴에서 슬래그 상으로 이동한 후 슬래그를 구성하고 있는 산화알루미늄과 결합하여 안정한 화합물로 슬래그 상에 포집됨을 알 수 있었다. 알루미늄 폐기물의 용융시 Co의 분배율은 플럭스를 첨가한 경우에 보다 높은 제염계수를 나타냈으며, 모든 플럭스에서 40% 이상의 제염 효과를 나타내었다. 반면에 휘발성 핵종인 Cs과 Sr은 주괴로부터 98% 이상이 제거되어 대부분이 슬래그상과 분진으로 이동되는 특성을 확인할 수 있었다.

• 청정기술
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• 제28권1호
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• pp.79-93
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• 2022

본 연구에서는 Part I에서 제안한 첨단 전자산업 폐수처리시설 특화 Water Digital Twin모델인 e-ASM을 이용하여 랩-파일럿 처리장 데이터를 바탕으로 모델 보정(Calibration), 유입 성상에 따른 제거 효율, 유출수 예측 및 최적 공법 선정을 수행하였다. 첨단 전자산업 폐수처리시설의 특화 모델링을 위하여, 민감도 분석을 통해 e-ASM 모델의 정합성과 상관성이 높은 동역학적 파라미터를 선정하였고, 다중반응표면분석법 (Multiple response surface methodology, MRS)을 이용하여 동역학적 파라미터를 보정하였다. e-ASM 모델의 보정 결과, Lab-scale, Pilot-scale 단위의 실험데이터와 90% 이상의 높은 정합성을 보였다. 그리고 4가지 유기폐수 처리처리공법인 MLE, A2/O, 4-stage MLE-MBR, Bardenpho-MBR을 제안한 Water Digital Twin으로 구현하여 유입 폐수의 성상별 운전조건에 따라 제거효율을 분석하였으며, Bardenpho-MBR이 C/N ratio 변화에서도 안정적으로 COD (Chemical oxygen demand)를 90% 이상 제거하며 높은 총 질소 제거 효율을 보였다. 그리고 유입 폐수의 조건별 Bardenpho-MBR공정의 수리학적 체류시간(Hydraulic retention time, HRT)이 3일 이상일 때 1,800 mg L-1의 고농도 TMAH 폐수를 98% 이상 제거할 수 있음을 확인할 수 있었다. 이와 같이, 본 연구에서 개발한 e-ASM은 전자산업 제조시설별, 유입 폐수의 성상별 특화 모델링을 통해 높은 정합성을 가진 전자산업 폐수처리공정의 Water Digital Twin를 구현할 수 있고, 최적운전, Water AI, 최적가용기법 선정 등의 응용 가능성을 바탕으로 지속 가능한 첨단전자 산업을 위해 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제40권3호
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• pp.181-188
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• 2007

본 시험은 벼 재배시 부산물퇴비에 의한 지력증진 및 화학비료 대체효과를 검토하고자 4년 동안 표준시비(대조구)와 부산물퇴비 3종 즉 우분톱밥퇴비, 돈분톱밥퇴비, 계분톱밥퇴비를 매년, 격년, 2년 후, 3년 후 시용하여 호남농업연구소 벼 재배 포장인 전북통에서 실시한 결과 다음과 같다. 작토심은 표준시비(화학비료)에 비해 모든 부산물퇴비 시용으로 깊어졌으며, 우분퇴비>돈분퇴비>계분퇴비 순이었다. 토양경도와 용적밀도는 표준시비에 비하여 낮아졌고, 특히 우분퇴비 3년 후 시용 및 매년 시용구에서 크게 낮아졌다. 토양pH, 토양유기물 유효인산 및 규산, 치환성 양이온 함량은 표준시비에 비하여 부산물퇴비 시용구에서 대체로 높아지는 결과를 보였으며, 특히 양이온치환용량은 우분퇴비 매년 시용구, 돈분퇴비 2년 후 시용구, 계분퇴비 격년 시용구에서 높아졌다. 염기포화도는 우분퇴비, 돈분퇴비는 3년 후 시용구, 계분퇴비는 매년 시용구에서 높게 나타났다. 총 질소흡수량 및 질소이용율은 우분퇴비, 계분퇴비, 표준시비, 돈분퇴비 순으로 많았으며 높았다. 쌀 수량은 표준시비($5.07Mg\;ha^{-1}$)에 비하여 우분퇴비 모든 시용구 및 돈분 계분퇴비 격년 시용구에서 높았으며, 완전미비율과 현미 중 완전립비율은 돈분퇴비 모든 시용구 및 계분퇴비 매년 격년 시용구에서 높았고, 우분퇴비 시용으로 표준시비에 비하여 10~13% 정도 낮아졌다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권8호
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• pp.673-678
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• 2009

2011년부터 시행될 2단계 수질 오염 총량제에 대비하여 고효율 인 제거 공정 개발이 필요하며 본 연구에서는 생물학적 처리와 화학적 응집처리를 조합한 공정이 대안으로 검토되었다. 2세대 응집제로서 최근 많이 사용되고 있는 PAC(poly aluminum chloride)를 이용하고 실제 하수종말처리장 A2O 공정의 호기조 유출수를 시료로 하여 인 응집 특성 및 적정 조건, 효율 향상 방안 등에 대해 실험연구를 수행하였다. 먼저 적정 PAC 투입 농도는 부피기준으로 30 ppm, mol비로는 2.81 mol Al/mol P인 것으로 나타났다. 단순침전에서 17.2%에 불과하던 용존성 인의 제거율이 PAC 10 ppm 투입으로 30.3%까지 증가하였으며, 20 ppm에서 30 ppm으로 PAC 투입량을 증가시킬 때 49.3%에서 88.4%로 제거율을 크게 향상시킬 수 있었다. 이때 총 인의 제거율은 92.4%, 유출수 총 인 농도는 0.3 mg/L로 총량제에 부합하는 방류수 수질을 달성할 수 있었다. 적정한 응집시간은 4분, 침전시간은 20분, 초기 pH는 7로 나타났고 원시료 (pH 7.0)는 별도의 pH 조절 없이 응집 가능한 것으로 판단되었다. pH 7 조건에서 용존성 인의 제거가 크게 향상되었으며, 추가적인 확인 연구가 필요하나, 이는 인의 경우 $Al(OH)_3$에 의한 sweep floc formation이 주요 제거 기작임을 의미하였다. 2차침전조 유입부에 PAC를 투입하여 2차침전조를 응집침전조로 활용하는 방안과 별도의 응집침전조를 2차침전조 후단에 설치하여 PAC를 투입하는 방안을 비교한 결과 PAC 투입량 대비 인 제거효율 증진 관점에서 후자가 바람직한 것으로 조사되었다. 이때 처리수의 인 농도는 0.18 mg/L, 제거율은 95.4%로 향상시킬 수 있었다. 끝으로 응집 처리수를 반송할 경우 인 제거 효율을 높일 수 있었으며 적정 반송율은 0.3인 것으로 분석되었다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제51권4호
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• pp.337-342
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• 2009

회분식 반응조를 Mg원 첨가 방법이나 혹은 MAP을 재이용하는 조건이 서로 다른 4가지 상이한 조건하에서 운전하면서 공정으로부터 회수된 magnesium ammonium phosphate (MAP) 혹은 struvite 슬러리의 재이용 수단으로서의 극초단파조사 방법의 이용 가능성을 파악하였다. 또한 극초단파조사 동안의 MAP 용해율과 $NH_4-N$ 소실양상 및 MAP의 물리/화학적 변화를 분석하였다. Mg원을 첨가하지 않은 run A에서의 용해성 인과 암모니아성 질소의 제거율은 각각 33%와 27% 수준이었던 반면 유입수내 용해성 인 기준 동몰비의 Mg원을 첨가한 run B에서는 용해성 인과 암모니아성 질소의 제거율이 각각 87% 와 40% 수준으로 증가하였다. 극초단파를 조사한 MAP을 첨가한 run C의 경우, 비록 Mg원을 첨가한 run B에 비해 $PO_4-P$와 $NH_4-N$ 제거율이 낮았으나, Mg원을 첨가하지 않은 run A에 비해 $PO_4-P$의 제거율이 2배 정도 높아지는 결과를 보였다. Mg 원과 MAP을 각각 1/2씩 첨가한 run D에서의 $PO_4-P$와 $NH_4-N$ 제거효율은 각각 88%와 35% 수준으로 Mg원만을 1몰비로 첨가한 run B와 거의 유사한 효율을 나타내었다. 이러한 결과에 의거 극초단파로 처리한 후 MAP을 재이용하는 방법은 공정에서의 인과 질소의 제거율을 높임은 물론, Mg원 사용량을 감소시키는 이중효과가 있음을 알 수 있었다. MAP을 극초단파로 조사하면서 $NH_4-N$ 농도변화를 관찰한 결과 극초단파조사 초기단계에서는 $NH_4-N$ 농도가 점차 증가하다가 온도가 $45^{\circ}C$ 이상으로 상승함에 따라 용액으로부터 $NH_4-N$가 소실되기 시작하여 감소하였으며 극초단파조사 동안의 $PO_4-P$ 용해율은 초기 MAP 농도에 비례하면서 $0.0091x^{0.6373}$ mg/sec의 상관관계를 갖는 것으로 분석되었다. 또한 주사전자현미경을 이용한 극초단파조사 동안의 MAP 크리스탈 구조변화실험 결과 극초단파 조사시 전자기적 진동력에 의해 단시간내에 MAP 크리스탈 구조가 작은 입방체 과립형태로 부숴지고 극초단파 조사가 지속됨에 따라 점차 용액내로 녹음을 알 수 있었다.