• 대한화학회지
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• 제67권6호
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• pp.420-428
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• 2023

비닐화된 메조포러스 실리카와 재생 폴리에틸렌 사이에 가교결합을 도입하여 컴파운드를 제조하고 물성을 측정하였다. 메조포러스 실리카에 비닐기를 도입함으로써 비극성인 폴리에틸렌과의 가교결합을 유도할 수 있는 물질이 된다. 비닐화된 메조포러스 실리카를 합성하고 재생 폴리에틸렌과의 가교결합을 유도하여, 기존 재생 폴리에틸렌이 가지는 물성보다 더욱 향상된 재생 폴리에틸렌 복합체를 합성하였다. 또한 비닐화 된 메조포러스 실리카를 이용하였을 때, 재생 폴리에틸렌의 등급에 따라 소량 첨가하여도 가교반응이 진행되어 컴파운드의 모든 물리적 특성이 향상되었다. 비닐화된 메조포러스 실리카를 사용하여 4종의 컴파운드를 합성하였으며, 형태와 미세 구조 및 작용기는 TEM, FT-IR 및 XRD로 분석하였다. 비닐화된 메조포러스 실리카를 이용하여 재생 폴리에틸렌과 가교반응으로 3종류의 컴파운드를 배합하였다. 가교결합 유무를 확인하기 위해서 XPS, FT-IR 및 가교도 측정법으로 분석하였으며, Universal testing machine을 이용하여 인장강도, 신장율, 굴곡강도 및 굴곡 탄성율 같은 물리적 특성을 측정하였다. 그 결과, 비닐화된 메조포러스 실리카를 다양한 등급의 재생 폴리에틸렌에 적용함으로써, 기존의 재생 폴리에틸렌이 가지는 취약한 물성을 극복하였다. 비닐화된 메조포러스 실리카-재생폴리에틸렌 복합물질을 신재 폴리에틸렌에 적용한 결과, 복합 컴파운드는 상업적으로 사용할 수 있는 최선의 물성 지표를 나타내었다. 따라서 이 결과는 향후 재생 폴리에틸렌의 사용량을 증가시키고, 자원의 재순환화에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 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.

• 유기물자원화
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• 제2권2호
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• pp.19-29
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• 1994

펄프 제지공장에서 다량으로 발생되는 제지슬럿지를 재활용하기 위한 한 방법으로 퇴비화를 시도하였으며, 이에 필요한 적절한 반응변수를 조사하기 위하여 소형반응조와 정체식 더미를 이용하여 실험을 수행하였다. 실험에 사용된 제지슬럿지의 성분분석 결과 pH가 7.1, C/N 비 28~30, 수분이 60~65% 정도로 퇴비화에 적정한 수준이었으며 수은, 카드뮴, 납 등 중금속은 전혀 검출되지 않았다. 공기공급량과 질소원량에 따른 $CO_2$ 방출량과 온도변화를 조사하였는데, 1시간 또는 2시간에 1분씩 강제송풍 (2리터/분)을 해준 경우 반응기에 넣고 60시간까지 $CO_2$ 방출량과 온도가 서서히 증가하였으나 그 이후로는 감소하기 시작하였다. 그러나, 30분 마다 1분씩 송풍을 하였을 때는 $CO_2$ 방출량은 바로 감소하기 시작하였고 온도는 24시간 후부터 떨어지기 시작하였다. $CO_2$ 방출량과 온도간의 상관관계를 구해보면 3처리 모두 고도의 정상관(r=0.802, 0.816, 0.985)을 보여 퇴비화가 미생물의 정상적인 활동에 의해 진행되고 있음을 알 수 있다. 그러나, 송풍간격을 4시간 또는 8시간에 1분씩으로 하였을 때는 $CO_2$ 방출량은 시간이 경과 할 수록 감소하였으나 온도는 전자의 경우 24시간까지 올라갔다가 감소하기 시작하였고 후자의 처리시에는 48시간까지 높아졌다가 떨어지기 시작하였다. $CO_2$ 방출량과 온도간의 상관관계는 r= -0.93으로 고도의 부상관을 보였다. 이것으로 보아 이 상태에서는 정상적인 호기적 조건에서의 미생물활동이 진행되지 않는것으로 생각되며, 산소부족에 의한 혐기성생물작용이 일어난 것으로 생각되었다. 요소 첨가량에 따른 퇴비화 진행정도를 보면 0.5%, 1.0% 요소용액 처리시 처리 1일 후까지 $CO_2$ 방출량과 온도가 증가하였다가 그 이후로는 감소하였으나, 2.0% 용액 처리시에는 48시간까지 증가하다가 감소하였다. 이 결과 역시 $CO_2$ 방출량과 온도와의 상관관계는 고도의 정상관을 보여 정상적인 미생물 분해 활동이 이루어지고 있음을 알 수 있었다. 100kg 의 제지슬럿지에 1% 요소용액을 살포하여 섞은뒤 static pile system으로 실내 공간에 쌓아두고 적절한 간격으로 뒤짚어 주면서 16일간 온도, pH, 및 미생물밀도, C/N 비 변화를 조사하였다. 처리후 3일까지 온도가 증가하여 $65^{\circ}C$에 도달하였고 그 이후로는 감소하여 16일째는 거의 외기온과 비슷하였다. pH는 초기에 7.5였으나 계속 증가하여 4일째에는 약 8.3으로 유지되었고 8일 이후 점차 감소하기 시작하였다. 퇴비화진행의 직접적인 지표로 중온성 및 고온성 미생물의 밀도는 초기에 중온성 미생물이 고온성 미생물에 비하여 높았으나 시간이 경과하면서 고온성 미생물의 밀도가 높아져 온도변화와 유사한 변화를 나타내었다. C/N 비는 처리전 약 30 이었으나 16일 후에는 약 20으로 감소하였다. 이상의 결과로 미루어 볼때 제지슬럿지는 그 발생원에 따라 약간씩 차이는 있겠지만 적당한 퇴비화 조건이 찾아지면 효율적으로 퇴비화 시킬 수 있을것으로 생각되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.667-676
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• 2007

21세기에 들어와 현대의 건설 재료로 대표되는 시멘트 콘크리트는 이산화탄소 발생 등에 의한 지구온난화현상, 대기오염, 환경오염 및 파괴 등에 대한 환경적 문제 및 고성능, 고강도 등에 대한 사회적 문제에 대한 대책마련이 시급한 실정이다. 이에 본 연구에서는 하수슬러지 소각재를 재활용하여 친환경적이며 지속 가능 개발에 적합한 신개념 건설 소재를 개발하여 부족한 천연자원을 대체하고, 폐기물 자원화 기술 확보 및 2차 환경오염 문제를 근본적으로 해결하고자 하였다. 연구 결과, 하수슬러지의 화학성분비는 $SiO_2$와 $Al_2O_3$로 주로 이루어져 있으며, 포졸란 물질의 성분과 유사하였다. 또한 하수슬러지 소각재는 알칼리 활성화에 의해 포졸란반응성을 갖는 경화체로 활용될 수 있음을 알 수 있었으며, 시멘트 콘크리트와 비교하여 적정한 강도 발현의 가능성과 건조수축 등의 유리한 점을 고려할 때, 추후 연구를 통하여 시멘트 대체재로서의 기능을 충분히 발휘할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국결정성장학회지
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• 제16권2호
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• pp.88-93
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• 2006

유해한 중금속을 다량 함유하는 EAF(electric arc furnace) 더스트를 세라믹 원료로 재활용하기 위해서 EAF 더스트, EAF 더스트-점토에 대해서 pH와 혼합비에 따른 중금속 용출농도의 변화를 분석하였다. 소성과정 중에서 발생하는 중금속의 휘발량을 소지 내의 중금속 이온의 총량을 측정하여 평가하였으며 TCLP(toxicity characteristic leaching procedure)분석을 통해 중금속 이온의 안정화 정도를 평가하였다. EAF 더스트-점토 슬러리의 pH를 10으로 조절하였을 경우에 습식혼합 여액중의 중금속 이온의 농도가 가장 낮은 값을 가졌다. pH 10의 슬러리에 대해서 혼합비와 소성온도에 따른 소지내 중금속 이온의 총량을 측정한 결과 소성온도와 EAF 더스트의 함량이 증가할수록 중금속의 휘발이 증가하였으며, 점토의 혼합비가 증가할수록 중금속 이온의 휘발이 억제되었다. TCLP 분석결과 점토의 혼합비와 소성온도가 증가할수록 중금속의 용출은 감소하였으며 중금속의 용출농도는 기준치 이하로 안정화되었음을 확인할 수 있었다.

• 멤브레인
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• 제24권1호
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• pp.63-68
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• 2014

주류를 제외한 과일 및 탄산음료 등을 제조하는 비알코올성 음료품 제조시설에서 발생되는 폐수는 높은 농도의 유기물과 낮은 농도의 질소, 인 등을 함유한다. 이러한 폐수의 처리 시설은 주로 호기성 공정과 약품응집 공정으로 구성하고 후단에 사여과지 또는 활성탄 공정을 추가하기도 한다. 하지만 이러한 방식은 긴 체류시간과 침전지 설치로 인해 많은 부지를 필요로 하는 문제가 있다. 본 연구에서는 부지소요 문제와 슬러지 유출로 인한 수질저하 문제를 해결하고자 W식품공장 폐수처리장 인근에 MBR pilot plant를 설치하고 장기간 운영을 통해 데이터를 확보하고 처리 효율을 평가하였다. 약 3개월간 음료수 제조공정 폐수를 평막을 적용한 MBR pilot plant로 운전조건을 변화하며 처리한 결과, 처리유량 $20m^3/day$, HRT 29 hr, 4Q 반송조건까지는 유기물 제거율 97% 이상으로 안정적인 처리가 가능했다. 하지만 그 이상의 운전조건에서는 생물반응조의 오염물질 제거율이 감소하였고 TMP가 급격히 증가하는 모습을 보였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.21-29
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• 1985

활성(活性)슬러지가 팽화(膨化)를 하였거나 환기조내(環氣槽內)의 MLSS 농도(濃度)가 높은 경우, 종래(從來)의 중력침전법(重力沈澱法)으로는 슬러지의 분리(分離)가 어렵다. 이 문제(問題)의 해결책으로 가압부상법(加壓浮上法)을 이용(利用)하는 방법(方法) 연구(硏究)하였다. 가압부상법(加壓浮上法)의 효과(效果)에 영향(影響) 주는 인자중(因子中) 중요(重要)하다고 생각되는 환기조내(環氣槽內)의 MLSS 온도(溫度), 슬러지의 성상( 性狀), 가압수량비(加壓水量比), 압력(壓力)의 변화(變化)에 따른 가압부상법(加壓浮上法)의 효율(效率)에 관하여 회분식(回分式) 실험(實險)과 연속식(連續式) 실허(實驗)을 실시하여 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. 활성(活性)슬러지가 혼합액(混合液)의 분리(分離)가 종래(從來)의 중력침전법(重力沈澱法)으로는 어려운 경우에도 가압부상법(加壓浮上法)은 매우 좋은 효과(效果)를 나타낸다. 가압부상법(加壓浮上法)에는 한계(限界) 가압수량비(加壓水量比)가 존재(存在)하며 이 한계치(限界値)는 압력(壓力)에 따라 변화(變化)한다. 압력(壓力)은 단지 가압수량비(加壓水量比)에만 영향(影響)을 미치고 그 외(外)의 가압부상(加壓浮上) 효율(效率)에는 거의 영향(影響)이 없다. 연속식(連續式) 실험(實驗)이 회분식(回分式) 실험(實驗)보다 다소 효율(效率)이 떨어진다.

• 유기물자원화
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• 제20권4호
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• pp.61-74
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• 2012

우리나라는 1960년대에 들어서 경제개발계획의 수립과 더불어 산업발전 정책이 강력히 추진되기 시작하며 많은 산업단지가 조성되어 있다. 현재는 지속적인 발전이 가능한 산업단지로 만들기 위하여 정부에서는 산업단지에서 발생되는 부산물과 폐기물을 다른 기업의 원료나 에너지로 재활용하는 생태산업단지 구축사업을 추진하고 있다. 이와 관련하여 본 연구에서는 연구대상지역인 A 산업단지에서 발생되는 슬러지의 물리화학적 특성을 분석하였고, 슬러지의 에너지화 시설 설치에 따른 경제성 및 부대효과를 분석함으로써 사업화 가능성을 검토하였다. 연구대상지역인 A산업단지에서 발생되는 슬러지발생 업종의 비율은 92%가 석유 화학업종인 것으로 분석되었다. 이렇게 발생된 슬러지는 매립>소각>>재활용>해양투기의 순으로 처리되고 있는 것으로 조사되었으며 슬러지를 채취하여 분석한 결과 발생량 가중치 평균으로 3,891kcal/kg인 것으로 분석되었다. 분석된 기초 데이터를 바탕으로 건조시설과 열병합 발전소를 설치하여 운영 할 경우 설치비용, 운영비용, 운영이익을 산출하였고, 총 8가지 Case로 분류하여 흑자전환유무 및 그 시점에 대한 시뮬레이션을 하였다. 분석결과 건조시설과 열병합발전소를 설치 운영하며 국고지원을 받을 경우 3년에 원금회복 후 4년째부터 흑자를 나타낼 것으로 분석되어 사업화 경제성이 있는 것으로 평가되었다.

• 청정기술
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• 제19권4호
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• pp.388-392
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• 2013

현재 인듐-주석-산화물(Indium-Tin-Oxide, ITO)은 디스플레이 제품에 투명 전극으로 사용된다. 하지만 인듐과 주석의 자원고갈 문제와 ITO 제조 공정에 많은 에너지가 소비되어 최근에는 ITO 대체물질의 개발과 ITO 재사용 및 재활용에 관한 연구가 요구되고 있는 실정이다. 이러한 상황에서 ITO를 재활용 하게 되면 수치상으로 환경부하 값의 변화 추이를 확인하기 위해서는 전과정 평가 기법을 이용한 전과정 평가가 매우 적절하다. 따라서 전과정 평가 수행을 위해 공정상에서 투입물질과 생성물질을 구분하고, 데이터 베이스(DB)를 적용하여 환경성 평가 결과를 영향 범주별로 계산하였으며, 34%를 폐기함에 따라 각각 해당하는 환경부하 값이 계산되었다. 화학당량적으로 ITO의 양을 계산하여 환경부하 값을 결정할 경우, 산성 물질과 자원고갈에 해당하는 값들이 계산되었고, ITO를 1 ton 생산하여 34%를 폐기할 경우 $ 476를 땅에 묻는 결과가 도출되었다.

• 청정기술
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• 제23권2호
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• pp.196-204
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• 2017

CdZnS/ZnO 복합체를 저온에서의 침전 및 건조 과정을 거쳐 제조한 다음, 가시광선 조사하에서 로다민 B 염료의 광분해에 대한 광촉매로서의 활성 특히 광촉매 재활용 특성에 대해 중점을 두고 고찰하였다. 광반응 과정에서의 광촉매 변화를 조사하기 위해 X선 회절분석기, 전계방사형 주사전자현미경, X-선 광전자 분광법, UV-vis 확산반사 분광법 그리고 광자발광 분광기 등을 이용하여 반응 전후의 광촉매 시료에 대해 물성분석을 행하였다. 계속적으로 반복되는 반응을 통하여 CdZnS/ZnO 광촉매는 보다 향상되고 안정된 활성을 나타냄을 볼 수 있었다. 로다민 B의 광분해반응에 대해 가능한 두 가지의 반응기구 중에서도 본 연구에서는 발색단 골격의 탈알킬화 반응보다는 발색단 콘쥬케이트 구조의 절단 과정을 거쳐 주로 반응이 진행되는 것으로 확인되었다. 이러한 결과들로부터 단순 침전법으로 용이하게 제조할 수 있는 CdZnS/ZnO는 비교적 높은 활성과 재활용성을 지닌 가시광선용 광촉매로 사용 가능하다는 것을 알 수 있었다.