• 한국환경농학회지
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• 제34권3호
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• pp.155-160
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• 2015

왕겨 바이오차의 $N_2O$의 배출을 감소하기 위한 $NH_4-N$의 흡착제로서 가능성을 연구하기 위해 $NH_4-N$ 용액을 이용하여 왕겨 바이오차의 흡착 특성을 조사하였다. $NH_4-N$ 제거율은 왕겨 바이오차를 많이 첨가할수록 $NH_4-N$ 제거율이 증가하는 경향을 보이는 반면에, 바이오차 무게(g) 당 $NH_4-N$ 흡착량은 감소하는 경향을 보였다. 왕겨 바이오차를 이용한 흡착실험 결과를 Langmuir 흡착등온식에 적용하여 최대 단분자층 흡착량($q_m$), 흡착 친화도(b), 무차원 상수 $R_L$를 산출하였다. 그 결과 무차원 상수 $R_L$값이 0-1사이에 있어 Langmuir 흡착등온식을 잘 표현하였다. 따라서 왕겨를 소재로 제조한 바이오차는 흡착에 용이한 것으로 나타났다. 향후 이를 바탕으로 온실가스를 제어하기 위해 왕겨를 소재로 한 바이오차를 토양에 시용하였을 시 $N_2O$ 배출 감소를 위한 $NH_4-N$ 흡착 특성에 대한 연구가 필요한 것으로 판단된다.

• 한국농공학회지
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• 제8권1호
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• pp.1011-1034
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• 1966

This thesis is the final report which has long been studied by the author to obtain the design basis for various hydrological constructions with the specific system suitable to the natural environmental conditions in Korea. This report is divided into two parts: one is to estimate runoff volume from watersheds and the other to estimate the peak discharge for a single storm. According to the result of observed runoff record from watersheds, it is known that Kajiyama formula is useful instrument in estimating runoff volume from watersheds in this country. But it has been found that this formula shows us 20-30% less than the actual flow. Therefore, when wihed to bring a better result, the watershed characteristics coefficient in this formula, that is, f-value, should be corrected to 0.5-0.8. As for the method to estimate peak discharge from drainage basin, the author proposes to classify it in two ways; one is small size watershed and the other large size watershed. The maximum -flood discharge rate $Q_p$ and time to peak Pt obtained from the observed record on the small size watershed are compared by various methods and formulas which are based upon the modern hydrological knowledge. But it was fou.d that it. was not a satisfied result. Therefore, the author proposes. tocomputate $Q_p$, to present 4.0-5.0% for the total runoff volume ${\Sigma}Q$.${\Sigma}Q$ is computed under the assumption of 30mm 103s in watershed per day and to change the theoritical total flow volume to one hour dura tion total flow rate when design daily storm is given. Time to peak Pt is derived from three parameters which are u,w,k. These are computed by relationship between total runoff volume (ha-m unit)and $Q_p$. (C.M.S. unit). Finally, the author checked out these results obtained from 51 hydrographs and got a satisfied result. Therefore the author suggested the model of design dimensionless unit-hydrograph. And the author believes that this model will be much available at none runoff record river site. In the large size watersheds in Korea when the maximum discharge occurs, the effective rainfall is two consequtive stormy days. So the loss in watershed was assutned as 6Omm/2days,and the author proposed 3-hour-daration hydrograph flow distribution percentage. This distribution percentage will be sure to form the hydrograph coordinate.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권8호
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• pp.617-626
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• 2020

본 연구에서는 TELEMAC-2D를 이용하여 개수로 분류부에서 분류각과 분류유량비 변화에 따른 유속분포, 흐름분리구역의 크기, 분류각과 유량비 변화의 상관관계를 파악하였다. 상·하류단 경계조건의 변화 없이 분류각만 90°에서 45°로 감소하면 주흐름에서 분리되어 분류수로로 유입되는 흐름의 곡률반경이 증가하고 급격한 흐름방향의 전환에 의한 에너지손실은 감소하며, 주수로와 분류수로 하류방향으로 흐르는 흐름의 관성력과 하류단 경계조건에 의한 압력경사의 영향으로 분류수로에 유입되는 분류유량비가 0.523에서 0.785로 약 1.5배 증가하였다. 분류부 상류 유입흐름의 프루우드 수가 F₁ = 0.45~0.74인 흐름에서 분류각을 90°에서 45°로 15° 간격으로 감소할 때마다 분류유량비는 각각 6~10%, 17~30%, 32~54%로 비선형적으로 증가하며, F₁가 최대 0.74인 흐름에서 분류유량비 증가율이 31.1%로 최소값을 나타내고 F₁ = 0.58 일 때 분류유량비가 0.7 이하이면서 최대 분류유량비 증가율 53.5%을 나타내며, F₁이 0.58보다 감소할수록 분류유량비가 0.7을 초과하면서 그 증가율도 함께 감소하게 된다. F₁ > 0.4인 흐름은 F₁ < 0.4의 흐름보다 무차원 흐름분리구역의 폭(S_W/B) 변화율은 약 2.56배 높으며 무차원 흐름분리구역 길이(S_L/B) 변화율은 약 5.5배 높게 나타난다.

• 멤브레인
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• 제11권4호
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• pp.190-203
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• 2001

본 연구에서는 4종류의 탄소계 관형 세라믹막으포 제지공장의 방류수를 물로 주기적 역세척하면서 한외여과하였을 때, 물 역세척 주기와 막간압력차 (TMP), 유량의 영향과 최적운전조건을 규명하였다. 역세척 시간(BT)은 3초로 고정하였고, 역세척 주기(FT)는 여과시간을 15~60초로, TMP는 1.00~2.50$kg_{f}$/$cm^2$로, 유량은 0.25~1.75 L/min로 변화시켜 가면서 각각 그 영향을 살펴보았다. 또한, 최적조건은 무차원 투과선속 (J/$J_O$) 및 총 여과부피 ($V^T$), 막오염에 의한 저항 ($R^f$)의 측면에서 고찰하였다. 그 결과 최적 역세척 주기는 BT/FT=0.20로, 빈번한 역세척은 막오염을 감소시켰다. 한편, $V^T$측면에서 최적 TMP는 1.00~1.55$kg_{f}$/$cm^2$로 TMP 증가는 막오염을 심화시켜 투과선속을 감소시켰으나, 유량 증가는 막오염을 감소시켜 투과선속을 증가시키는 경향을 보였다. 본 연구에서 사용한 탄소계 세라믹 분리막에 의한 오염물질 제거율은 탁도의 경우 88~98%로 높았으나, $COD_{cr}$의 경우 48~72%, 총용존고형물 (TDS)의 경우 37~76%였다.

• 멤브레인
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• 제12권1호
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• pp.8-20
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• 2002

본 연구에서는 분리막의 일반적 역세척 방법이 아닌 질소 역세척을 하면서, 4종의 탄소계 관형 세라믹 한오여곽막으로 제지공장의 방류수를 처리하였을 때 역세척 주기 및 막간압력차 (TMP), 유량의 영향과 최적운 전조건을 규명하였다. 역세척시간 (BT)을 40초로 고정하였고, 정상운전시간 (FT)은 4~32분, TMP는 $1.0~3.0kg_f/cm^2$ 유속은 0.53~1.09cm/s로 변화시켰다. 또한 최적조건은 무차원 투과선속 ($J/J_0$) 및 총과여부부피 ($V_T$) 막오염에 의한 저항 ($R_f$)의 측면에서 고찰하였다. 그 결과 최적 역세척주기는 BT/FT=0.083 (FT=8분)으로 가장 빈번한 역세척 BT/FT=0.167 (FT=4분) 보다 오히려 많은 총여과부피를 얻을수 있었다. 한편, TMP가 증가할수록 구동력의 증가로 보다 많은 $V_T$를 얻을 수 있었고, 유량이 증가할수록 발생한 난류의 영향으로 막오염은 감소되고 투과유속은 증가하여 많은 $V_T$를 얻을수 있었다. 오염물질 제거율은 탁도 95% 이상, 호학적 산소요구량 ($COD_{Cr}$)45~83%로 높았으나 총용존고형물 (TDS)의 경우 10% 이하로 낮았다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제9권1호
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• pp.115-121
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• 2009

섬진강 하류의 하상변동 특성 분석 및 하상변동을 예측함으로서, 하도 및 유역관리에 효과적으로 이용하도록 하였다. 하상변동 특성 분석에 필요한 자료(단면, 하상구성물질, 기점수위, 조도계수 등)는 섬진강하천정비기본계획에서 실측 및 분석한 것을 활용하였다. 또한 하상변동 예측은 HEC-6 모형으로 수행하였다. 본 연구의 주요 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. 섬진강 하류 하상변동의 주요인은 수문인자의 변화에 따른 것이라기보다는 과도한 하상골재 채취 때문으로 판단된다. 마찰속도와 대표 입경의 관계와 무차원소류력과 대표입경의 관계를 토대로 하도안정성을 정성적으로 분석한 결과 섬진강 하류 하상은 대부분의 구간에서 상승하는 경향을 나타내고 있다. 섬진강 하도의 대부분의 지점에서 2003년의 하상구성물질은 1989년에 비해 자갈의 구성비가 높아지고 모래의 구성비가 작아졌다. 하상변동을 예측한 결과 섬진강 하류의 하상은 하구에서 약 9 km 지점까지 1.5 m 내외로 상승하고, $9{\sim}21\;km$ 구간은 1 m 내외로 상승과 저하가 반복되며, $22{\sim}25\;km$ 구간은 0.5 m 내외로 하강할 것으로 예상된다. 이러한 결과로 볼 때 섬진강 하류 구간의 하상은 대체로 점점 상승할 것으로 판단된다. 다만, 본 연구의 하상변동 예측은 인위적인 골재채취가 없다는 가정 하에 수행된 것이므로, 과거와 같이 하상에서 대규모 골재채취가 진행되면 본 연구의 예측 결과와는 상이하게 하상이 저하되는 결과를 초래할 것이다.

• 청정기술
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• 제25권3호
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• pp.198-205
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• 2019

야자계 입상활성탄에 대한 Brilliant Green의 흡착 평형과 동역학 및 열역학 파라미터들을 다양한 초기농도($300{\sim}500mg\;L^{-1}$), 접촉시간(1 ~ 12 h) 및 흡착온도(303 ~ 323 K)를 변수로 하여 회분식 실험을 통하여 연구하였다. 흡착평형 값들은 Langmuir, Freundlich, Temkin, Harkins-Jura 및 Elovich 식으로 해석하였다. 그 결과는 Langmuir 식에 가장 잘 맞았으며, 평가된 Langmuir 무차원 분리계수 값($R_L=0.018{\sim}0.040$)과 Freundlich 상수값(1/n = 0.176 ~ 0.206)은 활성탄에 의한 Brilliant Green의 흡착이 효과적인 공정임을 보여주었다. Temkin 식에 의해 평가된 흡착열 관련상수($B=12.43{\sim}17.15J\;mol^{-1}$)는 물리흡착에 해당하였다. Harkins-Jura 식에 의한 등온선 매개변수($A_{HJ}$)는 온도가 증가할수록 이종 기공 분포도 증가함을 나타내었고, Elovich 식에 의한 최대흡착용량은 실험값보다 매우 적은 것으로 나타났다. 흡착공정은 유사이차반응속도식에 더 잘 맞았으며, 흡착과정은 입자내 확산이 율속단계였다. 입자내 확산속도 상수는 초기 농도가 커질수록 염료의 운동이 활발해졌기 때문에 증가하였다. 그리고 초기농도가 커질수록 경계층의 영향이 커졌다. Gibbs 자유에너지($-3.46{\sim}-11.35kJ\;mol^{-1}$), 엔탈피($18.63kJ\;mol^{-1}$) 및 활성화에너지($26.28kJ\;mol^{-1}$)는 흡착공정이 자발적이고, 흡열 및 물리흡착임을 나타냈다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권5호
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• pp.311-320
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• 2021

농업용수는 우리나라의 용수사용량 중에 61%를 차지하고 있으며, 효율적인 수자원관리를 달성하기 위한 핵심적인 관리목표 중 하나이다. 본 연구에서는 댐과 저수지 등을 관리하는 실무자가 수문상황에 따른 하천에서의 농업용수 임계사용량을 간편하게 추정하기 위한 방법론을 제안하고자 하였다. 이를 위하여, 4대강 권역의 주요 27개 하천유역을 대상으로 하여 유역의 유출량과 하천수 사용실적을 수집하였다. 하천에서의 농업용수 사용과 예년대비 유출율이 유의미한 상관관계가 있음을 나타내었으며, 분위회귀를 이용하여 농업용수 최대사용을 대표하는 임계곡선으로 제시하고 27개 하천유역에 적용하였다. 최종적으로 예년대비 2개월 유출율에 따른 농업용수 최대사용량대비 사용률로 표현되는 두 가지 임계곡선과 식을 제시하였다. 또한, 유역특성을 비교하여 삼림면적 대비 농지면적의 비를 기준으로 임계곡선 유형을 결정할 수 있도록 하였으나, 추가적인 자료 수집과 분석이 필요할 것으로 판단된다. 본 연구에서 제시한 방법은 하천 농업용수 임계사용량을 간편하게 추정하고 활용할 수 있으므로 수자원관리 실무에서 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 공업화학
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• 제32권3호
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• pp.283-289
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• 2021

석탄계 활성탄(CAC)에 의한 carbol fuchsin (CF) 염료의 흡착 특성을 pH, 초기농도, 온도 및 접촉시간을 흡착변수로 사용하여 조사하였다. CF는 수중에서 해리하여 양이온인 NH₂⁺를 가지게 되는데, 염기성 영역에서 음전하를 가진 활성탄의 표면과 정전기적 인력으로 결합하였으며 최적조건인 pH 11에서 96.6%를 흡착하였다. 등온흡착은 Langmuir, Freundlich, Temkin 및 Dubinin-Radushkevich 모델을 사용하여 해석하였다. 실험결과는 Langmuir 식이 더 잘 맞았다. 따라서 흡착 메카니즘은 균일한 에너지 분포를 가진 활성탄 표면에서 단분자층으로 흡착된다고 예상되었다. 평가된 Langmuir의 무차원 분리계수 값들(R_L = 0.503~0.672)로부터 활성탄에 의해 CF를 효과적으로 처리할 수 있다는 것을 알았다. Temkin 식과 Dubinin-Radushkevich 식에 의해 구한 흡착에너지는 각각 B_T = 4.397~6.281 kJ/mol과 E = 1.456~2.319 J/mol이었다. 따라서 흡착공정은 물리흡착(B_T < 20 J/mol, E < 8 kJ/mol)으로 나타났다. 흡착속도실험결과는 유사 2차 속도식에 더 잘 맞았다. CAC에 대한 CF 염료의 흡착반응은 온도가 올라갈수록 자유에너지 변화의 음수값이 증가하였기 때문에 온도 증가와 함께 자발성도 높아지는 것으로 나타났다. 양수 값의 엔탈피 변화(12.747 kJ/mol)는 흡열반응임을 알려주었다.

• 공업화학
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• 제33권2호
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• pp.151-158
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• 2022

본 논문은 활성탄에 의해 작용기가 다른 말라카이트 그린(MG), 다이렉트 레드 81 (DR 81) 및 티오플라빈 S (TS)의 흡착에 대한 파라미터 특성(PH 효과, 등온선, 동역학 및 열역학 파라미터) 및 염료의 경쟁 흡착에 대해 조사하였다. Langmuir, Freundlich 및 Temkin 등온선 모델을 사용하여 염료의 흡착 메커니즘 및 활성탄에 의한 흡착 처리의 적합성을 평가했다. Langmuir 무차원 분리 계수 값은 활성탄에 의한 세 가지 염료의 흡착 처리가 효과적인 방법임을 나타내었다. 활성탄에 대한 세 가지 염료의 흡착 메커니즘은 Temkin 식에서 계산된 흡착열로부터 물리 흡착임을 확인하였다. 세 가지 염료의 흡착 동역학은 유사 2차 모델에 가까웠으며 잘 일치함을 보여주었다. 활성탄에 의한 세 가지 염료의 흡착 과정의 속도 지배 단계는 입자내 확산이었다. 양의 엔탈피와 엔트로피 변화는 각각 흡열 반응과 고액계면에서 흡착에 의한 무질서도가 증가함을 나타내었다. 세 가지 염료의 음의 Gibbs 자유 에너지 값은 온도가 증가함에 따라 자발성이 높아지는 것을 나타냈다. 삼성분 경쟁흡착에서 흡착능력이 높은 MG는 혼합용액에서 DR 81과 TS에 의해 약간의 방해를 받았으나, 흡착능력이 낮은 DR 81과 TS는 흡착력이 좋은 MG의 영향을 받아 흡착률이 크게 증가하였다.