• 대한환경공학회지
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• 제22권2호
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• pp.251-264
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• 2000

합성폐수의 전기분해에 의한 전류밀도, 체류시간, 전극간격 및 $Cl^-/COD_{Cr}$ 비에 대한 유기물질 제거 특성을 조사하기 위한 실험을 수행하였다. 양극판은 티타늄에 이산화이리듐을 전착한 $Ti/IrO_2$ 극판으로 하였으며, 음극판은 스테인리스 스틸판을 사용하였다. 판형태와 망형태의 전극을 사용한 경우 $COD_{Cr}$ 제거율은 비슷하게 나타났으나, 전력비는 판형태보다 망형태의 전극에서 저렴한 것으로 나타났다. $COD_{Cr}$ 제거율 70 %를 얻는데 소요되는 $Cl^-/COD_{Cr}$ 비는 약 $1.3kgCl^-/kgCOD_{Cr}$으로 나타났으며, $COD_{Cr}$을 완전히 제거하는데 약 $2.2kgCl^-/kgCOD_{Cr}$이 필요하였다. 유기물질의 제거는 전류밀도, 체류시간 및 $Cl^-/COD_{Cr}$ 비에 따라 높게 나타났고, 전극간격에는 반비례하였으며, 운전인자와 제거율과의 관계는 아래와 같이 나타났다. $$COD_{Cr}(%)=80.0360(Current\;density)^{0.4451}{\times}(HRT)^{0.8102}{\times}(Gap)^{-0.4915}{\times}(Cl^-/COD_{Cr})^{0.5805}$$ 유기물질과 질소를 동시에 전기분해할 경우 두 물질의 산화는 경쟁관계에 있으며, 암모니아성 질소를 산화하는데 우선적으로 작용하여 유기물질의 제거는 낮아지지만, 알칼리도 첨가에 의해 유기물질 제거가 증가하였다.

• Corrosion Science and Technology
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• 제7권1호
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• pp.16-21
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• 2008

A non-phosphorous program employing an alkyl epoxy carboxylate (AEC) has been successfully applied to petrochemical and other large industrial open recirculating cooling water systems. AEC is a patented non-phosphorous calcium carbonate scale inhibitor that has demonstrated better scale inhibition abilities than traditional organic phosphonates. In addition to its antiscalant properties, AEC inhibits carbon steel corrosion when used at high dosages. AEC can be combined with zinc to form a non-phosphorous program with very low levels of phosphate to provide an environmentally acceptable program. In actual applications, the total phosphate developed in the cooling system from cycling the makeup is below 1 ppm as $PO_4$. This level has complied with the highest standards of wastewater discharge limitations. The performance of two AEC/Zinc applications is reviewed. In both cases excellent corrosion and scale control were achieved with AEC/Zinc programs. One case history details the performance with a low hardness water (100 ppm calcium, as $CaCO_3$) operating at 8-10 cycles of concentration. The corrosive nature of the water and the long retention time of the system stressed both the corrosion and scale control capabilities of the program. The second case history demonstrates the performance of the program with a moderate hardness water (400-600 ppm calcium, as $CaCO_3$), but under harsh conditions of high temperature and low flow. The AEC/zinc combination has been found to be highly effective in controlling the corrosion of ferrous metals. AEC can provide good corrosion inhibition at high concentrations, while zinc is known to be an excellent cathodic inhibitor. The combination of the two inhibitors not only provides a synergistic blend that is effective over a wide range of operating conditions, but also is environmentally friendly.

• 생태와환경
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• 제56권4호
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• pp.281-302
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• 2023

탄소는 생명체의 구성 요소이자 기후변화에 중요한 역할을 하는 원소로, 생태계에서 다양한 형태로 순환한다. 기후변화가 생태계에 미치는 영향을 예측하고 대응하기 위해서는 탄소순환에 대한 정량적 이해가 필수적이다. 가속질량분석기를 이용한 생태계 탄소화합물의 방사성탄소동위원소비(Δ¹⁴C) 분석은 탄소순환 연구뿐만 아니라, 화석탄소 기원 오염원을 추적하는 환경과학, 환경공학 연구에도 세계적으로 널리 활용되고 있다. 우리나라에서도 여러 연구진에 의해 하천탄소, 강수, 수관통과우, 초미세먼지, 폐수처리장 또는 하수처리장 유출수에 포함된 탄소화합물의 Δ¹⁴C가 보고되었다. 연구 결과를 종합하면, (1) 우리나라 하천탄소의 양과 성분은, 크게 보면 암석과 토양의 풍화, 육상생태계 식생과 토양에 포함된 유기물의 유출 등 다양한 기원의 탄소화합물을 포함하며, 강수량에 따른 계절적 영향을 받는 것으로 이해할 수 있으나, 지역적으로는 산업단지의 폐수나 도시의 하수처리장 방류수 유입, 농업 등 토지 이용, 깊은 토양으로부터의 유출수와 지하수 유입 등 여러 요인에 의해 크게 달라질 수 있다. (2) 하천탄소에 영향을 줄 수 있는 우리나라 강수 용존유기탄소의 Δ¹⁴C도 보고되었고, 특히 겨울철에 이례적으로 Δ¹⁴C가 높았다. 국지적 오염 가능성을 배제할 수는 없으나, 이 연구 결과는 우리가 지금까지 생태계 탄소순환을 잘못 이해하고 있을 가능성을 내포하므로, 그 원인과 범위를 추적하는 후속연구가 필요하다. (3) 우리나라 산림의 수관통과우, 초미세먼지에 포함된 탄소화합물의 Δ¹⁴C를 분석하고 화석탄소의 기여도를 파악한 연구도 보고되는 등 ¹⁴C 분석 방법은 생태학과 환경과학 분야에서 새로운 시사점을 제시하는 데 활용되고 있다. 시료량과 성상에 따라 다르긴 하지만, 원소분석기와 연결된 소형 가속질량분석기를 이용하면 상대적으로 빠르고 저렴하게 시료 분석이 가능하므로, 앞으로 ¹⁴C 분석을 활용한 생태학과 환경과학 연구가 활발히 이뤄지길 기대한다. 성상별 ¹⁴C 분석 자료는 화석탄소 오염원을 추적하고 제거하는 방법을 제시하는 데 활용될 수 있을 뿐만 아니라 기후변화에 취약한 영역을 식별하고 적절한 대응 전략을 마련하기 위해서도 필요할 것이다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권5호
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• pp.519-524
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• 2005

국내 하수의 낮은 C/N비를 나타내는 특성으로 인하여 질소와 인의 효과적인 제거를 위해서는 추가적인 보조 탄소원의 주입이 필요한 실정이다. 여러 가지 적용 가능한 외부 탄소원 중, 음식폐기물은 다량의 유기물을 함유하고 있어 다양한 전처리를 통하여 하 폐수 고도처리 공정의 외부탄소원으로 이용가치가 높다고 할 수 있다. 본 연구에서는 음식폐기물 고속발효건조 과정에서 발생하는 음식폐기물 응축수를 A/O 공정으로 구성된 막 결합 생물반응조의 외부탄소원으로 적용 가능성에 대해 평가하고 다양한 운전 조건에서의 질소 인 성분의 제거 효율을 살펴보았으며, 막 오염에 영향을 미칠 수 있는 다양한 인자들에 대한 평가를 실시하였다. 실험 결과 무산소 조건에서 0.19 g $NO_3-N/g$ VSS/day의 탈질율을 얻을 수 있었으며 연속운전에서는 음식폐기물 응축수 주입을 통하여 총질소와 인 성분의 제거율을 각각 최대 64%, 41% 향상 시킬 수 있었다. 또한 유입수 유량의 0.5% (vol/vol)의 외부탄소원 주입 조건에서도 효과적인 처리효율을 얻을 수 있었으며, 전체 공정의 수리학적 체류시간 8시간 이상, 무산소조와 호기조의 체류시간은 각각 3시간, 5시간에서 최적의 처리효율을 나타내었다. 실제 생환하수 처리 시, 질소와 인의 제거효율은 증진되었으나 막 결합 생물 반응조 내의 전체 입자의 크기 증가 및 미생물 체외고분자 물질 중 단백질 성분의 증가로 인하여 전체 막 저항 값이 증가하는 경향을 보였으며, 유입수의 고형물질의 조절을 통하여 막 오염을 줄일 수 있었다.

• 한국환경보건학회지
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• 제46권4호
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• pp.398-409
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• 2020

Objectives: This study aimed to evaluate environmental exposure to tobacco-specific nitrosamines (TSNAs) by conducting an analysis of the concentration of TSNAs in deposited dust collected from a fertilizer plant and the surrounding village, a simulation of high-temperature drying of tobacco waste, and CALPUFF modeling. Methods: The raw materials of the products, deposited dust (inside and outside the plant and residential area), soil, and wastewater were sampled and the TSNA concentrations were analyzed by LC-MS/MS. As the plant was closed down before the investigation, simulation tests were conducted to confirm the substances discharged during high-temperature (300℃) drying of tobacco waste. CALPUFF modeling was performed to identify the area of influence due to exposure to TSNAs. Results: TSNAs were detected in organic fertilizers estimated to contain tobacco waste, deposited dust, and soil collected from inside and outside the plant. N'-nitrosonornicotine (NNN), 4-(methylnitrosoamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanone (NNK), and N'-nitrosoanatabine (NAT) components were detected in five of 15 deposited dust samples collected from the residential area around the plant, while TSNAs were not detected in the five sampling points in the control area. Also, the simulation test for the high temperature drying of tobacco waste found emissions of TSNAs. The CALPUFF modeling results showed that the survey area was likely to be included in the area of influence of TSNA emissions from the plant. Conclusions: It is estimated that harmful tobacco ingredients such as TSNAs were dispersed in nearby areas due to the illegal use of tobacco waste as a raw material to produce organic fertilizers at the plant. These findings assume that the residents have been exposed to TSNAs and suggest that the need for the establishment of measures to manage environmental health.

• 대한환경공학회지
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• 제31권3호
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• pp.203-207
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• 2009

최근 산업화에 따른 다양한 신종 미량유해물질의 등장과 지속적인 오염물질의 증가로 수질오염의 심각성과 그 위해성에 대한 관심이 커지고 있다. 특히 응집공정을 통하여 유기오염물질 제거를 좀 더 효율적으로 증가시킬 수 있는 방법들이 모색되고 있다. 본 연구는 도시하수 및 호소수를 대상으로 실험하였다. 응집공정에 사용하기 위해 응집 보조제로서 사용될 수 있는 지르코늄 실리케이트($ZrSiO_4$)의 특성을 연구 하였다. 응집공정에서의 지르코늄 실리케이트의 주입방법에 따른 유기물 제거율을 PDA (Photometric Dispersion Analyzer)를 통하여 평가하였다. 지르코늄 실리케이트는 pH 7에서 zeta-potential이 -32.22 mv였고 산성에 가까울수록 낮은 음(-)전하 값을 보였으며 지르코늄 실리케이트를 주입하지 않은 도시하수보다 주입하였을 때 $UV_{254}$ 값이 더 높은 특성을 나타내었다. 또한 PDA실험을 통하여 확인한 결과 지르코늄 실리케이트의 주입은 floc의 성장을 도와주는 것을 확인할 수 있었다. Alum을 이용한 응집공정에 대한 지르코늄 실리케이트의 주입방법을 선 주입, 동시 주입, 후 주입의 3가지 방법으로 실험을 수행하였다. 실험 결과 Alum과 지르코늄 실리케이트를 함께 주입한 경우 Alum을 단독으로 주입한 경우보다 유기물 제거율이 15% 이상 증가하였다. 특히 Alum 20 mg/L과 지르코늄 실리케이트 10 mg/L를 함께 사용한 경우 90% 이상의 높은 유기물제거율을 보였다. PAC (Poly Aluminium Chloride)와 PACS (Poly Aluminium Chloride Silicate)를 응집제로 이용하는 경우에도 지르코늄 실리케이트를 함께 주입 시 $COD_{Cr}$의 제거효율이 15% 이상 향상되었다. 결과적으로 지르코늄 실리케이트를 응집제와 동시에 주입한 방법이 전, 후로 주입한 경우보다 $COD_{Cr}$ 제거효율이 5~10% 높게 나타났으나, 용존성 물질은 시주입 시, 더 낮은 제거효율을 보였다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제50권4호
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• pp.561-572
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• 2008

다양한 조건하에서 가축분뇨처리공정을 운전하면서 각 자동제어 인자의 반응을 분석하고 ORP, DO, pH(mV)-time profile를 이용한 자동제어 신뢰성을 평가하였다. 또한 무산소 조건에서의 잔존 유기물 및 미생물 자기산화에 의한 탈질율을 고려한 적정 외부탄소원 공급량 지표를 파악하였다. 실험은 45L의 유효용적을 지닌 실험실 규모의 SBR 공정을 이용하여 수행되었다. ORP-와 pH(mV)-, DO-time profile 상에서 완전질산화를 의미하는 NBP가 뚜렷하게 발현하던 중 NH4-N의 낮은 부하와 고농도 NOx-N 함유 폐수의 유입 및 불충분한 무산소 조건 제공이 이루어졌을 때 ORP-와 DO-time profile 상에서 NBP가 사라지기 시작하였으며 NOx-N의 지속적인 증가에 의해 ORP 값의 민감성이 둔화되기 시작하였다. 그러나 pH(mV)-time profile은 항상 일정한 변화패턴을 유지하면서 암모니아성 질소의 완전 질산화가 이루어졌을 때 뚜렷한 NBP를 발현하였다. NOx-N/NH4-N의 비가 80:1 수준까지 높아지는 조건하에서도 pH(mV)- time profile상에서의 이러한 안정적 NBP의 발현은 지속되었으며 발현되는 NBP는 MSC(Moving Slope Change)의 변화 패턴을 추적함에 의해 인식되도록 프로그램 할 수 있었다. pH(mV)-time profile에서의 NBP의 발현과 MSC를 이용한 자동제어시점 인식은 반응조내 NOx-N 농도가 무려 300mg/L 이상의 수준에서도 안정적이었다. 유기물 농도에 따른 자동제어 인자의 반응을 분석한 시험에서도 반응조내 유기물의 농도가 STOC 기준 약 10,000mg/L 수준으로 증가함에도 불구하고 pH(mV)-time profile 상에서의 이러한 NBP 발현은 지속되었으며 고농도 유기물 축적 하에서도 동일한 자동제어 알고리즘이 이용될 수 있음을 알 수 있었다. 잔존 유기물과 미생물 자기산화에 의한 탈질율은 약 0.4mg/L.hr로 분석되었으며 안전지수 0.1을 도입하여 산출된 NOx-N 기준 적정 외부탄소원 공급량은 0.83 STOC/NOx-N으로 파악되었다.

• 한국환경과학회지
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• 제24권12호
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• pp.1601-1608
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• 2015

This study evaluates heavy metal(Cu and Cr) adsorption characteristics produced from food waste charcoal extracted in an optimal operation condition after analyzing activated charcoal of iodine adsorption and heavy metals that derived from an activation process of carbide by the developed by-products of food waste treatment facility using the methods from previous studies. As experiment apparatus, this study used a tube-shaped high temp furnace. The mixing ratio of by-products of food waste treatment facility, carbide, and activation component($ZnCl_2$) was 1:1. The experiment was proceeded as adjusting the activation temperature from 400 to $800^{\circ}C$ and activation time from 30 to 120 minutes. The optimal activation condition for iodine absorption was 90 minutes at $700^{\circ}C$ and by using the produced food waste charcoal, this study conducted an experiment on absorption of heavy metals (Cu and Cr) as changing pH of artificial wastewater and stirring time. As a result, pH 7 showed the highest heavy metal decontamination ratio and in terms of stirring time, it revealed balance adsorption after 10 minutes. This result can be particularly applied as basic data for recyclability of high concentration organic waste, by-products of food waste treatment facility, as an food waste charcoal.

• 한국환경과학회지
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• 제16권8호
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• pp.959-971
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• 2007

The three-dimensional eco-hydrodynamic model was applied to estimate the autochthonous COD caused by production of phytoplankton in Jinhae Bay. A residual current was simulated, using a hydrodynamic model, to have a sightly complicated pattern in the inner part of the bay, ranging from 0.001 to 5 cm/s. In the outer part of the bay, the simulated current flowed out to the south sea with a southward flow at a maximum of 25 cm/s. The results of the ecological model simulation of COD levels showed high concentrations, exceeding 4 mg/L, in the inner bay of Masan, an area of wastewater discharge, and lower levels, approaching less than 1 mg/L, closer to the outer part of the bay. The simulation results of Autochthonous COD by two methods using ecological modeling, showed high ratio over 70% of total COD. Therefore, it is more important to consider nutrients than organic matters in the region for control COD standard.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1998년도 제6회 하계 Workshop (98 한국막학회, 국립환경연구원 국제 Workshop, 수자원 보전과 막분리 공정)
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• pp.113-133
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• 1998

In activated sludge process, sludge settling condition is affected by organic loading rate or operation condition, and if settling condition is getting worse, it is common that overall process fails due to wash-out of biomass causing low concentration in the aeration tank. Also activated sludge process has such several problems as requiring large area, consuming a lot of power and producing large volume of sludge. Increased public concern over health and the environment combined with a strong desire to reduce capital, operating and maintenance costs, have created a need for innovative technologies for building new high quality effluents which vail meet 21st century crkeria. MBR(Membrane Bioreactor) process consists of a biological reactor and ultrafiltration(UF) membrane system that replaces the conventional clarifier of an activated sludge process. The main operating advantages of this system are that the quality of the effluent is independent of the settleability of the mixed liquor and that the effluent is free of suspended solids in any operating condition. It is possible to eliminate clarifier and to reduce the volume of aeration tank because it can afford to accumulate high biomass concentration in the bioreactor(20, 000~30, 000mg/L), which would not be possible in a conventional activated sludge process. Therefore, this process reduces overall treatment plant area. In addition to those advantages, Longer SRT condition enables higher sludge digestion in MBR process so the sludge volume produced is 50 to 70% lower than that of conventional activated sludge process There are two kinds of MBR process according to the allocations of membrane. One is cross flow type MBR of which module is located outside of the bioreactor and mixed liquor is driven into the membrane module. The other is submerged type MBR process of which module is submerged in the bioreactor and mixed liquor is generally sucked from the lumen side. addition to that the cake layer is often removed by the uplifting flow of bubbling air. A submerged MBR process is superior to a crossflow MBR in regard to the power consumption because suction pressure of a submerged MBR is generally lower than that of a crossflow MBR which has recirculation pump. A submerged MBR, therefore, has the potential to be applied to small wastewater treatment plants that need low cost treatment systems.