• 한국산학기술학회논문지
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• 제7권3호
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• pp.440-447
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• 2006

본 연구의 목적은 미나리와 끈상 미생물접촉재를 이용하여 생활하수의 하수처리장 방류수의 수질 개선을 위함이다. 최종 방류수의 수질을 개선하기 위한 침전조 모형 플랜트를 2개 제작하여 실험하였는데, 하나(Tank 1)는 기존 하수처리장 침전조와 같게 제작 하였으며, 다른 하나의 침전조(Tank 2)는 침전조의 수초섬 상부에는 미나리를 식재하고 하부에는 끈상 미생물 접촉재를 배치하였다. 유기 오염물질인 BOD, 부유고형물질인 SS, 질소 그리고 인에 대한 고도처리 효율을 검증하였다. 실험 결과 Tank 2에서 유출되는 배출수가 Tank 1에서 배출되는 유출수보다 처리 효율이 향상되었다. 처리 효율을 살펴보면, Tank 1보다 Tank 2 유출수의 BOD는 $7.9%{\sim}38.8%$가 향상되었으며, 부유고형 물질인 SS는 $14.3%{\sim}60.0%$ 향상되었다. 부영양화 물질인 T-N은 $9.6%{\sim}31.5%$ 향상되었으며, T-P는 $33.0%{\sim}80.0%$까지 향상되었다. 처리 효율로 판단하면 T-P와 SS 제거효율이 BOD와 T-N보다 높았다.

• 한국환경과학회지
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• 제23권6호
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• pp.1037-1047
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• 2014

A highly sensitive analytical method based on stir bar sorptive extraction (SBSE) technique and gas chromatography/tandem mass spectrometry (GC/MS-MS) has been developed, allowing the simultaneous multi-analyte determination of seven UV filters in water samples. The stir bar coated with polydimethylsiloxane (PDMS) was added to 40 mL of water sample at pH 3 and stirred at 1,100 rpm for 120 min. Other SBSE parameters (salt effect and presence of organic solvent) were optimised. The method shows good linearity (coefficients > 0.990) and reproducibility (RSD < 12.9%). The extraction efficiencies were above 84% for all the compounds. The limits of detections (LOD) and limits of quantification (LOQ) were 2.1~8.6 ng/L and 6.8~27.5 ng/L, respectively. The developed method offers the ability to detect 8 UV filters at ultra-low concentration levels with only 40 mL of sample volume. Matrix effects in tap water, river water, wastewater treatment plant (WWTP) final effluent water and seawater were investigated and it was shown that the method is suitable for the analysis of trace level of 7 UV filters except of benzophenone (BP). The method developed in the present study has the advantage of being rapid, simple, high-sensitive and both user and environmentally friendly.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제6권1호
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• pp.139-145
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• 1993

Biogas created from animal waste is a precious energy source. A practical and successful utilization of the biogas is not easy, because there lie some difficulties in biogas production and facilities investment. In this study, the requisites for a successful biogas utilization were discussed. The production results obtained in the previous operation of anaerobic digestion plant were used for the simulation. When the slurry heating was designed for constant biogas generation, depreciation costs of the facilities amounted 1,175,000 yen per year, and biogas productions at $24.5^{\circ}C$, $30.0^{\circ}C$ and $35.5^{\circ}C$ were $16.8m^3$, $17.6m^3$ and $25.1m^3$, respectively. Removal ratios of organic matters were not so high. At $35.5^{\circ}C$, energy value of the biogas produced was estimated 125.5 Mcal per day, and the following heat loss (y Mcal/day) was brought about by the temperature difference ($X^{\circ}C$) between the digester and atmosphere; y = 0.769X - 5.375. The costs of biogas production per cow were assumed to decrease according to enlargement of feeding scale, especially on scales of more than 30 cows. On recent levels of costs and prices of energy in Japan, they were nearly equal to 2 to 3 fold of the price of municipal mixed gas when a anaerobic digester was compulsorily heated and kept at $30.0^{\circ}C$ or $35.5^{\circ}C$.

• 한국물환경학회지
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• 제33권5호
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• pp.525-530
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• 2017

The attainment ratios of the water quality goals of the 114 mid-watershed representative stations, examined during the period2011 to 2015, were evaluated in the study. Of the four major river basins, the attainment ratio on water quality goal of the Geum River basin turned out to be the lowest. As a result of formal evaluation of the attainment ratios of BOD, COD and TOC, it was found that the attainment ratio of COD was much lower than that of BOD and TOC (I a circumstance thought to be caused by the higher COD/BOD and COD/TOC ratios of the water quality of the river than those of the environmental water quality standard). As well, higher COD/BOD and COD/TOC of wastewater discharged from point and non-point sources (other than those of the environmental water quality standards) might possibly represent one of the reasons. We also compared attainment ratio between the main stream and tributaries, which indicated that the higher attainment ratio was present in the main stream. The attainment ratio is also documented as more significant in the winter season than the summer season, possibly due to the contribution of non-point pollutants swept in by rain during the summer season during documented periods of high precipitation. Thus, water quality management in summer season and improvement of water quality of the tributaries might be important as a means of increasing attainment ratio on water quality goal.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제27권2호
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• pp.192-200
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• 2016

A characteristics of microwave drying-gasification was analyzed for converting a dewatered sewage sludge generated a wastewater treatment plant. Gas (60%) was the largest component of the product of microwave gasification, followed by sludge char (33%) and tar (2%). The main components of the producer gas were hydrogen (33%) and carbon monoxide (40%), and there was some methane and hydrocarbons ($C_2H_4$, $C_2H_6$, $C_3H_8$). Larger nitrogen and smaller oxygen amounts were generated. Gravimetric tar generated $414g/m^3$. This means a total tar which is a heavy hydrocarbons from the volatile organic substance in the sewage sludge. Selected light tars were benzene, anthracene, naphthalene, pyrene, showing lower concentrations as 2.62, 0.37, 0.49, $0.28g/m^3$, respectively. Sludge char has larger meso pores which is a mean pore size of $50.85{\AA}$ and has high adsorptivity. An amount of adsorption was $228.71cm^3/g$, showing higher quantity than acommercial adsorbers. This indicates that the gas obtained from the microwave gasification of wet sewage sludge can be used as fuel, but the heavy tar in the gas must be treated. Sludge char can be used as a tar reduction adsorbent in the process, and then burns as a solid fuel.

• 한국물환경학회지
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• 제37권6호
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• pp.520-530
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• 2021

Multivariate statistical analysis and an environmental hydrological model were applied for investigating the causes of water pollution and providing best management practices for water quality improvement in urban and agricultural watersheds. Principal component analysis (PCA) and cluster analysis (CA) for water quality time series data show that chemical oxygen demand (COD), total organic carbon (TOC), suspended solids (SS) and total phosphorus (T-P) are classified as non-point source pollutants that are highly correlated with river discharge. Total nitrogen (T-N), which has no correlation with river discharge and inverse relationship with water temperature, behaves like a point source with slow and consistent release. Biochemical oxygen demand (BOD) shows intermediate characteristics between point and non-point source pollutants. The results of the PCA and CA for the spatial water quality data indicate that the cluster 1 of the watersheds was characterized as upstream watersheds with good water quality and high proportion of forest. The cluster 3 shows however indicates the most polluted watersheds with substantial discharge of BOD and nutrients from urban sewage, agricultural and industrial activities. The cluster 2 shows intermediate characteristics between the clusters 1 and 3. The results of hydrological simulation program-Fortran (HSPF) model simulation indicated that the seasonal patterns of BOD, T-N and T-P are affected substantially by agricultural and livestock farming activities, untreated wastewater, and environmental flow. The spatial analysis on the model results indicates that the highly-populated watersheds are the prior contributors to the water quality degradation of the river.

• 대한환경공학회지
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• 제28권1호
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• pp.42-47
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• 2006

생물학적 고도처리는 혐기, 무산소, 호기의 조건을 반복하거나 재배열함으로서 이루어지는데 이때 혐기조와 무산소조에서는 유기산이 발생한다. 여기서 발생한 유기산은 질소와 인의 제거와 슬러지침강성에 중요한 인자로 작용한다. 따라서 본 연구에서는 하 폐수 고도처리 시 F/M비 변화에 따른 유기산의 발생정도와 잔류농도 변화와 기에 따른 유기물과 질소의 제거 특성과 처리효율 및 슬러지 침강성과의 관계를 모색하기 위해 특성을 검토 하였다. 고도처리를 위해 $A^2/O$ 공정을 사용하였고 MLSS의 농도의 변화로 F/M비를 조절하였다. F/M비를 $0.16{\sim}0.08$ kg-BOD/kg-MLSS/day로 변화 시켰을 때 F/M비에 감소에 따라 회분식 반응기에 의한 유기산의 생성량의 증가하였고 잔류 유기산 농도는 감소하였다가 증가하였다. F/M비가 $0.16kg/kg{\cdot}d$ 실험 조건에서 SVI와 SS는 높게 나타났으며 F/M비가 $0.11{\sim}0.13kg/kg{\cdot}d$로 높아짐에 따라 감소하여 양호한 상태를 보이다 F/M비가 증가함에 SVI와 SS도 지속적으로 증가하여 $0.08kg/kg{\cdot}d$에서 높은 SVI와 SS 농도를 나타내었다. 무산소조의 유기산 잔류 농도 그리고 탈질률을 비교한 결과 무산소조의 유기산 잔류량이 적을수록 탈질률은 증가하였다. 슬러지 침강성과 질소 제거효율을 고려한 최적의 유기산 잔류 농도는 $1.4{\sim}2.2$ mg/L이며 이때의 F/M비는 $0.11{\sim}0.13$ kg-BOD/kg-MLSS/day범위로 나타났다.

• 유기물자원화
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• 제30권4호
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• pp.5-13
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• 2022

현대의 환경문제는 다량의 폐기물의 발생과 무분별한 에너지의 소비로 인한 환경오염이 가속화 되고 있다는 것이다. 대표적인 에너지 생산 연료인 화석연료는 에너지를 생산하는 과정에서 연소가 이루어져 다량의 온실가스가 발생하고 최종적으로 기후변화를 야기한다. 또한 전 세계적으로 발생하는 폐기물의 양도 지속적으로 증가하고 있으며 처리하는 과정에서 환경오염이 발생하고 있다. 이와 같은 문제들을 동시에 해결하기 위한 방법 중 하나는 유기성 폐기물의 에너지화 및 감량화이다. 하수처리장에서 발생하는 하수슬러지는 해양매립이 전면 금지된 이후로 다양하게 처리되고 있으나, 그 발생량은 지속적으로 증가하는 추세이다. 하수슬러지는 유기물을 다량 함유하고 있어 혐기소화를 통하여 하수슬러지를 에너지화 하고 최종 배출되는 폐기물을 감량화 하는 것이 바람직하다. 하지만, 잉여슬러지의 경우 대부분이 하수처리에 이용되었던 미생물 덩어리로써 잉여슬러지가 혐기성소화 되기 위해서는 먼저 미생물의 세포벽이 파괴되어야 하는데 세포벽 파괴에는 많은 시간이 요구되기 때문에 혐기성 소화 과정만으로는 높은 바이오가스 생산율이나 폐기물 감량율을 달성할 수 없다. 따라서 잉여슬러지를 가용화하는 전처리 공정이 필요하며, 여러 가지 가용화 공법 중에서 열적 가용화 공정이 가장 효율적인 것으로 검증되었고, 혐기성소화 공정의 전처리 과정으로써 열적가용화 공정을 이용하여 잉여슬러지에 포함된 세포벽을 파괴한 후 전처리 된 잉여슬러지를 혐기성소화 함으로써 높은 바이오가스 생산율과 폐기물 감량율을 달성할 수 있다. 본 연구에서는 열적 가용화장치를 통하여 TS 10%의 농축 잉여슬러지를 전처리하는데 있어서 체류시간 및 운전온도 변수에 따른 가용화 특성에 대한 연구를 수행하였다. 열적 가용화장치의 체류시간에 대한 실험변수는 운전온도를 160 ℃로 고정한 상태에서 각각 30분, 60분, 90분, 120분이었다. 실험 결과로 도출된 TCOD와 SCOD를 통해 계산된 가용화율은 각각 12.11%, 20.52%, 28.62%, 31.40% 순으로 증가하였다. 또한, 운전온도에 따른 변수는 반응시간을 60분으로 고정한 상태에서 각각 120℃, 140℃, 160℃, 180℃, 200℃였으며 가용화율은 각각 7.14%, 14.52%, 20.52%, 40.72%, 57.85% 순으로 증가하였다. 이 외에 TS, VS, T-N, T-P, NH₄⁺-N, VFAs를 분석하여 농축 잉여슬러지를 대상으로 하는 열적 가용화 특성에 대한 평가를 수행 했으며, 그 결과 TS 10%의 농축 잉여슬러지에 대한 열적 가용화를 통하여 30% 이상의 가용화율을 얻기 위해서는 운전온도를 160℃로 고정할 경우 120분의 체류시간이 필요하며, 운전시간을 60분으로 고정할 경우 170℃ 이상의 운전온도가 요구되어 진다.

• 한국물환경학회지
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• 제20권1호
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• pp.78-85
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• 2004

As an ozone contactor, we newly adopted HJLR (High-performance Jet Loop Reactor) for the decolorization of Reactive black 5 and the mineralization of oxalic acid, which has been applied exclusively in biological wastewater treatments and well-known for high oxygen transfer characteristics. The ozonation efficiency for organic removals and ozone utilization depending on the mass transfer rate were compared to those of Stirred bubble column reactor, which was controlled by varing energy input in the HJLR and Stirred bubble column reactor. The results were as follows; first, the decolorization rate of Reactive black 5 in the HJLR reactor was nearly proportional to the increasing $k_La$. When the $k_La$ was increased by 25 % from $13.0hr^{-1}$ to $16.4hr^{-1}$, 30 % of the k' (apparent reaction rate constant) was increased from 0.1966 to $0.2665min^{-1}$ (Stirred bubble column; from 0.1790 to $0.2564min^{-1}$). Ozone transfer was found to be a rate-determining step in decolorizing Reactive black 5, which was supported by that no residual ozone was detected in all of the experiments. Second, the mineralization of oxalic acid was not always proportional to the increasing $k_La$ in the RJLR reactor. The rate-determining step for this reaction was OH(OH radical) production with ozone transfer, because residual ozone was always detected during the ozonation of oxalic acid in contrast with Reactive black 5. This result indicates that the increase of $k_La$ in the HJLR reactor is beneficial only when there are in ozone transfer limited regions. In addition, regardless of $k_La$, the mineralization of oxalic acid was nearly accomplished within 60 minutes. It was interpreted as that the longer staying of residual ozone by whirling liquid in the HJLR reactor contributed to an high ozone utilization(83-94%), producing more OR radicals.

• 공업화학
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• 제24권5호
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• pp.456-470
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• 2013

중공사형 막은 지난 수십 년간 빠르게 성장하고 있는 새로운 기술의 하나이다. 또한, 고분자 소재를 이용한 분리막은 기체분리, 연료전지, 수처리, 폐수처리, 유기물 분리 등 여러 분야에서 주목 받고 있다. 그중에서도 액체분리용 역삼투(RO)와 한외여과(Ultrafiltration)막의 중간 특성을 갖는 나노여과(Nanofiltration)막은 상대적으로 역삼투 막에 비하여 낮은 투자비와 낮은 운전압력, 높은 투과 성능을 가지며 다가 음이온 염과 $200{\sim}1000gmol^{-1}$사이의 유기물에 대한 높은 제거율을 갖는 막이다. 본 논문에서는 NF 중공사 분리막의 소재, 제조 방법(상전이법과 계면중합법)에 따른 멤브레인의 구조 제어 및 다양한 특성 평가에 관한 연구동향을 살펴보고자 한다. 현재 대부분의 NF용 분리막은 평막형(plate and frame type)이나 나권형(spiral wound type)으로 제품화 되고 있는데, 중공사형(hollow-fiber type)의 제품화가 지연되고 있는 것은 기존 소재를 바탕으로 제조할 경우 강도면에서 안정적이지 못한 면이 있으므로 새로운 소재를 개발하거나 기존 소재의 개선이 필요할 것으로 보인다. 이러한 부분을 보완할 수 있을 만한 제조 기술이 확보된다면 중공사 형태의 나노여과막이 점차 나권형막을 대체하여 시장에서 높은 점유율을 나타낼 수 있을 것이다.