• Structural Engineering and Mechanics
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• 제78권4호
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• pp.485-496
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• 2021

So far analytical methods on collapse assessment of three-dimensional (3-D) steel frames have mainly focused on a single-column-removal scenario. However, the collapse of the Federal Building in the US due to car bomb explosion indicated that the loss of multiple columns may occur in the real structures, wherein the structures are more vulnerable to collapse. Meanwhile, the General Services Administration (GSA) in the US suggested that the removal of side columns of the structure has a great possibility to cause collapse. Therefore, this paper analytically deals with the robustness of 3-D steel frames in a two-side-column-removal (TSCR) scenario. Analytical method is first proposed to determine the collapse resistance of the frame during this column-removal procedure. The reliability of the analytical method is verified by the finite element results. Moreover, a design-based methodology is proposed to quickly assess the robustness of the frame due to a TSCR scenario. It is found the analytical method can reasonably predict the resistance-displacement relationship of the frame in the TSCR scenario, with an error generally less than 10%. The parametric numerical analyses suggest that the slab thickness mainly affects the plastic bearing capacity of the frame. The rebar diameter mainly affects the capacity of the frame at large displacement. However, the steel beam section height affects both the plastic and ultimate bearing capacity of the frame. A case study on a six-storey steel frame shows that the design-based methodology provides a conservative prediction on the robustness of the frame.

• 한국물환경학회지
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• 제26권3호
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• pp.454-459
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• 2010

This study investigated the applicability of manganese coated media such as manganese coated sand (MCS), manganese coated sericite (MCSe) and manganese coated starfish material calcined at $550^{\circ}C$ (MCSf) to remove Mn(II) in synthetic wastewater. Manganese coated media prepared at different pH was applied in the treatment of soluble Mn(II) in batch and column experiments at various Mn(II) concentrations. The amount of Mn coated on three different media was approximately 800~1100 mg/kg. From the stability test, negligible dissolution of Mn was observed above pH 3.0. In batch test, more than 40% of Mn(II) was removed by all sand media at various manganese concentrations. In order to see the effect of additional oxidant for the removal of Mn(II), 4 mg/L of hypochlorite was added in Mn(II) solution during column experiment. Breakthrough of Mn(II) was greatly retarded in the presence of hypochlorite in all column reactors packed with different media. Among the manganese coated media, MCSf prepared at pH 4 indicated the highest removal capacity. The removal efficiency of Mn(II) was also increased in the multi-layer system (0.5 g of MCS, MCSe, and MCSf each).

• 대한환경공학회지
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• 제35권7호
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• pp.525-531
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• 2013

대하천의 조류문제에 대한 해결책을 찾기 위해 다목적 여과저류지를 활용하는 방안을 연구하였다. 문헌조사를 통해 용존 인의 흡착제거에 우리나라에서는 굴패각이 적합함을 알 수 있었고, 이를 흡착제로 활용한 등온흡착실험과 칼럼실험을 수행하였다. 등온흡착실험결과 흡착에 의해 하천수의 용존 인을 모두 제거하여 대하천에서의 조류발생을 방지하는 것은 어렵다는 것을 알 수 있었고, 칼럼실험결과 제한적인 조건에서는 굴패각을 흡착여재로 활용하는 방안이 가능함을 알 수 있었다. 실험결과를 근거로 이미 발생한 조류를 여과저류지를 이용하여 제거하는 방안을 제시하였으며, 인공하천의 하상표층에 형성된 슬러지 케익을 기계적으로 제거하여 하류의 농축부에 모아 최종제거하고 또한 농축부에서 흡착재로 굴패각을 사용함으로써 농축부의 사멸조류에 의한 인의 재방출을 억제하는 것이다.

• Environmental Engineering Research
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• 제23권1호
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• pp.92-98
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• 2018

Suitability of aluminium-based water treatment sludge (WTS), a waste product from water treatment facilities, was assessed for removal of heavy metals from an electroplating wastewater which had high concentrations of copper and chromium along with other heavy metals. Batch tests with simulated wastewater in single- and multi-metal solutions indicated the influence of initial pH and WTS dose on removal of six metals namely Cu(II), Co(II), Cr(VI), Hg(II), Pb(II) and Zn(II). In general, removal of cationic metals such as Pb(II), Cu(II) and Zn(II) increased with increase in pH while that of anionic Cr(VI) showed a reduction with increased pH values. Tests with multi-metal solution showed that the influence of competition was more pronounced at lower WTS dosages. Column test with diluted (100 times) real electroplating wastewater showed complete removal of copper up to 100 bed volumes while chromium removal ranged between 78-92%. Other metals which were present in lower concentrations were also effectively removed. Mass balance for copper and chromium showed that the WTS media had Cu(II) and Cr(VI) sorption capacities of about 1.7 and 3.5 mg/g of dried sludge, respectively. The study thus indicates that WTS has the potential to be used as a filtration/adsorption medium for removal of metals from metal-bearing wastewaters.

• Steel and Composite Structures
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• 제41권5호
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• pp.663-679
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• 2021

To elucidate the differences in the collapse behavior between a single-story beam-column assembly and multi-story frame, two 1/3-scale two-bay composite frames, including a single-story composite beam-column assembly and a three-story composite sub-frame, were designed and quasi-statically tested. The load-displacement responses, failure modes, and internal force development of the two frames were analyzed and compared in detail. Furthermore, the resistance mechanisms of the two specimens were explored, and the respective contributions of different load-resisting mechanisms to the total resistances were quantitatively separated to gain deeper insights. The experimental tests indicated that Vierendeel action was present in the two-dimensional multi-story frames, which led to an uneven internal force distribution among the three stories. The collapse resistance of TSDWA-3S in the flexural stage was not significantly increased by the structural redundancy provided by the additional story, as compared to that of TSDWA-1S. Although the development of the load response was similar in the two specimens at flexural stage, the collapse mechanisms of the multi-story composite frame were much more complicated than those of the single-story beam-column assembly, and the combined action between stories was critical in determining the internal force redistribution and rebalancing of the remaining structure.

• Steel and Composite Structures
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• 제46권2호
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• pp.279-292
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• 2023

Structural design against the progressive collapse has been a vital necessity for decades due to occasional tragic events. The question of whether designed structures against the progressive collapse are still robust if subjected to multi-hazard scenarios containing column removal and successive localized fires is ad-dressed in the current study. Two seven-story steel structures with an identical area but different structural configurations of 4- and 5-bays are designed against the progressive collapse; the structural components are also fireproofed for a 60 min fire resistance. The structures are then subjected to different column re-moval scenarios over different stories followed immediately by localized fires. Results indicate that the structures are not able to keep their stability under all of the considered scenarios; the 4-bay structure is more vulnerable than the 5-bay structure. It is also indicated that upper stories are more sensitive toward the considered scenarios than lower stories. To advance structural safety, two strategies are adopted: in-creasing the thickness of the insulation materials to reduce the thermal effects, or, increasing the safety fac-tor (ΩN) of the structures when designing against the progressive collapse. As for the first strategy, provid-ing a 35% and a 25% increase in the insulation thicknesses of the structural components of the 4-bay and 5-bay structures, respectively, can prevent a progressive collapse to trigger. As for the second strategy, in-creasing ΩN by 10% can enhance the structural integrity to where no collapse occurs under all of the sce-narios.

• 대한환경공학회지
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• 제27권5호
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• pp.535-541
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• 2005

본 연구에서는 피트모스(Canadian Sphagnum peat moss)로부터 추출한 피트-휴민 (p-Humin)입자를 충전한 칼럼의 연속흐름 조건하에서의 중금속 이온(Cd, Cu, Pb)의 흡착 및 탈착효율을 조사하였다. p-Humin 충전 칼럼은 단일 성분 및 혼합 중금속 용액 모두에서 높은 중금속 제거효율을 보였으며, 실험 결과는 Thomas 모델식을 적용하여 p-Humin의 중금속 흡착특성에 대한 기초 자료를 산출하였다. 단일 성분 중금속 용액을 대상으로 한 실험 결과, p-Humin 단위 그램당 Cd, Cu 및 Pb의 최대 흡착량($q_0$)은 각각 138.8, 44.66 및 41.61 mg/g으로 나타났다. 혼합 중금속 용액을 대상으로 각 중금속 이온의 경쟁흡착 반응실험 결과, p-Humin에 대한 중금속 이온의 친화력 세기는 Pb $\gg$ Cu > Cd이었다. 흡착된 금속이온은 0.05 N $HNO_3$ 용액을 사용하여 쉽게 탈착시켜 회수할 수 있었으며, 회수율은 약 95% 이상을 나타냈다. 본 연구를 통해 p-Humin은 친환경적이고 경제적인 생흡착제로서 폐수 중 중금속 이온의 제거에 활용 가능함을 확인하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제7권1호
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• pp.20-26
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• 1998

본 연구에서는 석탄회로부터 물리화학적인 방법에 의해 제오라이트 펠렛을 제조하고 이를 이용하여 폐수중의 암모니아에 대한 흡착 제거능 및 그 제거 특성을 조사하였다. 암모니아 흡착 실험은 다단계 흡착방식으로 흡착용 시료는 본 실험에서 제조한 제오라이트 펠렛과 천연 제오라이트 2종을 흡착 제거에 대한 비교실험시료로 사용하였다. 흡착실험은 그 단계를 일정 시간동안에 흡착이 일어나기 시작하는 초기, 흡착이 진행되는 중기, 흡착이 종료되는 말기로 나누어 각 흡착의 단계 및 사용하는 컬럼의 수에 따른 흡착량의 변화 등을 조사하였다. 흡착이 종료된 후의 흡착 효율은 천연 제오라이트의 경우 64.5%와 78.5%였으며, 본 실험에서 제조한 제오라이트 펠렛은 80.5%로 다른 시료에 비해 많은 양의 암모니아를 흡착하였다. 처리수의 암모니아 농도에 따른 흡착량의 변화는 암모니아의 농도가 증가할수록 흡착량도 따라서 증가하였다. 처리수의 pH변화에 따른 흡착량의 변화는 pH가 산성영역에 서 보다는 중성이나 알칼리 영역에서 보다 많은 양의 암모니아를 흡착하는 경향을 보였다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권7호
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• pp.541-548
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• 2009

본 연구에서는 매립장 침출수 같은 중금속과 유기물을 함께 함유하고 있는 폐수를 처리하기위하여, Fe(III)을 활성탄, 모래, 불가사리와 같은 담체에 첨착 및 코팅시킨 흡착제를 사용하였다. 제조된 Iron Impregnated Activated Carbon(Fe-AC), Iron Coated Sand(ICS), Iron Coated Starfish(ICSF)는 EPA 3050B 방법을 통하여 각 매질에 함유된 철 함량을 분석하였으며, 회분식 반응조에서의 흡착실험을 통하여 각 흡착제의 Mn(II), Zn(II) 및 Cu(II)의 제거성능을 비교하였다. Fe-AC 및 ICS의 철 함유량은 각각 1,612 mg/kg 및 1,609 mg/kg으로서 매우 유사하였으며 ICSF의 철 함유량은 1,768 mg/kg으로 ICSF의 철 코팅함량이 다른 두 가지에 비해 150 mg/kg 정도 높게 나타났다. 회분식 실험에서의 Mn(II), Zn(II), Cu(II)의 제거효율은 ICSF, Fe-AC, ICS의 순으로 높은 제거율을 보였다. 각 흡착제를 단일 및 다중층으로 충전한 칼럼반응기에 의한 연속식 실험결과, 단일 흡착제에 비해 ICS, Fe-AC, ICSF의 순으로 충전한 시스템에서 높은 중금속 및 페놀제거효율을 나타내었으며, Cu(II)와 Zn(II)에 대해서는 뚜렷한 파과능을 보였으나 Mn(II) 제거율은 상대적으로 낮게 나타났다. 각 흡착제를 병합 충전한 다중층 칼럼반응시스템은 중금속 및 phenol제거에 효과적임을 알 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권12호
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• pp.25-34
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• 2014

천연제올라이트와 제강전로슬래그를 목분과 함께 혼합 소성한 구형(Spherical type)의 다공성 ZSF 세라믹이 충진된 컬럼을 통해 산성광산배수의 처리 가능성을 파악하고 미세분석을 이용하여 산성광산배수 내 중금속의 제거기작을 연구하고자 하였다. 운전기간 110일(약 3.7개월) 동안 중금속의 평균 제거효율은 Al 98.7, As 98.7, Cd 96.0, Cu 89.1, Fe 99.5, Mn 94.4, Pb 96.3, Zn 80.8 %로서 높은 중금속 제거효율을 장기간 유지하는 것으로 나타났다. 컬럼연속 실험에서 다공성 ZSF 세라믹의 평균 중금속 제거능은 Al 21.76, As 1.52, Cd 1.27, Cu 3.41, Fe 44.83, Mn 3.48, Pb 2.36, Zn $3.76mg/kg{\cdot}day$로 파악되었다. SEM, EDS 및 XRD을 이용한 미세분석 결과 산성광산배수 내 중금속은 다공성 ZSF 세라믹에 의해 중화침전뿐만 아니라 흡착 및 이온교환 등 복합적인 기작에 의해 제거될 수 있다는 사실을 나타내고 있었다. 컬럼연속 실험을 통해 다공성 ZSF 세라믹은 산성광산배수 내 중금속을 장기간 안정적으로 제거할 수 있는 효과적인 처리제임을 확인할 수 있었다.