• 한국물환경학회지
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• 제29권1호
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• pp.74-80
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• 2013

본 연구에서는 오존과 오존/과산화수소 공정을 단독공정과 연속공정으로 각각 적용하여 피혁염색폐수의 색도 저감을 평가하였다. 오존 단독공정에서 색도 저감율은 65%였고, 오존 농도가 40 ~ 50 mg/L 이상으로 주입되면 오히려 색도가 증가하는 경향을 나타냈다. 반면에 오존/과산화수소 공정에서는 과산화수소 주입율을 오존 질량 대비 0.2와 0.3비율로 하였을 때, 색도의 증가 없이 완벽히 제거되었다. 비록 과산화수소의 주입이 색도 저감을 증가시키지만, 초기오존 소모량 구간에서는 과산화수소를 주입하여도 오존 단독 공정과 색도 저감율에서 큰 차이를 보이지 않았다. 결론적으로, 1단계에서 오존 단독공정으로 오존 소모량을 만족시켜주고 (30 ~ 40 mg/L), 그 이후에 과산화수소를 주입 하여 오존/과산화수소 연속 공정을 적용하는 것이 본 피혁 염색폐수의 색도 저감에 가장 효과적인 공정으로 평가되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권10호
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• pp.831-838
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• 2009

본 연구에서는 염소, 오존 및 오존/과산화수소 산화공정에서의 의약물질 3종의 제거특성을 살펴본 결과 diclofenac과 naproxen은 쉽게 산화공정에서 제거가 가능한 것으로 나타난 반면 ibuprofen의 경우는 산화공정에서 제거가 어려운 것으로 나타났다. 오존 단독공정 보다는 오존/과산화수소 산화공정에서의 의약물질의 제거효율이 높았으며, $H_2O_2/O_3$ 비가 1 이상에서는 제거율의 상승이 둔화되었다. 염소, 오존 및 오존/과산화수소 투입농도별 의약물질 3종에 대한 산화분해 속도 상수와 반감기를 살펴본 결과 염소, 오존 단독 투입에 비하여 오존/과산화수소 공정에서의 산화분해 속도상수가 높게 나타났고, 반감기는 단축되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권8호
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• pp.823-830
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• 2008

Rhodamine B(RhB) 탈색에 대한 광전기촉매 공정의 적용가능성을 분말 TiO$_2$를 충전한 슬러리 광전기촉매 반응기에서 연구하였다. 광전기촉매 공정의 반응기 시스템은 분말 TiO$_2$, Pt 전극 및 3개의 8 W UV-C 등으로 구성되어 있다. 전류, 전해질, 공기 유량 및 전극 재질과 같은 운전 인자의 영향을 고찰하였다. 광전기촉매 공정의 최적 광촉매 량과 전류는 각각 0.4 g/L과 0.02A이었다. 광촉매 공정과 전기분해 단독 공정에 의해 분해되는 RhB의 합보다 광전기촉매 공정에 의해 더 빨리 분해되었는데, 광촉매 공정과 전기분해 공정의 결합에 의한 시너지 효과를 나타내는 것으로 사료되었다. 광전기촉매 공정은 공기 유량에 의해 영향을 받는 것으로 나타났고 최적 공기 유량은 2 L/min이었다. RhB 탈색에 대한 전극 재질과 NaCl 효과는 본 실험범위에서는 크지 않은 것으로 나타났다.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 2008년도 추계학술발표회 발표논문집
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• pp.452-457
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• 2008

분말 TiO$_2$를 코팅한 전극은 전기저항으로 인해 0.5 A 이상의 전류를 인가할 수 없었으며, 1 A를 적용하였을 때 60분의 반응시간 후 최종 RhB 농도를 측정한 결과 Ru/Ti 전극의 RhB 농도 감소 가장 큰 것으로 나타났고, Ru/Ti > Ti > SG-TiO$_2$ > Th-TiO$_2$로 나타났다. 전기분해 공정만 적용한 경우 RhB 농도 감소의 순서는 Ru/Ti = Ti > SG-TiO$_2$ > Th-TiO$_2$ 전극의 순서로 나타났다. UV만 적용한 경우 RhB 제거는 작았으며, Ti와 Ru/Ti 전극은 UV만 적용한 경우와 RhB 제거농도가 비슷하였는데 이는 전극 표면에서 광촉매 반응이 일어나지 않는다는 것을 의미한다. 반면 TiO$_2$를 전극 표면에 형성하거나 코팅한 전극은 UV만 적용한 경우보다 RhB 농도가 낮게 나타났고, TiO$_2$가 형성되거나 코팅된 전극은 P-TiO$_2$ > Th-TiO$_2$ > SG-TiO$_2$의 순서로 나타났으나 차이는 크지 않았다. 광전기촉매 공정에서 시너지 효과가 거의 없는 것은 전극 표면에 코팅되거나 형성된 TiO$_2$의 양이 적고 광촉매 반응에 의한 분해 정도가 낮아 전자-정공의 재결합 감소효과가 적기 때문인 것으로 사료되었다. Th-TiO$_2$와 SG-TiO$_2$ 전극의 경우 전해질로 Na$_2$SO$_4$를 사용한 경우의 RhB 농도가 NaCl을 사용한 경우보다 RhB 낮게 나타났으나, Ti와 Ru/Ti 전극의 경우는 반대 현상이 나타났다. 이와 같은 결과는 광촉매 반응이 높은 Th-TiO$_2$와 SG-TiO$_2$ 전극에서의 Cl$^-$의 광촉매 반응 저해현상이 높게 나타났기 때문이라고 사료되었다. 반면 DSA 전극인 Ti와 Ru/Ti 전극의 경우 광촉매 반응이 거의 나타나지 않기 때문에 주반응인 전기분해 반응에서의 촉진 반응이 지배적이기 때문에 Th-TiO$_2$와 SG-TiO$_2$ 전극과는 정 반대의 현상이 나타났다고 사료되었다. 전기/UV 공정에서는 최적 전류는 0.75 A, NaCl 투입량은 0.5 g/L로 나타났으며, 최적 UV램프 전력은 16 W인 것으로 나타났다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제46권3호
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• pp.181-193
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• 2018

아산화질소($N_2O$)는 기후변화를 야기하는 온실가스임과 동시에 오존층을 파괴하는 가스이다. 하폐수 처리시 생물학적 질소 제거 공정에서 주로 배출되는 아산화질소가 환경에 미치는 영향은 매우 중요하므로 대책 수립이 필요하다. 본 논문에서는 하폐수 처리과정의 아산화질소 배출 관련 최신 연구동향을 종합적으로 고찰함으로써, 아산화질소의 배출량 및 생성에 미치는 주요 인자의 영향을 이해하고, 아산화질소 배출 저감 전략 수립에 필요한 정보를 도출하였다. 하폐수 처리공정에서 아산화질소가 배출되는 주요 경로는 hydroxylamine 산화, nitrifier 탈질 및 종속영양 탈질공정의 3가지로 구분된다. 실험실, 파일럿 및 실 규모 하폐수 처리 공정을 대상으로 아산화질소 배출량을 측정한 결과 아산화질소 배출량의 질소 부하량의 0-95%로 변이가 매우 컸다. 실 규모 하폐수 처리공정에서는 질소 부하량의 0-14.6%가 아산화질소로 배출되고, 평균값과 중간값은 각각 1.95%와 0.2%이었다. 아산화질소 배출량에 영향을 미치는 가장 중요한 운전인자는 용존산소와 아질산염 농도 및 COD/N 비율이었다. 아산화질소 배출 저감을 위해 운전인자를 조절하는 다양한 전략이 보고되고 있다. 또한, 하폐수 처리공정에서 아산화질소 배출 저감하기 위한 새로운 전략으로, 높은 아산화질소 환원효소 활성을 가진 미생물을 활용하거나, 기존의 탈질공정 대신 산소발생 탈질공정(oxygenic denitrification)을 도입하는 것이 제안되고 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권4호
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• pp.611-625
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• 2021

국내에서 채광한 백운석(Ca·Mg(CO₃)₂) (20~30 mm)을 활용하여 Mg crown을 제조하였다. 백운석을 사용하여 경소 백운석(CaO·MgO)을 제조하기 위하여, (a) 전기로(950 ℃, 480분)와 (b) 마이크로웨이브 가열로(950 ℃, 60분)를 사용하는 공정을 적용한 결과를 서로 비교하였다. 전기로 공정의 경우에는 CaO 56.9 wt%, MgO 43.1 wt%, 마이크로웨이브 가열로 공정의 경우에는 CaO 55 wt%, MgO 45 wt%가 얻어졌다. 마이크로웨이브 가열로를 사용한 공정에서는 백운석의 탈탄산 반응 시간을 1/8로 단축하여도 경소백운석을 제조할 수 있었다. 수화 시험(hydration reaction, ASTM C110)은 경소백운석의 수화 반응성의 기준이 되는데, 전기로 공정의 경우에는 고 반응성(최고 온도 79.8 ℃/1.5 분)을 나타내었다. 이러한 수화 반응은 CaO의 수화 반응에 의해 일어나는 것을 XRD 분석 결과에서 확인할 수 있었으며, 마이크로 가열로 공정의 경우에는 저 반응성(최고 온도 81.7 ℃/19.5 분)을 나타내었다. 이러한 낮은 수화 반응성은 CaO의 수화 반응이 일어난 후에 MgO의 수화 반응이 일어나서 CaO와 MgO가 모두 수화물 형태로 되는 것을 XRD 분석 결과에서 확인하였다. 전기로와 마이크로웨이브 가열로를 사용하여 1,230 ℃, 60분, 5 × 10^-2 torr의 조건에서 규소열환원 공정으로 제조한 Mg crown은 전기로 공정의 경우에 58.8 g 그리고 마이크로웨이브 가열로 공정의 경우에 74.6 g을 얻을 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권12호
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• pp.1281-1286
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• 2008

하수처리과정에서 온실가스인 N$_2$O가 발생하는데, N$_2$O의 지구온난화 기여율은 CO$_2$의 310배에 달한다. 본 연구에서는 하수처리공정에 따라 온실가스 배출계수가 어떤 차이를 보이는지를 분석하기위해 운전 중인 4개의 하수처리공정을 대상으로 조사하였다. 배출계수 산정을 위한 시료채취는 Flux Chamber를 이용하였으며, N$_2$O 정량은 6 port gas sampling valve가 장착된 Agilent사의 GC로 분석하였으며, 검출기는 ECD를 사용하였다. 하수처리공정별 오염물질 유입 부하에 대한 N$_2$O 배출계수 산정결과 5-stage공정은 0.94 g-N$_2$O/kg-TN으로 가장 낮았으며, 다음으로 활성슬러지공정이 2.65 g-N$_2$O/kg-TN, Denipho공정이 9.30 g-N$_2$O/kg-TN, 그리고 SBR공정이 26.73 g-N$_2$O/kg-TN으로 가장 높게 나타났다. 하수처리에서 N$_2$O 배출량 감소를 위해서는 조사대상 시설 중 5-stage 공정이 가장 적절한 것으로 평가하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.26-32
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• 2021

카본 전극 페로브스카이트 태양전지의 광활성층을 형성하는데 열판, 오븐, 쾌속열처리로 방법을 달리하며 이때 광전기적 특성과 미세구조 변화를 확인하였다. Glass/FTO/compact TiO2/meso TiO2/meso ZrO2/perovskite/carbon electrode 구조의 페로브스카이트 태양전지 소자를 열판 공정, 오븐 공정, RTA(rapid thermal annealing) 공정을 이용하여 준비하였다. 이때 광전기적 특성과 미세구조를 solar simulator와 광학현미경, 장발산주사전자현미경을 이용하여 각 소자의 특성을 분석하였다. 광전기적 특성 분석 결과, RTA 공정을 이용하여 제작한 소자에서 가장 우수한 광전기적 특성을 확인할 수 있었다. 미세구조 분석 결과 열판 공정과 오븐 공정으로 제작한 시편은 카본 전극 상부에 과잉 페로브스카이트 상이 형성되고, RTA 공정으로 제작한 시편에서는 시편 상부에 과잉 페로브스카이트 상 없이, 균일한 페로브스카이트가 형성된 것을 확인할 수 있었다. 또한 단면 미세구조에서는 RTA 공정으로 제작한 소자가 다공성 카본 전극 층에 고밀도의 페로브스카이트 층을 형성하여 우수한 광전기적 특성을 나타내었다. 따라서 대면적 소자 제작의 공정시간을 고려한 새로운 열처리방안으로 RTA 방법의 채용 가능성을 확인하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제29권1호
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• pp.12-18
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• 2019

스케일업된 초음파 분무 열분해 공정을 이용하여 양산용 구형 $SiO_2$ 분말을 합성하였다. 초음파 분무 열분해 공정에 사용된 전구체는 20 nm에서 30 nm의 $SiO_2$ 입자를 포함한 수계 $SiO_2$ 졸을 사용하였다. 초음파 분무 열분해 공정의 구동 조건과 전구체 조건의 변화가 합성된 $SiO_2$ 입자에 미치는 영향을 알아보기 위해 반응 온도, 운반 기체 공급 속도 그리고 전구체인 수계 $SiO_2$ 졸의 농도를 조절하였다. 합성된 $SiO_2$ 입자는 공통적으로 반비정질상, 구 형태의 매끄러운 표면을 나타내었다. 구형 $SiO_2$ 입자의 크기는 반응 온도가 증가 또는 전구체 농도가 감소함에 따라 감소하였다. 또한 운반 기체 공급 속도가 증가할수록 합성된 $SiO_2$ 입자의 크기는 증가하였다. 스케일업 규모와 실험실 규모의 초음파 분무 열분해 공정의 차이점을 비교하였고, 반응관 내부 체류시간이 상대적으로 짧은 실험실 규모의 초음파 분무 열분해 공정에서 합성된 $SiO_2$ 입자가 상대적으로 큰 입도를 나타내었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제7권3호
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• pp.21-29
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• 2006

난분해성 염색폐수를 처리하기 위한 화학적 처리 방법으로 오존단독처리와 3가지 경우의 고도산화공정[AOPs($O_3/H_2O_2$, $O_3/UV$, $O_3/H_2O_2/UV$)]의 처리특성을 실험적으로 검토하였다. 각각의 처리방법에서 합성 염색폐수를 대상으로 $COD_{cr}$ 및 색도의 제거효율, 생분해도(biodegradability)향상에 대한 처리특성을 상대적으로 비교 평가하였고 pH, 온도, 주입량, 순환유량 등을 주요운전인자로 하여 각 산화공정의 최적운전 조건을 파악하였다. 대상으로 한 모든 공정에서 염색폐수의 색도는 단시간에 대부분 제거되었지만, $COD_{cr}$ 제거측면과 생분해도 향상에서는 $O_3/H_2O_2/UV$ 공정이 가장 좋은 처리효율을 나타냈다.