• 멤브레인
• /
• 제19권3호
• /
• pp.252-260
• /
• 2009

산성 용액의 수처리가 폴리아크릴로니트릴계 중공사형 한외여과막에 미치는 영향을 십자흐름 방식의 순환식 막 모듈 여과 장치를 이용하여 연구하였다. 막 모듈 여과장치를 이용하여 pH 2인 강산성 용액의 수처리를 시작한 지 약 80시간이 경과되었을 때 막 투과량(permeate flux)이 급격히 감소하는 것을 관측하였다. 또한, 수처리 시간 별로 막 모듈 여과장치의 공급조에서 채취한 샘플 용액의 자외선/가시광선 흡수 스펙트럼과 기체 크로마토그래피/질량분석(gas chromatography/mass spectrometry, GC/MS) 스펙트럼을 분석한 결과 수처리 시간이 경과함에 따라 막 모듈을 통과한 농축액 속에 새로운 유기 화합물이 생성된다는 사실을 알아내었다. 질량스펙트럼 분석을 통해 이 화합물을 1,6-dioxacyclododecane-7,12-dione이라고 예측하였으며, 각종 플라스틱 특히 폴리우레탄 제조 시 사용되는 첨가제 중 하나라는 사실도 알아내었다. 수처리에 사용된 막에 대한 전자주사 현미경 사진 및 고체 NMR 분석 등의 추가 실험을 통해 산성 용액 수처리 과정에서 발생한 막 투과량의 감소는 산성 용액 하에서 일어나는 UF막의 변형에 의한 것이 아니라 막 모듈 여과장치에 사용된 폴리우레탄 튜브에서 산과의 반응에 의해 용출된 저 분자량의 유기화합물이 막 오염 현상을 일으켰기 때문인 것으로 결론지었다. 이번 연구 결과는 산성 용액의 수처리 공정 시 UF막 자체의 산에 대한 반응성 뿐 아니라 막 모듈을 포함한 수처리 장치 자체의 산에 대한 반응성 역시 산 용액의 수처리 효율은 물론, 산을 이용한 막의 화학 세정 효율 및 수처리 막의 pH 사용 한계를 결정하는 데 매우 중요한 요소 중 하나라는 것을 보여준다.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제35권3호
• /
• pp.209-218
• /
• 1998

세라믹스계 생체재료중에서 그 화학조성과 결정구조가 사람의 뼈와 매우 유사하여, 다른 재료보다 생체진화성이 월등히 우수한 수산화 아파타이트 분말을 용액침전법으로 제조하였다. 이때 용액침전법의 가장 큰 단점인 칼슘결손의 발생을 억제하고, 아울러 질소대신 공기중에서도 화학양론조성의 수산화 아파타이트 원료분말을 쉽게 합성할 수 있는 방법을 개발하였다. 즉, 공기중에 존재하는 CO2 기체로부터 형성된 반응용액중에 {{{{ {CO }`_{3 } ^{2- } }} 이온의 농도를 pH를 이용 조절함으로써 침전반응 및 여과공정을 공기중에서 수행하면서도 Ca의 결손이 없고 소결성이 매우 우수한 수산화 아파타이트 분말을 제조할 수 있었다.

• 한국물환경학회지
• /
• 제22권1호
• /
• pp.17-22
• /
• 2006

This study is about backwash condition and membrane fouling at continuous coagulation/ultrafiltration process in water treatment. The capacity of pilot plant was $0.06m^3/d$. The result of the test, Backwash cycle time and duration time had a significant effect on the efficiency of system and backwash. Backwash duration time was determined to be fixed in 30 seconds for the system with more than 95% recovery rate, It needed 30 minute backwash frequency. During the continuous operation, membrane fouling was analyzed by determining the filtration resistance ($R_i$) and cake layer resistance ($R_c$). At the initial stage, filtration resistance highly influenced the fouling behavior. But after 1.5 hours, cake layer resistance became more important than filtration resistant.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제20권9호
• /
• pp.14-19
• /
• 2019

본 연구에서는 감태, 파래, 서실, 대황, 청각, 불등가사리, 세모가사리, 참도박, 미역, 다시마 등 해조류의 발효공정을 확립함으로써 해양 생물의 화장품 소재로의 사용 가능성에 대한 제안을 하고자 하였다. 해조류의 효과적인 발효를 위해 김치로부터 분리된 유산균인 락토바실러스 사케이(Lactobacillus sakei) 균주를 선정하였고, 첨가제로 전지 분유를 사용하였다. 해조류 분쇄물 2.0 % 와 전지분유 1.0 % 를 투입하고, 이후 $40^{\circ}C$ 까지 방랭하여 준비 한 후 락토바실러스 사케아이 유산균 1.0 % 를 접종 하였다. 발효물을 냉각하고 여과한 후 부틸렌글라이콜, 글리세린 등과 방부 역할을 할 수 있는 1, 2-헥산다이올 등을 첨가하여 혼합 후 제품을 완성하였다. 10 종의 해조류 중 감태, 청각, 미역, 다시마의 발효 효율이 좋음을 확인 할 수 있었다. 화장품에 적용 가능한 발효물의 함량을 결정 하였고, HET-CAM (The Hen's egg test-Chorioallantoic membrane) 법을 이용하여 원료의 안전성을 확인 하였다.

• 산업식품공학
• /
• 제14권4호
• /
• pp.359-366
• /
• 2010

목이버섯으로부터 항혈전물질을 추출하여 제품화하기 위한 대량생산공정을 다음과 같이 확립하였다. 즉, 건조된 목이버섯을 분쇄하여 75% ethanol로 추출하여 원심분리한 침전물에 증류수에 첨가한 후 $76^{\circ}C$에서 2시간 추출한 후 압착여과하여 여과액을 얻는다. 이를 감압농축한 후 여기에 최종 농도가 80%가 되도록 ethanol을 첨가하여 추출한 침전물을 동결건조한다. 제품의 소비지 기호도 조사를 통해 부재료의 종류와 첨가량을 결정하여 배합비를 목이버섯 추출물 90.5%, 고과당 2.0%, $\beta$-cyclodextrin 1.5%, 올리고 당 2.0%, 배 농축액 4.0%로 결정하였다. 제품을 포장하여 25, 37, $45^{\circ}C$에서 저장하였을 경우 저장 8주에서도 수분활성도, 수분함량, pH, 산도에 큰 변화가 없었다. 미생물 생균수는 $25^{\circ}C$와 $37^{\circ}C$에서 저장하였을 경우 저장기간이 지남에 따라 약간 증가한 반면, $45^{\circ}C$에서 저장하였을 경우에는 저장 2개월 후에는 대부분 사멸하였다. 제품을 쥐에 정맥투여하였을 경우 1,000 mg/kg 투여 시 APTT 활성, TT 활성, PT 활성, FIB 활성이 대조구와 비교하여 유의적으로 높았으며 500 mg/kg을 경구투여하였을 경우 항혈소판활성이 아스피린과 동일한 수준을 나타내었다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
• /
• pp.223-223
• /
• 2003

광통신에는 광신호의 전송과 광신호 처리에 처리 과정에서 광 손실을 수반하므로 각 요소별로 광신호 증폭이 반드시 필요하다. 또한 광통신망의 완전 광화를 위해서는 제조 공정이 간단하여 가격이 저렴하고, 높은 신뢰성과 높은 증폭 효율을 가지면서 다른 부품과의 집적화가 가능한 광도파로형 광증폭기가 요구되고 있다 그러나 실리카는 광통신 파장대인 1.55$\mu\textrm{m}$대역의 증폭이 가능한 Er 이온에 대한 용해도가 50ppm 이하로 낮아 lmol% 이상 고농도로 Er 이온을 첨가하여 높은 증폭 효율을 얻는데 한계를 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 Er 이온에 대하여 높은 용해 특성을 가지고 있어 고농도 Er 이온 도핑이 가능한 알루미나에 Er을 1-2 mol% 첨가하여 광발광 특성을 조사하였다. Er이 첨가된 알루미나 나노 졸은 Al(NO$_3$)$_3$ㆍ9$H_2O$와 Er(NO$_3$)$_3$.5$H_2O$가 일정 양 용해된 수용액에 NH$_4$OH를 가하여 침전물을 얻고 여과 및 수세하여 졸 입자의 함량이 약 5wt%가 되게 이온교환수와 해교제인 초산을 소량 가하여 10$0^{\circ}C$에서 약 50시간 열처리하는 방법으로 제조하였다. Er이 첨가된 알루미나 코팅막은 Er 이 첨가된 알루미나 나노 졸에 GPS(3-glycidoxypropyltriethoxysilane)를 Al에 대하여 7 mol% 가하여 스핀 코팅법으로 제조하였다. Si 기판에 코팅하고, 상온에서 90$0^{\circ}C$까지 각 1시간 열처리한 코팅막의 광 발광 특성은 Er 이온의 첨가량과 열처리로 변화된 알루미나 코팅막의 결정상과 연계하여 논의 될 것이다. X-선 회절법으로 분석한 알루미나 코팅막의 온도에 따른 결정상은 boehmite 상에서 약 50$0^{\circ}C$이후에 ${\gamma}$-Al$_2$O$_3$로 전이하고 있다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제28권12호
• /
• pp.1274-1279
• /
• 2006

본 연구에서는 낙동강 하류 매리원수, 부산시 회동수원지 원수 및 매리원수를 정수처리하는 pilot-plant의 급속 모래여과 처리수를 이용하여 오존 투입농도별로 $BDOC_{rapid}$4와 $BDOC_{slow}$의 생성특성에 대하여 조사하였다. $BDOC_{total}$ 농도가 최대가 되는 오존 투입 농도는 매리원수, 회동원수 및 모래여과 처리수에서 각각 0.9, 1.1 및 1.4 $mgO_3/mgDOC$로 조사되어 실험에 사용된 시료수의 특성에 따라 $BDOC_{total}$이 최대로 생성되는 오존 투입농도는 다르게 나타났다. $BDOC_{rapid}$를 최대로 생성시키는 오존 투입농도는 $BDOC_{total}$을 최대로 생성시키는 오존 투입농도 보다 낮은 $0.9{\sim}1.1\;mgO_3$/mgDOC로 나타났으며, 1 $mgO_3$/mgDOC 이상의 오존 투입농도에서는 $BDOC_{rapid}$의 농도가 오하려 낮아지는 것으로 나타났다. 또한. 오존 처리에 따른 $BDOC_{slow}$의 생성특성 조사에서 $BDOC_{slow}$는 $BDOC_{total}$과 $BDOC_{rapid}$를 최대로 생성시키는 오존 투입농도 보다 더 높은 오존 투입농도에서도 지속적으로 생성되었다. Biofiltration 공정의 전처리로 사용되는 오존의 최적 투입량을 결정할 수 있는 $BDOC_{rapid}/BDOC_{total}$비를 실험에 사용된 시료수별로 조사한 결과 $0.6{\sim}1.0\;mgO_3$/mgDOC로 조사되어 $BDOC_{total}$이 최대로 생성되는 오존 투입농도 $0.9{\sim}1.4\;mgO_3$/mgDOC보다 낮은 것으로 나타났다. 따라서 최적의 오존 투입율 결정시 BDOC 분류를 통한 접근법이 경제성 측면이나 biofiltration 공정의 효율면에서도 훨씬 효율적인 것으로 조사되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제49권5호
• /
• pp.571-576
• /
• 2011

점성 액체를 사용한 모사된 GTL공정(직경 0.102 m ${\times}$ 높이 1.5 m)에서 기포에 의해 발생되는 wake의 특성을 고찰하였다. 기체의 유속(0.04 ~ 0.12 m/s)과 액상의 점도(0.001 ~ 0.050 $Pa{\cdot}s$)가 wake의 특성 즉 상승속도, 빈도수, 크기 그리고 체류량에 미치는 영향을 전기저항 탐침법에 의해 결정하였다. 상승하는 단일기포들뿐만 아니라 다중기포의 후면에 형성된 wake 상들도 탐침에 의해 측정된 전기 전도도 요동자료로부터 효과적으로 검침되었다. 유속이 조절되는 압축 여과공기와 CMC 수용액을 각각 분산기체상과 연속액상으로 사용하였다. 실험결과 wake 상의 상승속도와 크기는 기체의 유속 또는 액상의 점도가 증가함에 따라 증가하였다. wake 상의 체류량과 빈도수는 기체의 유속이 증가함에 따라 증가하였는데, 이는 기체유속의 증가에 따라 공정에 유입되는 기체의 양이 증가하기 때문이다. 그러나, 액상의 점도가 증가함에 따라 기포의 크기와 wake의 크기가 증가하기 때문에 wake의 상의 체류량과 빈도수 값은 wake 상의 액상의 점도가 증가함에 따라 감소하였다. Wake 상 체류량의 기체의 체류량에 대한 비율은 0.25~0.48의 범위였으며, 이 비율은 액체점도가 증가함에 따라 증가하였으나 기체의 유속이 증가함에 따라 감소하였다. 본 연구의 실험범위에서 wake 상의 특성들은 운전변수의 상관식으로 잘 나타낼 수 있었다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제38권8호
• /
• pp.444-451
• /
• 2016

기존에는 lab-scale 연구에서 이론식을 기초로 막오염 모델식을 구성하였지만, 이러한 모델식은 여과, 역세, 배출이 연속적으로 이루어지는 실규모 현장에 적용하기에는 적합하지 않았다. 본 연구는 실제로 인천시 G-정수사업소에서 발생되는 배출수 처리를 위해 연속자동 운전되고 있는 침지막 공정을 대상으로 진행되었다. 정유량 조건에서 막오염 관리지표를 막간차압(Trans-Membrane Pressure, TMP)으로 결정하고 침지막 공정의 주요 운전변수인 총 투과유량과 조 내 SS농도를 독립변수로 하여 TMP의 시계열 예측을 시도하고 예측 가능성 및 적용성을 평가하였다. 유전자알고리즘을 이용한 시계열 예측모형을 구성한 결과, TMP 예측값이 펄스주기 형태와 경시적인 증가 추세 두 가지를 모두 반영하고 있어서 만족할 만한 결과가 나왔다. 두 번의 검증 결과, 선형회귀 방식으로 TMP 실측치와 예측치의 상관성(유의성)을 나타내면 각각 $r^2=0.721$, $r^2=0.928$ 수준이다. 본 연구에서는 하절기 자료를 활용하여 모델링 작업을 수행하였지만 추후에 연속자료가 더 쌓이면 같은 절차로 모델링 작업을 반복해서 더 높은 신뢰도의 예측모형을 구성할 수 있고 이를 실제 현장에 적용하여 2~3일 정도의 단기예측을 수행한다면 실제로 막공정을 에너지 효율적으로 운영하는데 도움이 될 것으로 사료된다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제39권5호
• /
• pp.237-245
• /
• 2017

본 연구는 전라북도 내 하수처리장 방류수를 효율적으로 재이용하기 위해 일일 방류량이 $5,000m^3$ 이상 되는 12개 하수처리장을 대상으로 방류수 수질을 조사하고 처리장 주변 현황을 파악하여 용도별 재이용 가능성을 제안하는데 목적을 두었다. 추가적으로 방류수를 재처리하기 위한 실험실규모의 실험도 수행하였다. 방류수는 7개 용도별 수질기준에 근거하여 중금속 16개 항목을 포함한 총 28개 항목을 수질 분석하였다. 분석결과 부적합 항목은 색도, BOD, TN, SS, 염화물, 전기전도도 등 6개 항목이며, 색도와 TN이 각각 8개소, 5개소로 가장 높았다. 유입원수가 공단폐수 및 음식물처리수가 유입되는 처리장의 경우 염화물과 전기전도도가 높았다. 방류수 재처리없이 직접 재이용수로 가능한 처리장은 4개소였다. 실험실 규모의 실험(Lab test)은 모래여과(SF)-활성탄흡착(GAC)-정밀여과(MF)-역삼투압(RO) 순으로 실험을 수행하였다. 총대장균군, 색도, 부유물질(SS) 제거는 SF와 GAC조합이 경제성과 처리 효율면에서 가장 적절하였으며, 염화물과 전기전도도는 SF, GAC, MF에서는 큰 효과가 없었으며, RO처리 후 90% 이상의 제거효율을 보였다. $UV_{254}$는 원수가 0.3651/cm에서 SF-GAC공정 후 0.0306/cm로 92% 이상의 높은 제거효율을 보였다. 중금속 중 총붕소(B-total)는 SF-GAC-MF-RO 처리 후 0.7054 mg/L에서 0.0854 mg/L로 88% 제거효율을 보였다. 결론적으로 각 처리장은 방류수 수질분석결과와 주변 지형을 고려하여 방류수 재이용 용도를 선택하여야 한다. 또한 재처리가 필요한 경우 처리할 수질 항목과 처리비용을 고려한 처리방법을 결정하는 것이 적절하다고 판단된다.