• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.283-283
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• 2015

1,4-dioxane은 페인트, 광택제 및 코팅제의 제조시에 첨가되는 화학물질로 인간에 대한 발암 가능성과 수중에서의 지속성으로 인해 EPA priority pollutant로 지정되어 있다. 이에 최근 고도산화법을 이용한 처리가 계속적으로 연구되고 있으며, UV/$H_2O_2$ 공법을 통하여 수계에서 발견되는 난분해성 유기 오염물의 제거가 효과적인 것으로 밝혀졌다. 하지만 고도산화공정(AOP)은 다량의 에너지 소모와 산화제 투여로 인한 높은 운전비용이 현실적인 적용에 장애가 되고 있다. 한편 상대적으로 저렴한 비용으로 1,4-dioxane을 처리할 수 있다는 장점으로 인하여 생물학적 분해에 대한 많은 연구가 진행되어 왔다. 하지만, 1,4-dioxane에 대한 많은 연구들이 주로 분해미생물의 분리동정 및 회분식 분해특성에 대한 연구들 위주로 보다 실질적인 연속적 처리반응조의 운전결과들은 거의보고 되지 않고 있다. 본 연구는 Lab scale 연속처리반응조의 장기운전 후 pilot plant 현장적용에 앞서 인공폐수와 합성폐수에서의 분해효율 비교 회분식 실험을 통해 합성폐수내 생물학적 분해에 영향을 미치는 inhibitor의 영향을 확인하였으며, 미생물의 배양 조건에 따른 분해효율 비교 회분식 실험과 modeling을 통하여 현장운영 효율을 예측하였다. 이를 반영하여 추후 진행예정인 pilot plant의 현장 적용성 검토 및 최적 설계인자 도출, 장기운전에서의 효율성 증대를 목적으로 한다.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.39 no.5
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• pp.246-254
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• 2017

Microcystin-LR (MC-LR) is one of most abundant microcystins, and is derived from blue-green algae bloom. Advanced oxidation processes (AOPs) are effective process when high concentrations of MC-LR are released into a drinking water treatment system from surface water. In particular, UV-based AOPs such as UV, $UV/H_2O_2$, $UV/O_3$ and $UV/TiO_2$ have been studied for the removal of MC-LR. In this study, UV-LED was applied for the degradation of MC-LR because UV lamps have demonstrated some weaknesses, such as frequent replacements; that generate mercury waste and high heat loss. Degradation efficiencies of the MC-LR (initial conc. = $100{\mu}g/L$) were 30% and 95.9% using LED-L (280 nm, $0.024mW/cm^2$) and LED-H (280 nm, $2.18mW/cm^2$), respectively. Aromatic compounds of natural organic matter changed to aliphatic compounds under the LED-H irradiation by LC-OCD analysis. For application to raw water, the Nak-dong River was sampled during summer when blue-green algae were heavy bloom in 2016. The concentration of extracellular and total MC-LR, geosmin and 2-MIB slightly decreased by increasing the LED-L irradiation; however, the removal of MC-LR by UV-LED (${\lambda}=280nm$) was insufficient. Thus, advanced UV-LED technology or the addition of oxidants with UV-LED is required to obtain better degradation efficiency of MC-LR.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.27 no.5
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• pp.461-467
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• 2005

Phthalate esters is recently considered as an environmental pollutant. This study investigated removal methods of phthalate esters in water environment. On tap water treatment condition with batch test, removal efficiency of coagulation precipitation of one oxidation were $26.6{\sim}33.8%$ and $10{\sim}15%$, respectively. Phthalate esters was effectively removed by the activated carbon adsorption process on tap water treatment condition. The operation of raw water with EBCT of 10 minutes on continuous process satisfied the standard of drinking water by the WHO and US EPA when the concentration of phthalate esters was $100\;{\mu}g/L$. On pilot plant test, coagulation precipitation process got $32{\sim}44%$ of removal efficiency, sand filtration process $6{\sim}10%$ and ozone oxidation process $8{\sim}10%$, respectively. DEP, DBP, BBP and DEHP were not detected after the raw water was processed with activated carbon. The actual survey of phthalate esters removal by advanced water treatment showed that $29{\sim}76%$, $3{\sim}29%$ and $17{\sim}22%$ of phthalate esters were removed on coagulation precipitation process, sand filtration and ozone oxidation process, respectively. DEP, DBP, BBP and DEHP were not detected after the raw water was processed with activated carbon.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.168-168
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• 2016

BDD(Boron Doped Diamond) 전극은 전위창이 넓고, 다른 불용성 전극에 비해 산소발생과전압이 높아 물을 전기화학적인 방법으로 처리하는 영역에 있어 매우 효과적일 뿐만 아니라, 전통적인 불용성 전극에 비해 전극 표면에서 수산화 라디칼(-OH)과 오존(O3)의 발생량이 월등히 높아 수처리용 전극으로서의 유용성이 매우 높다. 따라서 BDD 전극을 수처리용 전극에 사용하는 경우 수산화 라디칼(-OH)과 오존(O3), 과산화수소(H2O2) 등과 같은 산화제의 생성은 물론이고, 염소(Cl2)가 포함되어 있는 전해액에서는 차아염소산(HOCl)이나 차아염소산이온(OCl-)과 같은 강력한 산화제가 발생되어 전기화학적 폐수처리, 전기화학적 정수처리, 선박평형수 처리 등의 분야에 널리 활용될 수 있다. 본 연구에서는 상온 및 상압에서 운전이 가능하고 난분해성 오염물질 제거 효과가 뛰어난 전기화학적 고도산화공정(Electrochemical Advanced Oxidation Process, EAOP)에 적합한 대면적의 BDD 전극을 개발하고 자 하였다. 이러한 BDD 전극의 성막 방법으로는 필라멘트 가열 CVD, 마이크로파 플라즈마 CVD, DC 플라즈마 CVD 등이 널리 알려져 있는데 최근에는 설비의 투자비가 비교적 저렴하고, 대면적의 기판처리가 용의한 필라멘트 가열 화학기상증착법(Hot Filament Chemical Vapor Deposition, HFCVD)이 상업적으로 각광을 받고 있다. 따라서 본 연구에서는 HFCVD 방법을 이용하여 반응 가스의 투입비율, BDD 박막의 두께, 기판의 재질 등에 따른 여러 가지 성막 조건들을 검토하여 $100{\times}100mm$ 이상의 대면적 BDD 전극을 개발하였다. Fig. 1은 본 연구를 통하여 얻어진 BDD 전극의 표면 및 단면 SEM이다.

• Environmental engineer
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• s.181
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• pp.70-75
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• 2001

본 연구는 '99년 7월에 벤처형 중소기업 기술개발 지원사업으로 신규 계약된 과제로서 상수원수의 전처리 및 하수 2차 침전수의 재처리 공정에 활용될 생물 산화 여과지를 개발하는 것이다. 생물 산화 여과 system은 상수 원수의 전처리, 상수도의 고도정수 처리, 하수 및 폐수처리에 이용될 수 있는 것으로, 특히 물리적 여과기능과 포기 과정을 통한 산화 기능을 포함하는 생물학적 분해 및 자연정화처리환경을 유지하여 수질이 악화된 상수도의 전·후처리나 하.폐수의 3차 처리에 적용하기 위한 것이다. 생물 산화 여과 시스템은 여과지의 하부 장치에 균등한 공기(산소)공급시설을 하여 여과층에 연속적으로 공기를 공급하면서 여과를 함으로서 생물막 여과 및 산화 기능으로 유기물질, 철, 망간 등을 제거하고 공기의 부상력에 의하여 조류, 부유물질, 냄새 등을 동시에 제거하는 System이다. 현재 상수처리 공정으로서의 생물 산화 여과지 개발을 위해 Bench-scale과 semi-pilot plant를 거쳐 Y시 M취수장애 pilot plant를 설치하여 연구를 진행중에 있으며, 또한, G시 G하수처리장에 하수처리 공정에 관한 연구를 위해 pilot plant를 설치하고 하수 3차 처리와 저농도 하·폐수 처리를 중심으로 연구중에 있다. 아래의 연구 결과는 정수처리 공정 연구를 위한 Bench-scale plant실험을 통해 얻은 결과치이며 현재까지 진행된 연구는 주로 정수처리 공정 중심으로 이루어 졌으나 pilot plant에서는 정수 및 하수처리에서의 생물산화여과공정의 연구가 진행중이다. 현재 연구가 진행중이므로 각 인자별 최적운전조건 등은 계속적인 실험과 연구를 통해 찾아지겠으나 현재까지 수행된 연구자료를 기반으로 볼 때 생물산화 여과장치는 탁도, SS, VSS 등의 제거에 탁월한 효능을 보이고 있다. 수처리용 장치로서의 이러한 기본적인 기능 이외에 NPOC, DOC 제거에도 뛰어난 효능을 보이고 있으며 특히 정수처리 공정에서 문제시 되고 있는 동절기 암모니아성 질소제거 또한 큰 가능성을 보여주고 있다. 그 동안 외국기술에 전면 의존해 오던 생물 산화 여과방식의 국내개발은 비용 절감뿐만 아니라 국내 실정에 맞는 기술개발이라는 점에서 향후 그 적용 범위를 넓혀 갈 수 있을 것이다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.72.1-72.1
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• 2013

광촉매 활용 기술은 수질 및 대기 중의 난분해성 오염 물질 처리 등의 환경 분야에서부터 항균 및 초친수성 기능을 활용한 소재 분야, 그리고 태양광을 이용한 물분해 수소 제조 및 이산화탄소의 전환 등의 인공 광합성 연구 분야까지 그 응용분야가 대단히 넓은 기술이다. 본 강연에서는 이러한 광촉매의 반응 원리와 대표적인 응용분야인 환경 정화 분야 및 에너지 분야에서의 광촉매 기술의 활용, 그리고 현재 광촉매 관련 연구 분야의 주요 관심사 및 미래 성장을 위한 과제 등을 포괄적으로 다루고자 한다. 광촉매 반응은 반도체의 따간격 에너지 흡수에 따라 전자와 정공(+전하를 가진 전자와 같은 거동을 하는 입자)가 발생한 뒤에 일어나는 계면에서의 전자전달 반응을 기초한다. 발생한 정공과 전자는 각각 산화와 환원 반응을 유발하며 이러한 산화, 환원반응을 통해 다양한 분야로의 응용이 가능하다. 환경 정화 분야의 경우, 정공이 물 혹은 공기 속에 존재하는 수분과 반응하여 생성되는 OH 라디칼 ($OH{\cdot}$)의 강력한 산화력을 주로 이용하게 된다. OH 라디칼에 의한 다양한 난분해성 유기물질의 산화분해 반응을 활용하여 고도처리공정이 가능하게 되며, 수계 난분해성 유기오염물질의 제거뿐만 아니라 대기 중에 존재하는 VOCs, 악취물질 등의 분해도 가능하며, 아울러 바이러스나 박테리아와 같은 세균을 제거할 수 있는 것으로 알려져 있다. 한편, 물 분해 수소제조 및 이산화탄소의 전환과 같은 에너지 분야 응용의 경우, 전도대의 전자를 활용한 환원반응에 기초한다. 앞서 언급한 다양한 응용분야에서 활용될 수 있는 광촉매의 종류 또한 매우 다양하며, 이사화티탄(TiO2)는 대표적인 고효율 상용 광촉매이다. 아울러, 원하는 응용 분야에서의 광활성이 높은 새로운 광촉매의 제조 및 평가가 꾸준히 진행되고 있으며, 그 가운데 태양광의 가장 많은 영역을 차지하고 있는 가시광 활성을 갖는 광촉매 개발에 관한 연구가 활발히 수행되고 있다. 이에, 현재까지 개발된 다양한 가시광 광촉매 시스템에 대한 소개 및 각 광촉매 응용분야에서 최근 새롭게 대두되고 있는 이슈들에 대하여 중점적으로 고찰하고자 한다.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.27 no.4
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• pp.377-384
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• 2005

Algae causes not only the eutrophication of lake, but also the deterioration of drinking water process. Especially, algogenic organic matters(AOM) are assumed as disinfection by-products(DBPs) precursors like humic and fulvic acids. In this study, it was investigated the characteristics changes of algogenic organic matter(AOM) by prechlorination and coagulation treatment. Evaluation of enhanced coagulation and applicability of UV oxidation process were also evaluated as the drinking water treatment system for the eutrophicated water source. prechlorination was effective process for algae removal but caused releasing of dissolved organic matter(DOC) into water due to the destruction of algae's cell. In coagulation treatment with Fe(III) coagulant, reaction pH is an important factor for the removal of AOM and triholomathanes(THMs). At pH 5, removal efficiency of DOC and THMs were dramatically improved by 50% and 28%, respectively, in comparison with the conventional coagulation treatment at about pH 7. Photo-Fenton($UV/H_2O_2/Fe^{3+}$) process among the UV oxidations is the most effective system to remove AOM, but its removal efficiency was lower than that of enhanced coagulation treatment at pH 5.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.14 no.3
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• pp.645-654
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• 1994

Photocatalytic oxidation conditions of reactant recirculation flow rate 275 mL/min, aeration rate 2 LPM and $UV+TiO_2+H_2O_2$(500 mg/L) proved to be appropriate for water including organic materials treatment. With increasing turbidity and suspended solids concentration, at turbidity 10 NTU-suspended solids concentration 29 mg/L the phenol degradation efficiency increased, which in turn decreased at turbidity 50 NTU-suspended solids concentration 170 mg/L, however no significant differences were observed, demonstrating similar results with those obtained at zero turbidity and suspended solids concentration. The degradation efficiency of phenol decreased with increasing influent phenol concentrations. The $UV+TiO_2+H_2O_2$ photocatalytic advanced oxidation process conducted is considered to be possibly applied to the drinking water treatment, and the post-treatment process of biological wastewater treatment.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.36 no.8
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• pp.534-541
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• 2014

This study investigated a method to determine an efficient operating condition for the $UV/H_2O_2$ process. The OH radical scavenging factor is the most important factor to predict the removal efficiency of the target compound and determine the operating condition of the $UV/H_2O_2$ process. To rapidly and simply measure the scavenging factor, Rhodamine B (RhB) was selected as a probe compound. Its reliability was verified by comparing it with a typical probe compound (para-chlorobenzoic acid, pCBA); the difference between RhB and pCBA was only 1.1%. In a prediction test for the removal of Ibuprofen, the RhB method also shows a high reliability with an error rate of about 5% between the experimental result and the model prediction using the measured scavenging factor. In the monitoring result, the scavenging factor in the influent water of the $UV/H_2O_2$ pilot plant was changed up to 200% for about 8 months, suggesting that the required UV dose could be increased about 1.7 times to achieve 90% caffeine removal. These results show the importance of the scavenging factor measurement in the $UV/H_2O_2$ process, and the operating condition could simply be determined from the scavenging factor, absorbance, and information pertaining to the target compound.

• Proceedings of the Korean Environmental Sciences Society Conference
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• 1997.10a
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• pp.67-67
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• 1997

정수공정은 "원수 -1 침사지 1 전염소 -1 전오존 -1 침전지 1 여과지 1 후오존 1 GAC 4 후염소 1 가정수"로 이루어져 있으며 전처리 공정으로 염 소와 오존을 주입하게 되는데, 여기서 전염소 처리 공정으로 인해 잔류 유리염 소가 수중의 유기물질과 반웅하여 유해성 유기염소 화합물 (i.e.. Trihalomethane, Haloacetonitriles, Chlorophenol 등)을 생성하는 것으로 알려져 있다. 이러한 이유로 고도 정수처리 공정에서는 강한 산화력을 지닌 대체 산화 제로서 오존을 이용하고 있다. 전오존 처리공정은 OOC와 탁도 제거에 있어 응 집제 주입량을 감소시키는 것과 더불어 전오존 효과 (산화, 생분해 증대, 살균 등)를 얻을 수 있는 것으로 알려져 왔다. 그러나 낙동강과 같이 유기물이 많은 원수에 과다한 오존이 주입되면 수중 의 유기물이 저분자화 또는 응집이 어려운 오존 산화물로 변화하여 응집제의 소비가 많아지게 된다. 실제, 오존을 응집 효과에 대해서 pilot plant로 운전한 결과 전오존에 의해 입자성 물질의 제거 효율은 향상된 반면에 유기물 제거는 뚜렷한 효과를 볼 수 없었다고 보고되었다 (류, 1997). 본 연구에서는 물금 지역의 원수와 응집-침전 공정까지 거치는 각각의 처 리수에 대해서 전처리가 응집에 미치는 영향을 천연유기물질 (NOM)의 조성 변화로 파악하였다. 그 방법으로 천연유기물질 (NOM)을 XAD-1, -4 수지를 이 용하여 소수성 물질 (hydrophobic components)과 친수성 물질 (hydrophilic components)로 분리 및 농축하여 용존 유기물이 처리 과정에서 어떻게 변화하 는지를 조사하여 개선된 상수 처리 시스템을 설계하는데 기초 자료를 제공하고 수질 관리 분야에서도 적용하고자 하였다. 상수원수인 물금 지역의 소수성 물질(hydrophobic components)은 75~80%, 친수성 물질(hydrophilic components)은 30~33%정도의 분포를 보였고, 전염소 및 전오존 공정을 거친 처리수에서는 각각 62.2-62.8%, 43.9~49.0% 및 50~ 55%, 40~57% 정도의 분포를 보였다. 그리고 웅집-침전을 거친 처리수에서는 그 분포가 77~82%, 24-48%였다. 전주리 공정을 통하여 소수성 물질(byoghobic components)의 분포가 감 소하는 것을 볼 때 전염소 및 전오존 처리가 용존유기물의 응집에는 오히려 역 효과를 나타내는 것으로 판단된다. 것으로 판단된다.