• 대한환경공학회지
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• 제22권10호
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• pp.1799-1808
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• 2000

본 연구에서는 구입이 용이한 황토를 이용하여 축산폐수외 화학적 응집 처리제로서의 적용가능성과 최적 응집조건을 찾고 기존에 사용되어 왔던 고분자 응집제(PAC, PACS, LAS)와 응집성능을 비교하였다. 연구 결과 황토와 생석회의 최적 혼합비율은 3:7이었으며, 이 혼합 응집제의 적정 주입량은 30 g/L이었다. 기존 응집제와 비교실험에서는 loess : lime = 3 : 7의 경우 탁도, SS, BOD, $COD_{er}$, T-P, TKN의 제거효율이 각각 95.8%, 92.5%, 71.6%, 71.1%, 98.2%. 32.5%를 나타내었다. Loess : lime = 3 : 7은 응집제로서 사용할 수 있으며, 생산된 슬러지는 토양개량제로서의 사용 가능성을 확인할 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제58권2호
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• pp.176-183
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• 2020

이 연구에서는 작은 유기 분자 말단의 하이드록실기와 전이 금속 사이의 배위 결합을 통해 고분자와 유사하게 연결된 복합체를 제작하고, 점착 부여제를 추가하여 해당 물질의 점착제로의 사용 가능성을 확인하였다. 점착제 합성에 사용한 타닌산(tannic acid, TA)은 하이드록실기를 풍부하게 보유하고 있어 전이 금속과는 배위 결합이 가능하고 친수성 고분자와는 수소 결합이 가능하다. 위의 성질을 이용하여 타닌산과 전이 금속, 고분자 세 가지 성분을 한 번에 간단히 섞어 기판에 잘 펴지며 점착 능력을 보유한 특별한 유변 물성을 가지는 물질을 제작하였다. 합성에 사용한 전이 금속의 종류(Fe³⁺, Ti⁴⁺), 고분자의 종류, 처리 조건 등에 따른 유변 물성의 변화를 확인하는 과정을 통해 점착제로 사용하기에 가장 적합한 성분의 조합을 발견하였으며, 인체에 무해하며 높은 응집력과 접착력을 보유한 다목적 점착제로의 사용 가능성을 확인하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권10호
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• pp.651-655
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• 2012

본 연구에서는 천연 무기소재로부터 합성된 무기개량제의 슬러지 탈수능 개선 효과를 상용 유기고분자응집제와 비교 평가하였다. 2.0 mg/g sludge TS의 주입량에서 무기개량제는 여과시간, 여과비저항계수, 탈수케이크 함수율, 탁도를 각각 146에서 41초로, $8.3{\times}10^{14}$에서 $2.4{\times}10^{14}$ m/kg로, 82.1에서 77.1%로, 112에서 61.1 NTU로 향상시켰으며, 이는 상용 양이온 유기고분자 응집제에 필적하는 성능이었다. 따라서 무기개량제를 하수슬러지의 대체 개량제로서 활용 가능할 것으로 판단된다. 각 탈수능 성능지표 간의 상호 관계를 분석한 결과, 여과시간, 여과비저항계수, 탈수케이크 함수율 간에 강한 상호관계가 확인되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권12호
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• pp.1135-1142
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• 2009

본 연구는 고분자 응집제를 이용하여 짧은 시간에 입상형태의 슬러지를 제조한 다음, 입상슬러지를 호기성 입상화 장치에 주입하여 입상화를 시도하였다. 각 반응조에서 호기성 입자의 형성에 따른 입자의 크기, 밀도, 입자내 미생물 체외분비 고분자물질 등의 물리.화학적인 특성을 조사하였다. 입상형태의 슬러지를 호기성 입상화 장치에 주입하여 COD 부하량 3, 6, 9 $kg{\cdot}COD/m^3{\cdot}d$로 35일간 운전한 결과 최종 형성된 호기성 입장의 평균 크기는 각각 3.6 mm, 4.3 mm, 3.4 mm 이었고 호기성 입자의 침강속도는 각각 1.5 cm/s, 1.6 cm/s, 1.2 cm/s 이었다. COD 부하량에 따른 미생물 군집체의 비성장속도는 0.12 $d^{-1}$, 0.135 $d^{-1}$, 0.133 $d^{-1}$이었으며 전반적으로 호기성 입상화 장치에서는 COD 부하량이 $6kg{\cdot}COD/m^3{\cdot}d$로 운전된 반응조에서 호기성 입자의 물리 화학적인 특성이 우수하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.859-863
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• 2008

축산폐수, 침출수 등의 고농도 폐수를 생물학적으로 처리할 경우 최종 방류수는 강한 색도를 띠며 고분자량의 유기물질을 다량 함유한다. 이는 생물학적으로 분해하기 어려운 유기성 복합체와 생화학적 반응에 의한 중간생성물로 색도를 띠는 천연유기물질(NOM)을 포함한다. 생물학적 처리수의 색도는 심미적인 불안감, 방류수역의 수질오염 및 공중보건상의 잠재적 위해성을 갖는다. 또한, 수자원 이용측면에서 정수처리공정에서의 약품투입량 증가와 특히, 소독부산물 생성이라는 잠재적 문제점이 뒤따른다. 따라서 이러한 문제점을 해소하기 위한 생물학적 2차 처리수의 후속처리가 요구되며, 실제로 난분해성 유기물과 색도를 제거하기 위한 흡착, 막 분리, 고급산화(AOP) 및 화학적 응집 등의 물리-화학적 공정에 대한 연구가 수행되어왔다. 특히, 화학적 응집은 무기응집제 또는 고분자중합체(Polymer)를 이용하여 콜로이드성 입자와 색도를 띠는 난분해성 유기물을 전기적 불안정화를 유도함으로서 흡착 및 응집과정을 통해 제거하는 공정으로 많은 연구자들에 의해 연구되어왔다. 그러나 난분해성 유기물과 색도제거는 대상원수의 성상과 화학적 특성 등에 따라 각각의 제거효율과 최적 운전조건이 상이하게 나타난다. 화학적 응집공정은 비교적 높은 제거효율을 보이지만, 운전 및 유지관리의 기술적 어려움, 경제적 비효율성 등으로 인하여 적용에 어려움을 겪고 있는 실정이다. 본 논문에서는 생물학적 혐기-호기성 공정에서 방류되는 축산폐수의 2차 처리수를 대상으로 화학적 응집에 의한 색도 및 난분해성 유기물의 제거거동을 고찰하였다. 대상 처리수의 $TCOD_{Cr}$ 농도는 평균 410 mg/L인 반면, $BOD_5$는 7-15 mg/L 범위로 난분해성 유기물을 다량 함유하고 있음을 알 수 있었다. 이에 황산알루미늄(Aluminium sulfate; $Al_2(SO_4){\cdot}14H_2O$)과 염화철(ferric chloride)의 무기응집제를 이용하여 자 테스트(jar test)를 수행한 결과, 동일한 응집제 주입량에서 염화철의 유기물 제거 효율이 높은 것으로 나타났다. 황산알루미늄과 염화철의 경우 각각의 응집제 주입율 5.85mM에서 89%, 7.03mM에서 97.5%의 최대 유기물 제거효율을 보여주었으며, 이 때 최종 pH는 4.0-5.6 범위이었다. 한편, 대상 원수 내의 콜로이드성 입자 또는 용존성 유기물의 작용기(functional group)는 일반적으로 음으로 하전 되어 있어 응집에 의해 잘 제거되지 않는 특성을 가지고 있다. 따라서 과량의 응집제를 주입하여 다가의 양이온성 금속염을 흡착시켜 전기적으로 중화시키고, 생성된 침전성 수화물 내에 포획 또는 여과시켜 제거하게 된다. 이 때, 금속염 수화종의 전하밀도가 응집효율에 영향을 주는 것으로 알려져 있는데, 다가의 양이온은 전기적 이중층(Double layer) 압축에 의한 불안정화를 향상시킬 수 있기 때문에다. 또한, 2가 금속염은 색도유발물질과 흡착하여 humate 또는 fulvate 등의 착화합물(complex)을 형성시켜 응집효율을 향상시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 생물학적 2차 처리수의 화학적 응집처리에 있어서 알루미늄염 등의 다가이온 첨가가 응집에 미치는 영향을 관찰하고, 후속되는 플록형성 및 침전공정에 의한 제거효율을 비교, 평가함으로써 2차 처리수로부터 난분해성 유기물과 색도를 보다 효과적이고 경제적으로 제거할 수 있는 최적인자를 도출하고자 하였다.

• 상하수도학회지
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• 제35권1호
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• pp.63-69
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• 2021

Microalgae are primary producers of aquatic ecosystems, securing biodiversity and health of the ecosystem and contributing to reducing the impact of climate change through carbon dioxide fixation. Also, they are useful biomass that can be used as biological resources for producing valuable industrial products. However, harvesting process, which is the separation of microalgal biomass from mixed liquor, is an important bottleneck in use of valorization of microalgae as a bioresource accounting for 20 to 30% of the total production cost. This study investigates the applicability of sewage sludge-derived extracellular polymeric substance (EPS) as bioflucculant for harvesting microalgae. We compared the flocculation characteristics of microalgae using EPSs extracted from sewage sludge by three methods. The flocculation efficiency of microalgae is closely related to the carbohydrate and protein concentrations of EPS. Heat-extracted EPS contains the highest carbohydrate and protein concentrations and can be a best-suited bioflocculant for microalgae recovery with 87.2% flocculation efficiency. Injection of bioflocculant improved the flocculation efficiency of all three different algal strains, Chlorella Vulgaris, Chlamydomonas Asymmetrica, Scenedesmus sp., however the improvement was more significant when it was used for flocculation of Chlamydomonas Asymmetrica with flagella.

• 공업화학
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• 제9권3호
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• pp.451-456
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• 1998

식품가공 공장에서 1차 가공되고 버려지는 게껍질을 화학처리하여 chitin을 제조한 후, 탈아세틸화하여 chitosan(Cs)을 제조하여 이 chitosan에 acrylic acid, maleic acid, fumalic acid를 그라프트공중합시켜 CsAa, CsMa와 CsFa를 합성하였다. 제조한 Cs, CsAa, CsMa와 CsFa의 구조 확인은 FT-IR, 전자현미경, X-Ray회절분석기로 하였으며, 응집제로서의 가능성을 검토하기 위하여 제지공장 폐수를 대상으로 응집제의 투입량을 변화시켜 본 결과 투과도, COD, SS의 제거율이 투입량 40ppm에서 제일 좋았으며, chitosan 보다 그라프트중합체를 사용했을 때의 제거율이 월등히 개선되었다. pH 변화에 따라서는 투과도, COD, SS의 제거율이 pH 5에서 가장 우수한 결과를 나타내었다. Chitosan 보다 그라프트공중합체인 CsAa, CsFa와 CsMa가 월등히 우수한 제거율을 나타내고 있는 것은 chitosan에 카르복시기를 가진 단량체가 공중합됨으로서 양쪽성을 띠기 때문으로 예측된다.

• 대한화학회지
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• 제48권3호
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• pp.273-282
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• 2004

기존 설비를 이용하여 최소한의 공정 비용으로 PACS의 특성에 버금가는 개선된 폴리염화알루미늄(IPAC)을 합성하는 기술을 확립하였다. IPAC을 합성하기 전 규산염을 활성화하는 조건을 연구하였고, 수산화알루미늄과 진한 염산을 원료로 하여 활성화된 규산염과 알긴산염을 첨가하여 IPAC을 제조하였다. 제품의 규격, 구조 및 응집특성을 규격시험법, 기기분석법 및 Jar test 장치로 각각 시험연구 하였다. 본 연구에서 합성한 IPAC은 산화 알루미늄 함량이 17%이상 되었으나 원액 보관 시 전혀 침전 생성이 없었으며, 동일 조건에서 PAC 보다 더 큰 floc을 생성하였고 침강속도도 빨랐다. 현재 이 제조기술을 현장에 적용시킨다면 제조설비의 재투자 없이 기존 설비를 이용하되, 추가 반응시약 비용은 기존 공정 상 첨가하는 망초를 넣지 않아도 되기 때문에 거의 원가상승 요인 없이 고효율 무기 고분자응집제를 합성할 수 있었다.

• 청정기술
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• 제11권2호
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• pp.57-67
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• 2005

에폭시 수지는 ECH(Epichlorohydrin)와 BPA(Bisphenol-A)를 원료로 가성소다 존재 하에 탈수응축 반응을 통해 생성되며 반응 부산물로 소금물이 폐수로 발생되는데 이를 Brine이라 부르며 글리시돌과 같은 에멀젼 상태의 ECH 유도체와 수지성 폴리머를 함유하는 알카리성 폐수이다. 이러한 폐수는 폐수처리 과정에서 반응기 내부와 배관 내벽에 폴리머 입자가 침적 및 응고되어 plugging을 일으키는 등 전체적으로 후처리 공정에서 fouling 현상이 발생되고 있는데 이는 미생물의 분해 활성도를 급격히 떨어뜨려 폐수처리 효율이 낮아지는 문제점을 야기 시키고 있다. 본 연구에서는 무기 응집제와 유기 고분자 응집제를 이용하여 에폭시 수지 생산 공정에서 발생하는 brine 폐수에 존재하는 ECH 유도체와 수지성 폴리머를 반고상 슬러지 형태로 응집 및 침전시킴으로써 fouling 현상을 일으키는 요인을 제거하고자 최적의 응집반응 조건을 도출하였고 경제성 분석 등 이를 실제 공정에 적용할 수 있는 방안을 제시하고자 하였다.

• 공업화학
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• 제17권1호
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• pp.37-43
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• 2006

원수의 pH, 응집제의 주입량, 희석배수에 따라 알루미늄계 응집제(Alum, PACS, PACC)의 원수내 인과 탁질의 제거효과를 고찰하였다. 저탁도(20 NUT) 및 적정 pH 6~9하에서 알류미늄계 응집제간의 탁도 제거율의 차이는 뚜렷하게 나타나지 않았다. 그러나 인의 제거율에 있어서는 20~40 ppm의 주입량에 대해서 응집제의 염기도가 증가할수록 감소함을 알 수 있었다. Alum (0%)>PACS (45~50%)>PACC (70%), 고탁도(100 NUT) 하에서는 고분자 응집제인 PACS와 PACC의 응집성능이 단분자 응집제인 Alum보다 뛰어남을 알 수 있었다. 20 NUT의 저탁도에서 직접 주입한 경우와 비교해서, 500~2000배로 희석한 Alum의 경우에는 응집효율의 감소가 나타났으나 희석된 응집제의 체류시간이 증가함에 따라 탁도 및 인의 제거율이 증가하는 경향을 나타내주었다. 반면에 희석된 PACC의 경우에는 분산도의 증가에 기인한 응집성능의 향상이 나타났으나 희석된 응집제의 체류시간이 증가함에 따라 응집효율의 감소가 나타났다. 100 NTU의 고탁도 조건하에서는 Alum과 PACC를 희석하여 주입시 모두 응집성능이 향상됨을 알 수 있었다.