• 대한환경공학회지
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• 제28권10호
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• pp.1024-1030
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• 2006

Genus Nitrospira와 Nitrobacter는 폐수 질산화 시스템의 대표적인 아질산 산화균으로 알려져 있다. Genus Nitrospira는 아질산 농도가 매우 낮은 조건에서도 이를 효율적으로 활용하는 K-strategists로 알려져 있는 반면에 Nitrobacter 종은 기질소비와 성장이 빠른 r-strategists로 알려져 왔다. 또한 유기물이나 용존산소도 아질산 산화균의 분포에 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 아질산과 유기물, 용존산소가 복합적으로 작용하는 질산화 시스템에서 아질산 산화균의 분포와 경쟁에 어떻게 영향을 받는지를 검토하였다. 이를 위하여 실험실 규모의 질산화 생물반응기와 질산화-탈질을 수행하는 $A_2O$ 계열의 실제 폐수처리장에서 여러 항목과 두 종류의 아질산 산화균 분포를 측정, 비교하였다. 그 결과 아질산 농도는 평균 5 mg-N/L로 유지되며, 호기조건에서 유기물이 매우 낮게 유지되는 실험실 질산화 생물반응기는 Nitrobacter가, 호기-무산소 조건에서 질산화-탈질이 일어나고 아질산이 거의 없는 상태이며 유기물이 비교적 높게 유지되는 $A_2O$ 폐수처리장은 Nitrospira가 우점종으로 분포하였다. 이것은 여러 인자가 복합적으로 작용하는 상태에서는 아질산 산화균의 분포가 유기물과 용존산소 보다는 아질산 농도가 가장 중요한 인자임을 보여주며 기질 친화도가 낮지만 반응속도가 빠른 Nitrobacter가 r-strategist, genus Nitrospira는 기질친화도가 높은 K-strategist인 특성을 보임을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권2호
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• pp.385-389
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• 2012

본 연구에서는 소나무 혼합수종을 이용하여 에너지 밀도 증가, 균일한 품질의 바이오매스 제공을 위해 무산소 조건에서 반탄화를 실시하였다. 반응온도는 240, 260,$280^{\circ}C$로 하여 30분 동안 반응시킨 후 반탄화 바이오매스 특성을 조사하였다. 침엽수혼합수종의 반탄화는 무처리 바이오매스와 비교하여 발열량이 향상되었음을 확인하였다. 반탄화 온도가 증가할수록 반탄화된 바이오매스의 탄소함량은 최대 46.55%에서 55.73%로 증가하였다. 반면 수소와 산소의 함량은 각각 6.00%에서 5.87%, 30.55%에서 27.21%로 감소하였다. 반탄화 과정에서 주로 헤미셀룰로오스와 휘발성 물질이 제거되었다.$280^{\circ}C$에서 30분 동안 반응하였을 때 최대 발열량 5,132 kcal/kg을 나타냈다. 이것은 처리전 바이오매스의 발열량 보다 약 13% 증가하였음을 나타내고 있다. 중량감소율과 에너지수율을 고려하여 비교한 결과 $240^{\circ}C$에서 30분 동안 처리하였을 때 효과적인 반탄화가 이루어졌다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제9권2호
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• pp.86-96
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• 1997

진해만에서 천해전선의 형성 및 전선과 수질분포와의 관계를 해석하기 위해 해양학적인 조사가 수행 되었으며, 또한 Simpson-Hunter의 성층계수 log(H/U$^3$)을 수치계산하였다.인공위성 자료와 현지조사결과에 의하면, 진해만의 천해전선은 가덕수로 북쪽해역 부근에서 형성되며, 전선부근에서 성층계수 값은 2.0~2.5이다. 전선이 셩성되는 위치를 기준으로 했을 때 만의 외해역과 진해만 서부해역에서는 COD 농도가 2.0 mg/l 이하로 낮으나, 전선역의 북쪽 내해에 위치한 마산만에서는 3.0~5.5 mg/l로써 높다. COD 농도는 마산만에서 외해로 갈수록 강한 해수교환으로 인해 점차 감소한다. 하계 저층 무산소 및 저산소 수괴는 진해만 서부해역과 마산만에서 일어나며, DO 농도는 성층계수가 증감함에 따라 감소한다. DO 농도는 전선이 형성되는 해역을 기준으로 만외에서는 약 4.0 mg/l 이상으로 높으나, 만내에서는 낮다. 천해전선은 연안에서 외해로의 물질수송에 대해 중요한 역하을 하며, 또한 전선의 형성지역은 물리적 및 화학적으로 중요한 경계를 이루는 것 같다.

• 생명과학회지
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• 제15권4호
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• pp.584-589
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• 2005

담체인 황토볼와 Chromobacterium WS 2-14을 이용하여 F-STEP공정(혐기${\rightarrow}$ 호기${\rightarrow}$ 무산소)에서 실제폐수에 존재하는 인산을 효율적으로 제거하기 위해 최적 황토볼 크기 및 소성 온도, 폐수의 초기 pH,폐수의 초기 인산염 농도, 운전온도, 그리고 통기를 검토했다. 최적 조건은 다음과 같다. 황토볼 크기 및 소성 온도, $2\~4mm,\;960^{\circ}C$; 실페수의 초기pH, 6.0; 실페수의 초기 인산 농도, 5.0mg/1. 운전온도, $30^{\circ}C$; 그리고 통기, 5.0L/min등이 얻어졌다. 그리고 최적 운전조건을 이용해서 pilot test을 65일 동안 진행했다. 인산 평균 제거율은 $92.0\%$였고. 또한 최종 유출수에서 COD와 BOD의 평균 제거율은 각각 77.1와 $74.2\%$였으며, SS의 경우는 평균 제거율이, $86.4\%$였다. 이상의 결과로부터 황토볼을 담체로 이용한 Biofilter System은 실제폐수에 존재하는 인산 제거 가능성을 암시했다.

• 한국항해항만학회지
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• 제29권5호
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• pp.475-480
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• 2005

선박에서 발생하는 오${\cdot}$폐수를 처리하기 위하여 생물학적 질소 및 인의 제거공정으로 사용되고 있는 연속 회분식 공정을 이용하여 유기물의 제거 특성과 산소 소모량, 반응조내에서 우점하고 있는 Bacillus sp.균주의 상태를 알아보기 위하여 Lab-sacle로 수행하였다. 반응조에서 COD의 제거효율은 $92.0\%$, 암모니아성질소는 $90.0\%$, 총질소의 제거효율은 $84.0\%$, 인의 제거효율은 $93.0\%$로 나타났다. Bacillus sp.를 이용한 SBR를 사용한 선박폐수의 처리효율은 안정적이었다. 포기시에 SBR 내의 pH는 초기의 8.1에서 30분동안에 pH는 7.0으로 감소하였다. 무산소 단계인 3단계와 4단계에서 pH는 증가하기 시작하여 최종적으로 pH는 7.3으로 유지되었다. TOC제거량에 대한 슬러지 생성량은 약$0.36kg{\cdot}MLSS/kg{\cdot}TOC$으로 나타났으며 낮은 슬러지 발생율과 높은 슬러지 침강성을 나타내었다. 반응조에서 바실러스균의 평균 우점율은 $24.2\%$로 나타났고 각 반응단계에서 안정적인 처리효율을 얻을 수 있어 충분히 우점화 되었다고 판단할 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권5호
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• pp.548-555
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• 2007

하폐수 처리에 대한 제어는 2가지의 장점을 가지고 있다. 유출수의 수질을 제어할 수 있다는 것과 하폐수 처리 비용의 절감이 그것이다. 본 연구의 목적은 부영양화의 원인물질로 잘 알려져 있는 암모니아성 질소를 제어함을 목적으로 한다. 제어는 간략화된 활성슬러지 모델 1(ASM No. 1)에 기초하고 있으며, 제어 방법은 다음과 같다. 우선, 유입수중 암모늄 농도를 측정하고, 간략화된 활성슬러지 모델 1(ASM No. 1)에 의하여 유출수 암모늄 농도가 1.0 mg/L가 아닐 경우 유출수의 암모늄 농도가 1.0 mg/L가 되도록 최적의 포기 시간을 산정하고 결정한다. 다음단계에서 유입수의 암모늄 농도를 교정한다. 이 과정은 계속적으로 반복되었다. 이와같은 방법에 의해 호기-무산소 조건을 반복하는 SBR 반응조가 한달간 제어되었다. 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다. 유출수의 암모늄 농도는 $0.22\sim3.1$ mg/L 범위를 순회하였으며, 유출수 암모늄 농도의 평균값은 1.1 mg/L이었다. 본 연구에서 사용된 Adaptive control 방법은 암모늄의 유출수 농도를 제어하고 예측하는데 매우 효과적이었다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권10호
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• pp.724-729
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• 2013

동시 질산화 탈질은 미세 용존 산소하에 한 반응조내에서 일어난다. 따라서, 본 연구에서는 인 방출을 위해 공기가 공급되는 MBR 전단에 혐기성 존을 만들어주었으며, 높은 DO 농도에서 탈질효율을 향상시켜 주기 위해서는 MBR 내에 배플을 설치하여 무산소 존이 이루어지게 하였다. 그리고 인 제거를 위한 테스트는 MBR 전단의 혐기성 반응조에 알럼 응집제를 투입하여 수행하였다. 질소 제거를 위한 SND의 최적 DO 농도 도출은 MBR 내 DO 농도를 2.0, 1.5, 1.0, 0.75 mg/L의 다양한 조건에서의 운전을 통해 수행하였다. 심지어 높은 알칼리성 하수라 알럼 응집제를 투입하였을 때 알칼리 용액 첨가 없이도 pH는 7.0~8.0로 유지되었다. TCODcr와 $NH_4^+$-N의 제거 효율은 모든 DO 농도에서 90% 이상이었다. DO 농도 2.0, 1.5, 1.0, 0.75 mg/L에서의 TN 제거효율은 각각 50, 51, 54, 66%이었다. DO 농도 0.75 mg/L 조건에서 알럼을 첨가한 결과 TN 제거효율은 54%로 감소하였다. 혐기성 반응조에 알럼을 투입한 결과 TP 제거효율은 29%에서 95%로 향상되었다. 그리고 알럼 투입 후 분리막 모듈의 화학적 세정 주기는 15~20일부터 40~50일으로 늘어났다.

• 자원환경지질
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• 제42권5호
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• pp.395-401
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• 2009

스멕타이트-일라이트 (SI)의 전이 반응은 쇄설성 퇴적암 지역에 흔히 볼 수 있는 광물 반응이다. 지난 40여년 동안 SI 전이 반응의 중요성에 대한 논문들이 많이 출간되었는데 이는 스멕타이트가 일라이트로 변하는 정도 즉 "illitization" 이 석유의 개발, 퇴적물의 화학적 변화 및 물리적 성질변화 에 많은 연계성이 있기 때문이다. 기존의 S-I 상전이에 대한 메커니즘 연구에서는 layer-by-layer reaction 에 의한 solid state 반응 혹은 dissolution/precipitation 반응으로 집약되지만 박테리아 반응의 역할을 전혀 고려하지 않았다. 무산소 환경에서 박테리아와 점토광물의 반응에 대한 연구, 특히 스멕타이트와 철 환원 박테리아의 반응 작용에 대한 연구에서는 철 환원 박테리아가 스멕타이트 구조 속에 있는 철을 환원시켜 에너지를 얻는다고 밝혀졌다. 최근 발표된 논문들은 미생물의 철 환원 작용에 의하여 S-I 상전이가 일어날 수 있다고 보고되었는데, 이는 기존의 상전이에 대한 개념에 즉 고온, 고압, 오랜 시간이 S-I 전이의 필수 조건이라는 일반적인 해석에 반하는 것으로 새로운 연구 분야의 가능성을 시사하고 있다. 현재까지 발표된 논문에 의하면 박테리아가 S-I 반응을 촉진지킴으로 고온, 고압, 혹은 상당시간의 속성작용이 전제조건으로 작용하지 않을 수 있다는 가능성을 시사한다. 하지만 박테리아가 철을 환원함과 동시에 스멕타이트를 일라이트로 전이시킴에 있어서의 메커니즘에 대한 이해는 아직 미비하다. 따라서 이 논문에서는 현재까지 밝혀진 SI 반응을 살펴보고, 미생물 광물간의 반응작용에 있어서 연구 방법을 소개함을 목적으로 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.251-259
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• 2016

본 연구는 가압식 마이크로버블 발생장치를 이용하여 공기를 마이크로화 시켜 공급하면서 pilot-scale 규모의 폭기조내 DO 농도 및 ORP 변화를 살펴보았다. 마이크로버블에 의한 폭기조 내 교반 및 산소전달 능력을 확인한 결과, 폭기조 횡(橫)방향으로 마이크로버블 공급위치에 따라 폭기조 내액의 순환으로 인하여 단일반응조 내에서 측정위치별 DO 농도가 다르게 나타남을 확인할 수 있었다. 또한, 마이크로버블 공급위치에 따른 교반현상을 파악하고 마이크로버블 공급위치의 적정성을 확인하고자 유체유동해석을 한 결과, 마이크로버블 공급위치가 폭기조 횡(橫)방향으로 1/2지점일 경우, 좌측면에서 공급될 때보다 폭기조 내부의 교반이 잘 이루어져 사영역이 적게 발생되는 것을 확인되었다. 실험 및 유체유동해석 결과를 바탕으로 마이크로버블 공급위치에 따라 단일반응조에서 DO 농도를 변화시켜 격벽이 없는 영역분리가 가능하므로 혐기, 무산소, 호기를 한 공간에서 운영할 수 있는 가능성을 확인할 수 있었다. 마이크로버블을 공급했을 경우, 산기관을 사용할 때와는 다르게 MLSS가 부상농축되는 고액분리 현상이 발생하였는데 마이크로버블이 생물학적 처리를 위하여 부상의 목적이 아닌, MLSS의 혼합과 적절한 DO 농도 유지를 목적으로 사용되기 위해서는 폐수 종류에 따른 적절한 크기의 버블선택이 중요함을 확인할 수 있었다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제8권4호
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• pp.380-391
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• 2003

광양만 및 여수해만의 중금속 오염과 저서환경에 대한 퇴적학적, 지화학적 특성을 평가하기위해 표층퇴적물을 채취하였다. 입도분석 결과 입도의 분포는 사질퇴적물과 점토질 퇴적물이 다양하게 분포하고 있는 것으로 나타났다. 사질퇴적물은 주로 POSCO 우측해역과 여수해만수로에 분포하고 있고 그 외 다른 지역에서는 니질퇴적물이 주로 분포하고 있다. 유기물(TOC) 함량은 약 0.2∼2.1%의 범위로 분포하고 있으며 유기물의 C/N비는 육지에서 공급된 유기물과 현장에서 생성된 유기물이 혼합되어 있음을 지시하고 있다. 또한 유기물의 C/S 비는 일부 지역에서 저서환경이 무산소 혹은 약한 저산소 상태에 있음을 지시하고 있다. 저질의 건강상태를 검토하기 위해 퇴적물중 황화수소 (H$_2$S) 함량을 측정한 결과 최고 301 ppm 에서 최소 0.7 ppm으로 나타났다. 전체적으로 묘도 안쪽지역에서 비교적 높은 값을 보이고 있어 일반적으로 오염된 저서환경을 지시하고 있다. 표층퇴적물에 대한 10종의 중금속 (Co, Ni, Cu, Cd, Pb, Li, Zn, V, Cr, Ba)에 대한 농축비(Ef)와 농집지수(Igeo)를 조사하였다. 그 결과 일부 지역에서는 평균퇴적 물의 농도에 비해 Pb, Ba는 최고 1∼7배정도 농축되어 있는 것으로 나타났으며, 그 외 금속 원소에 대해서도 0.8∼3.5 배 농축되어 있음이 나타났다. V와 Cd에 대한 농집지수는 조사지역 전역을 심하게 오염된 지역, 오염된 지역과 오염되지 않은 지역으로 대별할 수 있었다. 금속원소의 농축비 및 농집지수가 높은 곳은 유기물 및 황화수소 함량이 비교적 높게 나타나고 있으며 주로 세립질 퇴적물이 분포하는 지역으로 나타났다.