• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권6호
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• pp.775-780
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• 2009

폐수 방류수 중에 포함될 수 있는 내분비계 장애물질의 제거를 위해 생물학적 영양소 제거 공정에 존재하는 질산화 슬러지의 효용성을 탐색하여 보았다. 질산화 슬러지에 포함된 암모니아 산화균은 ammonia monooxygenase(AMO) 활성에 의해 암모니아 산화를 유발하는데, AMO의 기질 특이성이 낮아 암모니아 산화와 동시에 다양한 화합물이 공산화된다고 알려져 왔다. 본 연구에서는 이러한 공산화 활성이 내분비계 장애물질의 제거에 효과적인지 판단하기 위해, 질산화 슬러지, 유기물산화 슬러지, 멸균 슬러지를 각각 이용하여 3가지의 모델물질(bisphenol A(BPA), nonylphenol(NP), dibutyl phthalate(DBP))에 대한 제거 효율을 비교하였다. 질산화 슬러지에 의한 분해에서는 3가지 모델물질 모두, 배지 중에 질소원으로 아질산염보다 암모늄염을 이용했을 때의 초기 분해속도가 빠르게 나타나서 암모니아 산화 활성과 모델 물질의 분해가 관련이 있는 것으로 나타났다. 반면에 아질산염을 공급한 질산화슬러지에서나 혹은 질산화 활성이 낮은 유기물산화 슬러지를 이용한 경우는 일정한 적응 시간이 지난 이후에 모델 물질들의 분해가 시작되었다. 이는 모델 물질을 탄소원으로 이용하는 균주의 성장 및 활성이 일정한 적응 시간 이후에 나타난 것으로 보인다. 모델 물질의 제거에 슬러지에 의한 물리적 흡착이 어느 정도 기여하는지 확인하기 위해서 멸균 슬러지를 이용한 흡착 제거를 시도하였다. 초기 투입량의 10~20% 내외가 흡착에 의해 상등액에서 제거되었는데, 이를 통해 폐수 슬러지를 이용한 BPA, NP, DBP의 제거에는 물리적 흡착보다는 생물학적 분해 기작이 더 중요한 것으로 보인다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.59-67
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• 2014

이 연구는 중금속 오염물질의 효과적인 정화를 위하여 배수재에 흡착가능한 오염물질의 양을 평가하는 것이고 배수재의 오염 물질 흡착능은 배수재 필터에 도포된 반응물질의 오염물질 흡착시험을 수행하고, 등온흡착모델과 비교하여 평가하였다. 시험에서 사용한 반응물질은 천연 제올라이트이고, 오염물질은 구리, 납, 카드뮴이다. 오염물질별로 초기농도 변화에 따른 흡착량을 Freundlich와 Langmuir흡착등온모델과 비교하였다. 배수재 표면에 도포된 반응물질 성분분석결과 Si, Al, O의 성분이 각각 약 28%, 11%, 48% 포함되어 있어 배수재 표면에 도포된 물질이 중금속(Cu, Pb, Cd) 오염물질 흡착을 위한 반응물질인 제올라이트의 성분으로 나타났다. 반응물질인 제올라이트의 중금속 흡착반응속도는 납, 구리, 카드뮴의 순으로 나타났다. 흡착물질의 성능평가 중 중요한 요소가 반응속도이고, 최대흡착량과 반응속도의 관계에서 제올라이트를 반응물질로 사용할 경우, 지반내 복합중금속의 제거 순서를 결정하는 설계 요소로 활용할 수 있다. 즉, 납은 구리에 비해 최대흡착량은 작지만 상대적으로 반응속도가 빠르므로 1차적으로 제거가 가능하며, 납의 제거 후 구리의 제거가 가능하다. 카드뮴의 경우 다른 중금속의 제거 후 마지막으로 제거가 가능한 것으로 분석되었다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 1998년도 총회 및 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.22-26
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• 1998

토양오염 정화방법의 하나인 토양증기추출법(soil vapor extraction, SVE)은 오염된 토양에 진공 또는 가압의 공기를 공급하여 연속적인 공기 흐름을 유도함으로써 토양의 기공에 잔류하는 유해화합물의 증발을 촉진하여 오염물질을 제거하는 공정이다. 본 연구에서는 토양증기추출법의 효율에 영향을 주는 인자들 가운데에서 토양의 수분함량과 오염물질의 종류가 오염물질의 제거효율에 미치는 영향에 대한 실험과 계산을 수행하였다. 인공토양으로 glass bead, sand, molecular sieve가 사용되었으며. 오염물질로는 톨루엔. 메틸에틸케톤, 트리클로로에틸렌이 사용되었다. 각 실험에 대하여 프로인들리히 등온식과 기공확산모델 등을 고려하여 계산을 수행한 결과, 수분이 없는 경우에는 탈착식에 의해, 수분이 있는 경우에는 interparticle에서의 확산 현상에 의해 오염물질의 제거속도가 지배됨을 알 수 있었다. 이러한 연구결과는 정화대상지역에 SVE를 이용한 적절한 정화방법을 설계하는데 기초자료로 이용할 수 있을 것이다.

• 청정기술
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• 제14권1호
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• pp.47-52
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• 2008

흡착공정의 흡착속도를 표현하는 여러 가지 물질전달 모델들 가운데, 식의 형태가 비교적 간단한 선형추진력(Linear Driving Force, LDF) 모델이 많이 사용된다. 본 연구에서는 벤젠을 분리 및 제거하기 위한 실제 흡착공정에서 이 물질전달모델의 적용가능성을 알아보고자 하였다. LDF모델에 의한 전산모사 결과와 동적실험에서 구한 실험 값을 비교함으로써 흡착공정의 물질전달 계수를 구하였다. 여러 다른 값의 온도 및 압력에서 얻은 파과곡선을 이용하여 물질전달계수의 온도 및 압력에 대한 의존관계를 알아보았다. 물질전달계수의 온도와 압력에 대한 의존성은 각각, 아레니우스함수와 지수함수 형태의 경험식으로 표현할 수 있었다.

• 청정기술
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• 제20권2호
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• pp.160-165
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• 2014

지난 수년간 나노기술의 혁신성과 다양한 나노소비제의 적용으로 수많은 나노물질들이 제조되었다. 아울러 나노물질과 나노소비재의 연간 생산량이 증가하고 있어서, 의도하지 않은 환경 노출이 야기되고 있다. 그러나 나노물질을 함유한 폐수는 기존 하폐수처리 시설을 이용하고 있는 실정이다. 국내는 지금까지 실제 하폐수처리장내 나노물질 제거효율을 평가한 사례가 없다. 이에 현장 노출평가에 앞서 파일럿 규모의 하수처리장치를 설계하고자, 설계인자 도출을 위한 슬러지내 나노물질 제거 모델식과 상용 공정 시뮬레이션을 이용하였다.

• 폴리머
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• 제28권2호
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• pp.121-127
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• 2004

폴리(에틸렌 나프탈레이트)의 축중합 반응은 가역반응이므로 부반응 물질인 에틸렌 글라이콜의 신속한 제거가 높은 분자량의 제품을 얻는데 매우 중요하다. 본 연구에서는 폴리(에틸렌 나프탈레이트)올리고머로 박막을 제조하여 실제 반응기와 동일한 조건 하에서 (28$0^{\circ}C$, <0.1mmHg) 반응시켜 이 때 일어나는 물질 전달 현상을 관찰하고자 하였다. 여러 가치 두께의 박막을 제조하여 반응 실험한 결과 두께가 0.025cm 이하의 영역에서는 박막에서의 물질 전달 저항이 크지 않아 총괄 반응 속도에 영향을 미치지 않음을 관찰하였다. 물질 전달 모델 및 확산 모델을 사용하여 반응 결과를 예측한 결과 두 모델 모두 실험 결과를 잘 예측하였으나 확산 모델의 경우 중합도가 낮은 영역에서 물질 전달 모델에 비해 반응이 더 빨리 진행되는 경향을 보였다. 두 모델을 이용하여 물질 전달 관련 계수를 예측한 결과 폴리(에틸렌 나프탈레이트)에서의 확산 계수는 4.7${\times}$$10^{-6}$$\textrm{cm}^2$/sec, 물질 전달 계수는 1.4${\times}$$10^{-4}$cm/sce로 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 경우보다 작은 값을 보였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제16권5호
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• pp.5-11
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• 2015

지하수 내에 영양염류와 중금속 등의 오염물질이 동시에 존재하는 경우 두 가지 이상의 반응성 매질을 적용한 연속식 반응벽체공법이 적용될 수 있다. 본 연구에서는 영양염류 오염물질인 암모늄과 인산염, 그리고 중금속인 카드뮴의 복합오염물질의 제거를 위해 제올라이트와 제강슬래그를 반응성 매질로 구성한 연속식 반응벽체공법의 적용성을 평가하였다. 흐름 조건을 모사한 주상실험을 수행하여 제올라이트와 제강슬래그와의 연속반응에 의한 오염물질의 제거효과를 평가하였다. 주상실험결과는 비평형 이류확산 모델을 적용하여 주상실험에서의 비평형 반응을 해석하였다. 주상실험을 통해 제올라이트는 암모늄 제거에 효과적이며 제강슬래그는 인산염과 카드뮴 제거에 효과적임을 확인하였으며, 연속식 반응벽체 구성 시 제올라이트와 제강슬래그 순서로 반응시키는 조건이 효과적인 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권2호
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• pp.151-157
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• 2005

본 연구에서는 퇴적물에서 일어나는 유기물 분해과정 중 이용된 전자 수용체와 분해과정에서 생산된 환원 물질의 농도 변화를 적절히 파악하고 정량화하기 위한 수치모델을 개발하였다. 퇴적물에 서식하는 미생물이 전자 수용체를 이용하여 유기물을 분해하는 반응들은 전자 수용체의 종류에 따라서 다음과 같이 6가지 형태로 구분 할 수 있다: (1) 호기성 분해(Aerobic Respiration), (2) 탈질(Denitrification), (3) 망간 환원(Manganese Reduction), (4) 철 환원(Iron Reduction), (5) 황산염 환원(Sulfate Reduction), (6) 메탄 환원(Methanogenesis). 이와 같은 6가지 반응은 양론(Stoichiometry)적으로 표현되어지며, 여기에 관여하는 3개의 고형물질(침전성 유기물질, manganese oxides, iron oxides)과 8개의 용존물질 (oxygen, nitrate, sulfate, ammonia, dissolved manganese, dissolved iron, sulfide, methane)의 움직임은 1차원 물질수지 방정식으로 모델에서 재현되어졌다. 퇴적물에서 미생물에 의한 유기물 분해 반응은 Monod 반응식을 이용하여 간단히 표현되어졌다. 퇴적물에 포함된 물질들에 대한 물질수지 방정식들은 Monod 반응식에 포함된 비선형성을 제거하기 위해서 다단계의 반복적인 수치해석법에 의해 안정적인 해를 구할 수 있었다. 모델의 타당성을 검토하기 위하여 Sweert et al.(1991a)이 Netherland의 Veluwe 호수의 퇴적물에서 조사한 자료에 모델결과를 비교하였고, 결과로써 산출된 전자 수용체와 환원 물질의 수직적 분포형태는 관측간과 비교적 잘 부합하였다. 그러나 모델을 통하여 예측된 $NH_4^+$의 농도는 측정된 농도보다 훨씬 낮은 것이 관찰이 되었는데, 이는 모델에서 유기물질을 표현할 때 사용한 Redfield의 유기물식이 본 연구에 적용된 퇴적물에서의 높은 질소 함유율을 적절히 표현하지 못한 결과로 해석되어 질 수 있다. 퇴적물 깊이에 따른 전자 수용체와 환원된 물질의 분포변화는 중금속의 재용출과 생물이용도를 조절하는 주요인이 되기 때문에, 이 연구에서 개발된 수치모델은 퇴적물에서 일어나는 미량 오염 물질의 거동을 파악하기 위해 유용하게 사용되어질 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제15권1호
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• pp.38-46
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• 2012

마산만은 폐쇄성이 강하여 해수유통이 원활하지 못해 소량의 오염물질이 유입되어도 외해로 확산되지 못하고 만내에 계속 머물게 되어 해역의 오염이 가중되고 있고, 만내에서 증식한 식물플랑크톤과 하천을 통하여 유입된 오염물질은 해저에 침강되어 분해·무기화를 거쳐 영양염이 다시 수중으로 공급되어 부영양화, 적조, 빈산소 등을 유발하여 생태계 건강도를 악화시키고 있다. 이러한 마산만의 해양환경개선을 위해 해수유동모델(COSMOS)과 생태계모델(EUTRP2)을 이용하여 환경용량을 산정하고 이매패의 개체군 성장모델을 연계하여 이매패를 포함한 생태계내 물질 순환 구조를 해석하여 이매패의 수질정화 효과를 분석함으로써 비용효과적이고 친환경적인 내만수질개선방안을 도출하고자 한다. 육상오염원의 효과적인 관리 방안으로 환경용량 산정을 통해 시나리오별 유입부하 삭감에 의한 수질관리 방안은 유입부하의 50~90%에 해당하는 비현실적인 삭감량이 제시된다. 마산만의 자생 COD를 평가한 결과 총 COD의 30.7%가 외부유입에 의한 COD이고 69.3%가 자생 COD에 의한 것으로 계산되었다. 이는 마산만의 수질관리에 있어 유기물의 공급원에 대한 제어뿐만 아니라, 자생 COD를 증가시키는 영양염의 유입원에 대한 제어가 필수적이라는 것을 의미한다. 마산만의 자생 COD를 유발하는 영양염류를 제거하기 위해 현재 상황에서 적용가능한 고도처리 증설의 비용을 산정하여 이매패류에 의한 생물정화 효과와의 경제성을 비교분석해 본 결과 20년 동안의 총 비용에 있어 질소를 제거하기 위한 질산화탈질법 906억원, 인을 제거하기 위한 화학침전법은 559억, 이매패류 양식은 461억원으로 산정되어 이매패류 양식은 질소와 인을 같이 제거하는 고도처리 도입에 비해서는 약 1/3의 비용이 소요되는 것으로 나타났다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2003년도 봄 학술발표논문집 Vol.30 No.1 (B)
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• pp.172-174
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• 2003

화상평면내 미지호흡운동에 기인한 MRI 아티팩트를 제거하기 위한 후처리방법을 제안한다. 본 연구에서 호흡운동은 2차원의 선형확대축소운동으로 모델화 된다. 신체조직을 비압축성 유체모양의 물질로 가정할때, 화상위에서의 단위체적당 푸로톤 밀도는 일정하다고 가정한다. 사용한 모델에 따르면 호흡운동은 위상 오차와 비균일표본화 및 왜곡된 진폭변조를 MR 데이터에 부여한다. 운동 파라메타가 이미 알려져 있거나 추정 가능하다고 할 때, MRI 아티팩트를 제거하기 위하여 중첩법에 기초를 둔 재구성 알고리즘을 이용한다. 운동 파라매타가 미지인 경우 스팩트럼 이동법을 적용해서 호흡변동함수와 x 방향 확대계수 및 x 방향 확대중심을 추정한다. 다음으로 에너지 최소법을 이용해서 ｙ 방향 확대계수 및 ｙ 방향 확대중심을 추정한다. 시뮬레이션을 통해서 제안한 방법의 유효성을 확인한다.