• 유기물자원화
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• 제30권4호
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• pp.5-13
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• 2022

현대의 환경문제는 다량의 폐기물의 발생과 무분별한 에너지의 소비로 인한 환경오염이 가속화 되고 있다는 것이다. 대표적인 에너지 생산 연료인 화석연료는 에너지를 생산하는 과정에서 연소가 이루어져 다량의 온실가스가 발생하고 최종적으로 기후변화를 야기한다. 또한 전 세계적으로 발생하는 폐기물의 양도 지속적으로 증가하고 있으며 처리하는 과정에서 환경오염이 발생하고 있다. 이와 같은 문제들을 동시에 해결하기 위한 방법 중 하나는 유기성 폐기물의 에너지화 및 감량화이다. 하수처리장에서 발생하는 하수슬러지는 해양매립이 전면 금지된 이후로 다양하게 처리되고 있으나, 그 발생량은 지속적으로 증가하는 추세이다. 하수슬러지는 유기물을 다량 함유하고 있어 혐기소화를 통하여 하수슬러지를 에너지화 하고 최종 배출되는 폐기물을 감량화 하는 것이 바람직하다. 하지만, 잉여슬러지의 경우 대부분이 하수처리에 이용되었던 미생물 덩어리로써 잉여슬러지가 혐기성소화 되기 위해서는 먼저 미생물의 세포벽이 파괴되어야 하는데 세포벽 파괴에는 많은 시간이 요구되기 때문에 혐기성 소화 과정만으로는 높은 바이오가스 생산율이나 폐기물 감량율을 달성할 수 없다. 따라서 잉여슬러지를 가용화하는 전처리 공정이 필요하며, 여러 가지 가용화 공법 중에서 열적 가용화 공정이 가장 효율적인 것으로 검증되었고, 혐기성소화 공정의 전처리 과정으로써 열적가용화 공정을 이용하여 잉여슬러지에 포함된 세포벽을 파괴한 후 전처리 된 잉여슬러지를 혐기성소화 함으로써 높은 바이오가스 생산율과 폐기물 감량율을 달성할 수 있다. 본 연구에서는 열적 가용화장치를 통하여 TS 10%의 농축 잉여슬러지를 전처리하는데 있어서 체류시간 및 운전온도 변수에 따른 가용화 특성에 대한 연구를 수행하였다. 열적 가용화장치의 체류시간에 대한 실험변수는 운전온도를 160 ℃로 고정한 상태에서 각각 30분, 60분, 90분, 120분이었다. 실험 결과로 도출된 TCOD와 SCOD를 통해 계산된 가용화율은 각각 12.11%, 20.52%, 28.62%, 31.40% 순으로 증가하였다. 또한, 운전온도에 따른 변수는 반응시간을 60분으로 고정한 상태에서 각각 120℃, 140℃, 160℃, 180℃, 200℃였으며 가용화율은 각각 7.14%, 14.52%, 20.52%, 40.72%, 57.85% 순으로 증가하였다. 이 외에 TS, VS, T-N, T-P, NH₄⁺-N, VFAs를 분석하여 농축 잉여슬러지를 대상으로 하는 열적 가용화 특성에 대한 평가를 수행 했으며, 그 결과 TS 10%의 농축 잉여슬러지에 대한 열적 가용화를 통하여 30% 이상의 가용화율을 얻기 위해서는 운전온도를 160℃로 고정할 경우 120분의 체류시간이 필요하며, 운전시간을 60분으로 고정할 경우 170℃ 이상의 운전온도가 요구되어 진다.

• 태양에너지
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• 제10권3호
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• pp.3-12
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• 1990

본 실험연구에서는 탱크의 직경에 대한 높이의 비(H/D)가 3이고 유입 유량이 8LPM, 유입수의 온도와 기존 저장수와의 온도차, ${\Delta}T=30^{\circ}C$일때, 운동량교환을 최소화하여 가장 좋은 성층을 얻었고 또한 실험에서 사용한 유입구(Inlet Port)의 경우 수정 Richardson수(Modified Richardson Number), Ri가 0.004(Q=10LPM, ${\Delta}T=30^{\circ}C$) 이하의 값에서는 완전 혼합(Fully Mixing)이 발생하고 H/D가 작아질수록 혼합층의 두께($H^*/H$)가 증가하여 성층 축열에는 바람직하지 못하였다. 그리고 성층은 성층을 촉진시키기 위하여 Distributor를 사용했을 때가, Distributor를 사용하지 않은 유입구(Inlet Port)의 경우 보다 잘 형성되어 저장효율이 Distributor를 사용한 경우(Q=8LPM, ${\Delta}T=30^{\circ}C$, H/D=3)에 Distributor를 사용하지 않은 유입구(Inlet Port)의 최저효율 63%(Q=12LPM, ${\Delta}T=30^{\circ}C$, H/D=3인 경우)보다는 31% 정도, 최대효율 84%(Q=8LPM, ${\Delta}T=30^{\circ}C$, H/D=3인 경우)보다는 11% 정도 높은 95%까지 저장 효율을 증가시킬 수 있었다. 더 나아가서 단면이 균일한 원형 Distributor(A=D=Constant)의 경우에, 유량이 8LPM인 경우에 관내의 압력차가 작아 부분혼합(Partial Mixing)이 감소하여 안정된 성층을 얻을 수 있었다. 그리고, Distributor의 직경을 다음식과 같이 $$\frac{D}{D_L}=(\frac{x}{L})^{1/2}(1+\frac{fL}{2D})-\frac{fx}{2D_L}$$ 길이에 대하여 변화시켜 Distributor를 제작함으로써, 보다 안정된 열성층과 높은 열저장 효율을 얻을 수 있을 것으로 예상한다.

• 유기물자원화
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• 제16권2호
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• pp.29-37
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• 2008

본 연구에서는 하수슬러지, 음식물쓰레기, 분뇨계 폐기물과 같은 고농도 유기성 폐기물의 고온 메탄 발효에 대하여 공정, 응용 현황 및 장 단점의 여러가지 측면에서 고찰이 이루어졌다. 고온 메탄 발효의 장점은 반응속도가 빠르고, 높은 부하량에서 처리가능하고, 병원성 미생물의 사멸율이 높고, 소화오니는 보다 위생적이었다. 그러나, 단점으로서는 발효시설을 가열하는데 많은 에너지를 요구하고, 저농도 유기성 폐기물에서는 잉여에너지를 얻을 수 없고, 발효처리 후 상등수 수질이 떨어지게 되며, 그 결과 배수처리에 부담이 된다. 특히, 고농도 메탄 발효의 경우 영양염 부족이나 ${NH_4}^+-N$에 의한 방해가 일어나기 쉬우므로, 이에 대하여 적절한 대안이 요구된다. 일반적으로 고온 메탄 발효는 고농도의 우분뇨와 음식물 유기성 폐기물의 좋은 처리 수단으로 고려되었다. 반대로, 폐기물 그 자체의 농도가 낮을 경우와 ${NH_4}^+-N$이 3.000mg/L 이상 높게 되는 조건에서 고온 메탄 발효는 바람직하지 않는 결과를 나타내게 된다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제19권1호
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• pp.7-17
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• 2016

본 연구에서는 대형 부유식 파력-해상풍력 복합발전 구조물의 극한환경 운동 성능에 관한 실험적 연구를 다루고 있다. 대형 부유식 복합발전 구조물에 대한 운동 성능을 평가하기 위하여 1/50 축척비의 모형을 제작하였다. 그리고 설계된 계류선의 사양에 부합하는 계류선 모형을 제작하였고 자유감쇠시험 및 static pull-out 시험을 통하여 검증하였다. 주어진 구조물의 수심을 만족하기 위하여 계류선 테이블을 도입하고 환경조건에 계류판에 따른 환경조건을 확인하였다. 모형시험에서 규칙파 중 운동응답을 확인하고 파랑, 조류, 바람의 복합환경 하중을 적용하여 극한환경 운동성능을 해석하였다. 최대 운동 및, 가속도를 계측하여 운동 안전성을 판단하였고 최대 변위와 계류 하중도 선급기준에 따라 판단하였다. 이로부터 복합발전 구조물의 운동 특성에 대하여 토의하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제27권2호
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• pp.221-235
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• 2006

조간대성 해빈 퇴적물의 이동양상을 파악하기 위하여 한반도 남해안의 득량만에서 해빈 주변 표층퇴적물과 해빈 단면, 해빈 퇴적물, 해빈 퇴적률, 그리고 해빈 수리에너지 특성에 대한 조사를 실시하였다. 수문 해빈은 급경사의 해빈면과 완경사의 저조단구로 이루어져 일반적으로 조차가 파고에 비해 큰 해빈 단면의 특징을 보인다. 그러나 만입된 안의 중앙 해빈면은 여름에 평탄해지고 그 밖의 계절에는 파봉과 유흔이 발달하는 등 뚜렷한 계절변화를 보인다. 이러한 해빈 단면의 계절변화는 연구지역의 해빈 퇴적작용이 주로 조석에 의해 지배되지만 파랑의 영향도 강하게 받고있음을 의미하는 것으로, 해빈 퇴적률의 계절변화에서도 잘 나타난다. 즉, 겨울에는 강한 파랑의 영향에 의해 침식이 우세한 반면, 그 밖의 계절에는 상대적인 저에너지 조건 하에서 퇴적이 우세한 특징을 보인다. 그러나 해빈의 중앙은 여름에도 뚜렷하게 침식되는 경향을 보이는데, 이는 여름에 간헐적으로 발생한 남풍 계열의 강한 바람에 의한 파랑이 해빈에 강하게 미치기 때문이다. 한편, 해빈 퇴적물은 만입된 해빈의 중앙에서는 -89.2 mm/yr로 침식된 반면, 양쪽 측면에서는 각각 60.5 mm/yr와 38.2 mm/yr로 퇴적되는 경향을 보인다. 이와 같은 현상은 해빈의 중앙에 분포하는 퇴적물이 파랑이 강화되면 침식되어 양쪽 측면으로 이동하기 때문으로 생각된다. 따라서 해수욕장으로 주로 이용되는 수문 해빈의 중앙은 방파제 건설에 따른 조립질퇴적물의 공급이 제한되어 있음을 고려할 때 지속적으로 침식될 것으로 판단된다.

• 임산에너지
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• 제25권1호
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• pp.18-23
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• 2006

미이용 천연염료자원에 대한 탐색연구의 일환으로 거북꼬리(Boehmeria tricuspis Makino)를 선발하고 열수 및 알칼리 조건에서 추출한 추출물을 사용하여 pH 조건에 따른 염착량 및 색상, 명도, 채도의 변화에 대하여 조사하였다. 면, 한지, 실크에 대한 열수 및 알칼리추출물 처리 염색물의 최대흡수파장 (${\lambda}\;max$)은 400 nm였으며, pH 조건에 따른 염착량(K/S)은 실크의 알칼리추출물 처리 염색물을 제외하고 전체적으로 산성조건으로 갈수록 증가하는 경향을 보였으나 pH 7 전후에서 큰 변화를 나타내지는 않았다. Munsell의 색상은 주로 알칼리추출물 처리 염색물은 YR 계열의 색상을, 열수추출물 처리 염색물은 R 계열의 색상을 나타냈다. 명도는 알칼리 조건으로 갈수록 증가하고, 채도는 감소하는 경향을 보였으나 pH 7을 전후하여 현저한 변화를 나타내지는 않았다. 따라서 거북꼬리 추출물로 염색할 경우 염색액의 최적 pH 조건은 pH 7로 조정하여 사용하는 것이 바람직할 것으로 사료되었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제8권1호
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• pp.17-22
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• 2005

해난사고에 의한 선박 표류시 신속한 수색 구조를 지원하기 위한 실시간 표류선박 위치추정시스템 구축의 기초연구로서 실제 해상에서의 선박 표류 거동을 관측하였으며, 환경외력조건에 대한 선박의 규모별 거동특성을 분석하였다. 본 연구의 실험에서는 G/T 10톤급 선박, 20톤급 선박, 50톤급 선박, 80톤급 선박 그리고 구명정(life raft)등 5종류의 선박을 대상으로 하였으며, 표류선박의 위치는 DGPS(Differential Global Positioning System)와 VHF 무전기를 이용한 자동위치발신기(APRS: Automatic Position Reporting System)를 자체 제작하여 측정하였다. 표류 대상선박 중 GH 50톤급 선반에서는 위치 측정과 동시에 표류 경로상의 해수유동, 바람, 선수각(Heading angle)등도 함께 측정하였다. 본 실험의 모든 관측에서 시간간격은 1분으로 동일하게 적용하였다. 실험결과에서 표류선박은 풍속의 3％∼5％의 속도로 표류하는 것으로 나타났으며, 표류방향은 풍향의 법선방향으로 나타났다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제8권3호
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• pp.140-147
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• 2005

본 연구는 영일만 수괴의 만내 연안수와 동해 고유수와의 상호관련성과 만내 해수순환류 발생 메카니즘에 대해서 고찰하고자 하였다. 영일만 인근 동해 고유수는 평균수온 $12.2{\sim}18.4^{\circ}C$, 평균염분 $33.32{\sim}34.43$ PSU 인 것으로 나타났으며, 스펙트럼 해석결과를 통해 만내 연안수와 동해 고유수는 서로 일정한 주기성을 가지고 있으며, 표층과 저층 모두 약 0.84-0.91년, 1.84년의 주기를 나타내었다. 영일만에 출현하는 바람은 동계를 제외하고 대체로 SW와 NE방향의 왕복성 풍향을 나타내며 동계의 경우에는 SW방향의 풍향이 주로 출현하며, 이는 영일만내 수괴거동에 크게 영향을 미칠 것으로 판단된다. 영일만내에서의 하구 해수순환류는 표층에서 형산강 담수의 외해로의 유출과 저층에서 저온-고염의 동해 고유수가 유입되는 현상이 뚜렷하며, 이는 수괴가 안정되는 봄부터 시작하여 여름에 가장 뚜렷하게 나타나며, 그 발생주기는 단주기변동으로 약 10일정도의 주기를 가진다. 이러한 해수의 수평 연직순환류는 조석영향이 미약한 영일만의 경우 내만의 오염물질을 외해로 수송하는 큰 역할을 담당할 것으로 판단된다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제15권2호
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• pp.101-110
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• 2012

가막만 두 개의 만구에서의 수온·염분변화 및 해수교환특성을 이해하기 위하여, 하계 및 동계에 수온 염분 및 흐름을 15일간 동시 관측하였다. 현장조사결과, 흐름은 바람과 비교적 밀접한 상관관계를 가지고 있었고, 또한, 상관분석결과 수온은 조석보다는 기온의 영향을 더 크게 받고 있는 것으로 나타났다. 특히, 수온은 남쪽만구의 얕은 수심으로 인하여, 동쪽만구보다 계절에 따라 더 민감한 반응을 보였다. 염분의 농도변화에 기초한 해수교환율은 하계에 동쪽만구에서 0.5~29.9%(평균 11.6%), 남쪽만구에서 1.3~62.6%(평균 18.6%)로 각각 나타났다. 반면, 동계의 해수 교환율은 동쪽만구에서 0.3~28.5%(평균 8.9%), 남쪽만구에서 0.1~97.9%(평균 31.2%)로 각각 나타났다. 따라서, 가막만의 해수교환율은 남쪽만구가 동쪽만구에 비해 약 3배정도 더 높았고, 하계에는 동쪽만구, 그리고 동계에는 남쪽 만구의 해수교환율이 각각 타 계절에 비해 증가하는 것으로 나타났다. 이 결과는 계절에 따른 풍향변화가 가막만의 해수교환율에 영향을 미치고 있음을 반증하였다.

• 임산에너지
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• 제25권2호
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• pp.22-27
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• 2006

거북꼬리의 적정염색 조건을 구명하기 위하여 열수 및 알칼리추출물을 사용하여 염색조건에 따른 염착량(K/S) 및 Munsell의 색상(Hue), 명도(Value), 채도(Chroma)의 변화에 대하여 조사하였다. 면, 한지, 실크에 대한 열수 및 알칼리추출물 처리 염색물의 최대흡수파장(${\lambda}max$)은 400 mm였다. 염색조건에 따른 염착량은 온도와 시간 조건에서 실크 염색물이 높은 수치를 나타내었고, $80\;^{\circ}C$와 40분을 전후로 큰 변화를 보이지 않았다. 농도조건에서는 농도가 높을수록 급격히 증가하는 경향을 나타내었다. Munsell의 색상은 온도와 시간조건에서 알칼리추출물 처리 염색물은 YR (Yellow Red) 계열의 색상을, 열수추출물 처리 염색물은 R (Red) 계열의 색상을 나타내었으며 온도는 $80\;^{\circ}C$, 시간은 40분을 전후로 큰 변화가 없었다. 명도 및 채도는 뚜렷한 변화를 보이지 않았고 염색조건에는 큰 영향을 미치지 않는 것으로 사료된다. 따라서 거북꼬리추출물로 염색할 경우 최적 염색조건은 온도 $80\;^{\circ}C$, 시간 40분, 농도 100% (추출원액)로 조절하는 것이 바람직할 것으로 생각된다.