• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.447-447
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• 2012

최근 생물전자공학에서 의료 산업 환경 등 많은 분야에 응용 가능한 바이오센서의 연구가 활발해지고 있다. 그 중 의료 분야에서, 수소이온 ($H^+$)의 농도 감지는 인간의 질병을 예측하는데 중요한 지표가 되며 이러한 수소이온 ($H^+$) 농도의 변화를 실시간으로 감지하기 위해 반도체를 기반으로 한 다양한 pH 센서가 제안되었다. Ion sensitive field effect transistor (ISFET), electrolyte-insulator-semiconductor (EIS)는 대표적인 반도체 pH센서로, 작은 소자 크기, 견고한 구조, 빠른 응답속도와 CMOS 공정과의 호환성이 좋다는 장점이 있다. 특히, EIS는 제조공정이 간단하고 감지막의 감지 특성 평가가 용이하기 때문에 지속적으로 연구되고 있는 pH 센서이다. 센서의 감지 특성을 평가함에 있어 감지막의 감지감도와 안정성이 우수해야 하며 이를 위해 high-k 물질이 감지막으로 사용되고 있다. 추가적으로 high-k 물질은 기존의 $SiO_2$와 $Si_3N_4$를 대신하여 높은 유전상수로 인한 고성능, 고감도 센서제작을 가능케 한다. 본 연구에서는, high-k 물질인 $HfO_2$, $Ta_2O_5$, $ZrO_2$, $Al_2O_3$를 각각 $SiO_2$ 완충막에 적층한 이단 감지막을 제작하였고, 그 특성을 기존의 $SiO_2$, $Si_3N_4$ 감지막의 감지특성과 비교하였다. pH 감지 특성을 평가해 본 결과, 기존의 $SiO_2$, $Si_3N_4$ 감지막과 비교했을 때 high-k 물질의 감지막을 갖는 EIS pH 센서에서 감지감도와 안정성 모두 우수하게 나타났다. 특히, high-k 물질 중 $HfO_2$에서 감지감도가 다소 크게 평가되었으나, 화학적 용액에 대한 안정성은 떨어졌다. 반면에 $Al_2O_3$과 $Ta_2O_5$은 화학용액에 대한 안정성 측면에서 최적의 특성을 보임을 확인하였다. 결론적으로, high-k 물질에 대한 전반적인 평가를 통하여 높은 pH 감지감도뿐만 아니라 우수한 안정성의 EIS pH 센서를 제작 할 수 있었다.

• Journal of the Korean Society of Industry Convergence
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• v.3 no.3
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• pp.237-243
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• 2000

최근에 경제성장과 생활향상에 따른 물수요량이 급증함과 동시에 소비자의 질적요구가 강화되고 있는 실정이다. 기존 상수원인 하천의 수질오염으로 인하여 소비자의 요구사항을 충족시키기 위해서는 기존 정수처리법의 개선이 요구된다. 따라서 본 연구에서는 기존 급속여과법의 전염소 처리공정 및 응집.침전 공정의 개선을 통하여 음용수 수질을 개선하고자 하였다. 전염소 대신에 적용한 생물막여과 공정(BAF)의 처리효과 및 응집.침전 공정의 경우는 교반강도에 따른 침전효과에 따른 수질특성을 조사하였다. BAF공정은 탁월한 $NH_4$-N의 제거를 통하여 후속공정에 대한 오염부하량을 저감시킬수 있었고, 응집.침전의 경우 본 연구에서 제안한 응집제 주입량에 따른 교반강도의 실험식인에 의하여 구한 최적교반강도용 용집공정에 적용시 응집.침전의 효과를 향상시킨 수 있어 음용수 수질 향상을 기대 할 수 있었다.

• Korean Journal of Microbiology
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• v.49 no.4
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• pp.313-320
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• 2013

Biofilm formed on stainless and copper in water treatment plant was investigated for sixteen weeks. Biofilm reactor was specially designed for this study. It was similar to that of a real distribution pipe. Raw water, coagulated, settled, filtered and treated water were used in this study. The average number of heterotrophic bacteria counts was $1.6{\times}10^4CFU/ml$, $5.8{\times}10^3CFU/ml$, $1.8{\times}10^3CFU/ml$, $1.3{\times}10^2CFU/ml$, 1 CFU/ml, respectively. Density of biofilm bacteria formed on stainless and copper pipes in raw, coagulated and settled water increased above $2.9{\times}10^3CFU/cm^2$ within second weeks while more biofilm bacteria counts were found on the stainless pipe than on the copper pipe. In case of filtered water (free residue chlorine 0.44 mg/L), there was no significant difference in the number of biofilm bacteria on both pipes and biofilm bacteria below $18CFU/cm^2$ were detected on both pipe materials after fifth weeks. Biofilm bacteria were not detected on both pipe materials in treated water (free residue chlorine 0.88 mg/L). According to the results of DGGE analysis, Sphingomonadacae was a dominant species of biofilm bacteria formed on the stainless pipe while the copper pipe had Bradyrhizobiaceae and Sphingomonadaceae as dominant bands. In case of filtered water, a few bands (similar to Propionibacterium sp., Sphingomonas sp., Escherichia sp., and etc.) that have 16S rRNA sequences were detected in biofilm bacteria formed on both pipes after fifth weeks. Stainless pipe had higher species richness and diversity than the copper pipe.

• Proceedings of the Korean Environmental Sciences Society Conference
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• 2003.05a
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• pp.117-121
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• 2003

SBR과 SBBR 모두 대부분의 유기물은 포기기간에 소모되었으며, SBBR의 경우 부족한 유기물 조건에서도 원활한 탈질화 반응이 일어난 것을 볼 때, 유기물 농도가 낮은 우리나라의 하수에 적합한 공정으로 생각된다. 질산화 속도에 있어서는 유기물과 용존산소의 접촉기회에 있어 유리한 조건을 가진 SBR이 더 크게 나타났다. 그러나 탈질화 반응에 있어서는 SBBR이 더 높은 것으로 나타났다. SBR의 경우 높은 $NO_3$의 존재로 인해 1차 비포기 기간중 인의 방출은 거의 발생하지 않았으나, SBBR의 경우 1차 비포기 기간에 인 방출과 1차 포기기간에 인 섭취가 일어났다.

• Clean Technology
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• v.18 no.4
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• pp.341-346
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• 2012

Many researchers have studied that many processes to effectively remove heavy metals in water/wastewater. Especially, among many processes, physical and chemical processes are relatively simple and obtain high treatment efficiency for removal heavy metals compared with biological treatment. Recently, interests in physical and chemical methods are sharply increasing again because of dangerousness for radioactive element. In this study, various physical and chemical processes such as chemical precipitation, ion-exchange, electrodialysis, and membrane separation are introduced.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.32 no.8
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• pp.754-760
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• 2010

Geosmin removal by biodegradation was investigated in lab-scale slow sand filtration column with different empty bed contact times (EBCTs) and water temperature. Schmutzdecke layer was built up after 30 days operation and biomass and activity were $4.5{\times}10^6\;CFU/g$ and $3.42\;mg{\cdot}C/m^3{\cdot}hr$, respectively. The attached bio-film microorganisms in schmutzdecke layer were isolated and identified. The dominant species was Pseudomonas sp. that had occupied 56%. Removal efficiencies of dissolved organic carbon (DOC) and geosmin were 27% and 95% after 30 days operation. In lab-scale slow sand filtration column, geosmin and DOC removal efficiencies were 62% and 10% at $5^{\circ}C$, respectively. And increasing water temperature ($15^{\circ}C$ and $25^{\circ}C$) increased the geosmin and DOC removal efficiencies (88~100% and 25~42%) in lab-scale slow sand filtration column. Geosmin and DOC biodegradation rates (k) in the schmutzdecke layer (in the upper 5 cm filter bed) were $1.842{\sim}15.965\;hr^{-1}$1 and $0.253{\sim}1.123\;hr^{-1}$, respectively. It were about 18~32 times and 20~51 times of the rates in the deeper filter bed (5~60 cm).

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1998.10a
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• pp.140-142
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• 1998

돈사에서 발생하는 폐수는 주로 돈뇨와 음용수의 누수 및 세척수 등으로 구성되어 있는데, 생물학적인 축산폐수처리법과 퇴비화법 등으로 처리를 하고 있다. 그러나 일반적인 돈사폐수에는 분의 함량이 많아 부유물질의 양이 많고 유기물 등 오염성분의 농도가 높은 특성을 가지고 있어서 기존의 생물학적 축산폐수 처리법으로는 과부하 운전으로 인한 어려움이 있고, 퇴비화법으로는 수분조절제의 소요량이 많은 문제점을 가지고 있다. 대부분의 현지 양돈농가에서는 돈뇨 등 폐수처리의 어려움으로 인하여 분뇨 분리 시설이 있어도 분뇨를 혼합한 슬러리 형태로 퇴비화하고 있다. 따라서 퇴비화 공정에서 수분조절제로 쓰이는 톱밥의 소요량이 돈분만 퇴비화할 때보다 훨씬 많고 기존의 퇴비화 시설도 과부화 상태로 운전하고 있는 실정이다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 2002.04a
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• pp.145-148
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• 2002

Membrane bioreactors for wastewater treatment must operate for long periods without chemical cleaning. This study investigates the critical flux concept introduced by Field et al. as a means for achieving this goal. We conducted two series of tests: at fixed transmembrane pressure(TMP) and at fixed permeate flux. set by a volumetric pump on the permeate. Comparison of constant pressure and constants flux tests under same conditions showed that the critical flux is almost identical to the limiting or pressure independent flux obtained in constant pressure. More generally, constant flux procedure below the critical flux avoids overfouling of the membrane in the initial stage and is more advantageous for membrane bioreactor operation.

• KSBB Journal
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• v.18 no.3
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• pp.234-238
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• 2003

Biofilm process is preferred to activated sludge process in small domestic wastewater treatment plant because of its simplicity in operation and maintenance. Column reactor filled with waste ceramics and with waste plastics was used to remove pollutants in restaurant wastewater. COD removal at 18 hours of hydraulic retention time (HRT) gave 93.7%, COD removal during the experimental period, where maximum COD removal was observed. Under same condition, average removal of total nitrogen and total phosphorus were 82.3% and 25.9%, respectively Organic and nitrogen were efficiently removed with the HRT of 18 hours or more.

• Membrane Journal
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• v.34 no.1
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• pp.38-49
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• 2024

Wastewater treatment using membrane bioreactors has been extensively used to alleviate water shortage and pollution by improving the quality of the treated water discharged into the environment. However, membrane biofouling persistently holds back an MBR process by reducing the process efficiency. Herein, we synthesized carbon nanospheres (CNSs) with many hydrophilic oxygen groups and utilized them as an additive to prepare high-performance ultrafiltration (UF) membranes with hydrophilicity and porous pore structure. CNSs were found to form crescent-shaped pores on the membrane surface, increasing the mean surface pore size by about 40% without causing significant defects larger than bubble points, as the CNS content increased by 4.6 wt%. In addition, the porous pore structure of CNS composite membranes was also attributable to the CNS's isotropic morphologies and relatively low particle number density because the aforementioned properties contributed to preventing the polymer solution viscosity from soaring with the loading of CNS. However, too porous structure compromised the mechanical properties, such that CNS2.3 was the best from a comprehensive consideration including the pore structure and mechanical properties. As a result, CNS2.3 showed not only 2 times higher water permeability than CNS0 but also 5 times longer operation duration until membrane cleaning was required.