• 에너지공학
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• 제5권2호
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• pp.176-182
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• 1996

소형의 고온 고압 반응장치에서의 석탄액화시 흑액, 리그닌, NaOH, 물, 나무 등을 첨가제로 사용하여 375$^{\circ}C$ 근처에서의 액체생성물의 수율과 비점분포를 분석하였다. 흑액을 석탄액화 과정 중에 첨가하게 되면 석탄액화율이 38.6% 정도 증가하나, 액화율 상승효과의 대부분은 NaOH 때문인 것으로 판단되며, 흑액 중에 포함된 황화합물은 액화과정에서 수소와 결합함으로서 휘발성의 자극성 악취를 발생시키기 때문에 불리한 요인이 될 수 있다. 액화공정에 물이 존재하면 액화 수율에는 변화가 없었으나 액화생성물 중에는 저비점 성분이 증가되며, 가스 중에는 CO가 줄고, $CO_2$성분이 증가되었다. 나무를 석탄액화시 첨가하면 생성물 중 가스의 비율이 증가하고 액체생성물도 다소 증가하게 되는데, 석탄전환율로 보면 나무의 첨가효과는 거의 무시할 수 있는 값이며, 액체 생성물 수율만으로 보면 375$^{\circ}C$에서는 3%, 40$0^{\circ}C$에서는 약 8%정토의 액체생성물의 수율 증가를 보여주었으며, 4$25^{\circ}C$에서는 가스생성물의 증가로 액체생성물의 오히려 감소하였다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2002년도 동계 학술대회 논문집
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• pp.383-388
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• 2002

본 연구에서 구성한 바이오필터 시스템은 암모니아 가스를 대상으로 여러 조건에서 성능을 구명하였으며, 필터 설계시 중요 인자인 송풍량, 온도, 함수율, 압력강하, 체류시간들간의 관계를 구명하였다. 필터 내부의 온도 변화는 체류시간 및 압력손실에 거의 영향을 주지 않았으며, 함수율의 변화가 체류시간과 압력손실에 미치는 영향은 함수율 값이 증가할수록 체류시간은 감소했으며 반대로 압력손실은 증가하는 결과를 보였다. 이는 필터 내부의 공극률 변화로 생긴 결과라 판단된다. 송풍량은 바이오필터 효율에 절대적으로 영향을 미치며 송풍량이 증가할수록 체류시간은 감소하며 초기 제거율도 떨어진다. 미생물의 투입 여부에 따른 제거율은 미생물 접종을 하지 않은 경우 초기 흡착에 의한 영향으로 제거율이 높다가 시간이 지남에 따라 차츰 낮아져 90% 이하로 떨어지는 경향을 보였고, 균주를 접종한 경우에 있어서는 시운전 기간 동안 거의 100% 가까운 제거 성능을 보였다. 본 연구는 실험실에서 암모니아 가스만을 대상을 하여 실험하였다. 따라서 실제 축사에서 발생하는 다양한 성분의 악취와 농도에 대한 성능 검증과 개선에 대한 연구가 보다 장기간에 걸쳐 이루어져야 할 것이다. 또한 소요되는 에너지와 운전비용의 절감 등의 유지관리, 바이오필터와 타 방식과의 조합, 그리고 다양한 전처리 방식의 개발 등 여러 측면에서 바이오필터 성능 개선에 대한 연구가 병행되어야 할 것으로 판단된다.

• 청정기술
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• 제26권3호
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• pp.177-185
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• 2020

본 연구에서는 석탄화력발전소에서 전량 폐기되고 있는 석탄재의 재활용 방안으로 석탄회의 80%를 차지하고 있는 비산재로 부터 유용성분을 회수하고 이를 산업재로 활용하기 위한 청정부유선별 공정을 개발하였다. 비산재로부터 미연탄소(unburned carbon, UC) 를 회수하기 위해 비이온성 포수제인 등유 대신에 친환경 식물성 오일인 대두유를 사용하여 등유로부터 악취 발생을 예방하였고 부유선별 후 잔류물로부터 CM (ceramic microsphere)과 CA (cleaned ash)를 분리하기 위해 황산용액을 사용하지 않고 hydro-cyclone를 사용함으로써 산성폐수를 발생시키지 않고 미립의 CM를 회수할 수 있었다. 등유를 포수제로 사용하여 UC를 분리할 때 보다 대두유를 포수제로 사용하였을 때, 대두유의 높은 점성으로 인한 UC의 흡착성 증가와 대두유에 포함된 리놀레산에 의해 부유성 향상으로 UC의 회수율이 85.8%로 높게 나타났다. 회수된 UC에 포함된 연소가능성분(combustible component, CC)은 모두 탄소성분으로 대두유를 사용하였을 때 탄소의 함량이 높게 나타났으며, 회수된 UC는 표면이 거칠면서 기공이 많아 분쇄가 쉬워 미립화로 산업용 소재로 활용할 수 있을 것이다. Hydro-cyclone을 이용한 입도선별 청정분리공정에 의해 회수된 CM과 CA는 구형 형상으로 입자들이 서로 뭉치지 않고 뚜렷하게 분리되었으며 입자의 평균직경(D₅₀)은 5 ㎛로 미세하여 공정변경에 의한 CM의 미립화를 구현할 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권6호
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• pp.730-739
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• 2015

에어컨을 작동 시 악취가 심하게 느껴지는 차량 25대에서 총 108종의 미생물(곰팡이 79종, 세균 29종)이 분리되었으며, 곰팡이 43종, 세균 23종이 동정되었다. 차량 내 에어컨 작동 시 발생하는 응축수를 분석한 결과 pH 6.4~7.1, 탄소원 12.5~34.2 mg/L, 질소원 0.9~18.6 mg/L, 이온성분 0.5~27.8 mg/L, 미네랄성분 0.1~7.7 mg/L로 분석되었다. 생물막은 중온성 세균에 의해 여름철 온 습도 조건($26^{\circ}C$, 70% R.H.)에서 형성되었고, 생물막을 인위적으로 제거하더라도 환경인자(영양성분 및 온 습도)가 적합하면 재생됨이 확인되었다. 항균제의 항균 활성은 부유성 세균에 대해 15분 이내에 99.9%의 균 감소율을 보였지만, 항균제의 생물막 제거효과는 없었다. 항균제를 처리한 차량 내에서는 에탄올 성분이 최대 1,940 ppmv이 검출되었고, 에탄올의 흡입 시 급성독성치 보다는 작았지만, 사용된 화학물질들의 인체 안전성에 대한 검토가 필요하다.

• 한국지구과학회지
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• 제26권7호
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• pp.668-673
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• 2005

대기환경 중에 존재하는 여러 가지 가스상 성분들을 채취 및 이송시키고자 할 때, 다양한 종류의 튜빙을 사용한다. 이와 같은 튜빙의 사용과 연계된 여러 가지 오차를 분석하기 위해, 악취황 성분들을 이용한 비교분석을 시도하였다. 이를 위해 45cm 길이로 6가지 재질의 튜빙을 선택하여, 각 튜빙별 손실특성을 평가하고자 하였다. 이를 위해, 10ppb 농도의 표준시료를 준비하고, 이를 튜빙에 통과시켜 준 후, 튜빙을 통과한 전후에 검출되는 농도를 비교하는 방식으로 손실율을 산출하였다. 이러한 비교의 목적상, 환원황 성분에 가장 우수한 회수율을 보이는 Silco Steel 튜빙을 통과한 결과를 기준 검량선으로 설정하고 여타 튜빙에 대한 회수율을 비교하였다. 그 결과 Teflon 튜빙에서는 4가지 황화합물 모두 $90\%$ 이상의 높은 회수율을 보일 정도로 양호한 결과를 보였다. 이에 비해 스테인레스나 브래스 재질의 경우, 저분자 황성분에 해당하는 H2S, CH3SH에서 상당한 손실을 보였다. 반면 실리콘 튜빙의 경우, 고분자 성분에 해당하는 DMS, DMDS에서 큰 손실을 보였다. 결과적으로 황화합물의 종류나 튜빙의 재질에 따라 RSC의 손실은 다양한 형태로 나타나는 것을 확인할 수 있다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.63-63
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• 2003

플라즈마 공정은 DRAM, 이종접합 양극성 트랜지스터(HBTs), 레이저, 평면도파로(planar lightwave circuit)와 같은 전자소자 및 광조자 제작에 있어서 핵심 공정중의 하나이다. 최근 미세 구조의 크기가 극도로 감소하게 됨에 따라 실제 소작 제작에 있어서 미세한 모양을 식각하는 공정이 매우 중요하게 되었다. 그 중에서 고밀도 유도결합 플라즈마(high density inductively coupled plasma)를 이용한 기술은 빠르고 정확한 식각률, 우수한 식각 균일도와 높은 재현성 때문에 습식식각 기술보다 선호되고 있다. 본 연구는 평판형(planar) 고밀도 유도결합 플라즈마 식각장치를 이용하여 BCl$_3$와 BCl$_3$/Ar 플라즈마에 따른 AlGaAs/GaAs의 식각결과를 비교 분석하였다. 공정 변수는 ICP 소스(source power)파워, RIE 척(chuck) 파워, 공정 압력, 그리고 Ar 조성비(0-100%)이었다. BCl$_3$에 Ar을 첨가하게 되면 순수한 BCl$_3$ 플라즈마에서의 AlGaAs/GaAs 식각률(> 3000 $\AA$/min) 보다 분당 약 1000$\AA$ 이상 높은 식각률(>4000 $\AA$/min)을 나타내었다. 이 결과는 Ar 플라즈마의 이온보조(ion-assisted)가 식각률 증가에 기인한다고 예측된다. 그리고 전자주사 현미경(SEM)과 원자력간 현미경(AFM)을 사용하여 식각 후 표면 거칠기 및 수직 측벽도 둥을 분석하였다. 마지막으로 XPS를 이용하여 식각된 후에 표면에 남아 있는 잔류 성분 분석을 연구하였다. 본 결과를 종합하면 BCl$_3$에 기초한 평판형 유도결합 플라즈마는 AlGaAs/GaAs 구조의 식각시 많은 우수한 특성을 보여주었다.79$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.016$\ell/\textrm{cm}^3$, 혼합재료 2는 0.045$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.014$\ell/\textrm{cm}^3$, 혼합재료 3은 0.123$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.017$\ell/\textrm{cm}^3$, 혼합재료 4는 0.055$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.016$\ell/\textrm{cm}^3$, 혼합재료 5는 0.031$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.015$\ell/\textrm{cm}^3$, 혼합재료 6은 0.111$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.020$\ell/\textrm{cm}^3$로 나타났다. 3. 단일재료의 악취흡착성능 실험결과 암모니아는 코코넛, 소나무수피, 왕겨에서 흡착능력이 우수하게 나타났으며, 황화수소는 펄라이트, 왕겨, 소나무수피에서 다른 재료에 비하여 상대적으로 우수한 것으로 나타났으며, 혼합충진재는 암모니아의 경우 코코넛과 펄라이트의 비율이 70%:30%인 혼합재료 3번과 소나무수피와 펄라이트의 비율이 70%:30%인 혼합재료 6번에서 다른 혼합재료에 비하여 우수한 것으로 나타났으며, 황화수소의 경우 혼합재료에 따라 약간의 차이를 보였다. 4. 코코넛과 소나무수피의 경우 암모니아가스에 대한 흡착성능은 거의 비슷한 것으로 사료되며, 코코넛의 경우 전량을 수입에 의존하고 있다는 점에서 국내 조달이 용이하며, 구입 비용도 적게 소요되는 소나무수피를 사용하는 것이 경제적이라고 사료된다. 5. 마지막으로 악취제거 미생물균주를 접종한 소나무수피 70%와 펄라이트 30%의 혼합재료를 24시간동안 장기간 운전

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.660-667
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• 2018

본 연구에서는 천안시 병천 하수종말처리장의 '열건조물'로 고형연료를 제조하기 위하여 유중건조 공정의 최적 조건을 선정하는 연구를 수행하였다. 연구결과물의 특성을 평가하기 위하여 $130^{\circ}C$, $160^{\circ}C$, $190^{\circ}C$의 온도조건에서 '유증발량 측정실험' 및 '열건조물의 유중건조 실험'을 수행하였으며, 칼로리미터와 TGA 장비를 이용하여 고형연료의 성능을 측정하였다. 또한 휴대용 복합악취측정기를 이용하여 유중건조 중 복합악취, 암모니아, 황화수소 및 총 휘발성 유기화합물의 발생농도를 측정하고, EDS 장비를 이용하여 성분분석 연구를 수행하였다. 대량생산을 고려하여 기름과 열건조물의 무게비를 임의의 비율인 4:1로 고정하였고, $130^{\circ}C$에서는 일부 내부수의 순간적인 건조 이후 기름과 열건조물의 물리적인 혼합만이 진행된다고 판단된다. 환경 친화적인 측면을 고려하였을 때, $160^{\circ}C$와 $190^{\circ}C$의 건조효율에 큰 차이가 없으므로 $160^{\circ}C$의 건조온도에서 5분 이내로 처리하는 것을 최적 조건으로 선정하였다. 본 연구에서 재조한 고형연료의 신뢰성을 확보하기 위해 화력발전소 현장연료와의 성능비교 연구를 진행한 결과 발열량 4,449kcal/kg, 함수율 2%, 회분함량 34%로 현재 사용 중인 현장연료보다 대체로 우수한 성능을 나타내었으므로 기존의 목재펠릿 뿐만 아니라 석탄에너지 또한 충분히 대체할 수 있을 것이라 판단된다.

• 농업과학연구
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• 제32권2호
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• pp.233-241
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• 2005

본 연구는 친환경농자재로 선정된 유기성폐자 원인 목초액을 농 축산분야의 적용과 활용성 평가를 위해 돈분퇴비화 과정 중 발생되는 악취에 대한 저감효과를 조사하여 그 이용가치를 검증하고자 실시하였다. 이상의 결과에 대한 요약은 다음과 같다. 암모니아 가스의 분석결과 목초액을 처리한 PA-100과 PA-300 처리구에서 초기 암모니아가스 발생량이 관행구보다 높게 나타났으며, 목초액 처리구에서는 약 18일 이후부터는 측정되지 않았다. 반면, 관행구에서는 보다 오랫동안 나타났으며 약 25일후로 검출되지 않았다. 또한 달관적인 조사를 통하여 PA-100과 PA-300 처리구에서는 발생하는 암모니아가스 냄새의 정도가 현저히 낮았다. 이러한 결과는 목초액내에 함유된 초산성분에 의한 암모니아의 중화반응과 탄화된 목재의 특유의 향으로부터 가려지는 가리움효과(eclipsed effect)에 의한 것으로 해석된다. 휘발성 유기산의 발생량을 GC를 통해 분석한 결과 PA-100 처리구에서 가장 낮은 함량을 보였으며 휘발성 유기산 중에서 acetic acid와 propionic acid 및 butyric acid 등이 가장 많이 발생하였다. 특히, propionic acid와 butyric acid는 PA-100 > PA-300 > 관행구 순으로 퇴비화 과정중 감소효율이 높게 나타났다. 그러나 acetic acid는 관행구보다 다소 높은 경향을 보였는데 이는 목초액의 주성분인의 하나인 초산(acetic acid) 때문인 것으로 판단된다.

• 미생물학회지
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• 제52권1호
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• pp.74-83
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• 2016

안전성이 확보되고 amo 유전자가 있는 토종미생물 Bacillus subtilis SRCM 101269는 전통발효식품으로부터 분리하였으며, cellulase, xylanase 생성능, 동정, 악취저감화능 등을 조사하여 우분 적용을 위한 특성 연구를 진행하였다. 가축분뇨 악취제어 관련 우분 적용 결과, 발효 6일 경과 후 대조구에 비해 2배 이상 암모니아 가스가 감소하였고 9일 경과 후 10 ppm 미만으로 농도가 감소하였다. 우분에 계분과 기타 목질성분이 첨가된 혼합분의 경우 발효 3일 후부터 일정 농도로 암모니아 가스가 유지되는데 반해, B. subtilis SRCM 101269를 접종한 시료에서만 발효시간의 경과에 따라 암모니아 가스가 감소하였으며, 황화수소의 농도 또한 9일이 경과한 시료에서 65 ppm으로 감소됨이 확인되었다. 발효 경과에 따른 아질산염과 황산염의 시료 내 변화량을 측정한 결과 우분에서의 아질산염은 변화가 없었으나, 혼합분에서는 대조구에 비교하여 증가하였다. 황산염의 경우 우분에서는 발효초기보다 감소하였으나 대조구와 비교하여 큰 차이를 보이지 않았고, 혼합분에서는 변화가 없는 것으로 분석되었다. 최종적으로 앞선 연구들을 토대로 B. subtilis SRCM 101269 균주의 우분퇴비 생산의 산업적 활용이 가능함을 확인하였다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제18권2호
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• pp.111-122
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• 2012

1. 가축분뇨 발효액비 관련하여 국내 현황은 농가형, 공동형, 상품형 등 크게 3가지 형태로 나누어 운영되고 있다. 특히 퇴비와 달리 가축분뇨 액비의 경우 유통활성화를 위한 품질인증제도는 실시되고 있지 않고 있으나 현장에서의 실무진의 의견을 종합하여보면 액비의 품질관리, 살포시기 조정, 저장기간의 최소화, 공동자원화시설의 운영활성화, 경종농가의 요구 등을 위해서는 반드시 필요한 부분이며 시기의 시급성을 요청하고 있다. 한편 해외국가 중 우리나라와 유사한 축산환경 문제를 가지고 있는 네덜란드는 생태법과 토양보호법을 통하여 분뇨의 관리에 대한 방법과 시기를 규정하고 있으며, 농가마다 가축분뇨 생산기준량이 인산 환산량으로 설정되어 있고 발생량 기록부의 보관을 의무화하도록 하고 있다. 또한 액비에 관한 분뇨 시용량에 대해서는 인산기준 목초지 150 kg/ha/년, 농경지 110 kg/ha/년 이하로 제한하고 있다. 일본의 경우 역시 지자체에서 발효액비 함유 비료성분을 기입하고 지역 내에서 유기액비로 유통하고 있으나, 액비의 지원과 품질의 규제 및 살포에 관한 규정은 별도로 없다. 그 외에 덴마크의 경우 액비에 대한 비료성분의 관리계획이 농가마다 의무화되어 있으며 이를 넘는 시용에 대해서는 벌금을 부과하며, 가축분뇨 저장시설에 대해서는 6개월 이상의 저장시설 설치가 의무화되어 있다. 이처럼 국외에서도 가축분뇨에 대한 관리에 대한 농지환원 및 환경에 관한 규제와 법률은 있지만 액비품질인증에 대한 세부적인 규정은 아직 마련되고 있지 않다. 2. 본 연구는 우리나라 가축분뇨 발효액비의 현장 이용형태에 따라 3가지로 나눈 후 Table 1에서 도출하였던 8가지의 형태에 따라 목표요소를 설정하였다. 향후 액비품질인증제도 구축을 위해서는 각 목표요소에 따른 평가요소의 구체적 정량, 정성화 작업이 필요하다. 예상되는 평가요소로서 (1) 비효성의 경우 사용되어지는 가축분뇨의 원료기준 및 비료의 성분을 나타내기 위한 N, P, K의 함량, (2) 위해성의 경우 비료공정관리규격에서 명시하고 있는 O-157대장균, 살모넬라 등과 같은 병원성미생물과 바이러스, 중금속의 존재여부, (3) 안정성의 경우 악취로 인한 암모니아 농도에 따른 세밀한 기준과 악취제어를 위한 액비의 부숙도에 관한 측정기준, (4) 균질성의 경우 가축분뇨 액비성상의 표준농도를 설정, 생산 공정의 표준화, (5) 경제성의 경우 품질인증기준 규정화, 제조단가 및 판매가격의 가격비율에 대하여 화학비료와 비교한 경제성, (6) 저장성의 경우 상품의 유통을 위해 장기적으로 보관할 수 있는 요소에 관하여 분뇨에서 발생하는 $CO_2$ 발생량이나 그 외에 부패에 영향을 주는 요소, (7) 상품성과 기능성의 경우 작물맞춤형 N, P, K 농도나 작물생장에 보조적인 역할을 할 수 있는 영양분요소 등을 고려하여야 한다. 향후 이러한 평가요소에 대한 명확한 기준을 마련하기 위하여 구체적인 연구와 조사가 필요하다. 특히 2012년부터 해양배출금지에 따른 가축분뇨 및 폐기물에 대한 육상처리가 불가피한 만큼 빠른 시일 내에 목표요소에 대한 평가요소의 구축이 필요하다.