• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.34 no.3
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• pp.195-203
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• 2012

In this study, The effects of three different biological activated carbon (BAC) materials (each coal, coconut and wood based activated carbons) and anthracite, empty bed contact time (EBCT) and water temperature on the removal of MK, HHCB and AHTN in BAC filters were investigated. Experiments were conducted at three water temperatures (5, 15 and $25^{\circ}C$) and four EBCTs (5, 10, 15 and 20 min). The results indicated that coal based BAC retained more attached bacterial biomass on the surface of the activated carbon than the other BAC, increasing EBCT or increasing water temperature increased the synthetic musk compounds (SMCs) removal in BAC columns. The kinetic analysis suggested a first-order reaction model for MK, HHCB and AHTN removal at various water temperatures (5, 15 and $25^{\circ}C$). The pseudo-first-order biodegradation rate constants and half-lives were also calculated for MK, HHCB and AHTN removal at 5, 15 and $25^{\circ}C$. The pseudo-first-order biodegradation rate constants and half-lives of MK, HHCB and AHTN ranging from 0.0082 $min^{-1}$ to 0.4452 $min^{-1}$ and from 1.56 min to 84.51 min could be used to assist water utilities in designing and operating BAC filters for SMCs removal.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.106-106
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• 2016

매립공사시 매립토의 유실로 인한 공사기간의 지연, 공사비 증액 등이 발생할 수 있다. 이에 대한 정량적인 예측은 매우 중요하나, 그에 대한 연구는 상대적으로 미비하다. 본 연구에서는 매립토의 유실은 유입된 유사와 호안 표면의 유사가 흐름에 의해 공사구간을 빠져나간 양이라 정하였다. 매립공사에서 유실량의 산정은 매립물량 산정과 직결되며 이는 경제성 부분에서 매우 중요하다. 그러나 국내에서는 경험에 의존한 유실율을 기준으로 매립물량을 결정하고 있는 실정이고, 현장계측으로도 유실량을 정량적으로 판단하기 쉽지않다. 따라서 본 연구에서는 호안 주변의 흐름 특성을 고려한 매립토의 유실량을 정량적으로 평가하기 위한 방안으로 실험적 연구를 수행하였다. 수리실험은 길이 13.0 m, 폭 5.0 m의 직사각형 단면의 광폭 수로에서 수행하였으며 일정한 양의 유사를 유입하기 위해 자체 제작한 유사공급장치를 사용하였다. 매립토의 특성을 고려하기 위하여 일반모래($d_{50}=0.621mm$, SG=2.72)와 안트라사이트($d_{50}=1.547mm$, SG=1.61) 두 가지 유사를 사용하였고, 매립토 유실요인 중 흐름특성에 의해 외부로 유실되는 양을 보다 명확히 규명하기 위해 유사를 유입하기 전과 후의 양을 각각 직접 채취하는 원시적인 방법과 3D 스캔을 통한 방법을 이용하여 평가한 유실율과 비교 검토해 보았다. 두 가지 방법에 대한 상대오차는 최대 3.12%로 나타났다. 흐름조건에 따른 매립토의 유실율은 살펴보면 두 가지 유사 모두 한계유속(Vc)을 넘어서는 순간, 급격히 유실율이 증가하였고, 일반모래는 약 10 % 안트라사이트는 약 30%로 각각 나타났다. 향후 매립토의 특성인자의 영향을 명확하게 구분하기 위해 다양한 매립토를 활용하여 보다 많은 조건하에서 실험을 수행한다면 매립토의 유실량 산정의 정확성을 높일 수 있을 것이라 기대된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Building Construction Conference
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• 2017.05a
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• pp.182-183
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• 2017

This research identifies radon gas absorption mechanism by adsorption materials, replacing gypsum board with radon emissions, the density and absorption rates of magnesium were carried out using vermiculite, anthracite, powdered active carbon, bentonite, illite, diatomite as a basic study on the fire resistance type of radon Gas reduction type with absorption and decomposition. As a result of the experiment, diatomite showed the lowest density, and the highestt value was the highest. For the absorption rate, bentonite showed the highest absorption rate, and the anthracite showed the lowest absorption rate.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.29 no.2
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• pp.184-191
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• 2007

Coal-, coconut- and wood-based activated carbons and anthracite were tested for an adsorption and biodegradation performances of nitrogenous chlorinated by-products such as chloropicrin, DCAN, DBAN and TCAN. In early stage of operations, an adsorption performance was a main mechanism for removal of nitrogenous chlorinated by-products, however as increasing populations of attached bacteria, the bacteria played a major role in removing nitrogenous chlorinated by-products in the activated carbon and anthracite biofilter. It was also investigated that the compounds were readily subjected to biodegrade. Whilst the coal- and coconut-based activated carbons were found most effective in adsorption of the compounds, the anthracite was worst in adsorption of the compounds. Highest populations and activity of attached bacteria were shown in the coal-based activated carbon. The populations and activity of attached bacteria decreased in the order: coconut-based activated carbon > wood-based activated carbon > anthracite. The attached bacteria were inhibited for removal of the compounds at temperatures below $10^{\circ}C$. The attached bacteria were more active at higher water temperatures$(20^{\circ}C\;<)$ but less active at love. water temperature$(10^{\circ}C\;>)$. The removal efficiencies of the compounds obtained using coal-, coconut- and wood-based activated carbons and anthracite were directly related to the water temperatures. In particular, water temperature was the most important factor for removal of the compounds in the anthracite biofilter because the removal of the compounds depended mainly on biodegradation. Therefore, the main removal mechanism of the compounds the main mechanism on the removal of the compounds using activated carbon was both adsorption and biodegradation by the attached bacteria. The observation suggests that using coal-based activated carbon is the best for removal of nitrogenous chlorinated by-products in the water treatment.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.30 no.2
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• pp.207-212
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• 2008

This study focused on shorten the period of the struvite crystal birth and development by adding seed materials. For this purpose, three different seed materials were selected: sand, anthracite and struvite. The experiments has been conducted to evaluate the effect of the particle size of the selected seed material on the struvite crystallization, and to study the mixing effect which can be expressed by the value of $G{\cdot}t_d$(the multiple of mean velocity gradient(G) and mixing time($t_d$)). It was observed in this study that the removal efficiency of ammonia nitrogen increased by 9%, 11%, and 20% for sand, anthracite, and struvite added as the seed material, respectivley. This indicated that the struvite crystallization efficiency had a close correlation with the specific surface area of the seed particle. It was found that when struvite was selected as the seed material, the struvite crystallization proceeded at lower $G{\cdot}t_d$ value as compared with other seed materials. This observation implied that the secondary crystal birth would be dominated in this reaction. It was concluded in this study that the particle size was not significant factor on the struvite crystallization, while the $G{\cdot}t_d$ value was a considerably important factor in terms of the theory of the struvite crystal birth.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.36 no.4
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• pp.627-635
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• 2016

Recently, several construction projects have been built to create residential area, industrial complex and agricultural land on reclaimed on- and offshore regions. Estimating the quantity of filling materials during reclamation is the most curcial factor of the total construction cost of reclamation project. However, the estimation of loss ratio, defined as the ratio of loss amount to overall dumped amount, mostly depends on the empirical methods and formulae based on the material characteristics due to the lack of sufficient literature about the loss ratio according to hydraulic conditions. In this studies the loss ratio of materials considering flow conditions and material characteristics were examined through hydraulic experiments. A series of hydraulic experiments was conducted using five different hydraulic conditions and two types of materials such as sand and anthracite in a horizontal rectangular flume ($13.0m{\times}5.0m{\times}0.10m$), in which a round type revetment was installed. It is found that the loss ratio generally tends to increase with increasing the particle Froude number regardless of the types of materials. Also, when the flow velocity(u) becomes higher than the critical flow velocity ($u_c$), the loss ratios of sand and anthracite are dramtically increased up to 7.4% and 24.4%, respectively. As a future work, more specific mean velocities will be considered to figure out the loss ratio and more accurate estimation of amount of filling materials will be possible to present with confidence.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.29 no.2
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• pp.205-213
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• 2007

We have studied NOM(natural organic matters) adsorption and biodegradation on 3 kinds of activated carbon and a anthracite. Coal based activated carbon showed the highest DOC(dissolved organic carbon) adsorption capability and roconut(samchully), wood (pica) in the order among the 3 kinds of activated carbon(F400). The biomass amount and activity also showed on coal, wood and coconut based activated carbon in the order. Over 15 minutes EBCT(empty bed contact time) needed to achieve 10 to 17% average removal efficiency and $18\sim24%$ maximum removal efficiency of NOM biodegradation in biofilter using anthracite. Hydrophobic and below 10,000 dalton NOM was much easier to adsorb into the activated carbon than hydrophilic NOM, THMFP(trihalomethane formation potential) and BDOC (biodegradable dissolved organic carbon)$_{slow}$ were much easier than HAA5FP(haloacetic acid 5 formation potential) and $BDOC_{rapid}$ to adsorb into the activated carbon. Hydrophilic and below 1,000 dalton NOM was much easily biodegraded and HAA5FP and $BDOC_{rapid}$ was easier than THMFT and $BDOC_{slow}$ to biodegrade in the biofilter.

• Journal of Environmental Science International
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• v.27 no.3
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• pp.167-177
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• 2018

The removal characteristics of As and Se ions from aqueous solution by hexadecyl trimethyl ammonium bromide (HTMAB) modified anthracite (HTMAB-AT) were investigated under various conditions of contact time, pH and temperature. When the pH is 6, the zeta potential value of anthracite (AT) is -24 mV and on the other hand, the zeta potential value of the HTMAB-AT is +44 mV. It can be seen that the overall increase of about 60 mV. Increasing the (+) potential value indicates that the surface of the adsorbent had a stronger positive charge, so adsorption for the anion metal was increased. The isotherm data was well described by Langmuir and Temkin isotherm model. The maximum adsorption capacity was found to be 7.81 and 6.89 mg/g for As and Se ions from the Langmuir isotherm model at 298 K, respectively. The kinetic data was tested using pseudo first and pseudo second order models. The results indicated that adsorption fitted well with the pseudo second order kinetic model. The mechanism of the adsorption process showed that adsorption was dependent on intra particle diffusion model according to two step diffusion. The thermodynamic parameters(${\Delta}G^{\circ}$, ${\Delta}H^{\circ}$, and ${\Delta}S^{\circ}$) were also determined using the equilibrium constant value obtained at different temperatures. The thermodynamic parameters indicated that the adsorption process was physisorption, and also an endothermic and spontaneous process.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.31-31
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• 2016

국내 해안선을 따라 발생되는 침식 및 퇴적현상으로 인하여 해안구조물의 안정성과 같은 안전 문제가 발생되고 있다. 이러한 자연현상을 대비하여 연안지역 특성에 맞는 침식 저감 대책 마련에 대한 연구가 되고 있다. 침식현상은 다양한 외력조건과 지리적 특성을 함께 고려해야 한다. 고립파로 인한 침식 발생 현상에 대한 국외 연구들이 다수 수행되어 왔으며, 국내에는 이와 관련된 연구가 상대적으로 부족하다. 고립파는 파고의 특성에 따라 파형이 결정되는 특징을 가지고 있어, 침식현상과 지진해일의 실험적 연구에 있어 입사파로 주로 활용되고 있다. 기존의 방법과 동일하게 sluice gate를 순간적으로 개방하여 고립파를 재현하는 방식으로 파랑을 재현하였다. 본 연구에서는 폭 0.80 m, 높이 0.75 m, 수로연장 12.00 m의 강화유리로 설계된 직사각형 단면 수로에서 실험을 수행하였다. 측면에 두 대의 카메라(Model No. : Sony, HDR-XR550)를 고정설치하여 경사면 하상변화를 촬영하였고, 영상분석을 통하여 하상변동을 측정하였다. 유사특성에 따른 하상변동을 연구하기 위하여 경사면에 포설된 유사로는 주문진 표준사($d_{50}=0.6268mm$, $c_u=1.68$)와 안트라사이트($d_{50}=1.547mm$, $c_u=1.387$)를 동일한 실험조건에서 함께 사용하였다. 경사면에서 고립파의 처오름, 처내림을 추적하여 그 경향을 분석하였다. 하상의 침식 및 퇴적구간 길이, 침식, 퇴적의 높이 및 깊이와 같은 형상분석을 통한 영향인자를 함께 무차원화 하여 실험결과를 제시하였다. 본 연구의 결과를 바탕으로 Sluice gate를 이용한 고립파 수리실험으로 경사면 하상의 침식 및 퇴적 현상에 관한 기초적인 실험자료로 활용될 것이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.213-213
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• 2021

한국농어촌공사 농어촌연구원은 하천 및 해안분야의 다양한 수리모형실험을 수행할 수 있는 대형 수리모형실험 시설을 2018년에 구축완료하였다. 국내 최대 규모의 실험장뿐만 아니라 첨단 광학용 계측장비(PIV 및 LDV 시스템)를 연계한 전용실험수로, 대형유사실험수로 등 7종의 기능별 실험수로를 갖추고 있어 다양한 수리현상 분석을 수행할 수 있다. 최근에는 산사태의 주요 원인중 하나인 토석류 실험, 방조제 주변의 침·퇴적 실험 등을 수행하였으며, 본 연구에서는 3D 지형스캐너를 활용한 방조제 주변의 지형변동 수리모형실험에 대하여 소개를 하고자 한다. 방조제는 조수가 육지쪽으로 밀려들어와 내부개발지역이나 농지 등을 해수로부터 보호하기 위해 설치되는 외곽시설이다. 이러한 방조제 전면의 빠른 유속에 의한 침식은 배후지의 안전에 상당히 큰 문제를 야기시킨다. 방조제의 침식을 방지하기 위하여 방조제 전면에 수제공을 설치하여 수제공과 수제공 사이의 느려진 유속에 의해 방조제 전면에 토사를 퇴적시키는 방법이 있다. 본 연구에서는 방조제 전면에 수제공의 길이를 달리 설치하여 수제공 주변의 침·퇴적현상을 이동상 실험을 수행하여 분석하였다. 일반적으로 토사의 침·퇴적고를 계측하는 방법으로 일정한 격자망을 구성하여 각 지점별로 실험 전·후의 토사의 표고차를 수작업으로 계측한다. 이 경우는 실험자가 직접 측정하는 계측오차가 발생하게 되고 측정할 수 있는 지점의 수가 한계가 있어 전체적인 토사의 변화양상을 분석하기엔 어려움이 있다. 이를 해결하기 위하여 본 연구에서는 농어촌연구원이 보유하고 있는 3D 지형스캐너를 활용하여 토사의 표고차를 측정하였다. 실험에 사용한 3D 지형스캐너의 최대 측정거리는 스캐너가 설치된 중심점으로부터 반경 80m에 해당하며, 해상도는 1.6mm~50mm의 범위로 수작업으로 격자망을 구성하여 측정하는 것보다 상당히 높은 수준의 결과를 취득할 수 있으며 계측시간을 단축할 수 있는 장점이 있다. 하지만, 펄스레이저에 의한 지형스캔 방식은 수면과 같이 레이저가 투과할 수 없는 경우에는 계측이 불가능하며, 어두운 계열의 색을 스캔하는 경우 결과 분석에 주의할 필요가 있다. 본 연구에서는 이동상 재료로 안트라사이트(검은색)를 포설하였고, 검은색 계열의 실험사에도 3D 지형스캐너가 우수한 결과를 제공하는 것을 확인하였다.