• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권2호
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• pp.261-265
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• 2014

정수처리 방식에 있어서 소형화의 필요성이 증대됨에 따라 복합적인 기능을 갖는 단일구조 여과재 개발이 절실히 요구되고 있다. 본 연구에서는 단일구조를 가지는 필터개발을 위하여 활성탄과 고분자 바인더로 구성된 성형체를 압출소결방식으로 제조하여, 제조된 성형체의 밀도, 공극률 및 유량을 평가하여, 최대유량을 가지는 성형체의 최적 압출온도를 결정하였다. 또한 성형체의 공극률 평가에 있어서 전체 공극률뿐만 아니라 관통형 기공의 공극률을 추가로 평가하여 유량과의 상관성을 평가하였다. 압출온도가 고분자 바인더의 Melting point인 $133^{\circ}C$ 이상인 $140{\sim}230^{\circ}C$에서 단일구조 복합 활성탄 성형체 구성이 가능하였으며, 압출온도 $170^{\circ}C$가 복합성형체의 밀도가 낮고, 관통기공의 공극률이 높아, 최대유량을 가지는 복합성형체의 제조가 가능한 최적 압출온도로 확인되었다. 또한 복합성형체를 통해 흐르는 물의 유량은 성형체의 전체 공극률 보다 관통형기공의 공극률에 크게 의존함을 알 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권1호
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• pp.1-6
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• 2012

상수원인 K강 하류부에서의 COD (4~10 mg/L)는 매우 높으며 암모니아성질소의 농도(겨울철 3.5 mg/L) 또한 매우 높다. 암모나아 자체는 이 농도 범위에서 인체에 독성을 주지는 않지만 우리나라 먹는물 기준인 0.5 mg/L로 맞추어져야 한다. 본 연구에서는 K강 상수원을 고도처리 하고자 기존의 일반적인 상수처리공정을 수정하여 파일롯플랜트를 제작하여 운전하였다. 암모니아를 제거하고 염소소독 부산물 일부 제거를 위하여 파괴점 염소주입 및 분말활성탄 투여 공정을 응집조 전 공정에 넣었다. 또한 모래여과 공정 다음에 입상활성탄공정을 넣어 미량 잔류유기물을 제거하고자 하였다. 파일롯플렌트는 36톤/일 규모이며 1년 동안 운전이 되었다. 본 수정된 공정을 통하여 암모니아를 제거하고 여러 유기물질(DOC, MBAS, UV-254 nm absorbance 등)들을 제거할 수 있었다. 유입 DOC 농도는 유입기간 동안 3~6 mg/L 계속 높았으며 1 mg/L로 낮추기 위해서는 GAC 필터의 2 m 높이는 낮은 것으로 판단되었다. 파괴점 염소주입에서 투입 염소농도가 잘 주입이 되었을 때 암모니아의 제거는 98%이상이었으며 낮은 유리 잔류염소 농도와 분말활성탄 투여로 트리할로메탄(THM)은 낮게 검출되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권8호
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• pp.3792-3799
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• 2012

본 연구에서는 전산유체역학(CFD)을 이용하여 산업체에 널리 적용되고 있는 충격기류형 탈진시스템의 탈진 특성을 규명하고, 그 성능을 향상시키기 위해 탈진부 유니트(unit) 형상을 개조한 경우의 탈진 성능을 비교하였다. 탈진부 각 형상별로 탈진 공기량과 기류 분포, 유입속도 분포 등을 검토한 결과, 블로우 튜브에 노즐을 설치한 경우(Case 3)와 벤츄리에 이중 유입관을 설치한 경우(Case4, 5)가 현재 현장에서 널리 적용되고 있는 구조(Case 1)에 비해 탈진 공기량의 증폭 효과 및 기류 폭의 확장 현상이 우수한 것으로 예측되었다. 선정된 Case-5를 상용 백필터의 사양(직경 150 mm)에 적용하기 위해 벤츄리 제원을 결정한 결과, 내측 유입관의 직경 50 mm, 외측 유입관의 직경 90 mm의 제원을 적용하면 탈진 공기량을 최대로 유지할 수 있을 것으로 판단된다.

• 적정기술학회지
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• 제7권1호
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• pp.72-81
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• 2021

안전한 음용수 확보를 위한 적정기술로써 환경적, 기술적 요구사항을 충족할 수 있는 나노섬유 멤브레인으로 구성된 무동력 막 여과 시스템을 평가하였다. 이 장치는 수두차에 의한 중력과 생물학적 막 오염층 제어로 별도의 에너지원이 필요 없고, 핵심 소재인 PVDF 나노섬유 멤브레인 필터가 병렬로 연결, 모듈화되어 있어 물 생산성을 높이는 구조이다. 이 장치의 실제 현장 적용 가능성을 평가하기 위해 Pilot-scale (3000-5000 L/day) 나노섬유 멤브레인 기반 정수 시스템이 개발도상국(키리바시, 투발루 등)에 2017년 8월 설치되어 3개월간 운영되었다. 14-92 L/(m²×h)의 플럭스로 안정적 물 생산성을 확인하였고 처리수의 탁도와 박테리아의 높은 제거율 (99.99% 이상)로 안전한 수질을 장기간 제공할 수 있음을 확인하였다. 이러한 결과는 현장 적용을 통해 나노섬유 멤브레인 기반 무동력 정수 시스템이 장기간 안전한 음용수를 공급할 수 있는 정수장치로 평가되었고, 적정기술로써 개도국의 수처리 장치로 활용 가능성을 보여준다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권4호
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• pp.301-308
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• 2022

조류는 수생태계에서 소비자의 에너지를 공급하여 생태계 내 없어서는 안 될 1차 생산자로서 크게 녹조류, 남조류, 규조류로 나뉘어진다. 남조류의 경우 수온이 상승하여 여름철 발생하여 과대 증식하여 녹조현상의 주원인이 되며, 최근 기후 변화로 인해 녹조현상의 발생시기의 변화와 빈도수가 늘고 있는 추세이다. 기존의 조류 조사 방식은 채수 및 센서를 통한 측정으로 이루어지고 있으며 시간, 비용 및 인력의 한계가 나타난다. 이러한 기존 모니터링 방법의 한계를 극복 하기위해 위성영상이나 무인항공기(Unmanned Aearial Vehicles, UAV), 등 탑제체를 운용한 다중분광 및 초분광과 같은 분광기기를 이용하여 원격 모니터링을 수행하는 연구가 진행되어 왔다. 본 연구에서는 조류 배양액 및 하천수 채수를 통한 실험실 규모의 실험을 통해 원격 모니터링의 종 구분에 대한 가능성에 대하여 확인 해보고자 하였다. 초분광 영상을 취득하기 위해 400-1000 nm에서 분석할 수 있는 초분광 센서를 활용하였다. 채수한 하천수의 조류 종 구분을 위한 분광특성을 추출하기 위해 GF/C필터를 이용하여 여과를 진행하여 시료를 제조하여 영상을 수집하였다. 수집된 영상을 방사보정 및 Base (하천수 및 배양보존액 통칭) 제거를 진행하였고 조류의 분광 정보 추출 과정을 통해 시료별 분광 정보를 추출, 분석하여 조류의 분광특성을 파악, 비교분석하여 하천·호소에서의 초분광영상 기반 원격탐사 모니터링의 적용성을 검토하고자 하였다.

• 생명과학회지
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• 제29권6호
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• pp.724-734
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• 2019

본 연구는 대기 중에 떠다니는 입자인 미세먼지의 발생원에 따라 여러 종류의 사람 세포주에 미치는 세포 독성 효과를 검증해 보고자 하였다. 실험에 사용된 미세먼지는 자동차의 공기 필터(차 미세먼지, 실외)와 집에 있는 청소기의 필터(집 미세먼지, 실내)에서 유래한 미세먼지를 에탄올 추출법으로 포집하여 여과한 다음 대략 $10{\mu}m$ 이하의 미세먼지를 세포배양액에 첨가하였다. MTT 분석 방법으로 조사된 세포성장의 반억제농도 값($IC_{50}$)은 집 미세먼지보다 차 미세먼지에서 각 세포에 대한 $IC_{50}$ 값이 유의적으로(p<0.05) 더 낮았고, 정상세포주인 섬유아세포(MRC-5) 및 사랑니 유래 중간엽성 성체줄기세포(DSC)에서 $IC_{50}$ 값은 폐암세포주(A-549) 및 위암세포주(AGS)에 비해 유의적으로(p<0.05) 더 낮았다. 차 미세먼지를 $100{\mu}g/ml$의 농도로 첨가하여 1주일동안 세포를 배양하여 세포배가시간을 조사하였던 바, 암세포주보다 MRC-5 및 DSC 세포주에서 미세먼지의 처리 후 세포배가시간이 유의적으로(p<0.05) 늘어나는 것을 관찰하였고, 미세먼지에 노출된 세포는 노화 관련 베타-갈락토시다아제의 발현이 증가하여 세포의 노화가 일어나는 것을 관찰하였다. 또한, 차 미세먼지를 각 세포주의 $IC_{50}$ 값으로 1주일 동안 처리한 후, 염증 관련 유전자인 COX-2 및 IL-6의 발현이 유의적으로(p<0.05) 증가하는 것을 관찰하였다. 이상의 결과로 보아, 미세먼지는 세포의 성장을 억제하고, 손상을 일으키면서 염증의 발현을 유도하는 것으로 조사되었다.

• 한국전통조경학회지
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• 제30권2호
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• pp.90-100
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• 2012

본 연구는 수생태계의 건전성 활용방안에 대한 연구를 마을방죽과 수체계의 원리에서 그 해답을 찾고자 하였으며, 연구대상지 10개의 마을방죽을 중심으로 분석하였다. 마을방죽의 수체계를 구성하는 우물, 공동샘, 마을수로 등 물 흐름을 이루고 있는 구성요소들의 구조와 특성에 대한 이해를 바탕으로 마을방죽의 사회적 생태적 역할 및 도시화로 인해 훼손되거나 소멸된 수생태계 건전성 확보와 생태적 유역관리를 위한 하나의 도구적 방안으로서의 결론은 다음과 같다. 1. 마을방죽은 마을에서 발생하는 배출수와 방죽보다 높은 수위의 농경지에서 흘러드는 농수로를 통해 물을 방죽에 모아서 농업용수로 재활용하고, 그 이상의 물은 논도랑을 통해 하천으로 흘려보내는 구조로서, 각 마을에서 발생하는 유출수를 효율적으로 관리하는 생태적 유역관리를 일상에서 실천하고 있었던 것이라고 볼 수 있다. 단순한 물 흐름의 일시적 저류시설이 아니라, 이를 다시 재사용하고 걸러서 하천으로 보내는 일종의 친환경수처리 시스템인 것이다. 2. 전통마을 5개소와 근대화 이후 농촌마을 5개소를 중심으로 사례대상지 10개의 마을방죽을 선정하여 마을의 수 체계와 방죽의 구조, 물 흐름을 분석하여 방죽의 유형을 분류하였다. 마을방죽의 유형은 소택습지형, 자연유하의 물흐름 구조인 수고답저형, 인위적 수리시설이 필요한 수저답고형 등 3가지 유형으로 분류되었다. 사례연구 대상지 중 전통마을 5개소는 모두 소택습지형으로 나타났으며, 근대화 이후 농촌마을 중 계지마을, 산제리마을, 마암마을, 양촌마을은 수고답저형으로, 상천리마을은 수저답고형으로 분류되었다. 3. 소택형 방죽과 수고답저형 방죽, 수저답고형 방죽으로 분류된 사례대상지의 수질분석을 통해 마을방죽의 수질정화 기능을 확인하였다. 마을하수도 유출수와 생활하수의 영향을 받는 원터마을과 계지마을에서는 암모니아성질소($NH_3-N$)와 총인(T-P)의 효율이 56~95%로 높은 것을 볼 수 있으며, 축사와 농경지의 영향이 강한 상천리와 산제리 마을에서는 부유물질(SS)이 70~85%, 총질소(T-N)와 총인(T-P)이 5.3~65%의 효율로 나타났다. 4. 오염원의 침전과 여과, 식물에 의한 탈질작용을 통해 마을에서 유출되는 생활하수, 마을하수도 배출수, 우수유출수 및 비점오염원들이 하천에 유입되기 전에 다시 한번 걸러주게 되는 수질정화 시스템을 마을방죽의 구조에서 확인할 수 있다. 이러한 구조를 통해 마을방죽은 생태적 유역관리를 위한 기초적 시설로서 활용되어져야 한다. 환경 필터층의 역할을 하는 마을방죽의 수처리 시스템은 단위유역, 집수유역 중심의 생태적 유역관리를 위한 친환경 시설로서 연구되어지고 활용되어야 한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권1B호
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• pp.51-60
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• 2006

산업활동으로 인해서 발생하는 제강슬래그와 최근 선진국에서 환경개선 및 오염방지를 위한 용도로 활용하고자 활발히 연구되고 있는 제올라이트 등의 다공성 재료를 오염된 하천의 정체수역에 설치하여 저비용으로 수질을 개선시킬 수 있는 기법은 폐기물의 재이용 측면과 하천수질개선 측면에서 매우 필요하다. 현재 제철소에서 발생하는 부산물인 제강슬래그의 화학적성분은 주로 CaO, $SiO_2$, $Al_2O_3$, $Fe_2O_3$ 등으로 이루어져 있으며, 침전유발물질 및 흡착성물질이 함유되어 있다. 제강슬래그는 다공질 형태의 비표면적을 가지고 있어서 정화용 필터나 흡착재로 이용하기에 좋은 이점을 지니고 있다. 그리고 제올라이트는 양이온 교환특성, 흡착특성, 촉매특성, 탈수 및 재흡수특성 등의 이점을 지니고 있어서 축산농가의 환경개선, 도시의 생활하수의 처리, 공업폐수 처리, 음료수 수질개선, 방사성폐기물 처리 및 방사성 물질의 오염방지 등에 응용되고 있다. 그러므로 제강슬래그나 제올라이트를 Mattress/Filter의 채움재 및 수질정화용 여재로 활용함으로써 수질개선 등 효과를 동시에 얻을 수 있다. 본 연구에서는 제강슬래그와 제올라이트가 정체수역에 설치되는 Mattress/Filter시스템의 채움재로 활용할 때 공극률에 따른 수질개선효과를 파악하기 위하여 공극률을 38.6%인 P1, 45.8%인 P2 및 49.8%인 P3로 변화시켜 각각의 유입수와 유출수의 pH, DO, T-N, T-P 등을 측정하여 비교하였다. 수질개선에 사용된 Mattress/Filter시스템은 오염된 하천수가 Mattress/Filter시스템의 공극사이를 통과하면서 채움재에 형성된 다공질에 의한 여과작용과 생물막에 의한 접촉작용, 흡착작용 및 생물분해작용 등을 촉진시키는 기능을 가지고 있음을 알 수 있었다. 제강슬래그 및 제올라이트를 채움재로 사용한 Mattress/Filter 시스템은 쉽게 생물막을 형성시키고 유기물의 흡착을 촉진시켜 오염물질을 정화하는데 필요한 자정작용의 효과를 증대시키고 수질개선을 촉진시킬 수 있는 자연환경에서 하천정화에 이용될 수 있는 시스템임을 확인할 수 있었다.

• 대한핵의학회지
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• 제38권4호
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• pp.318-324
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• 2004

목적: Philips GEMINI PET/CT 스캐너는 GSO 섬광결정을 사용해 제작된 전신용 PET/CT 스캐너이다. 이 연구에서는 NEMA에서 새롭게 제안한 NEMA NU2-2001에 따라 GEMINI PET/CT 스캐너의 공간분해능, 민감도, 산란분획, NECR 등을 평가하고 그 결과를 BGO, LSO등의 섬광결정의 특성과 비교하였다. 대상 및 방법: GEMINI는 Philips ALLEGRO PET과 MX8000 D multi-slice CT 스캐너를 결합한 PET/CT 스캐너로서 검출기는 GSO 섬광결정 ($4{\times}6{\times}20mm^3$)을 사용하였고 축방향 시야는 18 cm이다. 공간분해능. 민감도, 산란분획, NECR 등을 평가하기 위하여 PET 데이터를 획득하였다(동시계수창: 8 ns, 에너지창: $409{\sim}664$ keV). 공간분해능 측정을 위하여 축횡단면의 중심에서 1 cm, 10 cm 떨어진 지점의 각 3지점((a) x=0, y=1, (b)x=10, y=0, (c)x=0, y=10)에서 영상을 획득한 다음 여과후역투사방법(램프필터 사용)과 3D RAMLA를 이용하여 영상재구성을 하고 FWHM을 구하였다. 민감도 측정을 위하여 선선원(F-18)을 축횡단면의 중심과 중심에서 10 cm 벗어난 지점에서 5개의 알루미늄관을 차례로 씌워 매질감쇠에 따라 달라지는 참계수를 구하고 이 값을 회귀분석하여 감쇠매질이 없는 이상적인 상황에서의 민감도를 측정하였다(랜덤계수가 참계수의 1%이내). 산란분획과 NECR을 측정하기 위하여 F-18 선선원(1110 MBq)을 산란팬텀에 주입하여 7반감기동안 계수를 획득하였다. SSRB을 사용하여 3D 데이터를 재구성한 다음 랜덤계수율이 참계수율이 1% 미만인 영역에서 산란분획을 구하고 각 횡단면의 값을 평균하여 전체 산란분획을 얻었다. 이 값을 기초로 각 프레임, 각 횡단면에 대한 랜덤계수율, 산란계수율, NECR을 구하였다. 결과: 스캐너의 중심에서 1 cm 벗어난 지점에서 횡축방향, 축방향 공간분해능은 (1) 5.3, 6.5 mm (FBP), (2) 5.1, 5.9 mm (3D RAMLA)이었다. 횡단면의 중심에서 10 cm 벗어난 지점에서 횡축반경방향, 횡축접선방향, 축방향 공간분해능은 (1) 5.7, 5.7, 7.0 mm (FBP), (2) 5.4, 5.4, 6.4 mm (3D RAMLA)이었다. 감쇠매질이 없는 이상적인 상황에서의 민감도는 횡단면의 중심에서 3,620 counts/sec/MBq, 횡단면의 중심에서 10 cm 벗어난 지점에서 4,324 counts/sec/MBq이었다. 산란분획은 40.6%, 최대 참계수율과 최대 NECR은 각각 88.9 kcps @ 12.9 kBq/mL, 34.3 kcps @ 8.84 kBq/mL이었다. 결론: 이 실험에서 NEMA NU2-2001을 이용해 GSO 섬광결정을 사용해 제작된 PET/CT에 대한 성능 평가를 실시하였다. 이는 BGO, LSO 섬광결정을 사용해 제작된 PET 스캐너의 특성과 비교할 수 있는 자료를 제공하며 PET 영상 획득 시 객관적 평가와 분석에 유용하였다.