• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.90-96
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• 2018

기성 유동상 반응기(AFBR)의 수리학적 특성을 고찰하기 위해 "무담체 모드"와 "담체 충진 모드"의 두 가지 모드에서 추적자 실험을 수행하였다. 각 모드에서 동일한 실험조건으로 실험을 수행하여 수리학적 수치들이 유도되었고 실제 반응기의 수리학적 특성파악에 필요한 데이터를 얻어 해석하였다. 두 가지모드에서의 수리학적 해석을 위해 담체는 비 반응성이고 분산계수가 상수라는 가정으로 비 반응성 추적자의 일차원-비 정상상태 농도분포의 분산모델을 사용하였다. 실험결과 담체는 반응기 내부에서의 혼합효과를 크게 증가시켰다. 담체를 충진하지 않은 경우 충진한 경우에 비해 분산계수는 최소 1자리 수 이상 작게 나타났다. 담체가 없는 경우 실험영역(Pe⦤0.83cm/s)에서 이류흐름이 지배적 흐름이었고 반응기의 흐름형태는 마개흐름형 반응기(PFR)에 근접하였다. 이 때 분산계수는 0.83cm/s까지 겉보기유속에 비례적으로 증가하였다. 그러나 담체가 충진된 경우, 흐름형태는 마개흐름형 반응기 (PFR)과 완전혼합형 반응기(CMFR)사이에 있음을 나타내었으며 분산계수는 겉보기유속이 0.41cm/s에서 거의 최대치에 도달한 후 0.82cm/s까지 유사한 수치를 나타내었다. 본 실험조건에서 분산계수는 액체 레이놀즈수(Re) 또는 입자 레이놀즈수(Rep)에 비례하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권6호
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• pp.1149-1158
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• 2000

염색폐수를 생물학적으로 처리하여 방류하는 연속으로 연결되어있는 6개의 단으로 구성된 폐수처리시설에서 폐수 유동을 관찰하고 처리공정에 영향을 줄 수 있는 요인들을 찾기 위해 동위원소를 이용한 추적자 실험을 수행하였다. 추적자로 약 20mCi의 $^{131}I$를 첫 번째 단의 폐수 유입부에 투입하고 각 단에 방사선 검출기를 설치하여 시간에 따른 추적자 농도변화를 측정하였다. 측정된 데이터를 Perfect Mixers in Series Model을 이용한 분석을 통하여 평균체재시간과 시스템에서의 유동 특성 파라미터들을 계산하였다. 시스템의 평균체재시간은 설계치인 22.3시간의 76%인 17시간으로 계산되었다. 시스템을 구성하고 있는 6개의 단 중에서 제1단은 완전혼합기(perfect mixer)로서의 특성을 보이지 않았으나, 나머지 5개의 단은 완전혼합기와 같이 작동하였다. 제1단의 출력은 상호 교환이 일어나는 탱크를 가진 완전혼합기 모델로 모사한 출력과 좋은 일치를 보였다. 이 교환되는 탱크의 크기는 전체의 약 4분의 1인 것으로 분석되었다. 체재시간분포 실험의 결과는 유입 폐수의 방사선 전처리를 위해 설치된 전자선가속기의 가동조건 변경 후 그 영향에 대한 연구를 위한 적정 시료채취시간 산정에 사용되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권10호
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• pp.1039-1046
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• 2008

수중에 존재할 수 있는 항생제물질 중 cefaclor를 제거하기 위하여 UV/H$_2$O$_2$ 공정을 적용하였다. 기존 회분식반응기의 경우 시료를 채취하면 시료가 감소하여 UV램프와 제거대상물질의 유효접촉면적이 감소하는 것을 보완하기 위해 외부에 혼합조를 설치하여 실험을 실시하였다. UV반응기 내부는 완전혼합을 위해 4개의 baffle을 설치하였으며 광자의 방출을 방지하기 위해 반응조 외부를 알루미늄 호일로 감쌌다. OH radical의 생성은 pCBA(p-Chlorobenzoic acid)를 이용하여 간접적으로 측정하였으며, 의사일차반응식(pseudo-frist order reaction)을 이용하여 반응속도상수를 구하였다. 본 연구의 최적 OH radical 생성조건은 pH 3, 과산화수소 주입량은 5 mmol/L 그리고 펌프순환유량은 400 mL/min로 나타났으며, 반응속도상수는 0.1051 min$^{-1}$이었다. 최적의 OH radical 생성조건에서 cefaclor는 40 min안에 완전히 제거되었으며 반응속도상수는 0.093 min$^{-1}$이었다. 초기 cefaclor의 농도가 낮을 수록 빠르게 제거되었으며, OH radical에 의해 분해되어 중간생성물질(intermediates)인 chloride(Cl$^-$), nitrate(NO$_3{^{2-}}$), sulfite(SO$_4{^{2-}}$) 그리고 acetic acid(CH$_3$COO$^-$) 등의 음이온과 phenylglycine을 생성하였다. 반응시간 6 hr 이후 TOC의 77% 감소, phenylglycine의 소멸 그리고 acetic acid가 감소하는 것으로 보아 cefaclor는 UV/H$_2$O$_2$ 공정에 의해 빠르게 분해될 뿐만 아니라 CO$_2$와 H$_2$O의 형태로 무해화(mineralization)되는 것으로 보인다.

• 청정기술
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• 제15권4호
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• pp.253-257
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• 2009

LCD 제조공정에서 배출되는 질산과 초산, 인산, 그리고 Al과 같은 금속이온을 함유한 폐에칭액으로부터 진공증발과 확산투석을 이용하여 고순도 인산을 회수하여 인산암모늄을 제조하고자 하였다. 진공증발을 이용하여 질산과 초산을 제거하였다. 진공도가 -650 mmHg인 경우에는 온도 413 K 이상에서 완전 분리되었고, 진공도가 -700 mmHg인 경우에는 온도 393 K 이상의 영역에서 완전히 분리되었다. 그리고 진공도 -730 mmHg의 경우는 온도 383 K 이상에서도 완전 분리가 가능하였다. 99%의 질산과 초산을 제거하였으며, 확산투석을 이용하여 약 97.5% 이상의 Al을 제거하였다. 이렇게 얻어진 고순도 인산과 수산화암모늄을 이용하여 일인산암모늄을 제조하는 공정에서 급격한 발열반응을 제어하고 안정된 적정조건을 도출하기 위하여 수산화암모늄의 농도, 적정 몰비, pH, 온도 등의 반응인자를 조절하여 회수율 약 90%의 일인산암모늄을 제조하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권2호
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• pp.220-228
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• 2007

본 연구에서는 완전혼합 방식의 단일 반응기에서 동시 질산 탈질반응을 구현하여 유입수 내 질소를 효과적으로 제거하고자 하였다. 동시 질산 탈질반응 적용 시 반응조 내의 용존산소 농도와 유입수의 C/N비가 중요한 인자라는 점에 착안하여 적정 용존산소 농도와 C/N비를 규명하고자 하였다. 합성 폐수 실험 결과 0.5 mg/L의 용존산소 농도 및 7 이상의 C/N비에서 안정적인 질소 제거가 이루어짐을 알 수 있었다. 인근 하수처리장 실제 유입수를 이용한 실험결과 0.5 mg/L의 용존산소 농도의 유지만으로는 원래 가지고 있던 낮은 C/N비로 인해 안정적인 질소 제거가 어려웠으나 외부 탄소원(glucose)의 주입을 통해 C/N비를 7 이상으로(최대 14까지) 높여주었을 경우 70% 이상의 안정적인 질소 제거가 단일 반응조에서 가능하였다.

• 상하수도학회지
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• 제25권3호
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• pp.375-382
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• 2011

The usages of CFD (Computational Fluid Dynamics) which is simulating turbulent flows in CSTRs (Complete Stirrer Tank Reactors) have been reported. Considering model strategies and simulation techniques, this paper is focused on the turbulence models. The results of this study would suggest multiple reference frameworks relevant to rotational flow simulation. Specifically, the analysis of turbulence dissipation rates referred to this study would solve the relevant environmental engineering problem and would be beneficial to the CFD in CSTRs using mechanical mixer.

• KSBB Journal
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• 제21권5호
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• pp.401-404
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• 2006

MAA와 EGDMA를 단량체 및 가교제로 한 일체형 컬럼은 친수성의 구조표면을 하고 있어 쉽게 시료와 수소결합 등 강한 상호작용을 할 수 있다. 본 실험에서는 카페인과 트립토판을 분리물질로 선택하였으나 완전한 분리도를 얻을 수가 없었다. 이는 일체형 컬럼의 제조 시 여러 요인에 기인하다. 중합혼합반응물질의 양의 조성과 반응조건이 적절하지 못하는 등 원인으로 생각된다. 따라서 일체형 컬럼의 분리도를 향상시키기 위한 많은 실험이 요구된다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권5호
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• pp.949-957
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• 2000

본 연구는 페놀 분해균주인 P-99를 이용하여 슬러리상 반응기에서 페놀 또는 PNP (p-Nitrophenol)에 오염된 토양을 생물학적으로 복원시키는 방안을 모색하기 위해 수행되었다. 순수미생물에 의한 페놀의 분해는 혼합 미생물간의 경쟁적 상호작용을 배제시켜 활성슬러지의 지체시간보다 3배 정도 짧게 나타났다. 페놀 분해균주인 P-99는 300mg/L의 페놀을 26시간 안에 완전하게 분해하였으며, 페놀 1mg이 제거될 때 0.1457mg의 P-99 미생물이 생성되었다. PNP는 단일기질로 반응기내에 존재할 경우 페놀 분해균주인 P-99에 의한 분해는 일어나지 않았으나, 페놀에 유도된 경우 공대사 작용에 의해 효과적으로 분해할 수 있었으며, 이 때 PNP 분해에 있어서 성자기질인 페놀의 이용도는 0.027mg PNP/mg phenol이었다. 페놀과 PNP가 혼합기질로 반응기내에 존재할 경우 PNP의 농도가 증가할수록 미생물에 대한 저해작용이 증가되어 페놀의 분해속도가 감소하였으며, 슬러리상 반응기에서 미생물에 의한 페놀 및 PNP의 분해는 대상물질의 일부가 액상에서 토양의 표면으로 흡착되고 산소의 전달속도가 상승하여 액상에서 보다 2배 이상 가속화되었다.

• 공업화학
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• 제2권3호
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• pp.279-288
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• 1991

몇 종류의 산화물을 혼합하여 그 장점들이 촉매의 특성으로 나타나도록 하는 복합산화물 촉매의 한 종류로서 스피넬 구조를 이루는 Mg- 및 Zn-페라이트를 촉매로 선정하여 Cr 치환에 따른 물성을 분석하고, 에틸벤젠의 탈수소 반응에 대하여 연구하였다. 촉매의 특성 분석에는 XRD, BET, TG/DTA, ESCA, TEM, TPD등의 분석법을 사용하였다. 페라이트 촉매에 대한 Cr 치환 효과를 검토하기 위하여 물성을 종합적으로 분석한 결과, 표면으로의 확산이 용이한 Cr 은 촉매의 표면적 증가와 구조의 안정성에 기여하는 구조적인 조촉매로서 작용하였다. 촉매의 반응성 실험에 있어서는 Cr의 치환에 따른 활성변화를 검토하였는데, $MgCr_xFe_{2-x}O_4$ 촉매에서 Cr 치환량이 증가할수록 산소의 유동성이 작아져 완전산화반응이 억제되고 스티렌으로의 선택도가 증가하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제26권1호
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• pp.1-6
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• 2006

폐수처리시설의 응집조를 대상으로 0.392MeV의 감마선을 방출하는 In-113m을 추적자로 이용하여 체류시간분포(RTD; residence time distribution)를 측정하였다. 계측 결과는 CFSTR (constant flow stirred tank reactor) 모델을 바탕으로 구축한 K-RTD 프로그램을 이용하여 수학적으로 분석하였으며, 이를 바탕으로 혼합 특성을 규명하고자 하였다 모델에 의한 시뮬레이션 결과를 계측결과와 맞추는 과정에서 유체 거동의 특성을 표현하는 인자들을 계산하였으며, 이들 인자에 의한 시뮬레이션 결과는 실험결과에 매우 성공적으로 부합하였다. 또한 향후 본 실험에서 관찰된 bypass flow의 성분을 이론적 모델에 포함시키고 이를 분석하며 혼합조의 효율에 영향을 미치는 요소들에 대한 추가 연구의 필요성을 확인하였다.