• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.445-445
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• 2018

기후변화에 따른 환경오염은 21세기 인류에게 가장 심각한 문제 중의 하나로 대두되고 있다. 환경적인 측면에서 하천오염은 경제적으로 많은 문제를 발생시키고 있다. 이러한 하천오염 문제를 해결하기 위해서는 오염물질의 농도 측적 및 데이터 축적이 필수적이라 할 수 있다. 그러나 일반적으로 오염물질 부하량에 대한 직접적인 측정은 비용 측면에서 쉽지 않은 것이 사실이다. 또한 실시간으로 BOD, COD, TN, TP 등의 자료를 이용하여 예측하는 것에는 자료의 부족성으로 인해 한계가 있다. 본 연구에서는 구글의 딥러닝 오픈소스 라이브러리인 텐서플로우를 활용하여 기계학습을 통한 하천오염 예측을 목적으로 하고 있다. 기계학습을 위하여 텐서플로우를 활용하여 RNN, LSTM 인공신경망 모형을 구축하였다. 하천오염의 학습과 예측을 위해 결과치 분석을 위한 자료로는 금강 유역에 위치한 옥천 관측소 충청북도 옥천군 이원면 이원대교에 위치한 $36^{\circ}14'31.0''N$ $127^{\circ}40'02.6''E$의 관측소에서 BOD, COD, DO, 부유물질의 자료를 사용하였다. 모형의 학습을 위해서 입력자료는 수위, 유량, 평균기온, 평균풍속 자료를 2004년 ~ 2017년까지의 14년간의 자료를 사용하였다. 연구를 위해 BOD, COD, DO 부유물질 자료는 물환경정보시스템(http://water.nier.go.kr/)의 자료를 활용하고 수위, 유량등의 자료는 국가수자원관리종합정보시스템 (http://www.wamis.go.kr/)의 자료를 사용하였다. 그러나 수온, 수위, 풍속등의 자료는 일 자료가 있는가 반면 BOD, COD, TN, TP등의 자료는 일 자료가 있지 않아 이를 원활히 활용할 수 있도록 예측을 위한 결과치의 선형보간법을 통해 일 자료를 획득한 후 연구를 하였다. RNN, LSTM의 분석 시 학습속도, 반복시행횟수 sequence length의 길이 등의 값을 조절 하면서 결과치를 분석하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.91-91
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• 2019

아열대 해양성 기후로 변화하고 있는 다우지역인 제주도는 각종개발 등 도시화로 인한 불투수층 증가가 급증하고 있으며 기후 변동에 의한 강우량은 더욱 늘어 홍수 피해가 빈번히 발생하고 있어 저영향개발기법(LID, Low Impact Development)을 통한 빗물을 지하로 침투시켜 지하수 보호 및 확보와 동시에 재해 저감을 할 수 있는 기술개발이 시급한 실정이다. 현재 설치된 재해저감방식 중 침투트렌치에 의한 침투방식은 제주도의 보전자원인 화산석인 현무암을 주 재료로 하고 있어 2차환경 파괴를 야기 시키고 있지만 암을 보전하고 대처할 수 있는 신재료와 신기술 관련 침투방식의 성능 극대화에 대한 연구가 미진하며, 지하수를 주 수원으로 하고 있는 제주도에서 초기 강우 배제 없이 침투시킬 경우 지하수 오염 가능성도 상존하고 있다. 본 연구는 지하수의 제주형 인공함양정과 재해영향평가 지침에서 제시한 암을 충진하는 정형화된 침투식 방법을 개선하여 초기 강우의 수질오염을 억제하면서 지하수 인공함양과 재해저감을 위해 침투와 저류를 동시에 할 수 있는 신기술을 상용화와 침투형 저류지의 설치 초기비용 및 유지비용을 절감하고 부지확보에 따른 사업자의 부담을 경감 할 수 있는 침투트렌치 형식의 침투저류시스템을 개발하여 실용화하는데 있다. 이에 따라 본 연구에서는 제주도인 경우 일시적 높은 첨두유량으로 인해 지표유실 및 침수범람이 빈번하게 발생하고 도시화에 따른 포장면적 증가로 지표수 유실이 증대 되는 점을 감안하여 이를 저감하기 위한 첨두유량의 해결방안으로 저류용 침투저류조 내 유입수의 신속한 침투기능과 지하수 함양 증대에 기여 등 제주형 집중호우 대비 침투저류조 설치에 따른 효과 및 적용 가능성을 조사하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.190-190
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• 2021

우리나라는 전체 면적의 63.0%가 산림으로 구성되어 있고, 일정면적 내 나무들의 총 부피를 의미하는 입목축적의 경우 1973년에 11.3 m³/ha에서 2015년에 146.0 m³/ha로 43년 동안 1292.0% 증가하였다. 이에 본 연구에서는 유역 면적의 70.2%가 산림에 해당하는 용담댐 상류 유역(930.2 km²)을 대상으로 SWAT(Soil and Water Assessment Tool)을 이용하여 장기간 산림 성장에 따른 수문 변화를 평가하였다. 산림 성장 변화 분석을 위해 산림청의 전국산림자원조사에서 제공하는 침엽수, 활엽수, 혼효림 식생 자료를 1980년부터 2019년까지 40년의 산림 성장 자료를 10년 단위(1980s; 1980~1989, 1990s; 1990~1999, 2000s; 2000~2009, 2010s; 2010~2019)로 구축하였으며, Terra MODIS MOD15A2 엽면적지수(LAI) 자료를 2010년부터 2019년까지 구축하였다. LAI는 연대별 식생 높이의 상관성을 고려하여 1980년부터 2019년까지 회귀하여 총 40년 자료를 구축하고 10년 단위로 활용하였다. SWAT의 검보정은 2010년부터 2019년까지 실측된 유량, 증발산량 및 토양수분을 이용하였으며 검보정 결과 유량의 평균 NSE는 0.57, R²는 0.69, RMSE는 1.66 mm/day, PBIAS는 4.95%이며, 증발산량 및 토양수분의 R²는 0.60, 0.52로 나타났다. 산림 성장에 따른 수문 변화를 관찰하기 위해 기상자료를 2010s로 고정하고 연대별 산림 정보를 입력하여 산림 성장이 물순환에 미치는 영향을 시공간적으로 평가할 예정이며, 침엽수, 활엽수, 혼효림 생장을 개별적으로 분석하여 식생별 영향을 비교 및 평가할 예정이다.

• Resources Recycling
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• v.15 no.3 s.71
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• pp.66-73
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• 2006

Continuous column adsorption experiments have been conducted fur artificial and actual wastewater which containing $Ni^{2+}$ by using manganese nodule as an adsorbent for the purpose of wastewater treatment along with an increased $Ni^{2+}$ recovery in the refining of manganese nodule. The adsorption features of $Ni^{2+}$ artificial wastewater were examined by taking the height of fixed bed, influent flow rate, and the initial concentration of adsorbate as the influential parameters. The adsorption capacity of manganese nodule and the rate constant for $Ni^{2+}$ adsorption were estimated employing Bohart-Adams equation. In addition, the variation of the adsorbed amount of adsorbate for each column according to the influent flow rate and the initial concentration of adsorbate was investigated based on the breakthrough curves fur each column. For serially connected columns, the adsorbed amount of $Ni^{2+}$ for each column was observed to increase gradually as the adsorption proceeded from the initial column to the final column. The variation of the breakthrough curve for actual wastewater with the height of fixed bed was not so significant as that for artificial wastewater, which was considered to be due to the high concentration of $Ni^{2+}$ in actual wastewater. Regarding the effect of the particle size of manganese nodule on adsorption, the adsorbed amount of adsorbate was found to somewhat increase as the particle size became smaller.

• Resources Recycling
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• v.14 no.6 s.68
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• pp.10-15
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• 2005

In this study, the separation of samarium to neodymium with Karr column was investigated. Separation properties of Sm/Nd binary system was estimated with experimental parameters such as flow rate, initial pH of aqueous phase, saponification of PC88A in organic phase and agitation speed. The extraction rate and distribution coefficient increased with increasing initial pH of aqueous phase at 16.5 ml/min(retention time 10 minute) of flow rate of organic and aqueous phase, and equilibrium pH of aqueous phase after extraction was maintained at 1.5 by saponified PC88A. Also, the extraction rate and distribution coefficient were drastically increased with increasing saponification degree of PC88A and agitation speed, and optimal saponification degree was $40\%$. Extraction rate of Nd and Sm was $19.6\%$ and $72.5\%$ respectively at retention time 10 minute, initial pH 1, saponification degree $40\%$ and agitation speed 120 rpm.

• Resources Recycling
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• v.25 no.5
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• pp.75-83
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• 2016

AlN powder was prepared by carbon reduction and subsequent nitridation method through the scale-up experiments of 0.7 ~ 1.5 kg per batch. AlN powder was synthesized using the mixture of $Al_2O_3$ powder and carbon black at $1,550{\sim}1,750^{\circ}C$ for 0.5 ~ 4 hours under nitrogen atmosphere (flow rate of nitrogen gas: $10{\sim}40{\ell}/min$) at $2.0{\times}10^{-1}Torr$. Experimental results showed that $1,700{\sim}1,750^{\circ}C$ for the reaction temperature, 3 hr for reaction time, and $40{\ell}/min$ for the flow rate of nitrogen gas were the optimal conditions. Also, in order to remove carbon in the synthesized AlN, the remained carbon was removed at $650{\sim}750^{\circ}C$ for 1 ~ 2 hr using horizontal tube furnace. The results showed that 1 : 3.2 mol ratio of $Al_2O_3$ to carbon black, reaction temperature of $750^{\circ}C$, reaction time of 2 hours, rotating speed of 1.5 rpm under atmosphere condition were the optimal conditions. Under these conditions, high-purity AlN powder over 99% could be prepared: carbon and oxygen contents of the AlN powder were 835 ppm and 0.77%, respectively.

• Resources Recycling
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• v.12 no.3
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• pp.31-37
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• 2003

A study on the characteristics of ammonia desorption from aqueous solutions has been performed by air stripping as the first stage of ammonia recycling for the preparation of ammonium sulfate from it. For air stripping experiments, a stripping column made with acrylic tube of 40 mm diameter was employed and compressed air was injected into solutions through air sparger equipped at the bottom of stripping column. As a result of experiments, the stripping efficiency was increased with the aqueous pH and it was found that the appropriate pH for air stripping of ammonia was between pH 10 and 12. As far as the effect of air flow rate on ammonia stripping was concerned, ammonia stripping was not proportional to the air flow rate although it was affected by the air flow rate to some extent. Moreover, when more than 20 cm of water height was maintained, total ammonia desorbed from solution was not varied with the water height. Stripping temperature was also found to play an important role in ammonia desorption and about 90fo of initial ammonia was desorbed in 14 hours at pH 12.8 and at $60^{\circ}C$ Finally, it was believed that stripping temperature as well as the aqueous pH was one of the most important factors in air stripping of ammonia.

• Resources Recycling
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• v.27 no.4
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• pp.50-56
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• 2018

For the purpose of optimizing the counter current extraction process for separation of [Pr, Nd, Sm] group and [La] in mixed solution using Cyanex 572 as an extractant, the theory of Xu Guangxian was derived for calculating the optimized extraction factors. From the basic batch test result, the separation factor was 16.80 at extraction process and 21.48 at scrubbing process, and the loading capacity of 1.0 M Cyanex 572 was 0.12 M of rare earth element. The process parameters such as the stage number at extraction and scrubbing process, the flow rate ratio of feed and solvent solution can be calculated using an equation of optimum extraction ratio proposed by Xu Guangxian. From the result of calculation, 7 extraction stages and 4 scrubbing stages were required for rare earth separation, and the flow rate ratio of feed solution, solvent solution, scrubbing solution was 25 : 5.67 : 12.27.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.203-203
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• 2019

도시화로 인한 불투수면의 증가는 물순환 왜곡, 비점오염원 발생 및 수생태계 건상성 훼손 등을 야기시키며, 이를 해결하기 위하여 다양한 LID 기법을 적용하고 있다. 일반적으로 LID 내 적용 되는 여재들은 무기성여재로 중량이 크고 미세공극의 부재로 물리화학적 및 생물학적 저감기능이 제한적이다. 따라서 본 연구에서는 중량성이 낮은 생물폐자원을 선정하여 LID 시설 적용성평가를 수행하고자 한다. 생물폐자원은 발생량, 경량성 및 용이성을 고려하여 꼬막껍질(CS)과 호두껍질(WS)을 선정하였다. 생물폐자원의 산화부식을 고려하여 무기성 여재인 화산석과 혼합하여 Bioretention 시설에 적용하였으며, 여재 혼합비율에 따라 총 3가지의 Case 로 구성하였다. 식생은 구절초와 꽃댕강나무를 식재하였으며, 여재의 물리적 특성 분석을 위하여 적용 전과 후의 SEM(Scanning Electronic Microscope)을 수행하였다. 모니터링은 도로퇴적물 100g과 물 110L를 제조하여 인공강우유출수를 이용하여 수행하였으며, $0.0003{\sim}0.007m^3/sec$의 유속으로 주입하였다. 시설의 유입 및 유출부에서 유량 측정 및 수질 시료를 채취하였으며, 채취된 시료는 수질오염공정 시험법에 준하여 입자상 물질, 유기물, 영양물질 및 중금속 등을 분석하였다. Bioretention 시설의 모니터링 결과를 이용하여 물수지 및 TSS 저감 효율을 산정하였으며. 물수지 분석결과 시설의 저류율은 Case 1(soil) > Case 3(WS+RV) > Case 2(CS+RV) 순으로 나타났다. 시설 내 공극률이 가장 낮았던 Case 1에서 저류율이 약 55%로 가장 높게 것으로 분석되었다. Case 3(WS+RV)은 Case 2(WS+RV)와 시설 내 공극률이 유사함에도 불구하고 저류율이 약 10% 높은 것으로 분석되었다. 오염물질 저감효율 분석 결과, TSS와 TP의 제거효율은 모든 Case에서 약 75% 이상으로 높게 나타났으며, COD의 경우 모래를 적용한 Case 1에 비해 생물폐자원인 꼬막껍질과 호두껍질을 적용한 Case에서 약 1.3배 이상 높게 나타났다. 호두껍질과 꼬막껍질의 SEM 분석 결과 표면에 다공성이 형성되어 있는 것으로 조사되었다. 이는 여과 및 저류기작으로 인한 물순환 효과증대와 다공성과 돌기사이로 인한 입자상의 물질 여과 및 흡착으로 인하여 오염물질의 제거효율이 증대 된 것으로 평가된다. LID시설 내 생물폐자원과 무기성여재를 적절히 배합하여 복합여재로 조성할 경우 침하현상을 방지할 뿐만 아니라 저류 및 침투기능 향상과 미생물의 서식환경을 제공하기에 물순환 회복 및 비점오염물질 저감에 기여할 것으로 평가된다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.38 no.3
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• pp.271-277
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• 2014

Internal structures, especially those located in the upstream of a reactor core, may have a significant influence on the core inlet flow rate distribution depending on both their shapes and the relative distance between the internal structures and the core inlet. In this study, to examine the effect of the reactor internal structure geometry treatment method on the prediction accuracy for the scale-down APR+ flow distribution, simulations with real geometry modeling were conducted using ANSYS CFX R.14, a commercial computational fluid dynamics software, and the predicted results were compared with those of the porous medium assumption. It was concluded that the core inlet flow distribution could be predicted more accurately by considering the real geometry of the internal structures located in the upstream of the core inlet. Therefore, if sufficient computational resources are available, an exact representation of these internal structures, for example, lower support structure bottom plate and ICI nozzle support plate, is needed for the accurate simulation of the reactor internal flow.