• 대한환경공학회지
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• 제30권8호
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• pp.839-846
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• 2008

탈수된 케이크의 함수율을 저감하기 위하여 폴리아크릴아마이드계 고분자 응집제의 응집특성을 평가하였다. 하수 슬러지의 탈수효율은 응집제의 종류, 교반 속도 및 시간, 용해수의 농도 등에 관계된 두드러진 영향이 있음을 알게 되었다. 최적 교반 속도 및 시간은 실험조건에서 각각 700 rpm 및 3초이었다. 탈수효율은 700 rpm까지는 비례적으로 증가하였다. 응집제의 용해수로 재이용수를 사용하였을 때, 모든 종류의 용해점도는 감소되었다. 그러나 그 점도 변화는 각 응집제의 탈수효율과 비례하지는 않았다. 1차 및 2차 응집반응의 조합으로 한가지 응집제를 사용한 응집 시스템을 평가하였다. 2단 응집공정의 1차 및 2차 투입량 비율의 탈수효율에 대한 영향 또한 평가하였다. 2단 응집 시스템의 최적 조건은 저 및 고점도 응집제에 각각에 대하여 총투입량 대비 1차 투입량이 75%와 50%이었다. 그 결과를 기초로, 2단 응집의 전체 메커니즘을 제안하였으며, 이러한 방법으로 응집 공정들을 최적화함으로써 비용 절감이 가능함을 예상할 수 있었다.

• 한국펄프종이공학회:학술대회논문집
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• 한국펄프종이공학회 2010년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.193-193
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• 2010

이전의 연구에서 우리는 선응집 기술을 적용한 중질탄산칼슘의 크기에 따른 수초지의 물성을 평가하였다. 이때 선응집 기술이 적용된 충전물의 입도와 분포를 측정하기 위해 light diffraction spectroscopy (LDS) 가 사용되었다. 경질탄산칼슘과 양이온성 고분자의 흡착 현상을 알아보기 위한 이번 연구에도 LDS가 사용되었으며, 일회성으로 입자의 크기와 분포를 측정하는 것에서 더 나아가 시간의 흐름에 따라 응집체의 형성과 파괴, 재성장을 관찰할 수 있는 도구로서 역할 하였다. 본 연구에서 우리는 세 가지 경우로 나누어 경질탄산칼슘의 응집 현상을 관찰하였다. 첫째로 경질탄산칼슘에 흡착되는 양이온성 고분자의 특성, 분자량과 전하밀도, 을 달리하여 응집체의 성장과 파괴를 관찰하였다. 둘째, 양이온성 고분자로 중질탄산칼슘을 응집시켜, 경질탄산칼슘 응집체의 경우와 입도와 전단 안정성 등을 비교하였다. 마지막으로 나노 크기의 실리카 투입이, 마이크로 크기의 경질탄산칼슘 응집체가 강한 전단에 의해 파괴되었을 때, 응집체의 전단 안정성이나 재성장 측면에 도움을 주는지 관찰하였다. 내첨용 충전물로써 경질탄산칼슘의 사용이 전 세계적으로 늘고 있는 시점에서 양이온성 고분자 첨가에 의한 경질탄산칼슘의 응집 현상을 관찰하는 것은 일반적인 제지 공정에서 경질탄산칼슘의 거동을 이해하는데 도움이 될 뿐만 아니라, 내첨용 충전물 첨가에 따른 종이의 강도 저하 방지를 위한 선응집 기술의 적용에도 도움이 될 수 있을 것으로 생각한다.

• 유기물자원화
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• 제8권2호
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• pp.60-70
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• 2000

현재 국내에서 처리에 어려움을 겪고 있으며 사회적으로 문제가 되고 있는 양돈 분뇨의 처리중 생물학적 처리를 위한 전처리 공정의 일환으로 비육돈 슬러리 돈사에서 발생하는 분뇨를 대상으로 고액분리에 관한 연구를 수행하였다. 최적의 고액 분리를 위하여 적정 응집제 선정 및 첨가량을 도출하였으며, 현장 규모의 고액 분리 장치를 통하여 규모별 최적 고액 분리 공정을 도출하였다. 이 결과 탈수성 개량을 위한 적정 응집제로는 Polyarcylamide 계열의 양이온 고분자 응집제인 E-851이 적합하였으며, 단위 고형물당 0.24~0.6%가 요구되었다. 본 연구에서 검토된 공정으로는 Mesh Screen, Drum Screen, Cyclone Drum Filter, Screw Press, 고속 Screw Decanter, 저속 Screw Decanter 및 DAF 공정을 조합하여 검토하였다. 그 결과 최적 공정으로는 중 소규모의 1차 고액 분리 공정으로는 Screw Press(응집제 첨가)와 대규모 및 공공처리장 규모에서는 저속 Screw Decanter(응집제 첨가)가 적정 공정으로 도출되었으며 2차 처리 공정으로는 가압부상조가 가장 안정적인 것으로 나타났다. 한편 고액 분리 유무에 따라 수분조절제 및 유기물 부하량 감소는 각각 94.8, 84.7%로 나타났으며 슬러리 양돈분뇨의 정화방안으로는 고액분리가 반드시 필요한 것으로 나타났다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.117-117
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• 2010

나노입자 제조 기술이 점차 발전하면서 금속산화물, 반도체용 및 태양전지용, 신소재 등 다양한 응용분야에 사용하고 있다. 따라서 이와 같은 나노입자 제조방법으로는 펄스 레이저 용사법(pulsed laser ablation), 플라즈마 아크 합성법(plasma arc synthesis), 열분해법(pyrolysis), plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD)법 등과 같은 기상공정이 많이 사용되고 있다. 기상공정은 기존의 공정에 비해 고순도 입자의 대량 생산, 다성분 입자의 화학적 균질성 유지, 비교적 간단하고 깨끗한 공정 등의 장점을 가지고 있다. 기상공정에서 일반적인 입자 형성 메커니즘은 기체 상태의 화학 물질이 물리적 공정 혹은 화학 반응에 의해 과포화상태에 도달하게 되며, 이 때 동질 핵생성(homogeneous nucleation)이 일어나고 생성된 핵(nuclei)에 기체가 응축되고 충돌, 응집하면서 입자는 성장하게 된다. 열분해법은 실리콘 나노입자를 생산하는 기상공정 중 하나이다. 일반적으로 열분해 공정은 지속적으로 열이 가해지는 반응기 내에 반응기체인 $SiH_4$을 주입하고, 운반기체는 He, $H_2$, Ar, $N_2$ 등을 사용하였을 때, 높은 열로 인해 $SiH_4$가 분해되며, 이 때 가스-입자 전환 현상(gas to particle conversion)이 일어나 실리콘 입자가 형성된다. 그러나 입자 형성과정은 $SiH_4$ 농도, 유량, 작동 압력, 온도 등 매우 다양한 요소에 영향을 받는다. 고, 복잡한 화학반응 메커니즘에 의해 명확히 규명되지는 못하고 있다. 이에 본 연구에서는 복잡한 화학반응을 해석하는 상용코드 CHEMKIN 4.1.1을 이용하여 열분해 반응기 내에서의 실리콘 입자 형성, 성장, 응집, 전송 모델을 만들고 이를 수치해석하였다. 표면 반응, 응집, 전송에 의한 입자 성장 메커니즘을 포함하고 있는 aerosol dynamics model을 method of moment법으로 해를 구하였으며, 이를 실험 결과와 비교하여 모델링을 검증하였다. 또한 반응기의 온도, 압력, 가스 농도, 유량 등의 요소를 고려하여 실리콘 나노입자를 형성하는 최적의 조건을 연구하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권7호
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• pp.1173-1182
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• 2000

지금까지 급속혼화는 정수처리 공정 중에서 매우 중요한 공정으로 인식되어 왔다. 특히, 응집제의 원수내 확산은 급속혼화 공정에 이어지는 flocculation이나 filtration 공정에 지대한 영향을 미치게 되므로 지금까지 많은 연구자들이 혼화장치의 개발이나 효율적인 혼화방식에 관해 연구를 해왔다. 그러나 선행 연구자들은 급속혼화에 있어서 중요한 변수로 응집제 주입량, pH, 임펠러의 회전속도, 그리고 G값만을 고려하였으나, 실제 응집제와 콜로이드입자와의 충돌기회에 지대한 영향을 미치는 급속혼화 공정상에서 발생되는 난류장을 간과하였다. 특히 급속혼화에서의 난류의 발생은 G값에 전적으로 의지하여 난류장의 평균값으로 혼화조내의 난류를 표현하여 왔으며, 혼화조의 형상에 따라 달라지는 난류장 해석은 연구가 미약한 실정이다. 이에 본 연구는 급속혼화에서 난류장 해석의 중요성을 인식하고 혼화조의 형상 변화에 따라 달라지는 난류장을 전산유체 프로그램을 통하여 해석하였다. 그리고 혼화조 형상을 달리하며 jar-test를 수행한 결과 배플이 없는 원형 jar의 경우가 배플이 장착된 원형 jar나 Hudson jar보다 응집제의 확산에 따른 탁도 제거효율이 좋은 것으로 나타났으며, 전산유체 프로그램을 이용하여 각각 모사한 결과 벽면효과나 사류지역의 발생 등으로 배플이 없는 원형 jar가 혼화에 효과적인 난류장이 분포되는 것으로 확인되었다. 이 결과를 통해 혼화조 형상이 응집제의 확산이나 난류장의 발생에 영향을 미치는 것으로 결론 내릴 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권12호
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• pp.42-49
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• 2017

전기응집 공정은 MBR (Membrane Bio-Reactor) 공정의 막 오염을 해결하기 위한 일환으로 응용되고 있다. 본 연구는 전기응집 공정의 중요한 운전변수인 전류밀도와 접촉시간에 따른 활성슬러지의 특성 변화에 관한 연구를 수행하였다. 전류밀도를 2.5, 12, $24A/m^2$로, 접촉시간은 0, 2, 6 hr로 변화시켜 가며 활성슬러지의 특성 변화를 관찰하였다. 전류밀도 $24A/m^2$ 조건에서 6시간 동안 MLSS는 6,800에서 7,000 mg/L로 3% 증가하였고, MLVSS는 6,280에서 6,300 mg/L로 큰 변화가 없었다. 다른 전류밀도 조건 하에서도 동일한 경향이 관찰되었다. COD는 전류밀도가 $24A/m^2$일 때 71에서 37 mg/L로 감소하였고, $12A/m^2$일 때는 113에서 67 mg/L로, $2.5A/m^2$일 때는 84에서 80 mg/L로 감소하였다. 반면 TN과 TP는 전반적으로 큰 변화를 보이지 않았다. Soluble-EPS와 Bound-EPS는 전류밀도가 증가할수록 약간 감소하는 경향을 보였다. 전기응집을 거친 활성슬러지로 막 여과를 수행하여 여과성능이 개선되는지 평가하였다. 전기응집을 수행하지 않은 대조군에 비해 총여과저항 ($R_t$)이 6~61% 감소한 것으로 나타났다. 특히 전류밀도와 접촉시간이 증가할수록 막 여과 저항이 감소하는 것을 확인하였다. 이를 통해 전기응집 공정이 MBR 공정의 막 여과 성능 개선에 사용될 수 있음을 확인하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.381-381
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• 2009

염료감응형 태양전지의 효율 향상을 위한 다양한 방법들 중 $TiO_2$ 나노 파우더의 표면 개질 및 페이스트의 분산성 향상을 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 기존 나노 파우더의 표면 개질법으로는 액상 공정인 졸겔법이 있으나 표면 처리 공정에서의 응집현상은 아직 해결해야 할 과제 중 하나이다. 이에 본 연구에서는 진공증착방법인 ALD법을 이용하여 염료감응형 태양전지용 $TiO_2$ 나노 파우더의 $SiO_2$ 산화물 표면처리를 통한 분산특성을 파악하였다. 기존 ALD법의 경우 reactor의 온도가 $300{\sim}500^{\circ}C$ 정도의 고온에서 공정이 이루어졌지만 본 실험에서는 2차 아민계촉매(pyridine)을 사용하여 reactor의 온도를 $30^{\circ}C$정도의 저온공정에서 $SiO_2$ 산화물을 코팅을 하였다. MO source로는 액체상태의 TEOS$(Si(OC_2H_5)_4)$를, 반응가스로는 $H_2O$를 사용하였고, 불활성 기체인 Ar 가스는 purge 가스로 각각 사용 하였다. ALD 공정에 의해 표면처리 된 $TiO_2$ 나노 파우더의 분산특성은 각 공정 cycle에 따라 FESEM을 통하여 입자의 형상 및 분산성을 확인하였으며 입도 분석기를 통하여 부피의 변화 및 분산 특성을 확인하였다. 공정 cycle 이 증가함에 따라 입자간의 응집현상이 개선되는 것을 확인 할 수 있었으며, 100cycles에서 응집현상이 가장 많이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 표면 처리된 $SiO_2$ 산화막은 XRD를 통한 결정 분석 및 EDX를 통한 정성 분석을 통하여 확인하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제35권2호
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• pp.213-220
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• 2002

하수 처리수의 재이용을 위하여 표준활성슬러지법에 의한 생물학적 처리 후 최종침전지 유출수를 급속여과공정으로 처리하기 위한 Pilot Plant 실험연구가 수행되었다. 또한, 활성슬러지와 연계된 급속여과공정과 포기조 후단에 응집제를 주입하는 활성슬러지 이후 급속여과 처리하는 공정과의 비교 실험도 행해졌다. 최종침전지 유출수를 급속여과공정으로 처리한 경우 여과속도는 100m/day, 여과지속시간은 40시간 이하로 운전하는 것이 타당한 것으로 나타났으며, 여과지의 역세척 주기는 여과속도 100m/day일 때 40시간에 1회 정도가 되었다. 여과지 역세척 시 역세척 방법은 공세 1분, 공세+수세 30초, 수세 1분, 공세·수세 2분, 수세 3분, 안정 30초, 배수 10분의 순으로 행하는 것이 효과적이었으며, 수세속도는 10LPM으로 전체 여과수량의 2%정도였다. 표준활성슬러지 시스템에 의한 2차 처리수를 잡용수로 재이용 하기 위해서는 폭기조 후단에 응집제를 첨가하여 여과 공정을 후속공정으로 하는 시스템으로 유용하게 사용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권12호
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• pp.1081-1088
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• 2009

Rhodamine B (RhB)의 제거를 위해 철 전극을 이용한 전기응집 (EC) 공정의 성능에 대해 연구하였다. RhB 제거 효율에 대한 전극 물질 (알루미늄, 철), 전류밀도, NaCl 첨가량, 초기 pH 및 초기 염료 농도와 같은 운전인자의 영향을 연구하였다. 이들 운전 인자에 대한 최적 운전 범위는 실험을 통하여 결정되었다. 희생 전극 물질로서 철 전극의 성능이 알루미늄 전극보다 우수하였다. 최적 전기분해 시간, 전류밀도, NaCl 첨가량 및 pH는 각각 10 분, 1630 A/$m^2$, 4 g/L 및 중성의 pH 이었다. 최적의 공정 조건하에서 RhB 농도가 230 mg/L인 조건에서 RhB는 효과적으로 제거되었고 (> 93.4%), RhB의 COD도 역시 감소하였다(> 88.9%). RhB의 색도와 COD 제거에 대한 상기 조건에서의 전기 에너지 소비량은 각각 10.3 and 10.8 kWh/kg RhB으로 나타났다. 전기응집 공정은 RhB와 같은 염색폐수 처리에 효과적인 것으로 나타났다.

• 수도
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• 제24권4호통권85호
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• pp.39-46
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• 1997

실험실 규모의 연구를 확대한 Pilot-Plant연구는 Bromate 감소에 대한 다양한 수질 문제에 대응할 수 있었다. 이러한 연구를 통해 산성하에서 $Fe^{2+}$을 주입시 Bromate가 감소됨을 확인하였다. 그러나 이러한 반응은 느린 반응이었으며, 온도에 의존하는 반응이었다. 단독응집제로서 $Fe^{2+}$은 탁도를 증가시켰다. 따라서 탁도를 제어하기 위해 $Fe^{2+}$를 주입하였다. $Fe^{2+}$/$Fe^{3+}$응집제의 조합으로 TOC를 제거할 수 있었다. 초기 결과를 통해 이러한 공정은 매우 면밀히 추진되어야 하며, 모든 온도에서 적용될 수 없었다. 현재까지 얻어진 결과에 의하면 오존처리함으로서 발생되는 Bromate를 최소화하는 방안은 낮은 pH조건과 $Fe^{2+}$의 주입이다. 최종 처리수에서 입자상물질과 철을 최소화하기 위해서는 pH 등과 같은 조건들을 변화시켜 여과공정 이전에 잔류 $Fe^{2+}$를 산화시킬 수 있도록 초기에 최적화가 이루어 져야 한다.