본 논문에서는 국내 최초로 수중확산관을 통해 하ㆍ폐수 1차 처리수를 해양방류하고 있는 마산ㆍ창원 하수종말처리장의 해양방류수에 대한 초기ㆍ근역 희석률을 현장관측과 CORMIX 모형계산을 통해 비교 검토하였다. 수심 15m 내외의 방류수역에서 수온약층이 수심 4m~6m에서 형성된 1998년 하계에 관측된 염분도로부터 희석률을 구하였으며, 또한 해수밀도의 수직 분포와 해류자료를 입력하여 모형으로부터 하 폐수 플륨의 이동확산 양상과 초기희석률을 계산하였다. 방류지점의 관측된 염분도 분포로부터 구한 희석률은 32~48이며, 모형에 의해 계산된 초기ㆍ근역 희석률은 29~43으로 두 결과 모두 매우 낮은 하계 소조시의 희석률을 보이고 있다. 이는 조류가 약한 소조기의 정체 시에는 방류수에 포함된 오염물질로 인해 해양방류수역의 수질오염이 더욱 가중될 수 있음을 보여준다.
밀도성층화된 흐름 수역으로 방류되는 부력제트에 의한 초기확산을 해석하기 위하여 수치모형을 적용하였다. 수치모형은 제트적분모형으로서 흐름수역의 원역에서의 대표적 특성으로 밝혀진 쌍와흐름특성을 모형에 반영한 Gaussian-vortex모형이다. 수치모형의 현장 적용성을 검토하기 위하여 수표면에서의 초기희석에 대한 관측이 수행된 6개의 해양방류관에 수치모형을 적용하였다. 현장관측자료에 대한 수치모형의 적용결과, 개발된 수치모형이 하수확산관에 의해 해양으로 방류되는 오염물질의 초기 확산해석에 활용될 수 있음을 알 수 있었다.
가교제의 양과 희석용매의 종류(톨루엔, 시클로헥산, 시클로-핵산올) 및 희석용매의 비에 따라 양이온 교환막인 술폰화 폴리스티렌-디비닐벤젠 공중합체 분리막을 합성한 후 특성화하고, pH와 초기농도의 변화에 따른 유기산 투과량의 변화를 고찰하였다. 제조한 막은 가교제의 양이 감소할수록, 단량체 용액의 희석정도가 클수록 함수율과 이온교환용량은 증가하는 경향을 보였다. 희석용매로는 시클로헥산올을 사용한 막이 다른 용매를 사용한 막에 비해 더욱 다공질이고 큰 함수율과 이온교환용량을 보였다. 유기산의 투과실험에서는 수용액상의 포름산, 아세트산과 같은 카르복시산은 pH가 pKa보다 낮아질수록 투과량이 증가하였으며, 아미노산인 L-알라닌은 등전점 pH에서 투과량의 최소치를 나태내었다. 한편, 모든 유기산에 대하여 초기농도 증가에 따른 플럭스의 변화는 전형적인 포화속도론적 경향을 나타내었다.
생체수 파이-워터($\pi$-water)가 닭고기의 신선도 유지에 어떠한 영향을 미치는가에 대한 기초자료를 얻기 위하여 파이-워터의 희석농도를 달리 하여 닭고기육에 인젝션한 후 닭고기 신선도의 판정지표와 관련한 이화학적 성질이 보관기간이 경과함에 따라 어떻게 변하는지에 대하여 실험한 결과를 다음과 같이 요약한다. 1. 닭고기의 지방산패정도(TBA-Value)는 Control군의 경우 보관기간 3일 경과 시점부터 경시적인 변화를 보이며 불쾌한 냄새 등으로 인하여 제품으로서의 가치를 상실하였으며 20% 희석군과 5% 희석군의 경우 보관기간 5일 경과 시점부터 경시적인 변화를 보이기 시작하였으며 7일 경과 시점까지는 제품에 이상이 없었다. 2. 닭고기의 pH는 도계직후 평균 pH가 5.50수준이나 본 실험을 위한 원료육의 pH는 8.0으로 높게 나타나고 있다. 이는 원료육에 주입한 염지액(pH : 8.38)의 영향으로 인한 것이며 보관기간의 경과에 따른 pH의 경시적 변화현상은 볼 수 없었다. 장시간 보관에 따른 닭고기의 신선도 판정지표로써 pH 변화 측정은 적당하지 않은 것으로 판단된다. 3. 닭고기의 일반세균수 변화는 Control군의 경우 1일 경과 시점부터 일반 균수가 증가하기 시작 보관기간 3일 경과 시점부터 급격하게 증가하였으며 20% 희석군과 5%희석군의 경우 4일 경과 시점까지는 크게 증가하지 않았으나 보관 5일경과 이후부터 일반 세균수가 급격하게 증가하였다. 4. 관능검사는 닭고기의 육색과 냄새를 평가하였으며 육색은 Control군의 경우3일경과 시점부터 품질의 변화를 보이기 시작하여 5일 경과 시점에는 녹변 현상을 보였고 냄새는 3일 경과시점부터 암모니아 냄새와 같은 불쾌취를 발생 초기 부패과정에 있다는 것을 알 수 있다. 20%희석군의 경우 육색은 7일 경과 시점, 냄새는 5일 경과 시점부터 초기부패과정을 보였으며 5%희석군의 경우 육색은 10일 경과 시점, 냄새는 7일 경과시점부터 초기 부패과정을 보였다. 이상의 결과에서 보는 바와 같이 생체수 파이-워터는 닭고기의 신선도 유지와 관련하여 지방산패를 억제하고 일반세균의 증식을 막아줌으로써 제품의 신선도를 연장시킬 수 있으며 희석농도의 차이에 따른 유의차가 있음을 알 수 있었다.
ISL의 초폭굉 모드 램 가속기 실험을 바탕으로 하여 혼합기 강도를 조정하여 수치해석을 수행하였다 ($3.0CO_2$ 희석과 $2.5CO_2$ 희석). 계산결과 $3.0CO_2$ 희석의 경우는 초기 점화가 이루어지지 않아 탄체가 가속되지 않은 반면 $2.5CO_2$ 희석을 한 경우에는 점화가 이루어지고 높은 가속을 보임을 알 수 있었다. 이것은 탄체의 가속성능이 혼합기의 강도에 단순히 비례하지 않으며 점화가 가능한 최소한의 혼합기 강도 이상에서만 초폭굉 모드 램 가속기가 정상적으로 작동함을 알 수 있었다.
반응이 진행되는 동안 적절한 희석율(dilution rate; D)을 유지시키는 것은 성공적인 반응조 운전에 있어 필수적이다. 높은 희석율은 미생물의 유실을 가져오며 또한 낮은 희석율은 유기산의 축적으로 인한 product inhibition을 발생시키기 때문에, 높은 효율의 수소를 생산하는데 제한요소가 된다. 그러므로, 본 연구에서는 희석율의 조절을 통한 음식물쓰레기의 산발효 시 효율향상에 대한 연구를 실시하였다. 운전초기(1-2일)에는 단순유기물의 급속산화가 일어나기 때문에 유기산의 축적과 pH 저하가 발생하기 쉽지만, 최적의 초기 희석율로 보고된 $4.5d^{-1}$에서는 초기 이틀동안 적절한 유기산의 농도와 pH가 유지될 수 있었다. 그리고 이때의 뷰틸산/초산(B/A)의 값도 3.2이상의 높은 값이 유지되었다. 하지만 희석율의 조절없이 $4.5d^{-1}$로 계속 유지된 경우에는 단순 유기물의 감소로 인해 2일째 이후에는 유기산의 감소와 pH의 증가가 발생하였다. 또한 미생물의 유실이 많이 발생하였고, 수소발생도 크게 감소하였다. 그러나, 희석율을 $4.5d^{-1}$에서 $2.3d^{-1}$로 변화시킨 경우에는 반응조의 거동특성이 크게 향상되었다. 다른 희석율로 변화시킨 경우와 비교했을 때, 운전 4일째부터 7일째까지 2.0 이상의 가장 높은 뷰틸산/초산 (B/A) 값을 보여주었고 가장 큰 수소발생의 증가가 나타났다. 그 결과, 수소발효의 효율도 70.8%까지 크게 증가하였다. 이것은 적절한 희석율의 변화가 미생물성장에 알맞은 환경을 조성하였기 때문으로, 이 때 제거된 COD는 각각 수소(19.3%), 유기산(36.5%), 에탄올(15.0%)로 전환되었다. 그러므로 분해단계에 따른 적절한 희석율의 조절전략은 수소발효의 효율을 향상시키는데 매우 효과적임을 알 수 있었다.
1999년 2월에 관측한 수온 및 염분도 분포로부터 마산ㆍ창원 하수종말처리장의 해양 수중방류수에 대한 동계의 근역희석률을 산정하였다. 소조기의 약한 주변유속과 수온약층에 의해 하수플륨이 포착되어 희석률이 30~40정도로 저조했던 하계의 경우와는 달리 동계 소조기의 경우에는 주변해수의 수직적 등밀도혼합이 전 층에서 형성되어 하수플륨이 수표면까지 상승하며 희석률도 90~130정도로 훨씬 큰 것으로 나타났다. CORMIX2 모형의 모의결과에서도 소조기의 약한 유속(Ua=6.0cm/s)의 경우 동계 희석률이 하계 희석률보다 약 3배 정도 증가하였으며 대조기의 강한 유속(Ua=15.5cm/s)의 경우에는 두 계절의 희석률 차이가 30%정도로 미미하였다. 이는 수중방류 하수의 근역희석 및 혼합과정이 주변해수의 밀도성층 효과보다는 유동성분에 더 큰 영향을 받기 때문인 것으로 사료된다.
본 연구에서는 부력제트 혼합에 영향을 주는 인자들의 시계열자료를 이용하여 통계적 특성을 구하는 방법을 국내의 대표적인 하수방류시스템에 적용하여 기존 연구견과와 비교함으로써 이러한 연구방법의 필요성을 검토하였다. 마산만 수중확산관에 대한 63일간의 자료를 이용하여 선형플륨 방정식을 1500회 이상 적용하여 초기희석률, 근역구간 크기, 플륨상승고에 대한 빈도분포를 구한 결과, 초기희석률은 30~71의 범위를 보이며, 평균값은 34로 나타났으며, 이는 염분부족도를 이용한 현장희석률 관측견과와 유사하게 나타났다. 관역구간 길이는 5.4~36.2 m의 범위와 평균값 9.5 m, 플륨상승고는 8.1~10.2 m의 변위와 평균값 8.9 m의 결과를 나타내었다. 그러나 해당기간 중의 전체의 30~44 % 기간만이 각각의 근역특성들이 평균값 이상을 나타내므로, 해양방류시스템을 설계 및 해석함에 있어서 통계적 빈도해석에 의한 방류하수의 희석률과 혼합구간의 범위에 대한 파악이 매우 중요하다고 판단된다.
본 연구는 국내 창업초기투자생태계의 현황을 진단하고 향후 진화의 방향과제를 도출하는 것이 목적이다. 2013년 정부의 투자중심 창업지원 생태계 구축정책에 힘입어 국내 창업초기 투자생태계는 보다 세분화되고 활성화 되고 있다. 종전의 엔젤투자와 VC 투자자로 양분되었던 벤처투자시장에, 특히 창업초기단계 개인엔젤투자조합, 전문엔젤, TIPS, 엑셀러레이터와 창업초기 전용VC 펀드인 인큐베이팅펀드와 청년창업전용투자펀드등에서 최근 마이크로VC펀드에 이르기까지 다양한 창업초기 VC 펀드가 창출되며 다양한 그룹의 투자자들이 생성 진화중이다. 이렇게 창업초기 다양한 투자자그룹이 생성되고 성장하고 있는 이면에는 정부의 매칭투자와 투자연계 R&D 자금이 큰 역할을 하고 있어 투자자들에게는 창업기업에게 Valuation과 투자 위험 관리에 큰 도움을 주고, 창업기업에게는 과도한 지분의 희석 없이 투자자금이 가진 장점의 혜택을 극대화하고 있다. 그러나 본 연구의 국내창업초기 투자생태계 진단결과, 국내 창업투자생태계는 다양한 투자자그룹이 생성되고 성장하고 있지만 서로 다른 투자자 그룹 간 공동투자나 후속투자 연계 등의 협업적 활동 및 회수네트워크 연계 등 활동은 아직 미흡하다. 또한 투자분야 자체가 모바일 및 인터넷서비스 분야에 집중되고 있어, 상대적으로 긴 시간의 보육과 성장검증기간 및 규모 있는 투자를 필요로하는 제조분야는 비중이 약한 편이어서 투자 대상 사업 분야의 다변화 필요하다. 뿐만 아니라 국내 창업초기투자생태계는 창업의 글로벌 사업성과를 내기 위한 글로벌 투자자들과의 연계구조는 미흡한 상황이어 이를 촉진할 방안이 요구된다고 할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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