• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권11호
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• pp.59-64
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• 2011

배수공의 막힘 현상은 노후화된 터널의 가장 큰 문제점으로 보수 대책 공법이 시급한 실정이다. 현재는 Water Jet Cleaning과 배수공내 초고압수를 분사하는 방식 등으로 배수공내 생성된 스케일을 제거하고 있다. 하지만 이러한 공법은 비용이 비싸고 주기적으로 관리가 필요하다는 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하고 영구적으로 배수공내 침전물 생성을 방지하기 위하여 자화장치와 퀀텀스틱 신기술을 적용하여 배수공내 스케일의 주성분인 탄산칼슘($CaCO_{3}$) 침전물을 SEM분석과 XRD분석을 통하여 관찰하였다. SEM분석과 XRD분석 결과, 자화장치를 적용하였을 경우 탄산칼슘($CaCO_{3}$)의 생성입자가 Calcite에서 Aragonite로 변화하는 것을 볼 수 있었으며, 퀀텀스틱의 경우에도 육안으로 관찰하였을 경우 스케일의 생성량이 확연히 줄어들었음을 볼 수 있었다. 전반적으로, 자화장치와 퀀텀스틱을 이용하여 배수공 내 침전물 생성을 방지하는데 효과가 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권8호
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• pp.7-16
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• 2023

본 연구는 매립지 침출수 내 황산염 농도를 저감하기 위해 친환경 지반개량 공법인 Enzyme Induced Carbonate Precipitation(EICP) 공법을 활용하였다. 황산염의 화학적 침전을 유도하기 위해 충분한 탄산칼슘을 생성함과 동시에 여분의 칼슘 이온을 남길 수 있는 최적의 EICP 혼합비가 계산되었다. 최적 혼합비로 처리된 사질토 시편에서 황산염 침전이 전단 강성도에 미치는 영향을 확인하고자 전단파 속도를 측정하였고 전단파 속도 측정은 EICP 반응 및 황산염 반응 시간동안 수행되었다. 실험 결과, 생성된 침전물에 따른 전단 강성도의 발달을 확인하였고 주사전자현미경(SEM)으로 침전물의 유형 및 패턴을 시각적으로 관찰하였다. 고순도 우레아제의 대체제로서 백태가루를 효소로 사용한 EICP 용액의 경우 고순도 EICP 용액과 동일한 탄산칼슘 생성 효율에서 보다 낮은 황산염 제거 효율을 보였는데 이는 백태가루에 포함된 불순물이 석고의 침전을 방해하기 때문이다.

• 한국결정성장학회지
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• 제18권4호
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• pp.174-178
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• 2008

본 연구에서는 균일침전법으로 합성된 $CaCO_3$를 하소한 후 수화시키는 방법을 이용하여 소석회를 제조하였다. 소석회를 제조하기 위하여, 염화칼슘$(CaCl_2)$과 우레아(Urea)가 출발 물질로 사용되었으며 염화칼슘 수용액과 우레아 수용액을 혼합하여 가열하는 동안 반응용기 내에서 탄산칼슘이 합성되었다. 침전물들을 여과하고 증류수와 에탄올로 수 차례 세척하였으며 건조시켰다. 소석회는 하소된 탄산칼슘의 수화과정을 통하여 합성되었다. 최적의 합성조건을 선정하는데 있어 실험의 잡음인자를 최소화하고 결과를 통계적으로 추론할 수 있는 실험계획법(다구치 실험계획법)을 이용하였다. 제조된 탄산칼슘을 $1000^{\circ}C$에서 30분 동안 하소시킨 후 에탄올 및 옥살산이 첨가된 증류수로 수화시킴으로써 결정입자 크기가 약 50 nm인 소석회를 제조할 수 있었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제7권2호
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• pp.45-52
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• 2002

문경지역 온천은 칼슘-중탄산 온천으로 원수의 온도는 약 $28.5^{\circ}C$이다 원수는 EC(1,857 $\mu\textrm{s}$/cm), $HCO_3$ (1,250 mg/l), $SO_4$(147.60 mg/l), Mg(43.05 mg/l) . 그리고 Ca(279.43 mg/l)로 상당히 높은 값을 나타낸다. 원수에는 소량의 침전물이 형성되지만 보일러로 가열할 경우 많은 양의 침전물이 형성된다. 원수에서 침전되는 광물은 대부분 방해석이지만 보일러실에는 아라고나이트와 방해석이 동시에 정출된다. 온천수 내의 화학종은 $CO_3$는 대부분 $HCO_3^{-}$ 이지만 상당 부분이 $H_2$$CO_3$로, $SO_4$는 $SO_4^{2-}$ , Mg는 $Mg^{2+}$ Ca는$ Ca^{2+}$ 로 존재한다. 전체적으로 볼 때 대부분의 성분에서 $CO_3$를 포함한 화학종이 존재하는 것을 볼 수 있다. 포화지수를 근거로 침전 가능한 광물은 다이아스포어, 보에마이트, 깁사이트, 아라고나이트, 방해석, 능철석 등이지만 X-선회절 분석결과 침전물은 아라고나이트, 방해석, 철수산화물로 구성되어 있다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제40권3호
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• pp.169-179
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• 2012

미생물에 의한 탄산칼슘침전은 생물 화학적으로 풍화, 침식된 시멘트 건축구조물 표면의 미학적 복원 및 수분침투 방지를 목적으로 응용되었다. 이 기술의 두드러진 장점이 보고된 후 유럽과 미국을 중심으로 미생물을 이용한 건축공학적 응용가능성에 대한 연구가 활발히 이루어져 왔다. 견고하고 원재료와의 호환성이 뛰어난 이 기술은 다양한 탄산칼슘형성세균의 선별 또는 배양 및 적용방법의 개발로 그 관심이 촉발되었다. 본 총설의 목적은 친환경적 건축소재에 대한 관심이 높아지고 그 필요성이 대두되고 있는 현 시점에서 미생물 탄산칼슘형성 매카니즘과 그 관련 기술들을 검토해 보고자 한다. 본론에선 시멘트 건축물 표면코팅 효과에 대한 방법론적 연구사례들을 조사하였고, 시멘트 구조물의 내구성 증진을 위한 미생물의 첨가에 대한 연구사례들도 함께 살펴보았다. 부가적으로 향후 미생물의 다기능성을 이용한 자기수복 스마트 콘크리트 개발에 대한 개념을 살펴보고 그 미래를 전망하였다.

• 한국광물학회지
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• 제31권2호
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• pp.113-121
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• 2018

전라남도 화순군에 위치한 백아산 아천동굴은 전남지역에서 발견된 유일한 석회동굴이다. 이 연구에서는 백아산 아천동굴 내부에서 채취한 동굴생성물(동굴산호, 붕암)과 주변 점토 퇴적물의 광물학적 특성을 확인하고, 생성물 내에 존재하는 호기성 미생물을 농화배양하여 탄산염광물을 형성하는 생광물화작용에 대해 알아보고자 하였다. 연구를 위한 시료는 동굴 내 세 지점에서 점토, 동굴산호, 붕암을 채취하였다. XRD 분석결과, 동굴산호와 붕암은 주로 탄산염광물인 Mg가 풍부한 방해석(Mg-rich calcite)으로 이루어져 있었고, 점토는 석영, 백운모, 질석으로 구성되어 있었다. 탄산염광물 형성 미생물의 농화배양을 위하여 각각 소량의 동굴생성물을 D-1 배지에 넣고 상온의 호기 조건에서 미생물을 배양하였다. 그리고 미생물들의 탄산염광물 형성능을 확인하고자 요소가 포함된 D-1 배지에 칼슘이온(Ca-acetate, Ca-lactate)을 주입한 후 각 시료로부터 농화배양된 미생물 배양액을 1% (v/v)씩 주입하였다. 그 결과 모든 조건에서 흰색의 침전물이 형성되었으며, XRD 분석결과 침전물이 방해석과 바테라이트(vaterite)로 구성된 것을 확인하였다. SEM-EDS 분석 결과 Ca, C, O를 주성분으로 하는 능면체, 구형, 주상형의 탄산칼슘이 관찰되었다. 따라서 백아산 아천동굴 내 영구암대에 분포하는 임의의 동굴생성물로부터 확인된 미생물들은 동굴생성물 형성에 관여하고 탄소와 칼슘의 지화학적 순환에 기여했을 것으로 추정된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권10호
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• pp.69-77
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• 2012

최근 국내 터널들이 노후화됨에 따라 배수공 막힘현상이 가장 큰 문제점 중 하나로 보수대책 공법이 필요한 실정이다. 현재는 유지 관리용 Robot이나 Water Jet Cleaning공법 등으로 배수공 내 생성된 스케일을 제거하고 있지만 비용이 비싸고 주기적인 관리를 필요로 하는 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 터널 배수공 내의 스케일을 SEM-EDS와 XRD로 분석하였고, 침전물은 탄산칼슘($CaCO_3$)성분의 스케일로 calcite로 확인되었다. 침전물 생성 억제 및 제거를 위해 퀀텀스틱 신기술을 사용하여 개방형 배수시험, 순환식 폐쇄수조시험을 실시하였다. 무게측정분석, 육안분석, 경도변화분석을 통하여 요소기술로 인한 스케일 생성량이 확연히 줄었음을 확인하였다. 결과적으로 퀀텀스틱이 배수공 내 침전물 생성을 방지하는데 효과가 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권8호
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• pp.41-48
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• 2023

미생물에 의한 탄산칼슘 침전(MICP)은 생물학적 기술로 지반의 공학적 특성을 향상시키는 개량공법이다. 본 논문에서는 식물 생장에 MICP 약액의 농도가 미치는 영향을 분석하였다. 큰김의털 종자를 주문진 표준사로 채워진 식물 용기에서 생장시킨 다음에 표면 처리법으로 MICP 약액을 살포하였다. 실험 결과는 MICP 약액이 처리된 식물의 줄기 생장은 무처리 식물과 비교하여 억제되었다. MICP 약액으로 인한 토양의 화학적 성분 변화를 분석하기 위해 pH와 전기전도도를 측정하였으며, pH는 MICP 약액 처리와 상관 없이 모든 경우에서 pH 7에 가까운 중성상태를 보였지만, 전기전도도는 MICP 약액의 농도가 높을수록 증가하였다. MICP 처리 과정에서 발생한 이온들이 식물 뿌리 주변 토양의 삼투압을 증가시켜 식물 성장에 필요한 물과 양분의 흡수를 저해하였고, 궁극적으로 식물 생장을 억제하였기 때문이다.

• 상하수도학회지
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• 제22권3호
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• pp.373-378
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• 2008

The pH & alkalinity adjustment method by lime and carbon dioxide($CO_2$) for corrosion control in water distribution system was investigated to determine the optimum operational condition in lime adding process in water treatment plant(WTP). The mixing time at dissolution tank and sedimentation time at saturator for maintaining optimal turbidity condition of lime supernatant were 60~75 minutes and 75~95 minutes, respectively. There was no difference according to $CO_2$ adding methods such as $CO_2$ saturated water or $CO_2$ gas. But, $CO_2$ saturated water could be convenience at WTP in terms of pH control and quantitative dosing. To minimize generation of calcium carbonate products, the short time interval between adding of lime and $CO_2$ is most important. The lime should be added below 32 mg/l for preventing pH rising and generation of calcium carbonate products at the heating condition.

• 한국환경과학회지
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• 제7권5호
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• pp.659-667
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• 1998

In the present paper, batch and semi-continuous settling characteristics of a binary calcium carbonate-water system were investigated. Using experimental data of batch settling characteristics, a graphical analysis for a semi-continuous thickening column was developed and compared with experimental results on the basis of Kynch theory, only where the feed velocity line was within the limits of Kynch theorem III. The analysis showed good agreement with experiments. Quite erroneous results, however, was observed for the analysis of a sludge region on the underloaded operation, which was considered due to the deviation from the limits of theory.