• 제목/요약/키워드: 탄소원

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유동여재 $A_2O$공정에서 외부탄소원으로 메탄올을 이용한 낮은 C/N비 하수의 생물학적 질소제거 특성 (Characteristics of Biological Nitrogen Removal for Low C/N Ratio Municipal Wastewater Using Methanol as an External Carbon Source in $A_2O$ Fluidized Media Process)

  • 윤조희;김민수;김승현
    • 대한환경공학회지
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    • 제28권6호
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    • pp.687-692
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    • 2006
  • 실험은 C/N 비가 낮은 실제하수 유입시 적용한 유동여재 $A_2O$시스템의 생물학적 탈질특성을 파악하고 외부 탄소원(메탄올) 주입량(C/N비) 변화에 따른 오염물질 제거특성, 각 반응조의 유기물, 질소 거동 특성을 검토하였다. 실험장치는 실험실 규모로 호기조에 유동여재를 투입하여 부유와 부착 미생물이 공존하는 혼합형 형태이다. 유동여재는 $10{\sim}20mm$정도의 육면체로 된 스폰지 형태의 폴리우레탄 재질이다. 실험에서 얻어진 결과는 다음과 같다. 외부탄소원을 주입하지 않는 하수처리의 경우, 부유성 미생물양이 부착성 미생물양 보다 약 3배 가량 많았다(총 미생물량 80 g). 무산소조에 주입되는 외부탄소원에 의해 성장되는 미생물은 우선적으로 호기조 접촉여재에 일정량 부착된 후에 부유성 상태 미생물로 유지되었다. 유출수 $COD_{Cr}$ 농도는 외부탄소원 주입여부에 관계없이 $13{\sim}29mg/L$으로 안정하게 유지되었다. 유출수의 총무기성 질소(TIN)농도의 경우, 미주입시에는 $20.0{\sim}35.9mg/L$(제거효율 18%)이었으나 주입시에는 $2.5{\sim}9.0mg/L$(제거효율 $71{\sim}83%$)로 염분의 영향은 없었다. 각 반응조의 유기물($COD_{Cr}$) 제거특성은 외부탄소원 미주입시에는 대부분이 혐기조에서 제거되었으며, 외부탄소원 주입시에 대부분이 무산소조에서 제거되었다. 과잉주입의 경우 대부분이 호기조에서 제거되었다. 총 무기성 질소(TIN)의 경우, 외부탄소원 미주입시 대부분이 혐기조에서 제거되었으며, 외부탄소원 주입시 불안정한 상태에서는 혐기조에서, 안정한 상태에서는 무산소조에서 대부분 제거되었다.

2050년 국내 건물 부문의 온실가스 감축을 위한 탄소중립 시나리오 연구 (2050 Carbon-neutrality scenario to reduce greenhouse gas emissions in domestic building sector)

  • 최지우;정학근;김형준
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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    • pp.396-396
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    • 2023
  • 기후 위기에 대한 대응으로 현재 많은 국가에서 2050년 탄소중립을 목표로 하고 있으며, 우리나라도 2050년까지 탄소중립을 선언하고 다양한 부문의 배출 절감 계획을 내세웠다. 현재 건물 부문에서는 2050년의 목표배출량을 6.2 백만톤 CO2eq으로 설정하고 관련 정책적 수단을 검토 중이지만 달성 방안 등에 대해서는 구체적으로 제시하지 못하고 있다. 본 연구에서는 국내 건물 부문의 이산화탄소의 배출량 산정 모델을 개발하여, 2050년까지 이산화탄소 배출 저감 시나리오를 시뮬레이션하였다. 이를 토대로 국내의 건물 부문 탄소중립 가능성을 검토한 통합 시나리오를 제시하고, 향후 정책 및 기술 개발의 방향성을 제시한다. 탄소배출량 산정모델은 연면적 예측 및 사용 에너지의 원단위 환산, 탄소배출계수 등을 고려해 개발하였고, 이를 활용하여 4가지 탄소배출 시나리오를 분석하였다. 먼저 현재 정책 기반 탄소 배출 시나리오는 탄소중립에 이르지 못하여 더 강화된 시나리오의 필요성을 보여준다. 신규 건물을 대상으로 한 제로 에너지화 제도 기반 시나리오는 전체 탄소배출량에 큰 기여를 하지 못하며, 기존 건물 대상의 그린 리모델링 제도 기반 시나리오에서는 10년 이상 건물에 50% 이상의 높은 에너지 효율 개선을 시행해야 한다는 결과를 도출하였다. 또한 전기화 시나리오에서는 화석연료와 전력의 탄소배출계수를 비교하여 적절한 에너지 전환 시점을 계산하였다. 그 결과, 건물 부문에서 2050년까지 탄소배출량 감축 목표 달성을 위해 신축 건물의 에너지 자립율 100%, 에너지 전환 계획과 연동한 건물의 전기화, 그리고 그린리모델링을 통한 효율 개선 기준을 47% 이상 달성하는 조건을 만족해야 한다는 결과를 얻었다. 이 연구는 도전적인 온실가스 감축 마련의 필요성을 제시하였으며, 탄소중립 가능성을 제시하여 실질적인 감축정책에 기여할 것으로 기대한다.

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초미세 패턴위에 탄소나노튜브의 성장 및 특성

  • 조동수;장원석;최무진
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
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    • pp.157-157
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    • 2004
  • 최근 탄소나노튜브는 역학적으로 견고하고 화학적 안정성이 뛰어나며 열전도도가 높고 속이 비어 있다는 특성 때문에 다양한 분야에 응용될 수 있을 뿐만 아니라 기능 또한 뛰어나다. 특히 구조적으로 매우 큰 aspect ratio를 가지고 있기 때문에 탄소나노튜브는 국소적으로 상당한 전계 증가를 보이고 비교적 낮은 전압에서도 다량의 전계방출 전류를 생성하는 특징을 가지고 있다 그래서, 탄소나노튜브를 전계 방출원으로 사용하기 위해서는 균일하게 수직 배열된 탄소나노튜브를 성장시키는 기술을 요구한다.(중략)

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연구실탐방 - 삼성종합기술원 최원봉박사팀, 탄소 나노튜브 성형기술 개발

  • 한국과학기술단체총연합회
    • 과학과기술
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    • 제35권7호통권398호
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    • pp.32-33
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    • 2002
  • 삼성종합기술원 최원봉박사팀은 과제를 시작한지 1년도 안돼 나노튜브를 선택 성장하고 직격을 조절하는 기술을 개발했으며 트랜지스터 작동이 됨을 확인했다. 이 결과는 세계 최초의 탄소 나노튜브 위치제어 및 수직 트랜지스터 기술개발로 인정받았다.

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목질진흙버섯균 Phellinus linteus의 균사체 생육에 미치는 주요 인자에 관한 연구 (Studies on the Main Factors Affecting the Mycelial Growth of Phellinus linteus)

  • 지정현;하태문;김영호;노영덕
    • 한국균학회지
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    • 제24권3호통권78호
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    • pp.214-222
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    • 1996
  • 목질진흙버섯(상황버섯)은 약용버섯으로써 강력한 항종양 효과를 나타내는 것으로 잘 알려져 있으나, 자실체형성 및 발육에 관한 인공재배는 이루어지지 않고 있으므로, 본 연구는 목질진흙버섯균의 균사체 생육에 미치는 주요 인자에 대한 배양적 특성을 구명하여 인공재배 검토를 위한 기초자료를 얻기 위해 수행한 결과이다. 1. 균주의 균사배양에 적합한 온도는 $25{\sim}30^{\circ}C$, pH는 $6.0{\sim}7.0$의 범위였고, 균사생장 및 증식에 적합한 배지는 MCM, YM 및 Synthetic I 배지였다. 2. 균사생장이 양호한 탄소원으로는 단당류인 D-Glucose, D-Mannose, Dextrose였고, 질소원으로는 유기태질소원인 Cassamino acid와 아미노산류인 Glutamic acid, 복합질소원으로는 Peptone이 양호하였다. 3. 균사생장에 적합한 배지의 C/N비는 탄소원(D-Glucose)농도 2%에서 20:1이었고, 탄소원 농도가 높아질수록 균사생장은 부진하여 탄소원 농도 4% 이내가 적당하였다. 4. 유기산으로는 Gallic acid와 Silicic acid를 첨가하였을 때, 비타민으로 Biotin을 첨가하였을 때 균사생장이 촉진되었고, 무기염류는 비교적 다양하여 $KH_2PO_4,\;FeSO_4{\cdot}7H_2O,\;MgSO_4{\cdot}7H_2O,\;ZnSO_4{\cdot}7H_2O$의 최적농도가 0.05%, 0.001%, 0.02%, 0.0003%일 때 균사생장이 양호하였다.

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음식폐기물 응축수를 보조탄소원으로 이용하는 막 결합 생물 응조에서의 질소, 인 제거와 막 오염 특성 (Characteristics of Nutrient Removal and Membrane Fouling in a Membrane Bioreactor using Food Waste as an Additional Carbon Source)

  • 안용태;윤종호;채소룡;신항식
    • 대한환경공학회지
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    • 제27권5호
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    • pp.519-524
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    • 2005
  • 국내 하수의 낮은 C/N비를 나타내는 특성으로 인하여 질소와 인의 효과적인 제거를 위해서는 추가적인 보조 탄소원의 주입이 필요한 실정이다. 여러 가지 적용 가능한 외부 탄소원 중, 음식폐기물은 다량의 유기물을 함유하고 있어 다양한 전처리를 통하여 하 폐수 고도처리 공정의 외부탄소원으로 이용가치가 높다고 할 수 있다. 본 연구에서는 음식폐기물 고속발효건조 과정에서 발생하는 음식폐기물 응축수를 A/O 공정으로 구성된 막 결합 생물반응조의 외부탄소원으로 적용 가능성에 대해 평가하고 다양한 운전 조건에서의 질소 인 성분의 제거 효율을 살펴보았으며, 막 오염에 영향을 미칠 수 있는 다양한 인자들에 대한 평가를 실시하였다. 실험 결과 무산소 조건에서 0.19 g $NO_3-N/g$ VSS/day의 탈질율을 얻을 수 있었으며 연속운전에서는 음식폐기물 응축수 주입을 통하여 총질소와 인 성분의 제거율을 각각 최대 64%, 41% 향상 시킬 수 있었다. 또한 유입수 유량의 0.5% (vol/vol)의 외부탄소원 주입 조건에서도 효과적인 처리효율을 얻을 수 있었으며, 전체 공정의 수리학적 체류시간 8시간 이상, 무산소조와 호기조의 체류시간은 각각 3시간, 5시간에서 최적의 처리효율을 나타내었다. 실제 생환하수 처리 시, 질소와 인의 제거효율은 증진되었으나 막 결합 생물 반응조 내의 전체 입자의 크기 증가 및 미생물 체외고분자 물질 중 단백질 성분의 증가로 인하여 전체 막 저항 값이 증가하는 경향을 보였으며, 유입수의 고형물질의 조절을 통하여 막 오염을 줄일 수 있었다.

탄소원과 질소원의 비가 PHB 발효특성치 수율에 미치는 영향 (Effect of Ratios Carbon Source to Nitrogen Source on the Yields of PHB Fermentation Variables)

  • 백예영;허병기
    • KSBB Journal
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    • 제9권4호
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    • pp.365-371
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    • 1994
  • 포도당의 초기농도 10, 20, 25, 30, 40, $50g/\ell$$NH_4Cl$의 초기농도 0.33, 0.4, 0.5, 1.5, 3, $50g/\ell$ 의 조 합으로 형성된 발효배지를 사용하여 탄소원과 질소 원의 초기 조성비 C/N이 각종 발효 변수의 수율 및 PHB 축적량에 마치는 영향을 규명하여 보았다. 탄소원의 소비량에 대한 균체 수율 $Y_{X/X}$는 C/N비가 증가함에 따라 대단히 완만하게 감소하였으며 C/N비 70 이상에서는 일정한 값 0.35( g cell biomassl g glucose)를 나타내였다. 잔여균체 수율 $Y_{RX/S}$C/N비가 증가하면 감소하며 C/N비 65 이상에서는 일정한 값 0.065( g residual biomassl g glucose)를 나타내였다. 그러나 PHB의 수율 $Y_{PHB/S}$는 C/N비의 증가에 따라 상승하여 C/N비 40 내지 60 사이에서 최대수율 0.35( g PHB/g glucose)를 나타내었다. 균체증가량에 대한 PHB의 생성수율 $Y_{PHB/S}$는 C/N비의 증가에 따라 증가하나 C/N비 70 이상에셔는 일정한 값 0.83( g PHB/g cell mass)을 유지하였다. 또한 잔여균체량에 대한 PHB의 생성수율도 C/N비 의 증가에 따라 증가하였으며 탄소원이 더이상 소모 되지 않는 상태에셔의 건조균체량에 대한 PHB 축 적률은 C/N비에 따라 상승하여 최대값 81%에 도 달하였다. 이 경우에 대한 C/N값은 67 근방이었으 며 이 이상의 C/N비에 대한 PHB의 축적률은 81% 로 일정하였다.

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세종시 탄소배출 모니터링시스템(CEMS)의 설계 (Design and Development of Carbon Emission Monitoring System in Sejong City, Korea)

  • 임윤택
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제14권2호
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    • pp.482-493
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    • 2014
  • 본 연구에서는 기존 탄소배출 모니터터링시스템에 대한 분석을 바탕으로 각 가정의 에너지원별 사용량을 원격으로 자동 검침하여 그 데이터 처리/분석 결과를 사용자와 정책결정자에게 제공 할 수 있는 탄소배출 모니터링시스템(CEMS)을 설계 제안하였다. CEMS는 기존의 탄소배출 모니터링 장치들이나 통합 시스템에 사용자에 대한 피드백과 정책수립 자료 구축을 위한 통계처리 기능을 포함하였다. 시스템은 EA 분석을 통하여 탄소 배출량 측정, 가구당 배출량 관리, 마일리지 기준관리, 탄소 배출원 분석 등 6개의 영역으로 구성되었으며, 사용자의 인식과 정책자료 수립기능이 강화된 UI를 설계하였다. 지자체 행정정보시스템과 연계하여 각 기관의 DB 및 Open API를 공유 연동할 수 있으며, 개별 가구의 가구원수 및 주택특성에 따라 달라지는 에너지소비 패턴과 이를 통한 탄소배출량과의 연관성 분석을 가능하게 함으로써 향후 환경정책 수립을 위한 기초자료로 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

Bifidobacteria가 이용한 쑥의 올리고당 분석 (Analysis of Mugwort Oligosaccharides Utilized by Bifidobacteria)

  • 이선화;신현경
    • 한국식품과학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.28-33
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    • 1996
  • Bifidobacteria 또는 lactobacilli와 같은 유익균에 대해 생육촉진효과를 나타낸 쑥의 물추출물에서 생육촉진성분를 조사하였다. 쑥의 물추출물을 탄소원 생육인자 검색배지인 PYF와 비탄소원 생육인자 검색배지인 $Gy{\ddot{o}}rgy$에서 조사한 결과, 탄소원이 주요한 생육촉진인자로 나타났다. Bifidobacteria는 쑥의 가용성당류 중에서 단당류 및 중합도가 2-5인 올리고당을 잘 이용하는 것으로 나타났다. 그리고 bifidobacteria가 이용한 올리고당을 chacoal-celite column chromatography와 Bio-gel $P_2$ column chromatography로 분리한 다음, 가수분해하여 HPLC로 구성당의 조성을 조사한 결과 galactose와 glucose가 주요 구성당으로 밝혀졌다.

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Alcaligenes sp. SH-69에서의 Poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) 생합성 및 분해 (Biosynthesis and Degradation of Poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) in Alcaligenes sp. SH-69)

  • 류강은;최강국;박상규;김영백;이영하
    • 미생물학회지
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    • 제34권4호
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    • pp.219-224
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    • 1998
  • Alcaligenes sp. SH-69에서 탄소원의 고갈 또는 새로운 탄소원의 첨가시 포도당을 단일탄소원으로 하여 생합성된 poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) [poly(3HB-co-3HV)] 공중합체의 물질대사 변화 양상을 조사하였다. 회분배양 과정 중 탄소원이 고갈된 후에는 세포 내에 축척되었던 poly(3HB-co-3HV) 공중합체의 분해가 일어나 고분자 함량의 감소와 함께 무게평균 분자량도 감소하였다. 분해 과정 중에는 저분자량의 PHA에 비하여 상대적으로 고분자량의 PHA양이 크게 감소하여 평균 분자량 분포가 보다 낮은 방향으로 이동되는 양상을 보였다. 이에 반하여 1차 탄소원(기질)으로 사용된 포도당의 고갈 직후 2차 기질로서 포도당과 함께 3HV의 전구물질인 levulinic acid를 혼합기질로 첨가해 주었을 경우, 세포 건체량의 지속적인 증가와 아울러 3HV 함량이 높은 poly(3HB-co-3HV) 공중합체의 합성이 이루어졌다. 그러나 아세톤을 이용한 고분자의 분획 실험 결과, 2차 기질로부터의 poly(3HB-co-3HV) 공중합체의 생합성과 1차 기질로부터 생합성된 공중합체의 분해가 동시에 일어나며, 또한 각 기질로부터 생합성된 고분자가 단지 3HV의 함량이 다른 poly(3HB-co-3HV) 공중합체임에도 불구하고 혼합물 형태로 존재하고 있음을 확인하였다.

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