• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.520-520
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• 2016

석유 화학공장에서 발생하는 spent sulfidic caustic (SSC) 폐수는 액화석유가스(LPG)나 천연가스(NG)의 정제과정에서 발생되는 것으로 고농도의 sulfide와 cresylic, phenolic 그리고 mercaptan 등이 포함된 독성과 냄새를 유발하는 물질이다. 이러한 물질들은 LPG나 NG의 정제과정에서 높은 산도를 가진 휘발성 황화합 물질들을 제거하기 위해 사용된 NaOH가 $H_2S$와 반응하여 발생하는 것이다. 진한 갈색 또는 검은색을 띄는 SSC 폐수는 12 이상의 높은 pH를 가지고 있으며 5~12 wt%의 높은 염분도를 가지고 있다. 또한 강한 부식성과 독성을 가진 황화합물의 농도가 1~4 wt%이며, 방향족 탄화수소 물질 (i.e. methanethiol, benzene, tolune and phenol)들도 다량 함유되어 있다. 따라서 이러한 유해 물질들은 기존의 하수처리 공정으로 방류하기 전에 완벽하게 처리해야만 하수처리 공정의 오염 부하량을 줄일 수 있다. 습식산화공정은 SSC 폐수를 처리하기 위해 흔히 사용되고 있는 물리-화학적 처리 공정이지만 고비용, 고에너지가 필요하며, 고온 및 고압에서만 작동되어 안전상의 문제점을 갖고 있다. 또한 습식산화공정을 거친 폐수는 배출허용기준을 만족하기 위해 생물학적 2차 처리가 반드시 필요하다. 철-과산화수소를 이용하는 펜톤산화 공정, 그리고 sulfide를 sulfate로 전환시키는 생물학적 처리 공정은 황화합물의 완전한 무기물화가 힘들며, 현장 적용 시 기술적 경제적 부담이 크다. 이러한 단점을 극복하고, SSC 폐수를 효과적으로 처리하기 위해 본 연구는, 높은 흡착력과 광산화력을 가진 흡착광산화 반응 시스템(Adsorption Photocatalysis System, APS)을 개발하였다. APS는 SSC 폐수를 시스템 내부로 유입하여 수중의 오염물질을 흡착광산화제로 구성된 반응구조체가 흡착하고, 흡착된 오염물질을 UV에너지와 이산화티타늄 광촉매의 광화학반응에 의해 최종적으로 무해한 물질로 환원시키는 폐수처리시스템이다. APS의 반응구조체는 태양에너지 및 인공에너지원에 의해 활용 가능하며, 난분해성 유기화합물질을 물과 이산화탄소로 분해할 수 있는 친환경적이고 경제적인 소재로서 널리 쓰이고 있는 이산화티타늄 광촉매와 화력발전소의 높은 소성온도에 의해 연소된 후 발생되는 bottom ash를 이산화티타늄의 지지체로 사용하여 높은 흡착력과 광촉매 산화력을 가진 복합물이다. 개발된 APS에 의해 SSC 폐수를 처리한 결과, COD 86.1%, 탁도 98.4%, sulfide 99.9%의 높은 처리효율을 보여주고 있다. 따라서 본 연구를 통해 개발된 APS는 강한 부식성과 독성 그리고 높은 농도를 가지고 있는 SSC 폐수를 효과적으로 처리할 수 있다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1994년도 춘계 총회 및 학술발표회
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• pp.59-60
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• 1994

도금공업은 주로 금속, 플라스틱 등을 소재로 하는 각종 제품의 표면을 전기적 또는 화학적 방법에 따라 석출된 비철금속질로 피복가공하여 제품의 내식, 장식적 효과 내마모성, 전기특성, 광택성, 열특성등 많은 기능을 부가하는 것을 의미한다. 이러한 도금산업은 각종 유해한 화학물질을 취급하는 관계로 도금폐수도 역시 많은 유독한 화학약품이 포함되어 있어 엄격한 규제가 요구되고 있다. 현재의 도금폐수처리는 대부분 위탁업자에 의해 이루어 지고 있으며, 위탁업자는 웅집침전법에 의한 슬러지화(함수율 80% 이하) 하여 매립되고 있는 실정이다. 이 매립물은 침출수를 방출하여 환경에 새로운 문제를 야기시키고 있다. 이러한 도금폐수 중 유가금속(Zn, Cr, Ni, Cu등)을 membrane을 이용하여 회수하고, 생성되는 물을 도금공정에 다시 투입하므로서 공해가 없는 무공해공정을 설계하는 기초자료를 얻는데 본 연구의 목적이 있다. 본 실험에서는 유가금속 중 Cr을 회수하기 위하여 Cr도금 모델폐수를 이용하여 Cr의 농도, 압력, pH등을 변화시키면서 membrane과 Cr의 상관성을 살펴보았다.

• 환경위생공학
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• 제16권2호
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• pp.71-78
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• 2001

본 연구는 폐수 중 함유된 고농도의 LAS를 제거하기 위해 $FeSO_4$를 이용한 응집, 펜톤산화, 펜톤 공정 전.후에 응집공정을 조합시킨 Coagu-oxidation 및 Renton's Coagulation을 이용하여, 처리 시 최적 조건을 도출하고, 효율적인 화학적 처리방법을 검토하기 위해 수행되었다. 연구로부터 얻어진 결론은 다음과 같다. 응집공정은 pH 8, 응집제의 주입량 200mg/L인 조건에서, 펜톤산화는 pH 3, $H_2$$O_2$에 대한 ${Fe^2}^{+}$의 비가 1:1인 조건에서 최적효율을 보였다. Fenton's Coagulation 처리 시 LAS의 개환율은 높아졌고, 주입된 LAS농도의 73~96%가 제거되어 4가지 처리 방법 중 가 장 좋은 처리효율을 보였다. 따라서, LAS의 생물학적 처리 시 거품 및 부산물 생성 등에 의해 저해작용을 감안한다면, LAS가 다량으로 함유한 산업 폐수에서 화학적 처리방법의 도 입이 적절할 것으로 생각되며, 이들 중 Fenton's Coagulation을 유용하게 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 환경기술인
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• 통권177호
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• pp.62-68
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• 2001

한화석유화학(주) 중앙연구소는 1994년부터 고농도 난분해성 및 독성폐수 처리에 99.9$\%$ 이상의 탁월한 COD 처리효과를 나타내는 초임계수 산화 기술을 순수 국내 기술로 개발하는 연구를 추진하여 왔다. 한화종합화학(주) 중앙연구소에서는 서강대학교와 한국화학연구소가 보유한 실험실 단계의 초임계 유체 기술과 SCWO 기술을 공동 연구를 통하여 5년 동안 자체적으로 기술 개발을 진행하였고, 제0585호 국산신기술인증(KT)을 받았으

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 2004년도 춘계 총회 및 학술발표회
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• pp.115-118
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• 2004

축산폐수에 대한 방류수 수질기준 항목에 COD의 추가 및 질소와 인의 기준이 강화(1999년)됨에 따라 많은 축산폐수처리시설의 보강과 새로운 기술도입이 요구되고 있다. 따라서 대부분의 공공처리시설에서는 질소 및 인을 제거하기 위하여 2차 처리단계에서 무산소조(탈질조)와 호기성(포기조)를 연계한 생물학적 질소제거를 실시하고, 최종처리단계에서 응집제 투입에 의한 응집ㆍ침전공정후 모래여과 또는 활성탄 흡착공정에 의한 인과 색도제거 하는 등, 생물학적 처리 및 물리ㆍ 화학적 처리시설이 추가적으로 보완ㆍ적용단계에 있다.(중략)

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1994년도 추계 총회 및 학술발표회
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• pp.21-23
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• 1994

무방류폐수처리 시스템 개발에 막분리공정이 핵심적인 기술로 자리잡고 있다. 그러나 막분리기술의 경제성을 높히고 적용범위를 확대하기 위해서는 새로운 막의 개발과 폐수처리에서 항상 문제가 되는 fouling의 원인규명 및 막세척방법의 개발이 절실히 요구되고 있다. 본 연구에서는 염료폐수처리 및 재활용을 위한 pilot 실험에의 막의 fouling 현상과 세척효과를 역삼투막인 BW-30(2540)과 Nanofiltration막인 NF-40(2540) 모듈을 사용하여 조사하였다. RO 투과수에 의한 물리적 세척법인 flushing과 화학적세척을 실시하여 투과율 회복능력을 조사하였다.

• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 한국전기화학회 1998년도 제1회 총회 및 추계학술발표회
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• pp.42-42
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• 1998

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 추계학술발표대회
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• pp.29.2-29.2
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• 2011

수용액 상에서 유기물이나 무기물의 전해산화에는 높은 산소과전압과 그 화학종에 대한 화학적, 물리적 안정성이 요구되며, 이러한 요구 조건을 만족하는 소재로써 백금족의 원소가 통상 사용되고 있으나, 가격이 매우 비싸다는 단점을 가지고 있다. 특히 고전류밀도 폐수처리 불용성 전극은 수용액을 전기분해할 때 높은 전류밀도를 낼 수 있으며, 폐수에 혼합되어 있는 각종 화학적 성분에 대한 화학적, 물리적 내구성이 있는 전극으로서, 현재 기존의 수처리용 전극은 금속 Ti을 기판으로 하여 그 위에 불용성 촉매로써 전도성 금속염을 도포, 열처리를 반복하여 산화물의 형태로 수 ${\mu}m$의 두께로 코팅하는 이른바, DSA (Dimensionally Stable Anodes) 전극을 사용하고 있는데, 이는 제조 단가의 상승과 금속 Ti 기판 상에 코팅된 전도성 금속산화물의 미약한 접착력으로 인한 탈리로 전극 전체의 성능 저하 및 수명 단축을 초래하는 문제점이 있다. 본 연구에서는 상기의 문제점을 개선하고자 대표적 불용성 촉매 물질인 백금을 RF magnetron 스퍼터링방식으로 100~300 nm 두께로 성막하여 Ti 기판에 대한 불용성 촉매 물질의 부착력과 내구성 및 모의 해수에 대한 해수전해 특성 등을 평가하였다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제4권2호
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• pp.179-186
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• 2006

원자력을 이용하는 시설 및 그와 관련한 연구개발실험실로부터 각종 화학폐수가 다량으로 발생되고 있으며 이들 폐수를 화학폐수 전용처리시설로 처리하고 있으나 최종 건조 케이크내에 함유된 우라늄의 농도가 규제면제농도인 10 Bq/g을 약간 초과하므로서 방사성폐기물로 분류하여 별도로 저장하고 있다. 화학폐수 처리후 침전된 슬러지내의 우라늄 농도를 분석한 결과 우라늄이 용액상이 아닌 침전물상에 존재함을 알았으며, 이들 우라늄을 침전물로부터 용액상으로 용해하기 위하여 강질산으로 용해시켰다. 그 결과 대부분의 우라늄이 슬러지의 침전물로부터 용액상으로 용출되었으며, 용해후 얻어진 슬러지 산용해액에 대해 IRN-77과 비드형으로 새로 제조한 다이포실 수지를 실 폐액처리에 적용하기 위한 흡착실험을 수행하였다. IRN-77과 다이포실 비드를 단독, 혼합 또는 단계적으로 사용한 결과, 80%이상의 우라늄 흡착효율을 얻기 위해서는 산용해액과 동등량 또는 그 이상의 다량의 수지가 소요되었다. 한편 침전 슬러지를 압착하여 부피가 더욱 축소된 탈수케이크를 산용해한 결과, 탈수케이크 대 질산의 비율이 3:2에서 우라늄의 함량을 최대 11 mg/L을 얻었으며 슬러지 용해시보다 적은 양으로 산용해가 가능하였다. 탈수 케이크 산용해액의 방사능 농도는 6.97E-01 Bq/ml 로서 기존의 자연증발처리시설에서 처리가 가능한 수준이었으며, 건조케이크의 비방사능은 11.2 Bq/g로서 최종 폐기물로 발생될 폐증발천의 비방사능이 4.3 Bq/g으로 평가되어 우라늄 동위원소의 규제면제치인 10 Bq/g 미만이므로 자체처분이 가능한 수준이었다. 결론적으로 화학폐수를 처리한 후 부피가 최소화된 탈수케이크에서 우라늄을 산용해시키고 최종 산용해액은 기존의 자연증발시설로 증발처리하면 방사성 건조케이크의 발생 없이 또한 자연증발천도 자체처분이 가능한 최적의 방안을 도출하였다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제17권1호
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• pp.59-73
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• 2019

원자력발전소 운영 과정에서 발생되는 폐기물인 폐수지를 원천적으로 저감하기 위해, 새로운 폐수 정화기술을 개발하고 원전 폐수처리시스템에 가상적으로 적용하여 효용성을 평가하고자 하였다. 본 기술의 기본 원리는 폐수에 존재하는 주요 핵종이온들을 생물학적 혹은 화학적 방법을 통해 무기 결정광물로 바꾸는 방식이다. 실험실에서 폐수를 대상으로 회분식실험을 통해 핵종 제거율을 측정한 결과, 생물학적 방법은 24시간 이내에 세슘을 80% 이상 제거하였고, 화학적 방법은 95% 이상 세슘을 선택적으로 제거할 수 있었다. 그리고 원전 폐수에 존재하는 다른 주요 핵종들(Co, Ni, Fe, Cr, Mn, Eu)에 대해서도 초기 99% 이상의 높은 제거율을 보여 주었다. 우리는 APR1400 원자력발전소의 폐수처리시스템 공정에서 역삼투압(R/O)과 유기 이온교환수지 모듈 사이에 가상으로 본 기술 모듈을 설치하였다. 가상의 모듈 설치를 통한 기술적 타당성 평가를 통해, 우리는 폐수의 주요 핵종들이 90% 이상 선택적으로 제거되고 폐수지의 발생량이 대폭 감소된다는 결과를 얻을 수 있었다. 이러한 결과가 의미하는 바는 본 기술이 향후 미래에 상용화되었을 경우, 폐수지 관리 비용을 크게 감소시키고 수지 수명도 대폭 연장시킬 수 있어, 결과적으로 월성 방사성폐기물 처분시설의 저장고 포화시점을 최대한 늦출 수 있는 이점이 있다.