축산폐수, 침출수 등의 고농도 폐수를 생물학적으로 처리할 경우 최종 방류수는 강한 색도를 띠며 고분자량의 유기물질을 다량 함유한다. 이는 생물학적으로 분해하기 어려운 유기성 복합체와 생화학적 반응에 의한 중간생성물로 색도를 띠는 천연유기물질(NOM)을 포함한다. 생물학적 처리수의 색도는 심미적인 불안감, 방류수역의 수질오염 및 공중보건상의 잠재적 위해성을 갖는다. 또한, 수자원 이용측면에서 정수처리공정에서의 약품투입량 증가와 특히, 소독부산물 생성이라는 잠재적 문제점이 뒤따른다. 따라서 이러한 문제점을 해소하기 위한 생물학적 2차 처리수의 후속처리가 요구되며, 실제로 난분해성 유기물과 색도를 제거하기 위한 흡착, 막 분리, 고급산화(AOP) 및 화학적 응집 등의 물리-화학적 공정에 대한 연구가 수행되어왔다. 특히, 화학적 응집은 무기응집제 또는 고분자중합체(Polymer)를 이용하여 콜로이드성 입자와 색도를 띠는 난분해성 유기물을 전기적 불안정화를 유도함으로서 흡착 및 응집과정을 통해 제거하는 공정으로 많은 연구자들에 의해 연구되어왔다. 그러나 난분해성 유기물과 색도제거는 대상원수의 성상과 화학적 특성 등에 따라 각각의 제거효율과 최적 운전조건이 상이하게 나타난다. 화학적 응집공정은 비교적 높은 제거효율을 보이지만, 운전 및 유지관리의 기술적 어려움, 경제적 비효율성 등으로 인하여 적용에 어려움을 겪고 있는 실정이다. 본 논문에서는 생물학적 혐기-호기성 공정에서 방류되는 축산폐수의 2차 처리수를 대상으로 화학적 응집에 의한 색도 및 난분해성 유기물의 제거거동을 고찰하였다. 대상 처리수의 $TCOD_{Cr}$ 농도는 평균 410 mg/L인 반면, $BOD_5$는 7-15 mg/L 범위로 난분해성 유기물을 다량 함유하고 있음을 알 수 있었다. 이에 황산알루미늄(Aluminium sulfate; $Al_2(SO_4){\cdot}14H_2O$)과 염화철(ferric chloride)의 무기응집제를 이용하여 자 테스트(jar test)를 수행한 결과, 동일한 응집제 주입량에서 염화철의 유기물 제거 효율이 높은 것으로 나타났다. 황산알루미늄과 염화철의 경우 각각의 응집제 주입율 5.85mM에서 89%, 7.03mM에서 97.5%의 최대 유기물 제거효율을 보여주었으며, 이 때 최종 pH는 4.0-5.6 범위이었다. 한편, 대상 원수 내의 콜로이드성 입자 또는 용존성 유기물의 작용기(functional group)는 일반적으로 음으로 하전 되어 있어 응집에 의해 잘 제거되지 않는 특성을 가지고 있다. 따라서 과량의 응집제를 주입하여 다가의 양이온성 금속염을 흡착시켜 전기적으로 중화시키고, 생성된 침전성 수화물 내에 포획 또는 여과시켜 제거하게 된다. 이 때, 금속염 수화종의 전하밀도가 응집효율에 영향을 주는 것으로 알려져 있는데, 다가의 양이온은 전기적 이중층(Double layer) 압축에 의한 불안정화를 향상시킬 수 있기 때문에다. 또한, 2가 금속염은 색도유발물질과 흡착하여 humate 또는 fulvate 등의 착화합물(complex)을 형성시켜 응집효율을 향상시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 생물학적 2차 처리수의 화학적 응집처리에 있어서 알루미늄염 등의 다가이온 첨가가 응집에 미치는 영향을 관찰하고, 후속되는 플록형성 및 침전공정에 의한 제거효율을 비교, 평가함으로써 2차 처리수로부터 난분해성 유기물과 색도를 보다 효과적이고 경제적으로 제거할 수 있는 최적인자를 도출하고자 하였다.
활성탄소는 입자내 공극이 잘 발달된 무정형 탄소로서 흡착성 및 촉매성이 뛰어나 대기오염의 주범인 유독성 배기가스의 흡착이나 폐수처리, 정수처리 등에 널리 사용되고 있다. 환성탄소 제조공정은 크게 보아 탄화 및 활성화 공정으로 나눌 수 있으며 활성화 방법에 따라 화학적 활성법과 물리적 가스 활성법으로 나눌 수 있다. 가스 활성법은 고온에서 수증기나 $CO_2$,O$_2$ 그 외의 산화성가스를 char와 접촉시키는 방법이고, 화학적 활성법은 염화아연, 인산, 수산화칼륨등과 같은 탈수, 산화, 침식성이 큰 화학약품으로 탄소질을 침식시키는 방법이다. (중략)
"화관법"은 2015년 1월1일 부로 시행되고 있는 "화학물질관리법"이다. 이 법은 기존 "유해화학물질 관리법"을 강화하기 위하여 "화학물질 등록 및 평가에 관한 법률"과 "화학물질관리법"으로 세분하였으며 보다 더욱 강력하고 새로운 제도를 규정하고 있다. 이에 표면처리 업계로서의 대응방안에 대하여 나름의 경험과 정보를 통하여 모색 하고자 한다.
과수원에서 화학비료 대체 가능성을 검토하기 위하여 녹비 작물을 단독으로 재배하는 경우와 녹비 재배 시 SCB 액비를 혼용하는 경우 녹비 생산량 및 토양 물리화학성 변화, 배 잎의 무기성분 함량 및 광합성 특성을 비교 분석하였다. 화본과 녹비작물의 경우, 녹비 단독 처리에 비해 SCB 액비 혼용 처리의 경우 녹비 생산량이 유의하게 증가하였고, 두과 녹비에 있어서도 유의성은 인정되지 않았으나 액비 혼용처리 시 생체중 및 건물중이 높게 나타났다. 호밀 + 액비 처리구와 헤어리베치 + 액비 처리구에서는 각각의 경우 액비를 시용하지 않았을 때보다 용적밀도가 감소하여 과수의 뿌리 생장이 용이할 것으로 판단되었다. 녹비 단독 및 녹비 + 액비 처리와 화학비료 시용에 따른 배 잎의 무기 성분함량은 처리 간에 차이가 없었다. 순광합성량 또한 처리 평균 간 차이가 인정되지 않았으나, 녹비 + 액비 혼용 처리구에서 녹비 단독 처리에 비해 높은 경향을 보였으며, 헤어리베치 + 액비의 경우 화학비료와 거의 같은 수준의 동화율을 보여 배 과원 표토 및 양분 관리를 위한 녹비 재배 시 활용 가능성이 높은 것으로 판단되었다. 녹비 단독 및 SCB 액비 혼용처리에 따른 토양 화학성 변화는 화학비료 처리에 비하여 pH는 높았고 질산태 질소는 장마기 이후 비슷한 경향을 보였으며, 치환성 칼리는 낮았으나, 치환성 마그네슘은 높게 나타났고, 녹비 단독 처리구와 비교 결과 SCB 액비 혼용 처리에서 약간 높은 경향을 나타내었다. 이상의 결과를 종합했을 때 과원에서 녹비작물 재배 시 장기적인 화학비료 대체를 위해서는 SCB 액비를 함께 도입함으로써 부족한 양분을 보충하는 것이 필요할 것으로 판단되었다.
파밤나방(Spodoptera exigua(Hubner))에 미치는 chlorpyrifos-methyl(COM)의 화학적 불임효과를 미량국부처리법으로 조사하였다. 아치사량의 CPM이 5령충에 처리됐고 이로부터 형성된 성충의 산란수와 부화율이 분석되었다. CPM이 처리된 암수의 동계교배 집단에선 충체별 100$\mu\textrm{g}$ 처리집단을 제외하고 처리농도의 차이에 따라 산란수의 차이를 보이지 않았다. 그러나 부화율은 CPM 처리농도에 따라 CPM 처리 집단이 무처리 동계교배 집단에 비해 뚜렸하게 낮았다. 무처리 암수와 CPM(100$\mu\textrm{g}$/충체)으로 처리된 암수를 상호교배한 두 집단들은 암수 모두 CPM으로 처리된 집단과 같은 낮은 산란수 및 부화율을 보였다. 이는 CPM이 우성치사인자의 화학불임제로서 작용했음을 나타냈다. 또 CPM이 이 해충의 유전방제법을 개발하는데 이용될 수 있음을 시사한다.
표면경도와 내마모특성을 가진 질화처리는 다양한 철강재료에 적용되고 있다. 플라즈마를 이용한 질화법은 다른 질화처리법에 비해 처리시간이 짧고 폐수 및 배기가스와 같은 오염물질의 발생이 거의 없어 친환경적이며 낮은 온도에서 처리가 가능하기 때문에 변형 및 금속학적 물성의 변화가 없는 것이 특징이다. 한편 DLC 처리법은 물리화학적 특성이 다이아몬드와 유사하면서도 저온 합성이 가능하고, 표면이 평활하다는 합성기술상의 장점을 가지고 있기 때문에 많은 분야에서의 응용이 연구되고 있는 재료이다. 특히 고경도, 고윤활성 등의 물리적, 화학적, 광학적 특성과 화학적 안정성과 신체적합성 등의 특성으로 인해 기계부품, 공구, 광학기기, 전자부품, 자동차부품과 의료용 기기분야 등에 적용하고 있다. 본 연구에서는 질화처리 및 DLC 처리를 한 챔버내에서 동시처리하여 그 특성을 평가하였다. 이와같이 얻어진 처리물을 Field Emission Scanning Electron Microscope를 이용하여 단면분석을 하였고, 시편의 경도는 나노인덴터로 측정하였다. ball-on-disk 방식의 마모시험기를 이용하여 내마모특성을 관찰하였으며, 접합력을 측정하기 위해 스크래치 테스트를 실시하였다.
본 연구는 기계·화학적 에너지를 활용하는 메카노케미칼 공정기술을 자기치유 혼화재에 적용하기 위한 목적으로 진행되었다. 기계·화학적 공정기술을 자기치유 혼화재 제조 공정에 적용하여 치유 소재의 활성화 에너지를 증가시켜 치유성능에 미치는 영향을 확인하고자 하였다. 자기치유 모르타르에 사용한 자기치유 소재는 팽창/팽윤제를 주요 구성물로 선정하고 탄산염 촉진제와 무기염 첨가제를 기타 첨가제로 혼입하였으며, 기계·화학 처리공정 적용에 의한 치유 소재의 활성화도 및 개질화 반응이 가능한 재료로 선택하였다. 기계·화학 처리공정에 대한 자기치유 혼화재의 기초평가는 XRD, FT-IR 분석으로 확인하였으며, 자기치유 모르타르의 치유 성능평가는 정수위 투수시험을 이용하여 치유율을 확인하였다. 치유성능 확인결과 기계·화학 처리 공정을 적용한 WM3 시료(MC360min)가 공정처리 하지 않은 WM1 시료에 대비 치유성능이 4.1% 증가하였으며, 자기치유율은 평균 94.3%로 확인되었다.
임플란트로 널리 사용되고 있는 타이타늄 금속 표면을 처리하여 골융합 접촉 면적을 증가시키기 위한 다양한 방법들이 사용되고 있다. 본 연구에서는 마이크로 단위의 거칠기가 형성된 표면에 나노패턴화된 나노 거칠기를 전기화학적으로 형성시키는 방식(ENF: Electrochemical Nanopattern Formation)을 소개한다. SLA 표면처리 된 임플란트 표면에 100nm 수준의 나노패턴화된 그릿을 기존의 마이크로 그릿의 손상 없이 고르게 형성시켜 표면적을 극대화 할 수 있다. 이를 임플란트의 새로운 표면처리기술로 응용하기 위하여 기존의 표면처리기술과 비교분석하였다.
Sericin 정착은 친수성 단백질인 세리신을 화학처리에 의하여 소수성으로 변화시켜 fibroin 에 밀착, 응고시켜 생사를 양모와 유사한 섬유로 변화시켜 제품의 다양화를 기할 목적으로 많이 행하여졌으며 이에 따른 증량효과도 크게 기대되어진다. 종래의 세리신 정착방법들은 생사의 제리신 정착외에 공업적으로 그 가치가 크게 인정되었던 견사, 생사 층 등에도 광범위하게 응용되어 많은 특허가 있는데 이들 정착방법을 대별하면 (1) Aldehyde 처리에 의한 세리신 정착 (2) Cr 감류처리에 의한 세리신 정착 (3) Epoxy 화합물의 처리에 의한 세리신 정착 (4) 합성수지 처리에 의한 세리신 정착등을 들 수 있겠으며 그 중에서도 특히 Aldehyde 에 의한 정착 (주로 formaldehyde 사용) 과 Cr 감류에 의한 정착이 가장 많이 행해진 경향을 보인다. (중략)
방울토마토(Lycopersicum esculentum var. cerasiforme)의 생육반응과 토양화학성에 미치는 생초미생물혼합액비(MLF)의 효과를 평가하기 위하여, 유리온실에서 포트실험을 81일동안 수행하였다. 시비효과를 비교하기 위하여 3반복의 4처리[무처리(C), 화학비료처리(CF) 및 2수준의 생초미생물혼합액비처리(MLF-0.5 및 MLF-1.0)]를 완전임의 배치하였다. 토양시료는 주기적으로 채취하여 pH, EC, 총질소, 무기태질소, 총탄소를 분석하였고, 방울토마토의 생육특성을 조사하였다. 토양 pH는 무처리에서 가장 높았고, 화학비료처리에서 가장 낮았다. 생초미생물혼합액비처리한 토양의 pH는 중간이었으나, 시비수준이 높은 경우 pH는 더 높았다. 토양염류도(EC)는 질소처리(CF 및 MLF)에 의해 증가하였는데, 이러한 증가효과는 MLF-1.0 처리를 제외한 모든 처리에서 사라졌다. 토양의 총질소함량은 화학비료처리의 경우 즉시 증가하였다가 81일째에는 무처리수준까지 떨어졌으나, 생초미생물혼합액비처리의 경우 약간 높아져 재배기간 동안 거의 일정한 수준으로 유지되었다. 또한 무기태 질소의 농도는 질소처리에 의해 증가하였으나, 초기 증가효과는 56일째에 사라졌다. 토양의 총 탄소 함량은 초기(14일)에는 처리별 차이가 없었으나, 시험종료시점에 MLF-1.0 처리에서 다른 처리에 비해 더 높았다. 질소처리는 줄기 및 뿌리의 건중량, 초장, 과실의 수를 증가시켰으나, 과실의 건중량은 단지 생초미생물혼합액비처리에 의해서만 증가하였으며, 과실의 당도 또한 생초미생물혼합액비 처리구가 화학비료에서 높았다. 그러나, 방울토마토의 기관별 주요 양분 함량에 미치는 처리효과에는 어떤 특별한 경향이 없었다. 작물이 흡수한 주당 질소의 양은 각각 화학비료처리에서 0.91g, MLF-1.0 처리에서 0.61g, MLF-0.5처리에서 0.43g이었으며, 질소이용률은 화학비료처리에서 18%, 생초미생물혼합액비처리에서 10%이었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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