• 대한환경공학회지
• /
• 제31권4호
• /
• pp.256-262
• /
• 2009

도시지역 비점오염부하를 저감하는 장치 중에서 수리동력학적 분리장치(HDS)는 가장 많이 이용되고 있다. 본 연구에서는 HDS장치 유형 중에서 Vortex Screen 장치를 실험실 규모로 개발 및 제작하여 강우유출수 처리특성을 분석하였다. 강우유출수내 입자물질을 모의하기 위하여 실험에 사용한 시료는 합류식 하수관거의 맨홀 바닥 퇴적물질, 도로변 측구의 퇴적물질, 소각장 fly ash, polyvinyl chloride (PVC)분말 등의 시료를 대상으로 하였다. 유입유량의 변화를 주었을 때 처리장치 본체에서 약 2분이 경과한 후 안정된 상태에서 유입수와 유출수 시료를 동시에 채수하였다. 수면적부하율은 110∼1,550 $m^3/m^2$ day의 범위로 운전하였으며, 유입수 SS농도의 범위는 141~1,986 mg/L로 하였다. Vortex Screen을 이용하여 다양한 입경과 밀도들 가진 입자들을 대상으로 수면적부하율과 하부배출유량비를 운전조건으로 하여 처리특성을 분석한 결과 제거효율에 영향을 주는 인자 중, 월류유량에 대한 하부배출유량 비율($Q_U/Q_O$), $Q_U/Q_O$값이 10%에서 20% 증가 시 SS 제거효율은 6% 증가하는 특성을 나타내었다. 도시지역의 대표적인 입경을 가진 퇴적물질 125<$d_p$<300 ${\mu}m$를 대상으로 처리능을 분석한 결과 SS, COD 제거효율 범위는 각각 68.0~ 81.0%, 53.1~71.9%를 나타내었다. 수면적 부하율이 증가함에 따라 처리효율은 유입부 유도판을 설치한 경우가 설치하지 않은 경우보다 10~20% 향상되는 것으로 분석되었다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제30권9호
• /
• pp.907-912
• /
• 2008

본 연구는 지표수나 호소수 등에서 유기 및 무기오염물질의 저감을 위해 반응매질로서 사용되는 black shale 및 영가철의 수중의 무기인산염을 흡착제거하는 데 있어서의 정량적 특성을 알아보았다. 무기인산염의 회분식 흡착실험에는 갯벌에서 마련한 퇴적토, black shale, 영가철이 흡착제로 사용되었으며 인산염의 흡착에 미치는 영향을 공존 칼슘이온의 농도를 0, 1, 5 mM로 변화시켜 실험하였다. 칼슘이온의 공존과 함께 세 흡착제에 대한 인산염 농도감소를 빠른 흡착계수(k$_f$), 느린 흡착계수(k$_s$)과 침전계수(k$_p$)로 구성된 kinetic model을 이용하여 해석하였다. 등온흡착의 결과는 Langmuir와 Freundlich 모델을 적용하였으며 퇴적토, black shale, 영가철에 대한 Freundlich 모델의 K$_f$값은 각각 1.141, 7.721, 그리고 4.873였다. 공존하는 칼슘이온과의 침전가능성으로 인하여 kinetic model에서는 칼슘농도와 침전제거간의 상관관계가 있었으나 등온흡착식에서 인산염의 최대흡착량에는 칼슘농도가 영향을 미치지 않았다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
• /
• 제18권4호
• /
• pp.263-273
• /
• 2015

전세계 플라스틱 해양쓰레기의 유입량과 현존량을 추정하였다. 한국에서 플라스틱 해양쓰레기의 연간 유입량(72,956톤)은 플라스틱의 연간 소비량(5.2백만톤)의 1.4%로 추정되었다. 유출량이 0이라는 가정과 함께, 이 1.4% 유입률을 1950년부터 2013년까지 전세계 플라스틱 생산량에 적용함으로써, 2013년 전세계 연간 플라스틱 해양쓰레기 유입량은 4.2백만톤이며, 2013년말 현재 플라스틱 해양쓰레기 현존량은 86백만톤으로 추정되었다. 또한 로지스틱 모델에 따라, 석유생산량의 4%가 플라스틱으로 생산될 때 플라스틱 해양쓰레기의 최종 현존량은 199백만톤이 될 것으로 추정되었다. 유입량과 현존량은 전혀 다른 측정단위이기 때문에, 유입 저감 정책의 효과성을 평가할 수 있는 개선된 지표가 필요하다. 또한, 플라스틱 해양쓰레기 오염은 거의 회복불가능하기 때문에, 이를 예방하는 대책의 가치는 훨씬 더 높게 평가되어야 하며, 사전주의의 원칙에 따라 더 강력한 예방 대책이 시행되어야 한다. 본 연구는 제한적인 정보에 근거한 예비 연구에 해당하므로 플라스틱 해양쓰레기의 유입량과 현존량의 경향을 규명하기 위한 추가 연구가 필요하다.

• 분석과학
• /
• 제31권5호
• /
• pp.185-194
• /
• 2018

2010년 11월말 5번째 구제역이 발생하여 가축 매몰지로 인한 악취물질, 지하수, 음용수 등에 2차 환경오염 발생 가능성에 대한 문제제기 등 환경영향 저감 방안 마련이 필요하다. 본 연구의 목적은 축종별, 토성별 파일럿 규모 가축매몰지 5기를 설치하여 2012년 2월부터 2015년 2월까지 약 3년 동안 침출수를 채취하여 90 항목을 분석하였으며, 매몰사체의 유기물 분해특성, 사체관련 미량원소 특히 대사체 물질 농도변화, 사체분해정도 등을 정밀 조사하였다. 그 결과 비소, 카드뮴 등 대부분의 중금속은 검출되지 않았으며 토성에 따른 축종별 분해정도를 파악한 결과 돼지보다는 소가 더 빨리 분해되고 사질 > 식양질 > 사양질 토양 순으로 사체분해가 이루어지는 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제33권4호
• /
• pp.281-288
• /
• 2011

초음파 기술은 공동현상(cavitation)에 의한 산화분해 및 열분해 과정을 이용해 오염물질을 저감시키는 활발한 연구가 진행되고 있으나 대부분 저용량 소규모(Lab scale) 실험에 그치고 있다. 본 연구에서는 대용량 연속식 처리가 가능한 Pilot Scale의 초음파 시스템을 개발하고, 분해 대상물질로 나프탈렌을 선정하여 개발된 시스템의 처리효율을 비교 검증하였다. 전반사가 유도된 최적의 다주파 조사 조건으로 V-$120^{\circ}$ 형태가 일반형에 비해 약 1.4~2.2배 우수한 효율을 나타내었다. V-$120^{\circ}$ 초음파 조사 형태, 연속식 처리가 가능하기 위한 유입 유출수 설치, 보조제 첨가부 및 외곽 냉각 순환시스템을 적용하여 총 3가지 형태의 pilot scale(20~40 L) 반응조를 제작하였다. 세 반응조의 나프탈렌 처리 결과는 모두 EPA의 나프탈렌 음용수 권고기준을 만족하였으며, 특히, 전반사 조건이 유도된 PS1과 PS2 type이 약 97% 이상의 우수한 분해효율을 보였다. 연속식(CSTR형) 처리 방식에서도 2.5~10 mg/L의 나프탈렌을 시간당 10~20 L를 처리한 결과 약 84~96%의 우수한 분해효율을 나타내었다. 인공 현장 지하수 조건에서의 초음파 적용시 초음파 효율의 큰 차이를 보이지 않아 개발된 본 시스템의 현장 적용 가능성을 확인하였다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제27권6호
• /
• pp.651-656
• /
• 2005

톨루엔은 섬유산업 공정에서 발생하는 주요한 유해성 대기 오염원으로 간주된다. 본 연구에서는 ${\gamma}-Al_2O_3$를 지지체로 한 전이 금속 산화물 촉매(Cu, Mn, V, Cr, Co, Ni, Ce, Sn, Fe, Sr, Cs, Mo, La, W, Zn)를 제조하여 톨루엔 완전 산화 반응을 조사하였다. XRD, FE-SEM, BET와 TPR 기법을 사용하여 금속 촉매의 특성을 조사하였다. 촉매 가운데 Cu/${\gamma}-Al_2O_3$ 촉매가 가장 우수한 활성을 보여주었다. BET결과 촉매 활성의 증가는 비표면적과는 관련이 적은 것으로 나타났으며, X선 회절 분석에서 대부분의 촉매들이 무정형으로 존재함이 관찰되었다. FE-SEM을 관찰한 결과, 전이금속 산화물 촉매 중 구리산화물 촉매가 지지체 표면에 고르게 분산되어 있음을 확인할 수 있었다. 톨루엔 산화반응에 따른 촉매활성 효과는 ${\gamma}-Al_2O_3$ 지지체 위에 전이금속 산화물 촉매가 고르게 분산된 점과 촉매 표면의 우수한 환원 특성에 기인하는 것으로 설명할 수 있었다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제27권10호
• /
• pp.1081-1089
• /
• 2005

본 연구에서는 기존에 중유를 사용하는 상용보일러에서 오리멀젼 연료의 활용 가능성을 평가하기 위하여 소형 보일러에서 오리멀젼 연료의 기본적인 연소특성을 실험과 더불어 수치해석하였다. 오리멀젼의 주요 연소특성은 최고 화염온도가 버너로부터 $20{\sim}30\;cm 뒤쪽에 나타나는 화염지연현상과 비교적 넓게 분포하는 화염의 형태로 이는 오리멀젼 제조과정에서 포함된 높은 수분함량과 미세한 수부액적으로 이한 미소폭발 현상에 기인한다. 오리멀젼 연료의 연소특성에 미치는 영향을 평가하기 위하여 연료공급량, 무화유체의 종류, 그리고 계산에 사용된 현상학적인 복사모델과 같은 중요한 설계 및 운전인자에 대한 일련의 변수연구를 수행하였다. 연소특성인 최고 화염온도 지연현상은 연료공급 속도를 조절함으로써 어느 정도 저감시킬 수 있었으며 연소생성물로 CO와 $SO_2$ 그리고 NO가스의 연소로 내 발생특성을 평가하였다. 또한 무화용 유체로 증기를 사용하였을 경우 로내 연소상태는 무화용 공기에 비해 안정화 되고 고온영역이 감소되는 결과를 보였다. 일반적으로 본 연구에서 수행한 실험조건에 대한 수치해석 결과는 물리적으로 일관성 있는 결과를 제시하였으나 오염물질 생성농도에 대한 보다 정확한 예측을 위해서는 추후 현상학적인 모델개선을 필요로 한다. 결국 본 연구로부터 개발된 컴퓨터 프로그램은 기존의 상용화 중유 보일러에서 오리멀젼 연료로 대체 사용시 개선사항 및 유용한 운전 자료를 제공할 것으로 판단된다.

• 한국물환경학회지
• /
• 제26권3호
• /
• pp.420-431
• /
• 2010

하천형 저수지인 팔당호의 건기시 수질을 모의하기 위하여 단순 물질수지 모델을 개발하였다. 대상 물질은 총인 (TP), 클로로필${\alpha}$ ($Chl.{\alpha}$), 5일 생물학적 산소 요구량 (BOD) 화학적 산소요구량 (COD)이었다. 모델은 지난 20년간의 실측치를 잘 재현하였으며 유기물질의 성인을 밝히는데 이용될 수 있었다. 모델을 통하여 분석한 결과, 팔당호에서 인에 대한 조류의 이용성을 결정하는 임계 수리부하는 약 $1.5m\;d^{-1}$로 나타났다. 팔당호의 $Chl.{\alpha}$, COD, BOD 농도는 임계부하보다 작은 수리부하의 조건에서 생산과 호흡 및 침전과 같은 조류의 변화에 민감하게 반응하였다. 최근 유기오염 저감을 위한 중앙정부와 지방정부의 강도 높은 노력에도 불구하고 팔당호의 수질은 크게 개선되지 않았으며 오히려 COD 농도는 증가하였다. 모델 해석을 통하여 이는 조류 생산량의 증가와 아울러 비점오염원 등에서 외래성 부하가 증가하였기 때문인 것으로 나타났다. 특히 2000~2007년 기간의 조류 기원성 유기물 농도는 전체 유기물 농도의 절반에 해당하는 것으로 추정되었으며, 이는 1988~1994년 기간에 비하여 2.5배, 1995~1999년 기간에 비하여 1.3배에 달하는 수준이었다. 이러한 연구의 결과는 팔당호의 수질개선을 위해서는 조류 발생을 억제하는 것이 필요함을 시사하는 것이었다.

• 한국응용과학기술학회지
• /
• 제31권2호
• /
• pp.320-328
• /
• 2014

국내 자동차용 경유에 혼합하여 유통 중인 바이오디젤은 물리적인 관점에서 기존 석유계 경유와 동점도, 밀도 등의 물성값이 유사하고 세탄가가 높은 장점이 있다. 또한 환경적인 측면에서는 기존의 석유유통 인프라 개조 및 변경없이 사용가능하다는 점과 함산소 연료로서 디젤기관에서의 연소성이 좋고 유해 배출가스 저감효과가 있으며 생분해성도 높아 환경오염이 적어 자동차용 경유 대체연료로 각광받고 있다. 그러나, 기존 식용계 작물을 원료로 하고 있다는 점에서 단점으로 지적되는 바이오디젤 대신 단위면적당 $CO_2$ 흡수율이 높고 빠른 성장 속도가 장점으로 거론되는 미세조류의 활용에 대한 연구가 대두되고 있다. 본 연구에서는 미세조류 중 Dunaliella tertiolecta 종을 이용하여 생산한 바이오디젤의 전환율을 연구하기위해 기존에 사용되고 있는 GC-FID분석방법의 문제점에 대해 조사하고 TOF-MS 장비를 통한 개별 지방산 메틸에스테르의 성분을 검토하였다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제33권5호
• /
• pp.368-377
• /
• 2011

소규모의 대기오염 배출원으로부터 질소산화물을 저감하는 방법으로 제안된 패키지형 SCR (selective catalytic reduction) 시스템 내에서 암모니아 농도제어에 관한 연구가 시행되었다. SCR 시스템의 효율은 촉매층의 효율적인 활용에 좌우되며 촉매층의 효율적인 사용은 시스템에 유입되는 배기가스의 유동균일도와 암모니아 농도의 균일도에 의해 좌우된다. 본 연구에서는 주어진 최적의 유동조건에서 SCR 시스템 내에 배치된 AIG 형상과 분사 유량 조정에 따른 암모니아 농도분포를 평가하였다. 기본 유동조건에서 분사구의 각도에 따른 전산해석 결과, 배가스 유동에 대해 동류방향($0^{\circ}$)으로 암모니아를 분사한 경우의 농도분포의 RMS(%) 수치는 약 95.3%, 대향방향인 $120^{\circ}$의 각도를 가지는 경우 90.1%로 파악되어 대향방향으로의 분사가 더 효율적인 것으로 파악되었다. 유동박리영역에서 벗어나도록 분사구의 위치를 변경하고 기초계산에서의 속도분포와 농도분포를 기준으로 환원제 유량을 조정한 결과 RMS(%) 수치를 최대 62.8%까지 하강시키는 효과를 가져왔다. AIG 형상 및 배치구조에 혼합증진의 효과를 정리하였다.