• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권4호
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• pp.489-495
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• 2015

대기오염물질처리를 위한 생물살수여과법에서 물질전달현상을 이해하기 위한 선행 실험결과를 기초로 각각의 운전조건에서 기체/액체(살수액), 기체/고체(미생물)와 액체/고체에서의 model을 이용하여 물질전달계수를 평가하였다. 생물살수여과법에서 기/액에서는 정상상태물질수지, 그리고 액/고와 기/고에서는 동적물질수지를 이용하여 물질전달 model을 확립하고 그 결과를 고찰하였다. 물질전달 model은 여과탑을 일정크기 구획하여, 각 구획에서 동적 물질수지식을 수치해석 전산코드를 이용해 계산하였다. 동적물질수지식을 이용하여 계산된 결과는 실험결과와 비교하여 생물살수여과법에서 기/액, 기/고, 액/고 각상간의 물질전달계수($K_La$)를 산정하였다. 본 연구에서는 대기오염제어를 위한 생물살수여과법에서 물질전달계수를 결정하기 위한 실험방법개발과 model을 이용하여 물질전달현상을 고찰하였다.

• 원예과학기술지
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• 제33권4호
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• pp.605-617
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• 2015

본 연구의 최종 목표는 실내의 공간과 식물바이오필터의 규모에 따라 실내공기 오염물질을 정화할 수 있는 식물 녹화와 자동관수 그리고 생물학적 여과 기능을 통합한 식물바이오필터 시스템의 개발이다. 본 연구는 가습 주기에 따른 벽면형(수직형) 식물바이오필터내 공기 흐름의 특성에 대한 안정성과 미세먼지 제거율을 비교하고, 이 식물바이오필터에 의한 휘발성 유기화합물의 제거율을 조사하기 위해 수행하였다. 본 실험에 사용된 식물바이오필터는 실내 공간 활용에 적합하도록 물펌프, 물탱크, 송풍기, 가습장치, 그리고 다층구조의 식물 식재 공간을 일체형으로 설계하였다. 실험 결과, 물펌프에 의해 작동하는 세 가지 다른 가습 주기 처리에 관계없이 식물바이오필터의 상대습도, 온도, 그리고 토양 수분 함량은 안정된 값을 나타내었다. 토양 수분 함량은 모든 가습 주기 처리에서 27.1-29.7%의 범위에서 안정적으로 유지하였으며, 특히 15분 작동 45분 작동 중지의 가습 주기를 120시간 동안 처리하여 $29.0{\pm}0.2%$의 평균 토양 수분 함량을 유지하면서 가장 수평적인 일차회귀식(y = 0.0008x + 29.09)을 보여주었다. 가습 주기에 따라 식물바이오필터를 통과한 미세먼지(PM10)와 초미세먼지(PM2.5) 입자 수에 대한 제거율(RE)은 각각 82.7-89.7%와 65.4-73.0% 범위에 있었고, PM10의 무게에 대한 RE는 58.1-78.9%의 범위에 있었다. 식물바이오필터를 통과한 자일렌, 에틸벤젠, 총 휘발성 유기화합물, 톨루엔의 RE는 71.3-75.5%의 범위에 있었으나, 벤젠과 포름알데히드의 RE는 각각 39.7%와 44.9%로 나타났다. 따라서 실내식물을 식재할 수 있는 본 벽면형 식물바이오필터는 실내 공기 정화에 매우 효과가 있는 것으로 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권4B호
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• pp.441-447
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• 2008

산업현장에서 발생되는 휘발성유기화합물은 생분해 가능한 화합물과 난분해성 물질이 혼합되어 있는 경우가 많으며, 저감기술을 단독으로 적용해서는 효과적인 제어가 불가능하다. 따라서 본 연구에서는 난분해성 물질이 혼합된 휘발성유기화합물을 처리하기 위하여, 자외선(UV) 광분해 장치와 미생물 고정화 복합고분자 담체가 적용된 바이오필터 기술을 결합한 통합시스템을 구성하고 반응 특성을 검토하였다. 대상 휘발성유기화합물로는 toluene과 TCE를 선정하였다. 자외선 광산화 단독실험 결과 TCE는 99% 이상의 제거효율을 나타내었으며 수용성 중간생성물 발생량도 크게 증가하였다. 그러나 toluene과 TCE를 혼합하여 유입시키면 자외선 광분해만으로는 유기화합물 제거율이 낮아졌다. 자외선 광산화와 바이오필터를 결합한 통합시스템 실험에서는 높은 toluene 제거효율을 얻을 수 있었으며, 전처리로 자외선을 조사한 후 toluene과 TCE의 처리효율도 함께 증가하는 것을 확인하였다. 이는 자외선에 의해 일부 산화된 toluene과 TCE가 미생물에 의해 보다 효과적으로 분해될 수 있음을 보여준다. 자외선 광산화 반응은 toluene이 상대적으로 적게 존재하는 상황에서 TCE 제거효율을 효과적으로 향상시킬 수 있었으며, 본 실험에서 확인한 TCE 최대 분해능은 $18.2g/m^3/hr$이었다. 그러나 toluene 유입농도가 높았던 조건에서는 toluene의 저해작용으로 인해 TCE 분해능 변화가 적었다. 다양한 운전조건에서 통합시스템의 반응효율과 운전 안정성을 향상시키기 위해서는 각 난분해성 물질 사이의 상호 저해작용에 대한 추가 연구가 필요하다.

• 한국수산과학회지
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• 제45권4호
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• pp.351-357
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• 2012

To determine whether the seaweed Saccharina japonica can effectively utilize dissolved nutrients from Sebastes schlegeli fish cultures, a laboratory experiment was conducted in a static system for 7 days at ESFRI, NFRDI in Korea. The experiment included an S. schlegeli monoculture system and an S. schlegeli-S. japonica IMTA system. Saccharina schlegeli density ($415{\pm}24g$; mean${\pm}$SE) remained the same in all treatments, whereas seaweed density varied across treatments of 0, 0.5, 1, 2, and 3 kg (control and T1-T4, respectively). During the experiment, nutrient ($NH_4^+$ and $PO_4^{3-}$) concentrations were measured at 24-h intervals. $NH_4^+$ concentration of the control group increased from $0.117{\pm}0.021mg/L$ at the start of experiment to $5.836{\pm}0.904mg/L$ at the end of experiment. $NH_4^+$ concentrations of each treatment were $3.004{\pm}0.040$, $2.086{\pm}0.133$, $1.642{\pm}0.121$ and $0.775{\pm}0.007mg/L$ in T1, T2, T3, and T4, respectively, at the end of experiment. The concentration of $PO_4^{3-}$ exhibited a similar trend to $NH_4^+$ concentration. $NH_4^+$ and $PO_4^{3-}$ concentrations significantly decreased with increased S. japonica thallus density each day (P<0.05). The nutrient removal efficiency (NRE) and nutrient uptake rate (NUR) showed different relationships with changes in thallus density; NRE increased but NUR decreased as thallus density increased. Based on measured concentrations of $NH_4^+$ and S. japonica weight, regression analysis defined the relationship between as an exponential function, $Y=3.8165e^{-0.505X}$ ($R^2$ = 0.9552). Our results demonstrated that S. japonica can function as an efficient component in IMTA with environmental and potentially economic benefits for fish hatcheries.

• 대한환경공학회지
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• 제27권8호
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• pp.886-891
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• 2005

본 연구는 침지형태로 운전되는 중공사막 결합형 생물반응기(HFMB) 시스템의 VOC 처리능력 및 안정성을 평가하기 위하여 수행되었다. 일차적으로 미생물이 없는 조건에서 VOC 물질전달을 알아보기 위한 abiotic test를 통해, 본 연구에서 사용한 HFMB는 미세기포를 이용한 산기관과 유사한 물질전달율을 나타냄을 확인하였다. 그러나 HFMB는 일반 산기관 시스템과는 달리 기체 유속과 중공사막 개수를 증가시켜 물질전달율을 더욱 증대시킬 수 있을 것으로 예측된다. 또한 반응조에 톨루엔 분해 미생물을 첨가하고 다양한 유입부하 조건에서의 기체상 톨루엔 제거 실험을 수행하였는데, 50, 100, $500\;g/m^3/hr$의 유입부하 조건에서 $70{\sim}80%$ 수준의 처리효율을 얻을 수 있었다. 추가적으로 수행된 분해능 실험에서는 최대 $800\;g/m^3/hr$ 이상의 분해능을 실험적으로 확인하여, 문헌에 제시된 기존 생물여과공법의 최대분해능($50{\sim}100\;g/m^3/hr$) 보다 월등히 높았다. 따라서 HFMB는 기존의 VOC 저감기술을 대치할 수 있는 친환경적인 기술이라고 판단된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제45권5호
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• pp.779-786
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• 2012

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.

• 아시안잔디학회지
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• 제23권1호
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• pp.91-100
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• 2009

본 연구의 목적은 퇴비단여과법(SCB)을 통해 생성된 액비의 골프장에의 적용가능성과 자연순환농업정책의 새로운 수요처로서 적합성여부를 평가하기 위해 SCB가 크리핑벤트그래스의 생육과 토양특성변화에 미치는 영향을 조사하고자 2008년 4월부터 10월까지 6개월간 수행하였다. 처리구는 비료를 처리하지 않은 무처리구(NF), 대조구(CF), SCB 1L와 2L를 처리한 S-1, S-2 등 4개 처리를 난괴법으로 수행하였다. 시비 후 엽색지수, 엽록소함량 및 잔디 생육량 등 잔디 생육을 조사하였고, 그 결과를 요약하면 아래와 같다. NF와 비교한 결과, 엽색지수는 CF, S-1 및 S-2에서 각각 1.8%, 1.8%, 3.3% 증가하였고, 엽록소함량은 13%, 14%, 20% 증가하였으며, 잔디의 총건물중은 CF, S-1 및 S-2에서 모두 18% 증가하였다. SCB 액비의 시비는 질소 시비량이 대조구의 1/2수준인 S-1은 대조구와 비슷하고, 질소시비량이 대조구와 동일한 S-2는 대조구보다 엽록소함량이 증가였다. 본 결과들을 통해 SCB 액비의 시비는 잔디 생육을 향상시키고, 골프코스관리에서 자연순환형농업을 통해 잔디관리가 가능할 것으로 평가되었다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제6권3호
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• pp.191-199
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• 2000

본 실험은 고형퇴비화 처리용 부자재 비용절감 및 생물계 폐기물의 퇴비화 작업효율을 개선하기 위하여 연속 및 간헐통기 퇴적식 호기성 퇴비화 시스템에 필요한 기초 연구자료를 제공하기 위하여 수행되었다. 유우분과 왕겨 (I) 그리고 유우분과 1차 순환퇴비 (II) 및 2차 순환퇴비 (III)를 전처리 혼합하여 $12.3{\;}{\ell}$의 회분식 원통형 발효조 3개의 동일한 수준에 같은 성질의 실험재료를 넣어 10일간 실험하였다. 이때, 통기량은 연속통기(CA)는 $0.3~0.6{\;}{\ell}/min.kg.dm$, 간헐통기 (IA)는 $0.1~0.2{\;}{\ell}/min.kg.dm$ 범위로 5분 통기 55분 정지 방법으로 퇴비화 처리하였다. 퇴비화 과정중 발효조의 내부 온도는 잡초종자 및 병원균 사멸을 위한 퇴비화 적정온도인 $55~60^{\circ}C$를 연속통기 (CA)는 38~78시간, 간헐통기 (IA)는 37~98시간 유지하였다. 순환퇴비의 혼합량이 증가함에 따라서, 암모니아 휘산 농도는 증가하였으며, 연속 통기시 최고 농도는 110, 160, 287 ppm을 나타냈으며, 간헐 통기 방법을 이용한 퇴비화 경우는 52, 76, 420 ppm을 나타냈다. 이는 순환퇴비의 탄질비가 17.6, 22 그리고 16.5로 낮기 때문이다. 퇴비화 종료 후, 퇴비의 품질은 수분 함량 (MC)이 68~73%로서 40% 이하의 적정 수분 함량으로 건조가 필요하였다. 산도(pH)는 7.9~8.7로서 적정 값 (8이하)보다 약간 높아 후숙 과정이 필요하였으며, 유우분에 순환퇴비를 부자재로 혼합한 실험 II와 III의 경우, 탄질비 (C/N)는 20이하로 적정수준을 나타냈다.