• 전기화학회지
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• 제17권1호
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• pp.71-77
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• 2014

이차전지에서 충전이나 방전시 발생하는 수소-산소 혼합기체의 재결합반응용 촉매들의 성능을 측정하고 모델식을 정립 및 해석하여 실험값과 비교하였다. 전기분해셀을 이용하여 수소-산소 혼합기체를 발생시켰으며 고정층 촉매 반응기를 사용하여 촉매의 성능을 측정하였다. 생성된 물의 양과 전기 분해셀에서 감소된 전해질 양의 비인 수율은 전해셀내 전해질인 KOH의 농도 및 인가전류의 크기가 커질수록 증가함을 보였으며 촉매 1의 성능이 가장 우수하였고 수율은 60%이하의 값을 보였다. 이론적인 패러데이 법칙을 이용하여 계산된 패러데이 수율은 촉매 1의 경우 거의 최대 100%에 가까운 수율도 보여주었다. 여러 촉매들은 유량속도에 따라 물의 생성량의 범위가 5-40 g/day인 성능을 보여주었다. 준균질 촉매 반응기 모델식으로 해석한 결과 반응기 내부의 가장 뜨거운 부분은 유량속도가 커질수록 출구 쪽으로 이동하고 온도는 $440-480^{\circ}K$ 사이였으며 점화온도에는 못 미치는 것으로 나타났다. 반응기 출구에서의 평균 수소농도로부터 계산한 물의 생성량을 실험값과 비교한 결과 유량속도가 약 $0.5cm^3/sec$이하인 경우 모델 결과와 부합됨을 알 수 있었으나 그 이상의 유량속도에서는 차이가 남을 알 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권4호
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• pp.522-529
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• 2014

연소전 $CO_2$ 포집용 SEWGS 시스템의 SEWGS 반응기와 재생반응기 사이의 고체순환을 위해 SEWGS 반응기 - 하부루프실 - 재생반응기 - 상승관 - 사이클론 - 상부 루프실로 구성된 순환유동층 시스템을 사용하고 있다. 현재 시스템의 경우 수직형 하부 루프실을 사용하고 있으나 하부 루프실의 유동화 및 안정적인 고체순환을 위해 유량이 많이 필요하고 가끔씩 슬러그가 발생하였다. 본 연구에서는 새로운 하부 루프실 형태로 경사형 하부 루프실을 제안하였으며, 상온, 상압 조건에서 $CO_2$ 흡수제(P-78)를 층물질로 사용하여 기포유동층-기포유동층-고속유동층 형태의 순환유동층 실험장치를 이용하여 하부 루프실의 형태 변화에 따른 고체순환특성을 측정 및 비교하였다. 경사형 하부루프실의 경우가 수직형인 경우보다 적은 유량으로 안정적인 고체순환을 유지할 수 있었으며 두 반응기 사이의 고체층 높이 차이도 발생하지 않는 것으로 나타나 경사형 하부 루프실을 사용하는 것이 유리한 것으로 결론지을 수 있었다.

• KSBB Journal
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• 제20권6호
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• pp.431-437
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• 2005

1. 고온 CSTR은 비교적 짧은 start-up 기간과 높은 $H_2$ 수율을 나타내었다. $H_2$ 생산속도와 $H_2$ 수율의 안정화를 근거로 판단컨대 start-up 기간은 30일 이내이었으며, 최고 $H_2$ 수율은 2.4 mol $H_2/mol$ glucose이었다. 2. 비교적 긴 HRT와 침전조를 이용한 biomass의 재순환에도 불구하고, 유입 포도당의 농도가 낮아 biomass 농도는 다른 중온 반응기에서 보고된 것에 비해 낮은 편이었다. 3. 운전 초기에 $CH_4$이 발생하였으나 8일 이후부터는 pH를 1.0 이하로 유지하였더니 14일 이후로는 거의 검출되지 않는 것으로 봐서 메탄생성균이 식종균에 남아 있더라도 반응기 운전조건을 통해 $CH_4$ 발생을 억제할 수 있었다. 4. 식종 미생물과 반응기로부터 취한 시료의 DGGE band 패튼이 다른 것으로 보아 고온 CSTR 조건에서 식종된 미생물 군집의 조성이 변화하였음을 알 수 있었다. 5. DGGE 분석결과 초기 43일간의 운전기간 동안에 관찰된 미생물 군집조성은 동적인 변화를 나타내었다. 약 14일부터는 biogas 조성이 거의 일정하였으나 미생물 군집은 동적 변화를 나타내었다. F. gondwanens와 T. Thermoanaerobacterium과 계통발생학적으로 가장 연관이 있는 개체군들이 운전 21일과 41일째에 각각 우점으로 나타났다. 6. 본 연구에서 식종 슬러지를 열처리하는데 사용한 조건은 메탄생성균을 완전히 제거하는데 불충분하다는 것은 운전 초기에 $CH_4$이 biogas에서 검출되었고, 식종 슬러지와 반응기로부터 취한 시료에서 메탄생성균이 가지는 mcrA 유전자가 PCR로 증폭되었으므로 알 수 있었다. 7. 메탄생성균의 주요 목에 특이적인 primers를 사용하여 PCR을 실시한 결과 식종슬러지에 있는 메탄생성균들은 주로 Methanosarcinales와 Methanomicrobiales 목에 속하였으며, $CH_4$이 발생했던 때의 반응기에 있는 메탄생성균들은 주로 Methanobacteriales 목에 해당되는 것으로 나타났다.

• KSBB Journal
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• 제20권6호
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• pp.425-430
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• 2005

1. $H_2$ 생산속도와 $H_2$ 수율의 안정화를 근거로 판단컨대 start-up 기간은 30일 이내로 나타나 중온 CSTR에 비해 짧은 편이었다. 2. 고온 CSTR의 최고 $H_2$ 수율은 2.4 mol $H_2/mol$ glucose로 나타나 보고 된 중온의 것에 비해 우수한 편에 속하였다. 3. 운전 초기에 $CH_4$이 발생하였으나 14일 이후부터는 pH를 5.0 이하로 유지하면 거의 검출되지 않는 것으로 봐서 메탄생성균이 식종균에 남아 있더라도 반응기 운전 조건을 통해 $CH_4$ 발생을 억제할 수 있었다. 4. 고온 CSTR은 초기 운전 후에 적용한 운전조건의 변화(유입 포도당 농도, pH, 및 온도)에 민감한 것으로 나타났다. 특히 pH 및 온도변화에 대해 $H_2$ 생산속도와 $H_2$ 수율, 포도당 제거율 면에서 반응기 성능의 감소 및 불안정이 나타나, 운전 조건 변화 후에 나타난 고온 CSTR의 성능회복이 쉽지 않음을 알 수 있었다. 5. 문헌에 보고 된 중온 CSTR과는 달리 고온 CSTR는 일정한 조건에서도 불안정 한 성능을 나타내기도 하였다. 6. 불안정한 반응기 성능은 lactate 농도 증가와 더불어 n-butyrate와 acetate 농도 감소를 동반하였다. 생산된 n-butyrate와 acetate의 농도는 lactate의 농도변화와 반대의 경향을 나타내었다. 7. 비교적 긴 HRT와 침전조를 이용한 biomass의 재순환에도 불구하고, 유입 포도당의 농도가 낮아 biomass 농도는 다른 중온 반응기에서 보고된 것에 비해 낮은 편이었다. 8. T. thermosaccharolyticum와 계통발생학적으로 관련된 개체군이 반응기 운전 후 약 40일부터 우점으로 나타나 반응기 성능과 상관없이 그 이후로 계속 우세한 것으로 나타났다.

• 청정기술
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• 제25권2호
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• pp.101-106
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• 2019

본 연구의 목적은 트리글리세라이드 수소화 반응용 촉매로서 니켈, 실리카 및 알루미나로부터 제조한 Ni-SA 촉매의 적용 가능성을 semi-batch 반응기에서 검증하는 것이다. 실리카 및 알루미나 지지체 위에 공침법을 사용하여 니켈 전구체를 침전시켜서 Ni-SA 분말을 제조하였다. 이 분말을 수소분위기에서 환원시킨 후에, 유지경화유와 혼합한 후 냉각하여 Ni-SA 촉매 성형체를 제조하였다. 상업용 촉매인 Pricat 촉매와 본 연구에서 제조한 Ni-SA 촉매의 NiO 결정크기는 각각 $35{\AA}$와 $38{\AA}$으로 나타나서 두 촉매의 Ni의 분산도가 거의 유사함을 알 수 있었다. Ni-SA 촉매의 기공 부피와 기공 크기는 Pricat 촉매의 기공 부피와 기공 크기보다 훨씬 큰 것을 알 수 있다. 또한 Ni-SA 촉매의 평균 입자 크기는 Pricat 촉매에 비해 훨씬 작은 것으로 나타났다. 오일에 함침시켜서 태블릿 형태로 성형한 촉매를 사용하여 semi-batch 반응 장치에서 트리글리세라이드 수소화 반응을 수행한 결과, Ni-SA 촉매가 Pricat 촉매보다 반응 활성이 우수하다는 것을 알 수 있다. Ni-SA 촉매의 입자 크기가 Pricat 촉매의 입자 크기보다 훨씬 작고, Ni-SA 촉매의 기공 크기가 Pricat 촉매의 기공 크기보다 크기 때문에 반응 원료나 생성물의 확산 저항에 영향을 적게 받는다고 판단된다. 본 연구에서 제조한 Ni-SA 촉매는 트리글리세라이드 수소화 반응용 촉매로 상업적인 공정에서 사용 중인 Pricat 촉매를 대체할 수 있는 잠재력이 있음을 확인하였다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2000년도 춘계학술발표대회
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• pp.406-409
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• 2000

본 연구는 T시에서 다량으로 배출되고 있는 종합염색폐수의 생물학적인 처리방법을 기존의 활성슬러지조에 비해 별도의 산기장치가 없는 상태에서도 산소전달효율이 뛰어나며, 기포의 표면적이 작아 용존 되어지는 산소의 양이 많고 또한, 저동력비을 갖는 JLR를 사용하여 새로운 생물학적 처리 공정을 확립하고자 하였다. 이를 이용하여 BOD의 제거효율이 짧은 8시간의 체류시간에서도 99%에 이르는 뛰어난 유기오염원의 제거효율을 얻었다. 산업의 발달로 의식수준이 점차 높아져감에 따라 생활환경이 개선되어 다량의 난분해성 물질이 주요원인인 색도가 수질의 큰 문제점으로 대두되었는데, 이를 제거하는 방법에 있어서도 기존의 1차 응집공정의 과량의 응집제 사용으로 인한 대량의 슬러지생산과 처리비용 등에 관한 문제점을 효율이 뛰어난 활성탄 담체를 포함한 JLR로서 1차 처리함으로써 응집제의 양의 감소와 87%에 달하는 색도의 제거효율을 얻을 수 있었다. 이를 다시 2차 응집하면 약 2,300의 유입수를 150으로 94%정도의 제거효율을 얻어 수질의 향상시킬 수 있었다.

• 한국환경과학회지
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• 제20권10호
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• pp.1337-1345
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• 2011

The removal performances of divalent heavy metal ions ($Pb^{2+}$, $Cu^{2+}$, $Cd^{2+}$, $Sr^{2+}$ and $Mn^{2+}$) were studied using the Na-P1 zeolite synthesized from Jeju scoria in the batch and continuous fixed column reactor. The uptakes of heavy metal ions by synthetic Na-P1 zeolite decreased in the order of $Pb^{2+}$ > $Cu2^{2+}$ > $Cd^{2+}$ > $Sr^{2+}$ > $Mn^{2+}$ based on the selectivity of each ion to ionic exchange site of Na-P1 zeolite for single and mixed solutions in batch or continuous fixed column reactor. For mixed solution, each heavy metal ion uptake was lower than that in single solution, and especially the uptake for $Mn^{2+}$ decreased greatly. In batch reactor, the uptakes of heavy metal ions by synthetic Na-P1 zeolite were described by Freundlich or Langmuir equation, but they followed the former better than the latter. In continuous fixed column reactor, the maximum ion exchange capacity obtained for each of heavy metal ions, was about 90----- of that in batch reactor. The uptakes of heavy metal ions by synthetic Na-P1 zeolite increased with the increase of initial heavy metal concentration and solution pH, and the decrease of the amount and particle size of synthetic zeolite.

• Environmental Engineering Research
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• 제10권4호
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• pp.191-198
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• 2005

A novel technology for the removal of nitrogen from wastewater, an autotrophic denitrification process with sulfur particles, has been developed. A respirometer was employed to monitor the nitrogen gas produced in the reactor, while 4',6-diamidino-2-phenylindole staining was employed to investigate the biomass distribution in terms of cell number according to the reactor height. From the respirometric monitoring, the denitrification reaction was defined as a first order reaction. The reactor was divided into 7 sections and biomass was analyzed in each section where cell number was ranged from $4.8\;{\times}\;10^6\;to\;8.7\;{\times}\;10^7$ cells/g dry weight of sulfur. Cells placed mostly in the lower layer ( < 10 cm of height). A function for biomass distribution was obtained with non-linear regression. Then a mathematical model has been developed by combining a plug-flow model with the biomass distribution function. The model could make a vertical profile of the up-flow packed-bed reactor resulting in a reasonable comparison with measured nitrate concentration with 5% of error range.

• 상하수도학회지
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• 제23권5호
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• pp.539-545
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• 2009

A feasibility of a pilot scale two-phase anaerobic digestion with ultra filtration system treating garbage leachate were evaluated. The treatment system consisted of a thermophilic acidogenic reactor, a mesophilic methanogenic reactor, and an UF membrane. The average COD removal efficiency of the treatment system was 95% up to the OLR of 3.1 g COD/L/d. The higher COD removal efficiency with membrane unit resulted from the removal of some portion of soluble organics by membrane as well as particulate materials. When the membrane unit was in operation, bulk liquid in acidogenic and methanogenic reactors was partially interchanged, which maintained the acidogenic reactor pH over 5.0 without external chemical addition. Also, with the production of methane in the acidogenic reactor, the organic loading rate of the methanogenic reactor reduced. The initial flux of the membrane unit was $50{\sim}60L/m^2/hr$, but decreased to $5 L/m^2/hr$ after 95 days of operation due to clogging caused by particulate materials such as fibrous materials in garbage leachate. To prevent clogging caused by particulate materials, a pretreatment system such as screening is required. With the improvement with membrane unit operation, the two-phase anaerobic digestion with ultra filtration system is expected to have the possibility of treating garbage leachate.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2001년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1780-1782
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• 2001

In this experiment, an attempt to use the sludge pellets as catalyst for NO removal from simulated gas is experimentally investigated by using $BaTiO_3$-sludge packed-bed reactor of plate-plate geometry. An experimental investigation has been conducted for NO concentration of 50[ppm] balanced with air, a gas flow rate of 5[1/min]. $BaTiO_3$ pellets are filled at upstream of reactor for corona discharge and sludge pellets are put at downstream of reactor for catalystic effect. The volume rate of sludge pellets to $BaTiO_3$ pellets is 50[%] and AC voltage to dischare the gases was supplied. In the result, when sludge pellets is seperated to $BaTiO_3$ by other reactor and AC voltage is supplied to $BaTiO_3$ and sludge pellets NO, $NO_2$ removal rate is higher. When gas temperature increase from room temperature to 100[$^{\circ}C$], NO removal is decreased while $NO_2$ concentration is independent on gas temperature. This result suggest that the removal mechanism of active oxyzen species and $NO_2$ in sludge is not absorption, but chemical reaction. Temperature of heating treatment is on sludge pellets increased, $NO_x$ removal rate is decrease. It is thought that organic compound is removed by heating treatment.