• 유기물자원화
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• 제19권1호
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• pp.64-78
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• 2011

본 연구에서는 염분이 높은 단무지폐수를 대상으로 새로운 침지형 막분리 장치를 제작하고 기존의 소수성이 강한 폴리에틸렌 재질의 비개질 분리막과 이 소수성 분리막에 이온빔을 조사하여 친수성을 높여준 표면개질 분리막을 사용한 성능실험에서 시간에 따른 플럭스(flux)와 압력 변화, 유기물과 부유물질, 영양염류 등 오염물질의 제거 특성을 알아보았다. 간헐식 비개질막을 사용한 실험 결과, 합성폐수와는 달리 실제폐수에서는 투과 압력이 급격히 증가하여 심한 파울링(fouling) 현상이 일어남을 알 수 있으며 이는 실제폐수에 존재하는 첨가제 등 고분자물질과 염분에 의한 영향으로 추정된다. 약품세정 후의 막과 물세정 후의 막의 압력과 플럭스 변화 실험에서 오염된 막을 재생하기 위해 약품세정이 반드시 필요하며 막 운전시 연속식보다는 간헐식으로 운전하는 것이 성능이 더 우수함을 알 수 있었다. 또한 개질막의 경우가 비개질막의 경우보다 파울링에 도달하는 시간이 약 6배가 크므로 개질막의 경우가 막의 교체 비용을 1/6로 줄일 수 있다. 표면개질 분리막과 비개질 분리막 모두 처리수는 대체로 양호한 수질을 나타내고 있으며 특히 SS 제거, 질소 및 인 제거에도 탁월한 성능을 나타내고 있다.

• 청정기술
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• 제27권1호
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• pp.33-38
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• 2021

리튬계 이차전지의 수요는 휴대전화 및 전기자동차 등의 관련 산업의 폭발적인 성장과 더불어 크게 증가하고 있으며, 한국은 전 세계 이차전지 사업의 40%를 점유하는 리튬 이차전지 제조 강국이다. 폐기된 리튬 이차전지의 경우 대부분은 스크랩 형태로 유가금속 회수 차원에서 재활용되고 있으나, 코발트와 니켈 등 유가금속 회수 후 폐액은 잔류 리튬 농도에 따라 일부 폐기되고 있으며, 제조 공정 시 발생하는 폐액에 관한 연구는 전무하다. 뿐만 아니라 리튬 이온 농도에 의한 수계 오염 가능성에 관한 연구는 시도되지 않았으며 해마다 공공하수처리시설의 방류수 수질기준은 엄격해지고 있다. 본 연구에서는 고성능 장시간 목적으로 사용되는 고니켈계 NCM 양극재 제조 공정에서 전극 코팅을 위한 공정에서 발생하는 폐액에 대하여 분석하고, 폐액 처리공정에 대한 과정을 제시하였다. 제안한 제조 공정 폐액 처리 공정별 리튬 이온의 농도 및 pH 영향에 따른 수질오염 척도인 생태독성과의 연관성에 대하여 수질검사와 함께 물벼룩 생태독성 시험을 통해 상관관계를 분석하였다. 또한, 다른 산업군의 생태독성 시험과의 비교를 통해 향후 리튬 공장 폐액에 대한 현실적인 처리 방안에 대하여 서술하였다.

• 청정기술
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• 제9권2호
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• pp.87-100
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• 2003

본 연구는 청정생산기술의 개념을 염색가공분야에 도입시키기 위한 방법론을 제시한 것이다. 먼저 각 분야별 전문가로 이루어진 진단지도팀을 구성하여 대상업체에서 진행중인 제조공정 진행상태를 파악하고 사용하는 원부자재의 성능 및 환경적 분석과 폐수의 환경적 분석을 실시하였다. 원부자재(조제 및 염료)의 환경성은 TOC, CODMn, CODCr, $BOD_5$의 항목으로 평가하였고, 발생되는 폐수는 TOC, CODMn, CODCr, $BOD_5$, TDS, pH의 항목으로 평가하였다. 또 물질수지 분석과 LCA 평가 후 다음 단계로 공정, 에너지, 원부자재, 생산관리, 일반관리에서의 문제점을 도출한 후 그 중에서 개선 대상을 선정하고 마지막 단계에서 각 부분에 대해 지도하여 개선토록 한 후 최종 개선 효과를 분석하였다.

• 상하수도학회지
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• 제9권2호
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• pp.108-117
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• 1995

연못시스템의 처리정도는 기후조건(氣候條件)과 아주 밀접한 관계가 있다. 기존시스템이 없는 경우 비슷한 기후권의 사례지역을 반드시 비교분석하게 된다. 미국 온대권에 위치한 Corinne과 Eudora 시스템의 기온과 태양복사량을 김포지역과 비교한 결과 아주 유사함이 규명되었다. 특히 태양복사열의 경우, 여름철에 김포지역이 두 시스템보다 조류성장에 유리한 조건이다. 국내 중부지방에 Corinne과 Eudora 시스템과 비슷한 연못시스템을 설치운영(設置運營)하는 데는 문제점이 없음을 알 수 있다. 남부지방은 연중기온이 김포지역보다 높으므로 연못시스템의 이용이 김포지역보다 유리하다. 미국에서는 연못시스템이 2차처리시설(次處理施設)로 합법화되어 있으며, 2차처리 수질기준(水質基準)을 충족시키고 있다. Corinne과 Eudora 연못시스템의 처리수준을 분석한 결과 처리수의 $BOD_5$ 가 30mg/l 이하로 처리되고 있으나, SS 농도가 30mg/l 보다 다소 높은 경우가 있다. Eudora시스템에서 4월에 일어나는 연못하수의 회전기간(回轉期間)을 제외하고는 연못시스템에 적용하는 처리수의 SS기준인 70-100mg/l 이내로 처리되고 있다. 우리나라 중부지방에 Corinne과 Eudora 시스템과 유사한 연못처리시스템을 설치(設置)하면 2차 처리수준으로 하수를 처리할 수 있을 것으로 판단된다. 연못시스템은 양어, 작물생산, 레크레이션이용과 결합시킬 수 있어, 국내의 경우 농촌소도시 지역, 도시경계 생산녹지지역, 내륙 및 하구의 저습지(wetland)에서 소형뿐아니라 대형 시스템으로 활용이 가능하다.

• 환경위생공학
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• 제18권1호
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• pp.15-22
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• 2003

Treatability tests were conducted using EMC process to study the feasibility of applying this process as recycling-water treatment system in high density seawater aquaculture farm. To study the effect of organic and ammonia nitrogen loading on system performance, hydraulic retention time of reactor was reduced gradually from 12hr to 10min. The conclusions are can be summarized as follows. When the system HRT was reduced from 12hr to 10 min gradually, there was little noticeable change(reduction) in ammonia nitrogen removal efficiencies until 2hr of HRT, however, removal efficiencies were decreased dramatically when the system was operated under the HRT of less than 2hr. In case of organics(COD), there was no dramatic deterioration in removal efficiencies depending on HRT reduction. More than 90% of removal efficiencies were maintained successfully when the system was operated at the HRT of 10 min. In case of system performance depending on media packing ratio in reactor, there was little difference in each reactor performance depending on media packing ratio in reactor when the reactors were operated under the HRT of longer than 1hr, however, differences in reactor performances were considerably evident when the reactors were operated under the HRT of shorter than 1hr. That is, the more reactor was packed, the better reactor performed. When comparing reactor performance among 25%, 50%, 75% packed reactor, it can be judged that media packing ratio more than 50% plays no significant role in increasing reactor performance. For this reason, packing the media less than 50% is more reasonable way in view of economic. Such a tendency well agreed with the variation of ammonia-nitrogen removal efficiencies according to the media packing ratio in reactors at each HRT. Difference in effluent ammonia-nitrogen concentration between 50% media packing reactor and 75% media packing reactor was negligible. When comparing with the results of 25% packing reactor, difference was not so great.

• 상하수도학회지
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• 제27권4호
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• pp.489-494
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• 2013

Effects of operating parameters such as hydraulic retention time(HRT), recycle ratio and influent COD concentration on the performance of a continuous flow microbial fuel cell(MFC) were investigated. Decrease of HRT improved mass transfer of substrate to electrogenic microorganisms, therefore resulting in increased electrode voltage and power generation of MFC. Increase of HRT promoted COD removal by elongating retention time for COD removal in MFC. Recycling of effluent increased the COD removal and coulombic efficiencies by returning suspended microorganisms into MFC. Increase of influent COD enhanced COD removal due to the improved mass transfer of substrate. Decrease of coulombic efficiency by the increase of the HRT and influent COD concentration indicated that they enhanced the activities of fermentative bacteria.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권8호
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• pp.5-15
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• 2016

국내 하수처리장의 증가 및 방류수 수질기준 강화 등에 따라 하수 슬러지의 발생량은 지속적으로 증가하는 추세이다. 기존 하수 슬러지는 소각과 해양배출 등으로 처리하였지만, 대기오염과 해양배출 금지 등에 따라 최근에는 자원화 또는 에너지화 방법 등을 연구하고 있다. 그러나 전반적인 기술의 수준 및 적용기술에 대한 체계적인 분석 등이 부족하여 관련 기술에 대한 향후 분석이 필요한 실정이다. 본 논문은 슬러지 처리기술, 고체연료화 및 바이오가스 증산 활용기술을 대상으로 관련 특허, 논문 동향을 조사하였다. 또한, 국내 외 연구개발 추이를 분야별 5개 국가별(한국, 일본, 중국, 미국, 유럽)로 조사 및 분석하였다. 향후 슬러지의 효과적 처리를 위해 필요한 기술 분야를 제시하였다.

• 청정기술
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• 제13권2호
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• pp.87-98
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• 2007

대도시의 인구집중과 환경문제에 대한 관심의 고조에 따른 환경배출기준의 강화로 환경처리시설에서 배출되는 슬러지의 양은 매년 급증하고 있는 실정이다. 2003년부터는 하수처리 슬러지의 매립지에의 직매립을 금지하고 있을 뿐만 아니라, 2012년부터는 해양투기 또한 전면 금지됨에 따라 육상에서의 자원화 혹은 감량화 등을 통한 소각, 퇴비화 등의 방법으로 처분해야 하는 실정이다. 그러나 이들 슬러지의 성상은 슬러지발생원, 발생 시기, 처리공정 등에 따라 그 성상이 다양하게 변하는 특성을 가지므로 슬러지처리, 재활용 및 처분방법을 결정하는데 있어서 슬러지성상에 대한 평가가 중요하게 작용한다. 이를 위하여 물리화학적 처리, 생물학적처리 등 서로 다른 처리방법에 의해 발생되는 슬러지의 성상평가방법을 표준화할 필요성이 크다고 하겠다. 그러나 아직까지 우리나라에서는 표준화된 슬러지 성상평가방법이 제정되어 있지 않다. 본 총설에서는 우리나라의 슬러지 성상평가방법에 관한 현황과 문제점 등을 파악하고, 독일 등 선진국의 사례를 바탕으로 적절한 슬러지의 재활용과 처분을 위한 우리나라에 적합한 15가지 항목의 표준화된 슬러지 성상평가방법을 제시하고자 하였다.

• 유기물자원화
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• 제29권4호
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• pp.67-76
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• 2021

바이오가스화는 유기성폐기물을 안정적으로 분해하여 처리하는 과정에서 발생하는 메탄(CH₄)가스를 이용해 환경친화적인 연료를 생산하는 기술이다. 바이오가스화는 수분함량이 높은 유기성폐기물의 에너지화에 가장 많이 활용되는 방법이며, 직매립(2005) 및 해양투기(2013) 등의 금지에 따른 유기성폐기물 처리에 유용한 공법이다. 최근 국내에서 발병한 아프리카돼지열병(ASF, African Swine Fever)으로 습식사료화 재활용이 금지되고, 건조 사료화 및 퇴비화 등의 생산제품 수요처가 부정적으로 인식되면서 음식물류폐기물의 처리에 어려움을 겪고 있다. 이에, 음식물류폐기물의 처리 및 자원화를 위해 바이오가스화가 더욱 주목받고 있다. 우리나라 에너지소비 규모는 268.41 10⁶toe에 이르며 세계 9위 수준이다. 하지만 공급에너지의 약 95.8 %를 해외수입에 의존하고 있는 에너지 빈곤 국가이다. 따라서 국내에서는 신·재생에너지 공급의무화제도(RPS, Renewable energy portfolio standard)를 도입하고 있다. 국내의 RPS 제도는 다른 신재생에너지와 비교하여 폐기물에너지의 신·재생에너지 공급인증서(REC, Renewable energy certificate)의 가중치를 낮게 설정하고 있다. 따라서 폐자원에너지의 활성화를 위한 추가적 인센티브 제도가 요구된다. 본 연구에서는 음식물류폐기물, 음폐수 및 다양한 유기성폐기물이 처리되는 혐기소화조의 운영방식을 알아보고, 일정 기간의 정밀모니터링을 통해 폐자원에너지 인센티브제도를 마련하는 기초자료로써 활용하고자 하였다. 유기성 폐기물로 바이오가스를 생산하여 발전과 중질가스로 활용하는 4개소를 대상시설로 선정하였고, 현장조사 및 시료채취를 실시하였다. 채취된 유기성폐기물의 유입물 시료와 처리공정에 따른 유출물 시료의 기초 성상분석을 수행하였다. 성상분석 결과, 소화조 유입물의 총 고형물은 평 균 12.11 %이며, 총 고형물 중 휘발성 고형물은 85.86 %로 확인되었다. BOD와 CODcr 제거율은 소화조의 유입·유출 대비 각각 60.8 %와 64.8 %로 나타났으며, 유입물의 휘발성지방산은 평균 55,716 mg/L로 나타났으며, 혐기소화 후 감소율이 평균 92.3 %로 대부분 분해되어 제거된 것을 확인할 수 있다.

• 자원환경지질
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• 제51권4호
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• pp.359-370
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• 2018

기존 연구에서 초임계$CO_2$($scCO_2$)-물-순활골재 반응을 이용한 폐콘크리트 순환골재의 중성화(pH 저감) 처리에서 가장 문제시되었던 오랜 처리시간의 한계(최대 50일)를 최소 3시간까지 단축하는 배치실험과 칼럼실험을 수행하였다. 모르타르(골재를 포함하지 않은 시멘트+모래 혼합체)와 모르타르에 골재를 포함하는 2 종류의 순환골재를 실험에 사용하였다. 입자 크기별로 분류한 세 종류의 폐모르타르 시료에 대하여 $scCO_2$-물-폐모르타르 반응 시간을 1시간부터 24시간까지 다하게 설정하여 반응시킨 후, 폐모르타르의 pH가 지속적으로 9.8 이하로 낮게 유지되는 최소 반응시간을 결정하는 용출 배치실험을 실시하였다. 실제 현장에서 다량의 순환골재를 중성화 처리하는 경우 비평형상태에서 용출이 발생하는데, 이러한 kinetic 효과를 고려한 순환골재의 실제 pH 저감 효율을 측정하고자 대형 칼럼 연속 용출 실험을 실시하였다. 배치실험의 경우, 고압셀 내부에서 3차 증류수 70 mL와 순환골재 시료 35 g을 혼합한 후 100 bar, $50^{\circ}C$ 조건에서 1시간 ~ 24시간 동안 반응시켜 중성화 처리하였다. 처리 후 건조시킨 폐모르타르 시료 10 g + 증류수 50 ml의 비율(1:5 비율)로 혼합하여 10분 동안 150 rpm으로 교반한 후 정치시키고, 총 15일 동안 용출시간 별로 용출수의 pH를 측정하였다. 중성화 처리 후 순환골재의 광물학적 변화를 확인하기 위하여 처리 전/후 XRD, TG/DTA 등의 분석을 실시하였다. 대형 칼럼(직경 16 cm, 높이 1 m) 용출실험을 위해 순환골재 2 종류를 대상으로 3시간 동안 중성화 처리한 순환골재와 처리하지 않은 순환골재로 칼럼을 충진한 후, 증류수를 칼럼 상부에 설치된 스프링클러를 통하여 일정하게 총 220 L를 주입하였다. 칼럼에 충진된 순환골재를 통과하여 하부로부터 유출되는 유출수의 pH와 $Ca^{2+}$ 농도를 시간별로 측정하였다. 배치실험 결과 폐모르타르 시료(직경 10 ~ 13 mm)의 경우 3시간의 중성화 처리에 의해 용출액의 pH가 법적 허용기준인 9.8이하를 유지하는 것으로 나타났다. $scCO_2$ 반응 후 골재의 XRD, TG/DTA 분석 결과, 중성화 처리에 의해 시멘트 모르타르의 주성분인 포틀랜다이트($Ca(OH)_2$) 성분이 감소한 반면 방해석($CaCO_3$)이 2차 광물로 생성됨을 알 수 있었다. 칼럼 실험 결과 중성화 처리한 순환골재의 용출수는 kinetic 효과를 고려한 경우에도 굵은골재와 잔골재 모두 용출수의 pH가 9.8 이하로 유지되어, $scCO_2$를 이용한 순환골재의 3시간 중성화 처리에 의해 건설현장에서 재활용이 가능한 것으로 밝혀졌다.