점토질 입자를 다량으로 포함하는 준설토의 매립 시 발생하는 침강 및 압밀 거동에 대하여 조사하고자 일련의 실내실험을 수행하였다. 카올린 점토를 사용하여 초기함수비, 전해질의 종류 및 농도 등 다양한 조건에서 침강실험을 실시하였으며, 침강을 촉진하고 압밀에 의한 체적감소를 극대화하기 위하여 동전기프로세스를 채택하여 자연 상태의 침강 및 압밀 거동과 비교 분석하였다. 실험 결과 전해질 용액에 존재하는 다양한 양이온의 영향으로 침강속도가 증가하였으며, 자연 상태의 침강거동에 비해 동전기적 침강의 경우 더 많은 침하량을 유발시켰으며 함수비의 감소를 확인하였다.
The purpose of the present work is to investigate the removal characteristics of positively charged filters for capturing negatively charged particles such as bacteria and virus in water. In order to reduce the pressure drop and increase the filtration efficiency, the filter media, modified by charge modifier having positive functional groups, is developed and evaluated. Improved liquid filters have been developed with the modified surface charge to capture and adsorb particles by electrokinetic interaction between the filter surface and particles contained in an aqueous liquid. The positively charged filter media is composed of glass fiber, cellulose and poly-ethylenimine resin for positively charging with the variation of volume ratio. The zeta potential value of the positively charged filter is +37.92 mV at the glass fiber and cellulose content ratio of 50 : 50 with resin content of 100%, while that of the PSL test particle is -23.5 mV at pH 7. The removal efficiency of the electro-positively charged filter is 98% for PSL particles of 0.11 ${\mu}m$, while that of the negatively charged filter is 7%. The positively charged filter media showed the potential to be an effective method for removing fine particles from the contaminated water for liquid filtration.
환경오염저감 및 제어기술은 환경/방재 기술분야로 포스트 반도체 주력산업의 고도화분야에 해당되며, 그 중 오염토양 및 지하수 복원기술은 앞으로 많은 수요가 예상되는 핵심기술이라 할 것이다. 국내의 경우 폐금속광산이 다수 존재하며 이로 인한 중금속 및 비소오염문제가 심각해지고 있는 시점에서 이를 복원하기 위한 최신기술의 동향을 알아보는 것이 필요할 것이다. 현재 이 분야의 선진국인 미국 및 유럽각국에서의 기술개발은 2차적인 오염을 유발하지 않을 청정기술의 개발과 개발기술의 현장적용에 초점이 맞추어 지고 있는 추세이다. 여기에 최근에 개발되어진 신기술중에 이러한 장점으로 인해 주목받고 있는 기술인 전기동력학 기술, 투수성 반응벽체기술, 고형화/안정화기술, 박테리아를 이용한 생체흡착기술, 박테리아를 이용한 용출기술, 식물정화기술을 소개하고자 한다.
The dynamics of nano particles in LC medium under an external electric field is of theoretical and technological interest. In this work, the dynamical characteristics of fullerene $(C_{60})$ particles in liquid crystal (LC) medium under dc electric field have been investigated. This effect was studied for homogeneously aligned nematic LC cells driven by in-plane field. The $C_{60}$ was found to be aggregated in a form of cluster inside the LC medium. Hence polystytene was used to protect the aggregation of $C_{60}$ in LC medium. When the electric field was applied, the fullerenes start to move in direction of applied electric field. The density of $C_{60}$'s particles at the electrodes increase with increase in the value of applied electric field. The dynamical motions of fullerene $(C_{60})$ particles in liquid crystal (LC) suggest that fullerene can be designed for electrophoretic displays (i.e., electronic ink).
3Y TZP/SUS316계 경사기능재료를 슬립캐스팅법을 이용하여 제조하였다. 슬립캐스팅 공정에서 석고몰드를 대체하기 위해 알루미나몰드를 제조하였고, 3Y-TZP/SUS316 2상 슬러리의 최적 분산조건을 ESA, 점도계, 침전거동의 관찰 등을 통해 결정하였으며, 석고몰드와 알루미나몰드로 캐스팅한 시험편의 제반 특성을 소결수축율변화, 건조 및 소결거동, 미세구조 관찰 등으로 조사하였다. 그 결과 알루미나몰드를 사용하여 제조된 시험편에서는 석고몰드 사용시 나타나는 표면에서의 오염이 관찰되지 않았으며, 각 층의 두께조절이 쉬웠고 높은 재현성을 나타냄을 알 수 있었다. 특히 알루미나몰드를 사용하여 제조한 SUS316에서는 어떤 열화현상도 관찰되지 않았다. 결국 슬립캐스팅 공정으로 3Y-TZP/SUS316계 경사기능재료를 제조함에 있어서 기존의 석고몰드보다 다공질 알루미나몰드의 사용이 바람직하다는 것을 알 수 있었다.
본 연구에서는 납으로 오염된 유기물과 철성분이 다량 함유된 철성분 함유토에 대한 정화 효율을 향상시키기 위해 세척제로 산, 킬레이트제 및 계면활성제를 사용하여 동전기 정화실험을 실시하였다. 실험결과 주입되는 세척제의 pH가 낮을수록 양극(兩極)저수조의 pH는 더 빠른 시간에 정상상태 값에 도달하였으며, 전압 분포의 경우 세척제 종류에 따른 차이는 크게 나타나지 않았고, 주입용액의 농도가 증가함에 따라 (+)극으로부터 정규화된 거리인 0.9지점에서의 전압은 더 크게 나타나는 경향을 보였다. 또한, 음이온성 계면활성제인 SDS가 가장 높은 잔류 납농도 분포를 보였다. 세척제 농도의 경우 1 mM의 Acetic acid에서 가장 양호한 정화효율을 보였지만, 아세트산의 농도 변화는 철성분 함유토(Ferrous soil)의 동전기 정화 효율에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.
본 논문은 납 오염토에 대한 정회를 목적으로 EK 기법을 적용할때 기존의 EK 기법의 한계성을 극복하고자 향상기법으로써 흡착재(Apatite, Zeolite)를 이용하여 중금속의 고정화를 시도하였다. EK 추출을 위해서 우선 납에 대한 흡착능 실험을 실시하였고 오염농도, 전압조건, 가동시간 등을 달리하여 납이온을 흡착재 설치 위치로 이동시켜 고정화를 유도하였다. 그 결과 설험 조건에 따라 오염물의 이동 특성이 달라 정화 효율에 차이가 있었으며 전극교환과 흡착재의 설치 위치의 추가로 고정화 효율을 증진시켜 시료의 전 구간에서 미국 EPA의 TCLP 용출기준을 만족시킬 수 있었다. 특히 인회석의 흡착 고정화 능력은 탁월한 것으로 판명되어 EK 향상기법으로써 흡착재의 적용 기능성을 확인하였다.
This study determined the optimum dosage for coagulation reactions of red tide organisms (RTO) using a combination of ignited oyster shell powder (10sp) and loess and examined the electrokinetic and rheological characteristics of their flocs. Two kinds of RTO, Cylindrotheca closterium and Skeletonema costatum, were sampled in Masan Bay and cultured in the laboratory. Coagulation experiments were conducted using various concentrations of IOSP, loess, IOSP+1oess, RTO, and a jar tester RTO cell numbers were counted for both the supernatant and RTO culture solution. The removal rates increased rapidly with increasing IOSP concentrations up to 50 mg/L and loess concentrations up to 800 mg/L. A removal rate of $100\%$ was reached at 400 mg/L of IOSP and 6,400 mg/L of loess. The highest increment $(16.7\%)$ of the rates of coagulation reaction occurred using both IOSP and loess (50+200 mg/L) in comparison with IOSP alone. The rate of coagulation reaction using both IOSP and loess (50+200 mg/L), $90.6\%,$ was similar to employing either IOSP of 150 mg/L or loess of 3,200 mg/L. All of the coagulation liquids for RTO, IOSP (200 mg/L), loess (200 ma/L), and IOSP+1oess (200+200 mg/L) revealed non-Newtonian fluid properties and therefore their shear rate vs. shear stress curves were non-linear. The coagulation liquids revealed elastic body properties at a lower shear rate increasing in the following order: RTO, IOSP (200 mg/L), loess (200 mg/L), and IOSP+1oess (200+200 mg/L. IOSP+1oess (200+200 mg/L) especially demonstrated plastic flow properties at a lower shear rate.
The porosity (including the specific surface area and pore volume-diameter distribution) of montmorillonitic soft rock (MSR) was studied experimentally with an electrochemical treatment, based on which the change in porosity was further analyzed from the perspective of its electrokinetic potential (${\zeta}$ potential) and the isoelectric point of the electric double layer on the surface of the soft rock particles. The variation between the ${\zeta}$ potential and porosity was summarized, and used to demonstrate that the properties of softening, degradation in water, swelling, and disintegration of MSR can be modified by electrochemical treatment. The following conclusions were drawn. The specific surface area and total pore volume decreased, whereas the average pore diameter increased after electrochemical modification. The reduction in the specific surface area indicates a reduction in the dispersibility and swelling-shrinking of the clay minerals. After modification, the ${\zeta}$ potential of the soft rock was positive in the anodic zone, there was no isoelectric point, and the rock had lost its properties of softening, degradation in water, swelling, and disintegration. The ${\zeta}$ potential increased in the intermediate and cathodic zones, the isoelectric point was reduced or unchanged, and the rock properties are reduced. When the ${\zeta}$ potential is increased, the specific surface area and the total pore volume were reduced according to the negative exponent law, and the average pore diameter increased according to the exponent law.
점토성-사질토에 분포하는 양이온 금속들과 석유를 효율적으로 회수하기 위한 방법으로 동전기법 연구를 제안하였다. 제안된 동전기법은 투수계수가 낮은 매질 속에 존재하는 중금속에 포함되어 있는 양이온 금속 또는 석유등의 회수를 위해, 양극탱크(Anode chamber)에서 발생하는 잉여가스의 압력을 이용해서 점토성-사질토 샘플에 재주입하여 회수하는 기법이다. 제안된 동전기법의 성능을 확인하기 위해 제작된 샘플은 총 7일간에 점진적으로 압력을 증가시켜 최종 30psi($2.11kgf/cm^2$)의 압력으로 압축과정을 거쳐 완성되었다. 압축 전 샘플 내에 구리링을 삽입하여, 실험 종료 후 구리링의 변화된 모습을 관찰하였다. 본 연구에서 사용된 모듈은 가압식 모듈과 비가압식 모듈이고, 각각의 실험 테스트는 24시간 동안 2V/cm의 전압 경사 조건으로 연속적인 처리 공정으로 진행하였다. 그 결과, 가압식 모듈의 효율이 비가입식 모듈보다 우수한 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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