• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제11권1호
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• pp.7-13
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• 2006

Phenanthrene 오염토양 정화를 위한 동전기-펜턴 공정에서, 전해질의 종류와 전극반응에 따른 전기삼투유량의 변화와 오염물의 분해율을 관찰하였다. 전압경사는 초기에 감소하였다가 다시 증가하였는데, 이는 전류가 공급됨에 따라 이 온이 토양 내로 유입되어 전도도가 증가하였다가, 전기삼투 및 전기이동 현상에 의해 이온이 유출수를 통하여 빠져 나가 토양 내의 이온 농도가 다시 감소하여 전도도가 감소하였기 때문이다 총 전기삼투유량은 $NaCl>KH_2PO_4>MgSO_4$의 순서로 나타났는데, 이는 같은 몰농도(M)에서 $MgSO_4$의 이온세기가 다른 전해질보다 높았기 때문이다. 과산화수소를 첨가했을 경우는, 첨가하지 않은 경우보다 펜턴 반응에 의한 산화분해로 제거율이 향상되었다. NaCl의 경우, 양극 전극조에서 전극 반응에 의해 생성된 염소 가스($Cl_2$)가 산성조건에서 용해되어 형성된 하이포아염소산 (HClO)이 오염물의 산화분해를 증가시켜 다른 전해질보다 높은 제거율을 나타내었다. 따라서 동전기-펜턴 공정에서 제거율을 향상시키기 위해서는, 전해질이 토양 내에서 동전기적 이동 메커니즘에 미치는 영향과 더불어 양극 전극조에서의 전극 반응에 의한 생성물의 특성 또한 고려되어야 한다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제10권4호
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• pp.18-25
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• 2005

동전기-펜턴 공정에서 전해질의 농도와 이온세기가 공정효율에 미치는 영향을 파악하기 위하여, 세 가지 전해질(NaCl, $KH_2PO_4,\;MgSO_4$)을 대상으로 전기삼투유량의 변화와 phenanthrene의 분해율을 살펴보았다. 전해질의 농도가 증가할 수록 낮은 전압경사를 나타냈는데, 이는 전해질의 농도 증가에 따라 토양 내의 이온 농도가 증가해 전표가 증가하였기 때문이다. 전해질의 농도가 증가할수록 전기삼투유량은 감소하였는데, 이는 전해질의 농도가 증가할수록 제타포텐셜과 확산이중층의 두께가 감소함으로써 전기삼투유량이 감소하였기 때문이다. 전기삼투유량은 전해질의 종류 에 따라 차이가 거의 없었으며, 이온의 세기에 주로 의존하였다 높은 전기삼투유량에서는 과산화수소와 오염물의 잦은 접촉기회에 기인하여 높은 제거율을 나타내었다. 총 전력소비량은 전해질이 첨가되지 않았을 경우가 0.5 M 일 때 보다 약 10-30배 높았다.0.5 M의 경우 낮은 전력소비량을 나타내었지만, 낮은 전기삼투유량에 기인하여 제거율이 낮게 나타났다. 동전기-펜턴 공정의 최적 전해질 농도 결정시 전력소비량과 제거율을 복합적으로 고려하는 것이 바람직하다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제19권5호
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• pp.26-34
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• 2014

A $1.5m(L){\times}1.0m(W){\times}1.1m(H)$ polypropylene (PP) field scale electroniketic system coupled with stainless steel electrodes was designed to examined metal removal performance applied 0.2-0.35 V/cm potential gradient and 0.05-0.5M lactic acid for 20 day. Electroosmosis permeabilities of $2.2{\times}10^{-5}cm^2/V-s$ to $4.8{\times}10^{-5}cm^2/V-s$ were observed and it increased with the potential gradient increased. The reservoir pH controlled at $7.0{\pm}1.0$ has been effectively diminished the clogging of most metal oxides. The best removal efficiency of Zn, Pb, and Ni was 78.4%, 84.3%, and 40.1%, respectively, in the field scale EK system applied 0.35 V/cm and 0.05M lactic acid for 20 days. Increasing potential gradient would more effectively enhance metal removal than increasing concentration of processing fluid. The reservoir and soil temperatures were majorly related to potential gradient and power consumptio. A $4-16^{\circ}C$ above room temperature was observed in the investigated system. It was found that the temperature increase in soil transported the pore water and metals from bottom to the topsoil. This vertical transport phenomenon is critical for the electrokinetic process to remediate in-situ deep pollution.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권6호
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• pp.733-738
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• 2013

퇴적토는 미사 및 점토와 같은 미세토의 함량이 높으며, 유기물질이 많으며, 완충능이 크기 때문에 퇴적토로부터 중금속을 제거하는 것은 매우 어렵다. 본 연구에서는, 중금속으로 오염된 퇴적토에서 중금속을 제거하기 위해 2 V/cm의 일정한 전압경사를 적용한 실험실 규모의 전기동력학적 (EK) 정화공법을 사용하였다. 실험을 위해 적용한 음극 전해질로는 0.1 M의 ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), citric acid (CA), $HNO_3$, HCl, 그리고 수돗물을 사용하였으며, 양극 전해질로는 수돗물을 사용하여 순환시켜 주었다. 음극 전해질로 CA를 사용한 실험군에서 Ni, Cu, Zn, Pb는 각각 초기와 비교하여 92.4, 96.1, 97.1, 88.1%의 중금속 제거효율을 보였다. 높은 전압경사를 적용하게 되면, 음극 전해질내에 citrate 및 EDTA가 퇴적토로 이동이 용이하게 되며, 그로 인해 중금속-킬레이트 화합물을 형성하여 중금속의 추출률을 높일 수 있었다. 이러한 결과를 바탕으로, 높은 전압경사를 적용한 EK 실험에서 음극 전해질로 EDTA 혹은 CA를 사용하면 퇴적토로부터 중금속을 효과적으로 추출할 수 있다고 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권7호
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• pp.764-769
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• 2006

미생물을 접종하지 않은 동전기 공정에서 전기분해에 의한 양극조에서 산소의 발생은 전류밀도에 비례하였으며 전해질을 순환시킴에 따라 생물반응기내 전해질과 함께 용존산소농도가 증가하였다. 전류의 공급과 함께 미생물 농도는 급격히 증가하였으며 이때 미생물의 산소소비량이 증가되어 용존산소농도가 감소되었다. Pentadecane-오염토양에 대한 동전기 생물학적 복원의 결과에서 높은 전류밀도 1.88 $mA/cm^2$에서 비록 산소의 발생량은 많았지만 오히려 증가된 유기산이 전해질 pH와 미생물 활성을 감소시키므로 미생물 농도와 제거효율이 0.63 $mA/cm^2$보다 낮게 나타났다. 0.63 $mA/cm^2$에서 적절한 산소의 공급과 동시에 전해액 pH의 감소가 작았으므로 최적의 미생물 농도와 제거효율을 얻을 수 있었다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2004년도 임시총회 및 추계학술발표회
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• pp.186-190
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• 2004

The electrokinetic bioremediation employing electrolyte circulation method was carried out for the cleanup of phenanthrene-contaminated kaolinite, and microorganism used in the biodegradation of phenanthrene was Sphingomonas sp. 3Y. The electrolyte circulation method supplied ionic nutrientsand the microorganism into soil, and inhibited the significant pH change of soil by increasing the soil buffering capacity by providing phosphate buffer compounds. When the remediation process was conducted without surfactant, the removal efficiency of phenanthrene, at the initial concentration of 200 ppm, was 69% for only 7 days. Higher microbial population and lower phenanthrene concentration were observed in the anode and middle regions of soil specimen than in the cathode region. The higher density of microorganism was because the microbial movement was in the direction of the anode part due to the negative surface charge. When Triton X-100 and APG of 20 g/1 were used to improve the bioavailability of phenanthrene strongly adsorbed onto soil surface, about 90 and 39% of phenanthrene removal were obtained. Consequently, it was confirmed that the microorganism preferred APC to phenanthrene as carbon source and so the removal efficiency with APG decreased less than that without APG.

• 방사성폐기물학회지
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• 제9권2호
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• pp.63-71
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• 2011

우라늄 오염토양을 동전기제염 시 많은 양의 동전기 침출액이 발생한다. 발생된 우라늄 침출액을 재이용하기 위한 처리기술이 개발되었다. 동전기제염 시 발생된 우라늄침출액 내의 우라늄농도는 180 ppm이었고, Mg(II), K(I), Fe(II), Al(III) 농도는 20 ppm~1,210 ppm이었다. 우라늄침출액의 최적 처리공정은 혼합, 응집, 침전, 농축, 그리고 여과로 구성된다. 침전액의 pH를 11로 맞추기 위해, calcium hydroxide는 3.0g/100ml 그리고 sodium hydroxide는 2.7g/100ml이 필요했다. 여러 침전실험 결과 NaOH+0.2g alum+0.15g magnetite가 여과를 위한 최적 침전혼합제로 선정되었다. NaOH+0.2g alum+0.15g magnetite 투입 시 침전입자의 평균크기는 $600\;{\mu}m$이었다. pH=9에서 침전 후 상등액에 총 금속농도가 가장 낮았기 때문에, 최적 침전을 위하여 먼저 0.2g/100ml alum와 0.15g/100ml magnetite 투입한 후 pH=9일 때까지 sodium hydroxide을 투입하여야 한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권6B호
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• pp.661-667
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• 2006

본 연구에서는 동전기를 이용한 하수 슬러지 탈수 실험을 실시하였다. 소화 과정을 거치고 탈수과정에 투입되기 전 응집제가 첨가되지 않은 슬러지에 중력 및 가압, 전기삼투 및 전기삼투펄스 기법을 적용하여 탈수 효율을 분석하였으며, 소화 과정을 거치지 않고 농축조에서 배출된 슬러지에 대하여도 동일한 방법으로 탈수 실험을 실시하여 농축 슬러지의 탈수율을 평가하였다. 압력을 가하지 않은 중력 탈수 방식에 직류전기장을 적용한 경우 적용 전압에 비례하여 탈수율이 증가하여 전기삼투에 의한 슬러지 탈수의 가능성이 입증되었다. 그러나, 짧은 시간에 높은 탈수율을 얻기 위해서는 고전압이 필요한 문제점이 대두되었다. 이를 보완하기 위하여 슬러지 내에서 높이에 따른 함수비 변화폭을 줄여줄 것으로 기대되는 펄스 기법을 도입한 결과 실험 중반부터 배출량 및 부피감소량이 정전압에 비해 증가하는 특성을 보여 슬러지 내 함수비가 감소하면서 그 효과가 나타나는 것으로 해석된다. 농축 슬러지에 대한 중력식 및 압력식 전기삼투 탈수 기법도 소화 슬러지와 마찬가지로 높은 탈수율을 나타내어 동전기에 의한 탈수 가능성이 입증되었으며, 소화조 운영 목적 중 화학적인 부분들이 전기 삼투에 의한 탈수에 의해 어느 정도 보완될 수 있는지가 평가된다면 슬러지 처리 공정 및 비용을 단축시킬 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2002년도 추계학술발표회
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• pp.3-6
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• 2002

Electron transfer is the major natural process governing the behavior of contaminants in soils and groundwaters. Biological degradation of contaminants, i.e., microbial transformation of hazardous compounds, is a well known irreversible electron transfer process. Although it is not well defined as a separate process, abiotic electron-transfer is also an important process for mobilizing/demobilizing inorganic contaminants in soils and groundwaters. Therefore, numerous remedial technologies have been developed on the basis of electron transfer concept. Among them,

• 자원리싸이클링
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• 제15권3호
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• pp.58-65
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• 2006

폐펄프를 흡착제로 $Ni^{2+}$가 함유된 폐수의 흡착 처리시 흡착제로 활용하는 방안을 검토하고자, 흡착질의 초기 농도, 온도, 흡착제인 폐펄프의 양, pH 등을 변화시키고, 공존물질의 농도 및 전처리의 영향 등의 요인을 고려하여 실험하였다. pH 에 따른 폐펄프의 Electrokinetic Potential pH 7.8 보다 낮은 영역에서는 양의 전하를 나타내고, 그 이상의 pH에서는 음의 전하를 나타내었다. 본 연구에서 폐펄프에 대한 $Ni^{2+}$의 흡착은 4시간 이내에 평형에 도달하였고, 흡착질인 $Ni^{2+}$의 초기 농도가 증가할수록 흡착량 역시 증가함을 보였다. 온도가 증가함에 따라 흡착량이 감소하여 흡착반응은 발열반응의 양상을 보였으며 이를 열역학적으로 고찰하였다. 또한 흡착제인 폐펄프의 양이 증가함에 따라 흡착량이 증가하였으며, pH $3{\sim}6$ 영역에서 pH 가 증가함에 따라 흡착량이 증가함을 보였는데 이는 폐펄프의 표면전위의 pH에 따른 변화양상과도 일치하는 결과였다. 공존물질인 $KNO_3$의 농도가 증가함에 따라 $Ni^{2+}$ 흡착량이 감소함을 보였고, NaOH 로 페펄프를 전처리한 후 흡착실험을 한 결과 전반적으로 NaOH 의 농도가 상승함에 따라 흡착률이 증가하는 것으로 관찰되었으나 그 값이 어느 한도 이상일 경우 오히려 흡착률이 감소하는 것으로 파악되었다.