• 한국수산과학회지
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• 제32권6호
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• pp.706-712
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• 1999

해수 중에서 자연상태의 황토입자의 침강특성에 관한 연구의 요약은 다음과 같다. 1. 2,000mg/$\ell$ 황토용액에 대한 PSD 곡선은 0 min. 침강시간에서 정규분포곡선을 나타내었고 평균입도는 31.6$\mu$m, 변동계수는 $75,6\%$로써 매우 광범위한 입도의 분포상태를 보여 주었다. 그러나 침강시간이 경과함에 따라 비정규분포곡선의 양상을 나타내었다. 한편 무게누적분포곡선에서 거의 $100\%$의 입자가 20$\mu$m 보다 큰 입자로 구성되어 있었다. 2. 해수 중에서 황토입자에 대한 $V_s/(D_{bm})^{1/2}$ 비의 값은 입자의 크기가 증가함에 따라 기하급수적으로 증가하였으며, 1 $\mu$m 입자를 중심으로 이 이상은 $V_s$ 가 $(D_{bm})^{1/2}$보다 크고 이 미만은$(D_{bm})^{1/2}$이 $V_s$ 보다 큰 값을 나타내었다. 20$\mu$m 크기의 입자에 대하여 $V_s/(D_{bm})^{1/2}$ 비의 값은 2,355이었다. 3. 해수 중에서 황토입자는 매우 엷은 EDL 두께 (0.4$\mu$m)를 나타냄으로써 EDL repulsive force가 거의 존재하지 않았으며, 상호 접근하는 황토입자는 모든 간격에서 LVDW attractive force가 EDL repulsive force보다 큰 값을 나타내어 항상 용이하게 floc을 형성할 수밖에 없는 조건에 있었다. 4. 해수 중의 황토입자의 $V_s/(D_{bm})^{1/2}$ 비의 값과 total interaction energy로부터 자연상태의 황토입자는 해수 중에서 외부의 강력한 전단력이 없이는 매우 확산되기 어려운 상태에 있으며, 조류의 수평운동이 적은 내만에서는 입자의 물리적 거동은 침강에 의하여 지배되는 것으로 나타났다. 5. 2,000mg/$\ell$ 황토용액에 대한 침강실험에서 대략 $22.5\%$의 황토는 격렬한 교반에도 불구하고 즉시 침강하였다. 황토농도가 400, 2,000, 10,000mg/$\ell$으로 증가함에 따라 침강특성은 개별입자침강(Type I settling or discrete settling)에서 응결침강(Type II settling or flocculation settling)의 상태로 바뀌었다. 이것은 실제 해양에서 황토입자들 끼리 floc을 형성할 정도로 많은 양의 황토를 적절한 분산장치 없이 살포하는 것은 지양해야 하며 동시에 동일한 농도의 황토용액도 살포방법에 따라 분산의 크기가 달라질 수 있음을 의미하는 것이다. 6. PVD 그래프로부터 자연상태의 황토는 급격하게 침강하는 입자와 장시간 부유하며 천천히 침강하는 입자로 구성되어 있었고 후자의 양이 전자의 양에 비하여 매우 적은 상태로 나타났다. 7. 황토를 이용하여 적조를 효과적으로 제거하기 위해서는 자연상태의 황토를 그대로 사용하기보다는 (1) 미세한 입자상태로 분쇄하고, (2) 적절한 살포장비와 분산장비를 사용하여 해수 중에서 황토입자가 넓게 부유 분산하여 적조생물과 충분한 충돌을 일으키도록 해야한다. 이것은 적어도 황토입자를 이용하여 적조를 응집 제거하려고 할 경우 피할 수 없는 기본적 원리가 되며 동시에 황토 사용량을 줄일 수 있는 하나의 방법이 된다. 8. 일반적으로 입자의 크기는 응집 및 흡착반응에 매우 중요한 인자가 된다. 황토입자는 크기가 작을수록 용이하게 분산시킬 수 있으며 더욱 효과적으로 Cochlodinium 적조를 제거할 수 있다. 실제로 어떤 황토입자의 크기가 적조 제거에 효과적인가는 현장실험을 통하여 침강속도, 수평분산범위, 적조제거효율 등을 조사하여 반드시 결정하여야 한다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.1-13
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• 2019

최근 기후변화로 인해 강우강도 및 빈도의 증가에 따른 국지성 집중호우의 피해가 증가함에 따라 초기 우수에 대응할 수 있는 시설물 설치가 필요한 실정이다. 이를 위해, 빗물을 직접 유출하지 않고 저류 시키는 저영향 개발(Low Impact Development)기법을 적용한 시설물 설계 및 수치모형을 이용한 유출저감효과 검토에 관한 연구가 많이 진행되어 왔다. 그러나 대부분의 연구는 유출저감효과에 대한 검토만 수행된 반면, 시설물에 유입되는 유량에 의한 흐름특성 변화 검토 및 안정성 검토에 관한 연구는 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 LID 기법이 많이 적용되고 있는 회전교차로를 대상으로 하여, 회전교차로 내의 우수저류조의 관망시스템의 안정성 검토를 3차원 수치모형인 FLOW-3D를 사용하여 검토하였다. 또한 우수저류조의 최적의 설계방안 도출을 위하여 우수저류조의 수를 증가하여 용량증가에 따른 유속과 동압의 변화를 검토하고 설계기준과 비교하였다. 우수저류조의 제원 및 유입유량은 선행연구에서 제시된 값을 적용하여 수치모의를 수행한 결과, 유속은 저류조 설치개소 수가 증가할수록 빨라지는 것을 확인하였고, 대부분 설계기준 범위 안에 유속이 형성되는 것을 확인하였다. 다만 추가 저류조가 3개 이상일 경우는 추가저류조관에서 유속이 3.44 m/s가 발생하여 설계유속의 허용범위를 초과하였고, 유속의 증가율도 일정해지는 것으로 나타났다. 난류강도 및 바닥전단력 비교의 경우, 저류조 설치 개소수가 증가함에 따라 바닥전단력이 한계소류력보다 크게 나타나 유입토사의 침전은 발생하지 않을 것으로 예상되나 난류강도의 크기가 작아져 플록(Floc)형성으로 인한 토사 침전이 발생할 수 있음을 고려해야한다. 최종적으로 유속을 이용한 동압 산정 결과를 우수관 설계에 일반적으로 사용되는 압력관의 허용내압과 비교하였을 경우, 동압이 허용내압보다 작게 나타났다. 이를 통하여 본 연구에서 제안한 우수저류조 제원으로 설계할 경우 추가 저류조를 2개까지 설치하는 것이 가장 적합한 것으로 나타났다. 이는 저류조를 계속하여 설치하게 되면 배수가 원활해져 관내 유속이 빨라지고, 유속증가로 인하여 관의 마모손상 등의 문제가 일어날 수 있기 때문이다. 그러나 본 연구는 저류조의 제원 및 우수의 유입량을 가정하였고, 단순히 저류조를 추가하여 저류조 설계방안을 도출한 한계점이 있어 향후에는 다양한 저류조 형태 및 우수유입 시나리오를 적용하여 검토한다면 보다 효율적인 설계방안 도출이 가능할 것으로 기대된다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권3호
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• pp.203-207
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• 2009

최근 산업화에 따른 다양한 신종 미량유해물질의 등장과 지속적인 오염물질의 증가로 수질오염의 심각성과 그 위해성에 대한 관심이 커지고 있다. 특히 응집공정을 통하여 유기오염물질 제거를 좀 더 효율적으로 증가시킬 수 있는 방법들이 모색되고 있다. 본 연구는 도시하수 및 호소수를 대상으로 실험하였다. 응집공정에 사용하기 위해 응집 보조제로서 사용될 수 있는 지르코늄 실리케이트($ZrSiO_4$)의 특성을 연구 하였다. 응집공정에서의 지르코늄 실리케이트의 주입방법에 따른 유기물 제거율을 PDA (Photometric Dispersion Analyzer)를 통하여 평가하였다. 지르코늄 실리케이트는 pH 7에서 zeta-potential이 -32.22 mv였고 산성에 가까울수록 낮은 음(-)전하 값을 보였으며 지르코늄 실리케이트를 주입하지 않은 도시하수보다 주입하였을 때 $UV_{254}$ 값이 더 높은 특성을 나타내었다. 또한 PDA실험을 통하여 확인한 결과 지르코늄 실리케이트의 주입은 floc의 성장을 도와주는 것을 확인할 수 있었다. Alum을 이용한 응집공정에 대한 지르코늄 실리케이트의 주입방법을 선 주입, 동시 주입, 후 주입의 3가지 방법으로 실험을 수행하였다. 실험 결과 Alum과 지르코늄 실리케이트를 함께 주입한 경우 Alum을 단독으로 주입한 경우보다 유기물 제거율이 15% 이상 증가하였다. 특히 Alum 20 mg/L과 지르코늄 실리케이트 10 mg/L를 함께 사용한 경우 90% 이상의 높은 유기물제거율을 보였다. PAC (Poly Aluminium Chloride)와 PACS (Poly Aluminium Chloride Silicate)를 응집제로 이용하는 경우에도 지르코늄 실리케이트를 함께 주입 시 $COD_{Cr}$의 제거효율이 15% 이상 향상되었다. 결과적으로 지르코늄 실리케이트를 응집제와 동시에 주입한 방법이 전, 후로 주입한 경우보다 $COD_{Cr}$ 제거효율이 5~10% 높게 나타났으나, 용존성 물질은 시주입 시, 더 낮은 제거효율을 보였다.

• 대한환경공학회지
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• 제33권6호
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• pp.447-452
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• 2011

본 연구에서는 고분자 중공사막 모듈을 산기 도구로 사용하여 미세 기포 발생을 도모하였고 영상정보를 기반으로 하는 이미지 분석 기법을 적용하여 발생한 기포 특성을 파악하고자 하였다. 기포의 이미지 분석 결과, 고분자 중공사막 모듈을 통해 수중에 분사된 기포는 산기석을 통한 기포보다 약 30~64% 작은 크기로 발생되는 것을 관찰하였고, 기포의 70% 이상이 0.2~0.82 mm 범위에 분포된 반면, 산기석의 경우는 0.77~1.08 mm의 범위에 속한 기포가 80% 이상이었다. 산기석과 고분자 중공사막모듈을 각각 기포발생 장치로 사용한 부상조를 운영하였을 때 반응조에 잔존하는 플록의 크기는 산기석을 이용했을 때가 고분자 중공사막 모듈의 경우보다 더 큰 것으로 나타났다. 이는 고분자 중공사막 모듈에 의해 발생한 미세기포가 충돌 효율의 증가 때문에 크기가 작은 콜로이드 입자들까지 응집/부상할 수 있는 기회를 제공하였기 때문이다. 따라서 부상공정에 고분자 중공사막모듈을 산기장치로 활용하였을 경우 응집부상 제거효율이 증가할 수 있는 가능성을 보였다. 또한 본 연구에서 사용한 이미지 분석기법은 제공된 영상정보를 기반으로 기포의 기초 특성들과 관련된 정보습득을 위한 분석도구로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권2호
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• pp.175-180
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• 2008

본 연구는 Fill-Contact-Settle-Decant-Idle의 공정으로 구성된 활성슬러지 공정인 SBR(Sequencing bach reactor)공정에서 수리학적 체류시간을 24시간으로 하여 운전하였으며, 세포외 폴리머의 생성량, 흡착량, 제거율 등과 SRT와의 상관관계에 대한 특성을 조사하였다. 본 실험의 목적은 활성슬러지 시스템에서 다양한 SRT를 통한 생물흡착 특성을 결정하기 위한 것이다. 연구 결과 SRT(Sludge retention time)가 증가함에 따라 단위 미생물당 유기물 흡착율 및 제거율이 감소하는 것으로 나타났으며 단위 미생물당 생성되는 세포외 폴리머 양도 감소하는 것으로 나타났다. 생물흡착효율은 SRT가 증가할수록 높았고 SRT 30일에서 그 값은 53.2%였다. 하지만 단위 미생물당 생물흡착량은 SRT 2일에서(48.6 mg COD/gVSS) 가장 높게 관찰되었다. SRT에 따른 EPS량은 TSS, TCOD$_{Cr}$ 그리고 TKN에 의해 정량적으로 분석하였다. 상기의 결과로 인하여 슬러지의 플록 형성을 방해하여 슬러지의 침강성을 저해하며, COD 제거효율을 감소시키는 결과를 초래하는 것으로 사료된다. 따라서 미생물을 이용한 생물학적 공정 운영시 EPS의 특성을 고려하여 SRT, MLSS 유지, 유기물 부하량 등의 설계 인자를 적정히 선정하여 운영하는 것이 필요할 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제27권1호
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• pp.101-113
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• 1994

강원도 상동지역의 옥동천 및 그 지류들을 대상으로 수질 파라메터(Eh-pH, 부유물질)의 측정과 하상퇴적물의 화학분석을 통하여 석탄광 및 금속 광산활동에 의한 옥동천의 수성 환경의 오염정도를 조사하였다. 옥동천의 조사유역을 상부와 하부 옥동천으로 구분할 때 상부 유역은 석탄광의 개발로 인한 황화물의 산화작용으로 인하여 수질은 매우 낮은 pH를 나타내 광산 산성수(Acid Mine Drainage)로 심하게 오염된 것으로 조사되었다. 또한 상부 옥동천에 용존된 철이 지류들의 유입과 하천의 aeration으로 철 산화물(floc)의 발생과 이의 침전으로 하천 바닥은 황갈색의 철산화물이 퇴적되어 있다. 그러나 상부 옥동천의 유속에 의해 일부 철 산화물이 침전되지 못한채 부유되어 옥동천은 매우 탁하게 보인다. 상부 옥동천온 천평천의 유입으로 인하여 낮은 pH의 산성수는 중화되지만 부유물질의 존재로 인하여 하부 옥동천은 계속 탁하여 광산 산성수의 영향이 지속되고 있다. sediment quality criteria와 비교해 볼 때 하부 옥동천의 하상퇴적물, 특히 상동 텅스텐-모리브덴늄 광미 저장댐과 인접된 지점의 하상퇴적물은 Pb, Cu, Zn, Co, Cd, As 및 Bi 등의 유해금속에 의해 농축되어 있어 퇴적물의 질이 상당히 악화되어 있다. 수중 및 저서 생물에 대한 서식처 및 수질을 개선하기 위해서 옥동천 상부에는 산성수를 중화시킬 수 있는 경제성 있는 수처리 장치의 도입과 중금속의 speciation의 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권1호
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• pp.74-81
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• 2007

본 연구에서는 케이크 여과 장치의 설계와 케이크 여과 이론의 전개에 가장 큰 역할을 하는 평균 비저항값을 새로운 여과 실험방법인 "여과-투과(filtration-permeation) 실험방법"에 의해 측정하였다. 과거부터 사용되어온 전형적인 여과 실험방법에 의해 측정 되는 평균 비저항값을 여과 평균 비저항 $\alpha_{avf}$이라 하고, 이미 형성된케이크에 입자 제거수를 첨가하여 측정한 평균 비저항값을 투과 평균 비저항 $\alpha_{avf}$이라 하였다. 서로 다른 세 가지 현탁액(입자 현탁액, 응집 현탁액, 고분자 현탁액)에 대해서 "여과-투과 실험방법"으로 케이크 여과를 수행하여 여과기간의 평균 비저항값과 투과기간의 평균 비저항값을 계산하였다. 또한 투과기간의 평균 비저항 값을 기준으로 이론적인 여과과정이 연구되었다. 이 연구결과 입자 여과 조작에서 침전의 영향이 무시될 수 없다는 것이 밝혀졌다. 통상적으로는 침전을 무시하고 있다. 또한 입자 여과과정에서 일정하다고 간주되고 있는 현탁액의 고체분율 5도 변화한다. 통상적인 플럭의 여과과정에서는 케이크 내의 고체분율, $S_c$의 값을 정확히 알기 어렵다는 것을 보였다. 이런 중요한 여러 문제점이 "여과-투과 실험방법"을 통해서는 모두 해결 된다는 것을 보였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제40권7호
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• pp.677-682
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• 2003

석탄회.점토의 무게비가 7 : 3인 슬립에 대하여 그 해교정도에 따라 slip을 F(Flocculated), M(Moderate) 및 D(Dispersed)의 3종류로 제조하고 이로부터 소결체를 합성하여 시편의 물성과 슬립 특성과의 관계를 분석하였다. Slip F는 응집입자의 크기분포가 넓은 반면 slip D는 입도분포가 좁고 11 $\mu\textrm{m}$ 이상의 큰 응집입자가 거의 존재하지 않았다. 성형체의 기공은 슬립의 종류에 관계없이 1~4 $\mu\textrm{m}$ 범위 내에 분포하며 소결 후에는 1 $\mu\textrm{m}$ 이하의 미세기공은 거의 소멸된 반면, 큰 기공은 1 $\mu\textrm{m}$ 정도 더 성장하였다. Slip F의 경우에 소결 후 기공분포는 slip M과 D에 비하여 주피크의 높이가 높고 폭이 좁았으며, large pore limit (가장 큰 기공 크기)가 5.1 $\mu\textrm{m}$로 다른 슬립 성형체보다 작았다. 입자가 잘 분산된 슬립(slip D)보다는 약간 응집된 슬립(slip F)이 소결시 시편내 거대기공의 생성을 억제함으로서 높은 압축강도를 얻는데 유리하였다. 이상의 결과로부터 소결체의 기계적 특성은 기공분포에 크게 의존하며, 이는 슬립의 분산특성을 제어함으로서 가능함을 알 수 있다.

• 펄프종이기술
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• 제47권5호
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• pp.91-97
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• 2015

Papermakers wish to increase the filler content of printing and writing grades because it allows saving in production cost through fiber replacement and improving the formation, and optical and printing properties of the paper. However, high filler loading in the base paper has negative side effects. It reduces the mechanical properties of paper and induces cracking at the fold after coating process. Fold cracking is one of the most frequent quality complaints for magazines, high quality books, etc. Two approaches were examined as methods to reduce fold cracking. One approach was to use preflocculated fillers, which was expected to reduce the fold cracking because it would decrease the interfiber bonding. The other approach was to use a new coating binder that gives greater binding power and thereby provides an opportunity of reducing the fold cracking of coated paper. When filler preflocculation was employed in producing the base paper, fold cracking becomes more severe than conventional filler loading condition. On the other hand, use of nano sized binder in coating improved the tensile properties of the coating layer and thereby decreased the crack area. It was shown that tensile properties of coating layer played an important role in fold cracking of coating.

• 대한환경공학회지
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• 제28권7호
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• pp.738-745
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• 2006

본 연구에서는 염색폐수의 색도제거 기전을 미생물 floc에의 물리 화학적 흡착과 미생물의 대사에 의한 생물학적 제거의 두 가지로 분류하였다. 색도제거의 반응 조건, 즉 혐기/호기 조건, cosubstrate의 종류와 주입량 등을 회분식 실험에 의해 규명하고, 활성슬러지와 비활성슬러지의 biosorption 실험을 통하여 색도제거 기전을 확인하였다. 염색폐수의 색도는 호기조건과 혐기조건에서 각각 102 ${\Delta}$unit/g MLSS, 123 ${\Delta}$unit/g MLSS가 제거되어 혐기조건에서의 제거율이 높았으며, 유기물은 호기조건에서 82 $mg{\Delta}$COD/gMLSS, 혐기조건에서 75 $mg{\Delta}$COD/gMLSS 제거되어 호기조건에서 제거율이 더 높게 나타났다. Cosubstrate로서 실폐수인 가정하수와 acetate를 이용하여 주입량에 따른 염색폐수의 제거능을 분석한 결과, cosubsrate의 주입에 따라 색도 및 유기물 제거량이 증가함을 확인하였으며 가정하수보다는 acetate가 색도제거에 있어서 더 효율적인 cosubstrate임을 알 수 있었다. 활성슬러지와 멸균된 비활성슬러지를 이용한 색도제거 실험 결과. 비활성슬러지의 색도제거량은 가정하수의 주입에 따라 $20.3{\sim}37.3$ ${\Delta}$unit/g MLSS, 활성슬러지는 $102.0{\sim}159.0$ ${\Delta}$unit/g MLSS로 나타났다. 또한 반응 초기에는 물리 화학적 흡착이 우세하였으나 시간이 지나면서 생물대사 작용에 의한 제거가 증가하는 경향을 보였으며, cosubstrate의 주입에 따른 미생물의 대사에 의한 제거분율이 증가하는 것으로 분석되었고, 이는 호흡율 측정결과와도 그 경향이 일치하였다.