• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2009년도 추계학술발표논문집
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• pp.1042-1045
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• 2009

역삼투식 해수담수화 (Sea Water Reverse Osmosis, SWRO) 공정에 의한 생산수는 pH가 낮고, 해수 내 존재하는 경도성분인 Ca, Mg 이온이 대부분 제거되기 때문에 상대적으로 매우 강한 부식성을 지니고 있다. 이를 음용수 및 공업용수로 이용 시 설비 및 배관계통에 심각한 부식문제를 유발할 수 있으며, 이를 방지하기 위한 처리공정과 부식성 제어 기술의 지속적인 개발이 요구되는 실정이다. SWRO 1단으로 처리 시 생산수의 전기전도도는 $150{\mu}S/cm$ 정도의 범위를 보이며, 2단 SWRO 과정을 거칠 시 전기전도도는 $100{\mu}S/cm$ 이하의 범위를 나타내는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 SWRO 2단 처리수를 가정한 $20{\mu}S/cm{\sim}25{\mu}S/cm$ 범위의 전기전도도를 지닌 물을 실험 원수로 사용하여, 기존 방식제의 성분과 생산수의 특성을 고려한 효율적인 알칼리성 수처리제를 적용하고 그에 대한 부식성 제어 연구를 수행하였다. SWRO 생산수를 대상으로 부식방지기술을 개발하기 위해서는 부식제어와 관련된 수질 인자인 pH, 칼슘경도, 알칼리도의 조절과 LSI(Langelier Saturation Index)를 설정하는 것이 무엇보다도 중요하다. 본 연구에서는 해수담수화 공정의 생산수를 음용수 및 공업용수로 이용하기 위한 목표 수질을 pH 7.5~7.8, LSI 0 이상, 부가적으로 전기전도도는 $250{\mu}S/cm$ 이하로 설정하였으며, 연구목표 수질을 달성할 수 있는 부식억제제 및 알칼리성 수처리제의 적용을 통해 목표 수질에 대한 설정 근거를 마련하고자 하였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제21권6호
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• pp.192-203
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• 2016

A field investigation was conducted on an aquifer contaminated with trichloroethylene (TCE) for application of in situ reactive zone treatment using nanosized zero-valent iron (NZVI). The aquifer was an unconfined aquifer with a mean hydraulic conductivity of $5.14{\times}10^{-4}cm/sec$, which would be favorable for NZVI injection. Seasonal monitoring of TCE concentration revealed a presence of non-aqueous phase liquid form of TCE near IW (injection well). The hydrochemical data characterized the site groundwater to be a $Ca-HCO_3$ type. The average value of Langelier Saturation Index of the groundwater was -1.33, which implied that the site was favorable for corrosion of NZVI. Dissolved oxygen (DO) concentration varied between 2.5~11.5 mg/L, which indicated that DO would greatly compete with TCE as an electron acceptor. The hydrogeological and hydrochemical characterization reveals that the time around November would be appropriate for NZVI injection when water level and temperature are relatively high and DO concentration is low.

• Corrosion Science and Technology
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• 제15권6호
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• pp.303-310
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• 2016

The tap water used in Seoul was found to be corrosive. Its corrosivity was effectively reduced by that the additions of alkali agent such as NaOH, $Ca(OH)_2$ and corrosion inhibitor such as $H_3PO_4$. For the corrosion test, carbon steel pipe 50 m long was exposed to the drinking water produced by a pilot plant at $36.5^{\circ}C$, similar to the existing process where it takes about 20 minutes to reduce the initial chlorine content of 0.5 mg/L to 0.05 mg/L. $CO_2$ and $Ca(OH)_2$ was added not only to control the Langelier index (LI) above -1.0 and but also, to increase the duration time of residual chlorine by about 6 times. The persistence effect of residual chlorine was in the order of $H_3PO_4$ > $Ca(OH)_2$ > NaOH. Measurements of weight loss showed that corrosion inhibition was effective in order of $Ca(OH)_2$ > $H_3PO_4$ > NaOH > no addition, where the concentrations of $Ca(OH)_2$ and phosphate were 5 ~ 10 mg/L (as $Ca^{2+}$) and 1 mg/L (as $PO{_4}^{3-}$), respectively.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권10호
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• pp.51-56
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• 2011

본 연구에서는 스케일형성 제어와 막 파울링 저감을 위한 펄스 전기장 처리의 적용성을 실험적으로 검토하였다. 수용액 중의 칼슘이온 78%가 감소되었으며, $CaCO_3$입자의 크기는 커지는 것으로 확인되었다. 또한, $CaCO_3$의 결정형태는 비교적 제거가 힘든 Aragonite 구조에서 비교적 제거가 쉬운 Calcite 구조로 변화됨을 알 수 있었다. 막투과 유량과 막투과 유속은 펄스 전기장처리전에 비하여 더 높게 나타났으며, 스케일형성 가능성지수인 LI값 역시 감소하는 경향을 나타내었다. 결과로부터 펄스 전기장처리가 막 여과의 전처리로써 $CaCO_3$파울링을 경감시키기 위한 효과적인 방법으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.529-536
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• 2011

본 연구는 수돗물과 SWRO 생산수의 수질 특성을 분석하여 SWRO 생산수가 지닌 강한 부식성을 확인하였으며, 이를 근거로 해수담수화 시설의 유지관리 및 부식제어를 목표로 진행되었다. 연구 초기 과정에서는 철 시편(mild steel coupon)에 대한 회분식 실험(Batch test)과 전기화학 실험을 통해 수돗물과 SWRO 생산수의 부식성을 비교하였다. SWRO 생산수의 부식성 제어를 위한 수단으로써 액상소석회(liquid lime, $Ca(OH)_2$)와 이산화탄소(Carbon Dioxide, $CO_2$)를 주입하는 방법과 액상소석회와 인산염계 부식억제제(Phosphate Corrosion Inhibitor, $P_2O_5$)의 조합에 이산화탄소를 주입하는 두 가지 방법을 비교하였다. 실험을 통한 각 수질의 평가는 부식성 평가 지수인 LSI(Langelier Saturation Index)를 통해 비교하였고 그 결과를 통해 액상소석회와 인산염계 부식억제제의 최적 주입량을 선정하여 모의배관 실험(Loop system test)에 적용하였다. 모의배관 운전 평가 후 장착된 금속배관(steel pipe)은 내부의 스케일에 대한 기기분석(SEM, EDX, XRD) 평가를 수행하여 형성물의 주성분과 산화상 및 원소 함류량을 비교 할 수 있었다. 실험 결과, SWRO 생산수에 부식제어기술을 적용하지 않은 대조군과 비교하여 적정량의 단일 액상소석회를 주입한 경우 평균 97.4%의 높은 부식억제 효과를 나타내었고, 액상소석회 와 부식억제제 조합이 주입된 경우 평균 90.9%의 부식억제 효과를 나타냈다. 모의배관 실험 과정 중 금속배관 내부에 형성된 스케일은 대조군의 경우 주로 철 산화물인 반면, 실험군의 경우 탄산칼슘($CaCO_3$) 피막이 형성되어 부식방지에 효과적임을 확인하였다.

• 지질공학
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• 제27권3호
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• pp.293-304
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• 2017

본 연구는 복합지열시스템의 효율성 평가를 위하여 필요한 부분인 대수층의 수리지질학적 분석을 위하여 수행되었다. 복합지열시스템은 개방형 지열시스템과 밀폐형 지열시스템을 결합하여 지열의 효과적 이용을 목적으로 제안되었으며, 연구지역인 충주시 금가면의 수막재배 지역에 소구경 복합지열시스템과 대구경 복합지열시스템이 설치되었다. 연구 지역 대수층의 수리지질학적 특성 분석을 위하여 양수시험과 단계양수시험을 포함하는 현장수리시험 결과, 대수층의 투수량계수는 $13.49{\sim}58.99cm^2/sec$의 범위를 가지며, 저유계수는 $1.13{\times}10^{-5}{\sim}5.20{\times}10^{-3}$의 범위로 분석되었다. 또한, 지구화학적 분석에서 지하수 성분 중 $Ca^{2+}$이온과 ${HCO_3}^-$ 이온이 우세한 것으로 나타났고, 랑겔리어 지수 및 리즈나 지수 분석에서 지하수 내의 탄산염 광물의 침전 가능성이 낮게 평가되었다. 수직적 수온 변화 분석에서는 평균 증온률이 $2.1^{\circ}C/100m$로 평가되어 지열 특성이 충분한 것으로 나타났다. 따라서, 연구지역에서는 지하수의 양이 풍부하고 지중열을 안정하게 사용할 수 있으며 탄산염 광물의 침전에 의한 열에너지 효율 저하가 발생할 가능성이 낮으므로 복합지열시스템 설치가 적합한 것으로 판단된다.