• 해양환경안전학회지
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• 제30권1호
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• pp.118-126
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• 2024

본 논문에서는 컨테이너선의 선형 최적 설계 자동화와 관련하여 연구한 내용과 결과를 정리하였다. 컨테이너선은 일반적으로 프루우드 수 0.26 근처에서 운항하는 선박으로 이 속도에서 운항하는 선박 전용 선형 최적 설계 자동화를 구현하기 위하여 최적화 알고리즘, 선형 변경 알고리즘, 선박 성능 예측 알고리즘, 자동화 알고리즘 그리고 반복적 계산 기법을 적용하여 컨테이너선의 선형 최적 설계 자동화가 가능한 수치해석 컴퓨터 프로그램을 개발하였으며, HOTCONTAINER라고 명명하였다. 본 연구에서는 선형 최적 설계를 위한 설계 변수의 적절한 선정을 위하여 민감도 분석 알고리즘을 개발하여 적용하였다. 개발된 선형 최적 설계 자동화 알고리즘의 신뢰성과 실선 적용성을 파악하기 위하여 세계적으로 다양한 연구가 진행된 컨테이너 선박인 KCS 선박을 대상 선박으로 하여 선형 최적 설계 자동화 수치해석을 수행하여 그 결과물로써 최적 선박을 도출하고, 대상 선박과 최적 선박의 조파저항과 파계 그리고 파고를 비교하였다. 결론적으로 최적 선박이 대상 선박과 비교하여 조파저항이 47.63% 감소한 것을 볼 수 있었으며, 배수량과 접수 표면적은 각각 0.50%, 0.39% 감소한 것을 볼 수 있었다.

• 청정기술
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• 제26권2호
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• pp.151-157
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• 2020

급격한 도시화는 국토의 불투수면을 증가시켜 도시형 홍수의 위험성을 가중시켜왔고, 지하수위의 저하, 수질오염물질 증가 등 환경재해 및 환경오염 문제를 유발시키고 있다. 국내에서는 이러한 환경적 영향을 최소화하고 개발 이전의 물순환 건전성을 유지하기 위해 저영향개발 기법을 도입하여 적용하고 있지만, 소규모 개발사업의 대부분은 강우유출량 관리의 법적 근거가 부재하여 사각지대에 놓여 있다. 이에 빗물의 표면 유출을 증가시키는 소규모 개발사업 또한 오염원인자 책임 원칙에 따라 저영향개발 시설의 적용을 의무화하는 것이 요구되며 이를 위해 물순환 회복 사전협의 제도를 도입하는 것이 필요하다. 본 연구는 소규모 개발사업의 저영향개발기법 도입을 가정하여 비용편익 분석을 중심으로 수행되었다. 비용·편익 분석에 필요한 전국 소규모 개발 대상사업의 규모 및 건수는 『건축법』에 따른 대지면적이 1,000 ㎡ 이상 이거나 건축연면적 1,500 ㎡ 이상의 건축물에 서울시의 실제 사전협의 통계자료를 적용하여 도출하였다. 피규제 기업·소상공인, 피규제 이외 기업·소상공인·일반국민 및 정부를 대상으로 소규모 개발사업의 저영향개발 시설물 설치에 따른 비용·편익을 분석한 결과, 경제성의 기준 값인 1보다 많이 낮은 것으로 확인되었으며 이는 대상사업의 규모 대비 시설물의 설치 비용이 높기 때문으로 사료된다. 하지만 저영향개발 시설의 설치에 따른 수환경 및 대기질 개선 등의 환경적 가치와 하수처리시설 운영비 절감 등의 공공성을 고려하면 향후 소규모 개발사업의 사전협의제도 도입은 필연적이다. 앞으로 소규모 개발사업의 사전협의 제도 도입과 함께 비용·편익을 개선하기 위해서는 지자체의 제도적, 재정적 지원이 적극적으로 요구된다.

• 설비공학논문집
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• 제12권12호
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• pp.1098-1125
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• 2000

A review on the papers published in the Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigerating Engineering in 1998 and 1999 has been done. Focus has been put on current status of research in the aspect of heating, cooling, ventilation, sanitation and building environment. The conclusions are as follows. 1) A review of the recent studies on fluid flow, turbomachinery and pipe-network shows that many experimental investigations are conducted in applications of impingement jets. Researches on turbulent flows, pipe flows, pipe-networks are focused on analyses of practical systems and prediction of system performance. The results of noise reduction in the turbomachinery are also reported. 2) A review of the recent studies on heat transfer analysis and heat exchanger shows that there were many papers on the channel flow with the application to the design of heat exchanger in the heat transfer analysis. Various experimental and numerical papers on heat exchanger were also published, however, there were few papers available for the analysis of whole system including heat exchanger. 3) A review of the recent studies on heat pump system have focused on the multi-type system and the heat pump cycle to utilize treated sewage as the heat source. The defrosting and the frosting behaviors in the fin-tube heat exchanger is experimentally examined by several authors. Several papers on the ice storage cooling system are presented to show the dynamic simulation program and optimal operation conditions. The study on the micro heat pipes for the cooling of high power electronic components is carried out to examine the characteristics of heat and mass transfer processed. In addition to these, new type of separate thermosyphon is studied experimentally. 4) The recent studies on refrigeration/air conditioning system have focused on the system performance and efficiency for new alternative refrigerants. New systems operating with natural refrigerants are drawing lots of attention. In addition to these, evaporation and condensation heat transfer characteristics of traditional and new refrigerants are investigated for plain tubes and also for microfin tubes. Capillary tubes and orifice are main topics of research as expansion devices and studies on thermophysical properties of new refrigerants and refrigerant/oil mixtures are widely carried out. 5) A review of the recent studies on absorption cooling system shows that numerous experimental and analytical studies on the improvement of absorber performance have been presented. Dynamic analysis of compressor have been performed to understand its vibration characteristics. However research works on tow-phase flow and heat transfer, which could be encountered in the refrigeration system and various phase-change heat exchanger, were seemed to be insufficient. 6) A review of recent studies on duct system shows that the methods for circuit analysis, and flow balancing have been presented. Researches on ventilation are focused on the measurement of ventilation efficiency, and variation of ventilation efficiency with ventilation methods by numerous experimental and numerical studies. Furthermore, many studies have been conducted in real building in order to estimate indoor thermal environments. Many research works to get some information for cooling tower design have been performed but are insufficient. 7) A review on the recent studies on architectural thermal environment and building mechanical systems design shows that thermal comfort analysis is sitting environment, thermal performance analysis of Korean traditional building structures., and evaluation of building environmental load have been performed. However research works to improve the performance of mechanical system design and construction technology were seemed to be insufficient.

• 대한환경공학회지
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• 제33권12호
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• pp.913-921
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• 2011

본 연구는 저탄소 녹색마을을 Y군의 협조를 얻어 A, B, C마을에 설치한다는 전제에서 환경성, 경제성, 에너지자립도 등을 분석하여 종합적인 타당성을 검토하였다. 대상 바이오매스의 종류 및 양은 가축분뇨 28톤/일, 과수전정지 2톤/일로 하루 30톤 규모로 시설용량을 설정, 시설은 습식계(가축분뇨) 바이오매스를 이용한 바이오가스화 시설과 건식계(전정가지) 바이오매스를 이용한 화목보일러 시설, 열병합발전기, 퇴비화시설 등으로 구성하였다. 구성된 시스템을 운전하였을 때, 전기생산량은 540,540 kWh/년, 열에너지 생산량은 1,762 Gcal/년으로 분석되었다. 대상마을 가구(129가구)에서 기존에 사용하고 있는 전기에너지는 309,600 kWh/년으로 시설에서 생산된 전기에너지를 공급하면 대상지역의 전기에너지 자립률은 100%가 되며, 잉여전력은 230,940 kWh/년이었다. 또한 열에너지는 대상마을의 비닐하우스에서 소요되는 양을 산정하였으며, 기존 사용량 1,415 Gcal/년으로 열에너지 자립률 역시 100%가 되며, 잉여량은 347 Gcal/년이 되었다. 경제성은 시설설치비용 504,000만원, 운영비 48,509만원, 수익 33,712만원으로 연간 약 1억 4천만원 적자, 15년 동안 약 22억원의 적자이나, 환경성 분석에서 원유대체효과 약 178백만원, 온실가스감축효과 약 92백만원으로 연간 총 2억 7천만원의 환경적 편익이 발생되어, 종합적으로는 연간 약 1억 3천만원 정도의 편익이 발생되었다. 정부 및 지자체의 예산지원을 통하여 진행되더라도 경제성, 환경성, 에너지자립도를 종합하여 볼 때, 충분한 타당성이 있는 사업이라고 판단되었다.

• 한국환경생태학회지
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• 제33권6호
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• pp.624-635
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• 2019

항공교통 수요 증가로 항공기의 운항이 증가하면서 항공기 동체와 조류가 충돌하는 조류 충돌 사고가 매년 증가하고 있다. 이에 각 공항에서는 조류 충돌 사고기록을 바탕으로 항공기에 피해를 줄 것으로 예상되는 조류 종을 파악하고 순위를 매겨 충돌 위험을 효과적으로 평가 및 관리할 수 있는 연구를 수행하고 있다. 본 연구는 김포, 김해 및 제주국제공항에서 2005년부터 2013년까지 수집된 통합운항정보시스템 (Integrated Flight Information Service, IFIS) 자료를 바탕으로 항공기에 피해를 줄 것으로 예측되는 조류 종을 파악하고, 단일 및 다중 매트릭스 모델 간 위험성 평가 결과를 비교 분석 및 고찰하기 위해 수행되었다. 단일 매트릭스 모델을 통한 평가 결과 김포국제공항 및 김해국제공항에서는 왜가리, 독수리 2종과 백로류, 기러기류, 오리류, 갈매기류, 비둘기류 및 까마귀류가, 제주국제공항에서는 독수리, 까치 2종과 기러기류, 오리류, 갈매기류, 비둘기류 및 까마귀류가 '매우 높음' 또는 '높음'으로 평가되었다. 다중 매트릭스 모델을 통한 평가 결과 김포국제공항에서는 왜가리, 독수리, 까치 3종과 백로류, 기러기류, 오리류, 도요류 및 비둘기류가, 김해국제공항에서는 왜가리, 독수리, 찌르레기, 까치 4종과 백로류, 기러기류, 오리류, 도요류 및 비둘기류가, 제주국제공항에서는 왜가리, 까치 2종과 오리류, 도요류, 비둘기류가 '매우 심각' 또는 '매우 높음'으로 평가되었다. 모델 간 예측 결과에 있어 김포국제공항과 김해국제공항은 차이가 없었으나, 제주국제공항은 유의한 차이가 있었다. 이는 김포와 김해국제공항은 모두 하천의 하류에 위치하고 있어 대형 수조류들이 주로 관찰된 것에 반해 제주국제공항은 바다와 도심에 가까이 위치하고 있어 몸무게가 작은 소형 조류들이 많이 관찰되었기 때문이다. 이러한 종들과의 충돌이 항공기 동체에 미치는 영향이 적어 모델 간의 공통된 변수의 영향은 적었고, 추가적인 변수에 의해 두 모델의 평가 결과 간 큰 차이가 발생한 것으로 판단된다.

• 청정기술
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• 제24권3호
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• pp.221-232
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• 2018

본 연구는 설문조사를 통하여 매립시설과 매립가스 에너지화시설의 기술성, 경제성, 환경성을 평가하고자 실시되었다. 기술성, 경제성, 환경성에 대하여 가중치를 균등하게 부여한 경우, 각 40%, 30%, 30%로 설정한 경우, 그리고 각 30%, 40%, 30%로 설정한 경우의 세 가지로 종합평가 점수를 분석한 결과 가중치에 따른 각 항목별 점수는 큰 차이가 없었다. 세 가지 가중치 방법을 이용하여 매립시설에 대한 기술성, 경제성, 환경성에 대한 종합평가 결과 기술성에서 대 중규모가 14.8 ~ 19.7점과 14.3 ~ 19.0점으로 소규모(9.8 ~ 13.0점) 보다 다소 높은 점수를 받았고, 환경성은 대 소규모가 21.3 ~ 23.7점과 20.8 ~ 23.1점으로 중규모의 17.6 ~ 19.6점 보다 다소 높았다. 그러나 경제성에서는 대 중규모가 22.0 ~ 29.3점과 20.5 ~ 27.3점으로 소규모의 6.0 ~ 8.0점 보다 큰 격차를 보이며 뚜렷하게 높은 점수를 평가받았다. 기술성, 경제성, 환경성에 대한 종합점수는 대 중 소규모가 각각 63.0 ~ 65.4점, 57.1 ~ 59.2점, 38.6 ~ 40.6점으로 규모별 큰 차이를 나타내었는데 이는 경제성 부분 평가가 가장 큰 영향을 미쳤기 때문인 것으로 평가되었다. 매립가스 에너지화시설도 기술성에서 대 소규모가 19.2 ~ 25.6점과 17.8 ~ 23.7점, 환경성에서 23.1 ~ 25.7점과 21.3 ~ 23.7점으로 시설 규모별로 뚜렷한 차이를 보이지 않았으나 경제성 부분에서는 27.8 ~ 33.3점과 18.8 ~ 25.1점으로 보다 큰 차이를 나타내었다. 매립시설과 매립가스 에너지화시설의 운영평가에 가장 큰 영향은 미치는 인자는 상대적으로 기술성과 환경성보다 경제성인 것으로 나타났다.

• 한국조경학회지
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• 제45권2호
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• pp.23-39
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• 2017

산업체 수요를 대학의 교육과정 속에 효율적으로 수용해낼 수 있는 방법이 없을까? 라는 질문에서 본 연구는 시작되었다. NCS라는 거시적인 흐름을 어떻게 하면 능동적으로 수용하고 대처할 수 있는가에 대한 방법론을 고민하고 제시한 연구이다. 대학 내 개별학과에서 NCS를 적용하기 위해서는 산업계 인사들과 함께 합리적 절차에 따라 교육과정을 개편해야 한다. 즉, 대학에서 NCS에 대한 이해를 바탕으로 적용을 위한 타당한 절차를 따라야 할 것이며, 본 연구에서는 이러한 NCS 기반 교육과정 개발 절차를 다음과 같이 제시하였다. 첫째, 대학에서는 관련 산업 전망 및 대학 내 교수자원과 지역 산업과의 관련성이나 향후 취업전망, 산업인력수요 등을 고려하여 적용하고자 하는 NCS 세분류를 명확히 선정해야 한다. 둘째, 대학의 교육목표와 선정된 NCS 분류체계상의 세분류 목표를 절충하여 학과의 인재양성유형을 설정하고, 직무모형을 작성한다. 이 과정에서 NCS 세분류 상의 능력단위 뿐만 아니라, 학과에서 필요로 하는 NCS 기초과목과 응용과목 등에 해당하는 대학자체 능력단위를 추가하여 작성해야 한다. 셋째, NCS 세분류별 직무모형 검증 단계에서 각각의 능력단위요소에 대한 교육과정 적용 여부를 파악하여 학과의 직무모형을 완성한다. 넷째, 직무모형 내 능력단위에 대응하여 교과목을 도출하고, 학칙에 따른 시수 및 학점과 함께 해당 교과목들이 어떠한 내용을 어떠한 방식으로 운영하고 평가해야 하는지에 대한 교과목 명세서를 명확히 작성한다. 다섯째, NCS 기반 교과목들의 교육 시기에 따른 전후 관계를 파악하고, 각 학기 혹은 학년별로 교과목을 어떻게 배치하고 운영할 것인지에 대한 로드맵을 작성한다. 해당 로드맵을 통해 추후 과정평가형 자격제도의 도입 여부를 결정할 수 있는 직무능력성취도의 기본틀이 완성될 수 있다. 대학 내에서 NCS 기반 교육과정이 성공적으로 정착하기 위해서는 무엇보다도 대학 내 구성원들 즉, 교수와 학생, 직원들이 NCS의 필요성에 대하여 공감하는 것이 선행되어야 한다. 기존의 교수자 중심의 교육과정과 달리 수요자 중심의 NCS 교육과정은 처음부터 끝까지 대학 구성원들의 많은 희생과 헌신을 담보해야 가능하기 때문에, 이에 대한 적절한 보상 예컨대 과정평가형 혹은 과정이수형 국가기술자격의 부여 등이 마련되어야 할 것이다.

• 한국환경농학회지
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• 제37권4호
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• pp.268-276
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• 2018

본 연구는 일반인에게 안전한 실내공기질 개선수단으로 인식되는 공기정화식물의 효율적 적용을 위해 실내공조에 요구되는 총풍량 확보가 가능한 식생기반 바이오필터 시스템을 제안하고자 했다. 시스템의 정량적 성능평가는 강의실형태의 실험실 체적 $332.73m^3$ 내 16명의 재실자 조건에서 목업단위 시스템의 공조 성능, 실내공기질 및 쾌적지표 개선효과에 대한 시계열 분석으로 진행되었다. 우선, 시스템 구동을 통해 총 $1,411.22m^3/h$의 유출 총풍량을 확보하여, 4.24 ACH의 환기율을 제공할 수 있었다. 실내온도는 $1.6^{\circ}C$, 흑구온도는 $1.0^{\circ}C$ 감소가 확인되었으며, 상대습도는 24.4% 상승한 최대 82.0%까지 증가하였다. 상대습도 급증에 따른 쾌적도 감소현상은 송풍기 구동에 따라 발생되는 실내기류로 상쇄되는 것으로 판단된다. 또한, 시스템 가동에 따른 공기질 개선지표 중 $PM_{10}$은 39.5% 감소한 평균 $22.11{\mu}g/m^3$을 기록하였다. 반면, $CO_2$는 최대 1,329 ppm까지 지속적으로 농도가 상승했는데, 이는 광도조건이 광보상점을 만족하지 못해 적용 식물과 재실자에서 방출되는 $CO_2$가 처리되지 못한 것으로 해석된다. 실내쾌적지표의 경우 PMV는 평균 83.6 % 감소된 -0.082, PPD는 평균 47.0% 감소된 5.41%에 수렴하여 식생기반 바이오필터 구동에 의해 높은 쾌적범위의 실내공간조성이 가능한 것으로 판단되었다. 본 연구의 한계는 소수 참여인원과 단기간 실험으로 인하여 시스템의 성능 규명이 제한적인 부분이었으며, 보다 장기간의 실험을 통해 바이오필터에 도입된 식생의 생육상태에 따른 압력손실 변화, 미세먼지 저감에 대한 구체적인 메커니즘 규명 등의 후속연구가 진행되어야 할 것이다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제48권3호
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• pp.30-45
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• 2015

본 글의 목적은 사회적 수요의 부족 등으로 인한 국내 무형문화유산의 전승 단절 위기 현상을 주목하고, 문제의 해결방안 중 하나로 자생력 측면에서 무형문화유산 체계를 검토하여 그 발전방안을 모색하는 데 있다. 이러한 목적 하에 본 논문의 제2장에서는 연구방법론으로써 생태계적 방식을 고찰하고 생태계적 방식을 통해 무형문화유산 체계를 분석하였다. 생태계적 방식은 시스템의 운영에 생태계의 특징 및 원리를 적용하여 외부의 개입을 전제하거나 동원하지 않고서도 내부의 자생력만으로 시스템을 유지하는 것을 말한다. 그리고 무형문화유산 체계는 무형문화유산을 보호 전승 활용하기 위해 구성된 제도적 시스템을 말하며 크게 문화재보호법에 의한 기본원칙, 활동주체 그리고 절차 및 방법으로 나눠 살펴볼 수 있다. 생태계적 관점에서 검토한 결과 상호관계성, 순환성, 개방성, 다양성, 균형성 등과 관련한 문제점이 지적되며 정부의 개입을 전제하지 않으면 무형문화유산 체계가 제대로 운영될 수 없는 구조적 문제가 고착화되어 있다. 이에 제3장에서 생태계 원리를 적용해 무형문화유산의 체계의 개선 및 자생력 강화 방안을 제시하였다. 우선 유네스코 무형문화유산보호협약을 기초로 하여 상호관계성, 다양성, 균형성 등 생태계적 관점에 입각해 관련 규정의 기본원칙을 제시하였고, 전체론적 관점에서 제도의 구성요소 및 활동주체의 범위를 확대하여 제안하였다. 그리고 기존 활동주체의 역할 및 관계가 기 예능의 원형 보전에 치중했던 점을 개선하여 무형문화유산의 생산 소비 재생산 소멸 등 선순환적 발전의 흐름이 일어나도록 자연생태계의 생산자, 소비자, 분해자 개념에 따라 그 역할과 관계를 재편성하여 제안하였다. 기존의 체계와 비교하여 활동주체로 창작자, 프로슈머, 창업자, 시민 예술가 등을 제시하였는데 이들의 활동은 공급의 다양화에 기여할 수 있을 것이며 장기적으로 생태계가 건강하게 유지될 수 있는데 기여할 수 있을 것이다. 마지막으로 활동주체들 간의 자유로운 상호작용을 통해 사회의 수요와 공급의 조화, 순환적 발전의 흐름이 일어날 수 있도록 제도의 구성 및 운영 방향을 제시하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권3호
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• pp.391-396
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• 2010

본 연구에서는 퇴비공장 또는 공공시설에서 발생되는 악취폐가스의 대표적인 제거대상 오염원인 암모니아의 효율적 처리를 위하여, 여러 운전 조건 하에서 동 부피의 폐타이어담체와 compost를 충전하고 반송슬러지를 고정한 바이오필터의 암모니아 제거 특성을 조사하고 바이오필터공정의 적정운전조건을 구축하였다. 암모니아를 함유한 폐가스의 처리를 위하여 바이오필터를 30일(2회/1일의 회수로 총 60회 실험) 동안 약 $30^{\circ}C$의 온도조건 하에서 암모니아부하를 $2.18g-N/m^3/h$부터 $70g-N/m^3/h$ 까지 증가시키면서 운전하였다. 바이오필터를 가동하여 I부터 IV 단계까지는 암모니아 제거율이 거의 100%로서, 암모니아부하가 $17g-N/m^3/h$에 이르기까지 거의 모든 암모니아가 제거되었으나, 바이오필터 운전 V 단계에서 암모니아부하를 약 $35g-N/m^3/h$로 증가시켰을 때에 암모니아제거율은 약 80% 정도로 급락하여 암모니아 제거용량이 약 $28g-N/m^3/h$이었다. 그러나 바이오필터 운전 VI 단계에서 암모니아부하를 약 $70g-N/m^3/h$로 두 배로 증가시켰을 때에도 암모니아제거율은 80%를 유지하여 최대암모니아 제거용량이 약 $55g-N/m^3/h$에 달하였다. 이와 같이 본 연구의 최대 암모니아 제거용량은, 분뇨슬러지를 유기담체인 rock wool에 접종하고 Kim 등에 의하여 수행된 바이오필터실험의 최대 암모니아 제거용량인 $1,200g-N/m^3/day$(i.e., $50g-N/m^3/h$)보다 다소 우월하였다. 그러나 본 연구의 암모니아 질소 임계부하는 Kim 등에 의하여 수행된 바이오필터실험의 암모니아 질소의 임계부하인 $810g-N/m^3/day$(i.e., $33.75g-N/m^3/h$)에 미치지 못하였다. 본 연구의 최대 암모니아 제거용량이 Kim 등보다 우월한 이유는 Kim 등에 의하여 사용된 미생물담체보다 본 연구에서 사용한 미생물담체인 폐타이어담체의 코코넛 활성탄분말로 도포된 표면 및 발달된 내부공극이 각각 질산화 및 탈질 미생물이 고정화되기 더욱 쉬운 환경을 제공하기 때문이라고 사료된다.