• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.101-101
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• 2010

ZnO shows a direct band gap of 3.37eV, large exciton binding energy (~60 meV), high oxidation ability, high sensitivity to many gases, and low cost, and it has been used in various applications such as transparent electrodes, light emitting diodes (LEDs), gas sensors and photocatalysts. Among these applications ZnO as photocatalyst has considerably attracted attention over the past few years because of its high activities in removing organic contaminants generated from industrial activities. In this research, ZnO nanoparticles were synthesized by spray-pyrolysis method using the zinc acetate dihydrate as starting material at synthesis temperature of $900^{\circ}C$ with concentration varied from 0.01 to 1.0M. The physical and chemical properties of the synthesized ZnO nanoparticles were examined by X-ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), Fourier Transformation Infrared (FT-IR), and UV-vis spectroscopy. The Miller indices of XRD patterns indicate that the synthesized ZnO nanoparticles showed a hexagonal wurtzite structure. With increased precursor concentration, a primary, secondary particle sizes of ZnO nanoparticles increased by 0.8 to $1.5{\mu}m$ and 15 to 35nm, and their crystallinity was improved. Methyleneblue (MB) solution ($1{\mu}M$) as a test comtaminant was prepared for evaluating the photocatalytic activities of ZnO nanoparticles synthesized in different precursor concentration. The results show that the photocatalytic efficiency of ZnO nanoparticles was gradually enhanced by increased precursor concentration.

• 상하수도학회지
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• 제32권6호
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• pp.499-505
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• 2018

We applied column experiments to investigate the environmental fate and transport of silver nanoparticles(AgNPs) in fully saturated conditions of porous media. These column experiments were performed to emphasize oxidation method with $H_2O_2$ concentration and acidic conditions. The mobility of AgNPs was decreased with the increasing ionic strength that the surface charge of AgNPs(zeta potential) was neutralized with the presence of positive ions of $Na^+$. Additionally, it was also affected due to that not only more increased aggregated size of AgNPs and surface charge of quartz sand. The decreased breakthrough curves(BTCs) of bisphenol-A(BPA) and $17{\alpha}$-ethynylestradiol(EE2) were removed approximately 35.3 and 40%. This is due to that endocrine disrupting chemicals(EDCs) were removed with the release of $OH{\cdot}$ radicals by the fenton-like mechanisms from acidic and fenton-like reagent presenting. This results considered that higher input AgNPs with acidic conditions is proved to realistic in-situ oxidation method. Overall, it should be emphasized that a set of column experiments employed with adjusting pH and $H_2O_2$ concentration in proved to be effective method having potential ability of in-situ degradation for removing organic contaminants such as BPA and EE2.

• 한국환경과학회지
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• 제27권11호
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• pp.1059-1072
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• 2018

Bioremediation has been recognized as a suitable alternative to conventional methods of removing contaminants, and it uses fungi, bacteria and microalgae. In contrast to other organisms, microalgae are unique in that they have the ability to perform photosynthesis like plants and to utilize organic/inorganic carbon substrates, in a process called phytoremediation. Microalgae can populate a reaction site rapidly and enhance the bioremediation efficiency. In this study, Chlorella vulgaris was used to evaluate the removal potentials of the nutrients (N and P) and heavy metals (Cu and Zn) from swine wastewater. The optimum growth conditions for Chlorella vulgaris and the removal potentials of N, P, Cu, and Zn from synthetic wastewater using Chlorella vulgaris were investigated. Based on the results, the applicability of this microalga to on-site wastewater treatment was examined. Optimal growth conditions for Chlorella vulgaris were established to be $28^{\circ}C$, a pH of 7, and light and dark cycles of 14:10 h. As the concentrations of the nutrients were increased, the efficiencies of N and P removal efficiencies by Chlorella vulgaris were decreased in the single and binary mixed treatments of the nutrients, respectively. Further, the efficiencies of Cu and Zn removal also decreased as the heavy metals concentrations added were increased, both in the single and binary mixed treatments. In addition, the efficiency of Cu removal was higher than that of Zn removal. Our results indicate that Chlorella vulgaris could be used in treatment plants for the removal of nutrients and heavy metals from swine wastewater.

• 멤브레인
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• 제31권6호
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• pp.393-403
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• 2021

생체 내 변화에서 효소는 중요한 촉매이다. 효소의 안정성과 재사용성은 촉매 과정에서 중요한 요소이다. 적합한 기질에 효소 고정화는 특정 미세환경의 조성을 통해 효소 활동성을 높인다. 다양한 종류의 분리막이 각각의 생체적합성과 막 표면의 친수성/소수성 조절 용이도에 따라 기질로 사용되었다. 본 논문에서는 셀룰로스, 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리디메틸실록산(PDMS), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 폴리에테르설폰(PES) 고분자 분리막이 소개되고 토의되었다. 고정화 효소를 이용한 유기오염물의 생물적 분해는 제약 회사 및 섬유 회사 등에서 발생하는 오염물질을 친환경적으로 감소할 수 있는 방법이다. 효소 고정화 생물반응기(EMBR)로 기름의 가수분해를 제어할 수 있고 이를 통해 탄소 배출량 감소 및 환경오염을 줄일 수 있다. EMBR로 만들 수 있는 바이오에탄올과 바이오디젤은 화석 연료의 대체제이다.

• 한국입자에어로졸학회지
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• 제18권3호
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• pp.79-86
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• 2022

Many commercial air purifiers currently have deployed granular activated carbon (GAC) filters for removing volatile organic compounds in the indoor air. GACs are generally used to remove gaseous contaminants in the air through adsorption by the inner surfaces of pores. In addition, airborne particles can be also filtered by the surface adsorption of the GACs, which can improve the life-time of the particulate filters. In this study, the filtration efficiency of GACs to ultrafine particles through surface adsorption was investigated at different volume flow rates by deploying a continuous particle filtration system. The polydisperse sodium chloride (NaCl) particles were generated by a set of an atomizer and a diffusion dryer, and then mixed with particle-free air at different volume flow rates. The penetration of ultrafine particles and pressure drop for each experimental condition were measured to figure out the effect of the volume flow rate on the surface adsoprtion of the GACs to particles, ~ 2 mm. The particle filtration efficiency of the GACs decreased as the volume flow rate increased from 4 to 14 lpm. However, the 5 times thicker GAC filter layer decreased the penetration of ultraparticles than a preious study. The filtration efficiency of the single granule was also higher than the previous result in the literature with smaller granule filter materials.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권1B호
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• pp.137-147
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• 2008

SVE 공법은 휘발성 유기물로 오염된 불포화대의 정화 공법으로 널리 적용되어 왔다. 본 연구에서는 SVE 적용시 오염물 제거 기작을 관찰하기 위해 모형조 시험을 수행하였으며, 이로부터 SVE의 주요 특징인 tailing 현상, 즉 후반부로 갈수록 제거 속도가 급격히 느려지는 꼬리 효과를 확인하였다. 본 연구에서는 액상 막에서의 확산 제약 현상을 고려할 수 있는 수치 모델을 적용하였으며, 모형조 시험 결과와 구축된 수치 모델링을 통해 SVE의 전형적인 특징이 꼬리 현상을 적절하게 모사할 수 있었다. 또한 4가지 변수에 대한 민감도 분석을 수행하여, 총토양농도의 백분율은 액상확산계수가 클수록, 가스상 확산계수가 클수록, 실제확산경로가 짧을수록, 물포화도가 작을수록 빠르게 감소함을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권6B호
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• pp.677-682
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• 2006

본 연구에서는 이보다 더 성능이 향상된 유기 벤토나이트의 제작을 위해 Hexadecyltrimethylammonium(HDTMA)보다 흡착능력이 더 좋을 것으로 예상 되어지는 양이온성 계면 활성제인 Dodecyldimethylethylammonium(DDDEA)와 금속 이온을 유기 벤토나이트 합성 시 동시에 첨가하여 합성방법에 대한 비교와 인 제거 성능을 비교해 보았다. 다양한 유기 벤토나이트의 제조 방법으로 실험해본 결과 금속 이온을 이용하여 층간 가교 점토를 합성한 후 DDDEA 계면 활성제 용액을 첨가하여 합성한 유기 벤토나이트가 계면활성제의 흡착이 가장 좋은 흡착 능력을 보였고 따라서 오염 물질 제거해도 효율 적일 것이라는 예상을 할 수 있었다. 또한 인의 제거 실험에서도 금속이온 층간 가교 점토에 계면 활성제 용액을 첨가하여 합성한 유기 벤토나이트가 약 81%의 가장 높은 인 제거 효율을 보여 주었다. 결과적으로 알루미늄 금속의 첨가를 통해 계면활성제의 흡착이 기존의 HDTMA 유기 벤토나이트보다 더 많이 일어나게 되어 유기 오염 물질의 제거가 잘 이루어질 것으로 예상 되었고 인의 제거도 잘 이루어 졌지만 탈착 실험에서는 금속 이온으로 인하여 계면활성제의 탈착 또한 잘 일어나게 되었다.

• Membrane and Water Treatment
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• 제14권4호
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• pp.163-173
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• 2023

The presence of high amounts of organic and inorganic contaminants in textile wastewater is a major environmental concern. Therefore, the treatment of textile wastewater is an urgent issue to save the aquatic environment. The disposal of large quantities of untreated textile wastewater into inland water bodies can cause serious water pollution. In this study, synthetic dye wastewater samples were prepared using orange dye in the laboratory. The synthetic samples were then treated by a batch adsorption process using the prepared activated carbon (AC) from date pits. The wastewater parameters studied were the pH, total dissolved solids (TDS), total suspended solids (TSS), electrical conductivity (EC) and salinity. The activated adsorption process showed that the maximum removal efficiencies of electric conductivity (EC), salinity, TDS and TSS were 65%, 92%, 89% and 90%, respectively. The removal efficiencies were proportional to the increase in contact time (30-120 min) and AC adsorbent dose (1, 3 and 5 g/L). The adsorption profile indicates that 5 g/L of adsorbent delivers better results for TDS, EC, TSS and salinity at contact time of 120 min. The adsorption characteristics are better suited to the pseudo-second-order kinetic model than to the pseudo-first-order kinetic model. The Langmuir and Freundlich isotherms were well suited for describing the adsorption or contact behavior of EC and TSS within the studied system.

• 한국광물학회지
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• 제16권4호
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• pp.283-293
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• 2003

국내 정수장에서는 여과사를 이용하여 원수를 정수하는 급속 및 완속 여과시스템을 이용하고있다. 대부분의 여과사는 해사인 규사로써, 구성광물의 광물학적 특성이 매우 제한되어 중금속이나 유기 오염물의 여과능력이 높은 편이 아니다. 따라서 항상 예기치 않게 발생될 수 있는 오염된 원수를 효율적이고 경제적으로 여과할 수 있는 여과물질 개발이 요구되고 있다. 따라서 이 연구에서 해사를 대체할 수 있는 화강암 풍화산물인 장석질 모래에 일정량의 불석을 혼화하여 원수를 여과하였을 때 일어나는 지화학성의 변화 및 Cd, Cu, Pb와 같은 중금속의 제거능력을 시험하였다. 시험 대상 물질은 현재 정수장에서 사용하는 주문진 규사와 이 연구에서 제조된 장석질 여과사, 장석질 혼합사 I(불석 10% 혼화), 장석질 혼합사 II(불석 20% 혼화)이다. 장석질 혼합사 I 및 II는 주문진 규사와 장석질 여과사에 비해 대부분의 양이온 및 음이온이 높게 용출되었으며, Si, Ca, $SO_4$ 이온 용출은 Al,$ NO_3$, Fe, K, Mg, P 에 비해 높게 일어났다. 제올라이트의 함량을 높인 혼합사 II가 혼합사 I 비해 Na, Ca, Al과 같은 양이온의 용출농도가 보다 높게 일어났으며, 이 양이온들은 크리높틸로라이트 계열의 제올라이트로부터 주로 용출되었다. 주문진 규사와 장석질 여과사는 Cd, Cu, Pb에 대해 제거능이 거의 없거나 약한 제거율을 보였다. 이에 반하여 장석질 혼합사I, II는 Cd과 Cu에 대해 낮은 제거율을 보였으나 Pb에 대해서는 상대적으로 매우 높은 제거율을 보였다. 장석질 혼합사 I, II는 저농도(100 ppm)의 Cd, Cu, Pb에 대하여 비교적 높은 제거율을 보이는 것으로 나타났으며, 장석질 혼합사 II는 저농도(100 ppm)의 Pb 용액과 반응시킨 경우 상당히 높은 제거율 (90.7%)을 보였다. 고농도(500 ppm) 영역에서는 장석질 혼합사 I, II는 Cd의 흡착량이 Cu, Pb에 비하여 높게 나타났으며, 제거율도 각각 24.0%, 28.2%로 가장 높게 나타났다. 제올라이트의 혼합비가 10%에서 20%로 증가할수록 중금속의 흡착량과 제거율이 향상되었다. 이는 장석질 혼합사를 여과사로 이용 할 경우 제올라이트를 적정 비율로 혼화하면 높은 중금속 제거 효과가 있는 것으로 판단된다.

• 한국습지학회지
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• 제12권1호
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• pp.1-14
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• 2010

인공습지 토양의 변화 특성을 인공습지의 성공 여부와 습지의 기능 평가에 활용할 수 있을 지 알아보고자 인공습지 조성 후 토양의 변화를 기준습지 토양의 변화특성과 비교하였다. 본 연구에서는 기준습지로 자연습지 1곳과 오염물질 유입 특성이 다른 인공습지 2곳(처리습지, 실험습지)을 선정하여 주요 토양 특성의 변화를 조사하였다. 습지토양의 침수조건에 따른 물리화학적 특성변화 및 유기물 축적정도를 비교하기 위하여 토성, 함수율, pH, CEC 및 유기물함량을 측정하였으며, 습지의 영양물질의 축적 정도를 비교하기 위하여 총질소와 유효인산의 농도변화를 분석하였다. 토성의 경우 전체적으로 자연습지에서는 점토의 함량이, 인공습지에서는 모래의 함량이 많은 것으로 나타나 자연습지와 인공습지의 토성은 큰 차이를 보였다. 그러나 시간이 지나면서 인공습지 토양의 실트와 점토 함량이 점차 증가하였다. 함수율과 유기물함량의 경우 여름철과 가을철 모두 자연습지가 인공습지보다 높았다. 토양의 pH는 자연습지가 인공습지에 비하여 낮았으며, 인공습지의 경우에도 습지 조성 후 중성으로 변화하였다가 다시 pH가 낮아지는 것을 관찰할 수 있었다. CEC, 총질소, 유효인산의 농도는 외부의 유기물질이나 오염물질 유입과 관련 있는 것으로 판단되나, 오랜 기간 동안 영양물질을 보유한 자연습지에서 인공습지보다 모든 항목이 높게 나타났다. 실험습지의 경우 조성과정에서 오염도가 높은 표토와 낮은 심토가 섞여 유기물과 영양물질의 농도가 감소하였는데, 습지 조성과정에서 나타나는 토양 특성변화도 습지의 생지화학적 기능이나 습지 토양 발달에 영향을 미칠 수 있을 것이라 판단된다. 이 연구는 인공습지 토양의 물리적 특성변화와 유기물 및 영양물질 보유량 변화 등과 같은 습지토양의 발달특성을 활용하여 인공습지 조성의 성공 여부나 인공습지의 기능 평가에 활용할 수 있음을 보여주었으며, 이를 위하여 자연습지와 같은 기준습지의 역할이 중요함을 제시하였다.