• Membrane and Water Treatment
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• 제11권1호
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• pp.79-85
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• 2020

A single-stage deammonification with a sequencing batch reactor (SBR) that simultaneous nitritation, anaerobic ammonia oxidation (anammox), and denitrification (SNAD) occur in one reactor has been widely applied for sidestream of wastewater treatment plant. For the stable and well-balanced SNAD, a feeding strategy of influent wastewater is one of the most important operating factors in the single-stage deammonification SBR. In this study, single-stage deammonification SBR (working volume 30L) was operated to treat a high-strength ammonium wastewater (1200 mg NH₄⁺-N/L) with different feeding strategies (single feeding and nine-step feeding) under the condition without COD. Each cycle of the step feeding involved 6 sub-cycles consisted of aerobic and anoxic periods for partial nitritation (PN) and anammox, respectively. Contrary to unstable performance in the single feeding, the step feeding showed better deammonification performance (0.565 kg-N/m³/day). Under the condition with COD, however, the nitrogen removal rate (NRR) decreased to 0.403 kg-N/m³/day when the Nine-step feeding strategies had an additional denitrification period before sub-cycles for PN and anammox. The NRR was recovered to 0.518 kg-N/m³/day by introducing an enhanced multiple-step feeding strategy. The strategy had 50 cycles consisted of feed, denitrification, PN, and anammox, instead of repeated sub-cycles for PN and anammox. The multiple-step feeding strategy without sub-cycle showed the most stable and excellent deammonification performance: high nitrogen removal efficiency (98.6%), COD removal rate (0.131 kg-COD/m³/day), and COD removal efficiency (78.8%). This seemed to be caused by that the elimination of the sub-cycles might reduce COD oxidation during aerobic condition but increase the COD utilization for denitrification period. In addition, among various sensor values, the ORP pattern appeared to be applicable to monitor and control each reaction step for deammonification in the multiple-step feeding strategy without sub-cycle. Further study to optimize the number of multiple-step feeding is still needed but these results show that the multiple-step feeding strategy can contribute to a well-balanced SNAD for deammonification when treating high-strength ammonium wastewater with COD in the single-stage deammonification SBR.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.454-454
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• 2014

Silicon microwire array is one of the promising platforms as a means for developing highly efficient solar cells thanks to the enhanced light trapping efficiency. Among the various fabrication methods of microstructures, deep reactive ion etching (DRIE) process has been extensively used in fabrication of high aspect ratio microwire arrays. In this presentation, we show precisely controlled Si microwire arrays by tuning the DRIE process conditions. A periodic microdisk arrays were patterned on 4-inch Si wafer (p-type, $1{\sim}10{\Omega}cm$) using photolithography. After developing the pattern, 150-nm-thick Al was deposited and lifted-off to leave Al microdisk arrays on the starting Si wafer. Periodic Al microdisk arrays (diameter of $2{\mu}m$ and periodic distance of $2{\mu}m$) were used as an etch mask. A DRIE process (Tegal 200) is used for anisotropic deep silicon etching at room temperature. During the process, $SF_6$ and $C_4F_8$ gases were used for the etching and surface passivation, respectively. The length and shape of microwire arrays were controlled by etching time and $SF_6/C_4F_8$ ratio. By adjusting $SF_6/C_4F_8$ gas ratio, the shape of Si microwire can be controlled, resulting in the formation of tapered or vertical microwires. After DRIE process, the residual polymer and etching damage on the surface of the microwires were removed using piranha solution ($H_2SO_4:H_2O_2=4:1$) followed by thermal oxidation ($900^{\circ}C$, 40 min). The oxide layer formed through the thermal oxidation was etched by diluted hydrofluoric acid (1 wt% HF). The surface morphology of a Si microwire arrays was characterized by field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM, Hitachi S-4800). Optical reflection measurements were performed over 300~1100 nm wavelengths using a UV-Vis/NIR spectrophotometer (Cary 5000, Agilent) in which a 60 mm integrating sphere (Labsphere) is equipped to account for total light (diffuse and specular) reflected from the samples. The total reflection by the microwire arrays sample was reduced from 20 % to 10 % of the incident light over the visible region when the length of the microwire was increased from $10{\mu}m$ to $30{\mu}m$.

• 생명과학회지
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• 제18권6호
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• pp.832-838
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• 2008

수산가공공장폐액의 주성분은 수용성단백질이며 일부 지방이 함유되어 있는 특성이 있으므로 그 수용성 단백질을 등전점 침전처리에 의해 침전회수하여 어분 대체 사료로서의 이용을 시도하였다. 1차 이스라엘잉어 사육 실험에서는 지방 산화가 진행된 고등어가공공장폐액으로 제조 된 고등어가공공장폐액 회수단백질 어분의 첨가량이 증가할수록 사료효율이 떨어지는 결과를 보였으나, 이 산화된 고등어가공폐액 회수단백질의 산화된 지방성분을 제거한 후 다시 2차 이스라엘 잉어 사육 실험을 한 결과에서는 고등어가공폐액 회수단백질의 첨가량이 증가할수록 사료효율이 좋음을 확인하였다. 따라서, 지금까지 버려지는 고등어가공공장폐액 중 수용성단백질을 등전점이동 응집처리법으로 회수하여 어분 대체 단백질원으로 활용할 수 있음을 실제 field에서의 이스라엘 잉어 사육 실험으로 확인할 수 있었다.

• 한국환경농학회지
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• 제22권2호
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• pp.124-129
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• 2003

광촉매 산화반응으로 인한 난분해성 유기오염물질의 분해효율을 증가시키기 위하여 산화반응의 매개체인 $TiO_2$ 광촉매의 새로운 제조방법을 개발하였고, 이를 이용하여 TCE의 효과적인 분해를 위한 광촉매 산화반응조의 최적 운영인자를 도출하였다. $TiO_2$ 광촉매는 해교제(Davan-C 0.24 wt%)와 결합제(PVA 0.16 wt%)를 첨가하여 슬립 캐스팅 방법으로 제조하였다. 촉매의 특성 변화에 따른 실험결과로 TCE 수용액의 분해효율이 가장 좋은 촉매의 상태는 $TiO_2$ 코팅 횟수가 1회이고 $TiO_2$ 슬립의 두께가 1 mm인 촉매로 확인되었다. 촉매 사용시간에 따른 비교에서는 사용시간이 250 시간인 촉매가 새로이 제작하여 사용한 촉매의 TCE분해효율보다 20% 정도 감소되었다. 광촉매 산화반응조의 물리적 운영인자 도출을 위한 실험결과로 산소의 전처리와 재순환을 실시하면 그렇지 않은 경우보다 TCE 분해효율이 증가되었다. 촉매의 단위 표면적당 수용액의 부피비가 $1.47\;mL/cm^2$ 이하에서 높은 TCE 분해효율을 보였으며 UV 광량의 조절시 광량이 $225\;W/cm^2{\times}100$에서 75.8%의 최대 TCE 분해효율을 보였다. TCE의 초기 농도를 조절했을 경우에는 농도가 2 mg/L 이하인 경우에 TCE의 분해효율이 높았다. 따라서 본 연구에서 제시한 방법으로 제조한 촉매를 이용하여 적절한 UV 광량과 상기한 운영조건하에 광촉매 산화반응조를 운영한다면 정수 및 폐수에 함유된 난분해성 유기성 오염물질을 제거하기 위한 공정으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국대기환경학회지
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• 제34권4호
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• pp.554-566
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• 2018

The rice husk contains nutrients which can be easily utilized by microorganisms, and also has a water retaining ability, which played a crucial part in enabling it to become a biofilter media. In this study, we evaluated the applicability of rice husk pellet bio-scrubber as a microbiological carrier. The pelletization experiment of rice husk as a biological media was performed using PVA and EVA binder. Also, the feasibility tests of rice husk as a biological media for odor removal were carried out in order to know whether rice-husk contains useful components as a media for microbiological growth or not. Lastly, a combined test for odor gas absorption and biological oxidation was conducted using a lab scale bio-filter set-up packed with rice-husk pellets as wet-scrubber. The major components of the rice husk were carbon, hydrogen, nitrogen, and oxygen, while carbon acted as the main ingredient which comprised up to 23.00%. The C : N : P ratio was calculated as 45 : 1 : 2. Oxygen uptake rate, yield and decay rate of the rice husk eluent was calculated to be $0.0049mgO_2/L/sec$, 0.24 mgSS/mgCOD and 0.004 respectively. The most stable form of rice husk pellets was produced when the weight of the rice husk, EVAc, PVAc, and distilled water was 10 : 2 : 0.2 : 10. The prepared rice husk pellets had an apparent density of 368 g/L and a porosity of 59.00% upon filling. Dry rice husks showed high adsorption capacity for ammonia gas but low adsorption capacity for hydrogen sulfide. The bio-filter odor removal column filled with rice husk pellets showed more than 99.50% removal efficiency for NH3 and H2S gas. Through the analysis of circulation water, the prime removal mechanism is assumed to be the dissolution by water, microbial nitrification, and sulfation. Finally, it was confirmed that the microorganisms could survive well on the rice husk pellets, which provided them a stable supply of nutrients for their activity in this long-term experiment. This adequate supply of nutrients from the rice husk enabled high removal efficiency by the microorganisms.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권5호
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• pp.5-13
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• 2010

본 연구는 생물학적 지상처리 토양정화공정을 기본으로 생물반응기, 롤형 접촉산화장치(rolled pipe type of contact oxidation system, RPS), 화학처리장치의 처리과정을 통해 유류, 중금속, 영양염류로 오염된 토양 및 지하수를 동시에 정화 복원할 수 있는 생물학적 복합토양정화공정을 개발 검증하고자 실시하였다. 실험을 통해 현장 토양 중에 있는 토양정화효율이 우수한 5종의 미생물을 분리 선발하였고, 토양으로부터 유류를 효과적으로 분리하기 위한 계면활성제로는 Anion과 Nonion계 복합제가 가장 우수한 것으로 확인되었는데, 오염된 토양에 계면활성제를 처리한 후 선발된 미생물을 혼합해 적용하는 것이 가장 효율적인 것으로 나타났다. 토양정화조를 이용해 석유계총탄화수소(Total Petroleum hydrocarbon, TPH)로 오염된 토양을 처리한 결과, 5,000mg/L 내외의 저농도 오염시 28일간 90.0%, 10,000mg/L 이상의 고농도 오염시 81일간 90.7%의 처리효율을 나타냈으며, 토양정화조에서 배출된 침출수를 생물반응기로 1차 처리하고 롤형 접촉산화장치로 2차 처리한 결과, BOD 90.6%, $COD_{Mn}$ 73.0%, SS 91.9%, T-N 73.8%, T-P 65.7%의 평균 처리효율을 얻을 수 있었다. 이후 응집제를 통한 화학처리장치를 적용하여 중금속을 99.0% 이상 제거하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권6호
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• pp.648-655
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• 2007

UV/H_2O_2$, $O_3$, $O_3/H_2O_2$, $UV/H_2O_2/O_3$ 공정을 이용한 테레프탈산 제조공정 폐수의 COD 및 색도제거 연구를 수행하였다. UV/H_2O_2$, $O_3$, $O_3/H_2O_2$, $UV/H_2O_2/O_3$ 공정에서의 COD 제거율은 각각 10, 48, 56, 63%, 색도 제거율은 $UV/H_2O_2$ 공정이 80%, $O_3$, $O_3/H_2O_2$, $UV/H_2O_2/O_3$ 공정은 모두 99% 이상 효과적으로 제거되는 것으로 나타났다. COD 및 색도 제거율이 가장 우수한 $UV/H_2O_2/O_3$ 공정에서 테레프탈산 제조공정 폐수의 주요 유기물 성분인 테레프탈산, 이소프탈산 그리고 벤조산 성분은 120분 이내에 모두 99% 이상 제거되었다. 또한 $UV/H_2O_2$, $O_3/H_2O_2$, $UV/H_2O_2/O_3$ 공정에서의 최적 $H_2O_2$ 주입농도는 각각 0.5M, 25 mM 그리고 5 mM로 나타나, UV와 $H_2O_2$를 오존산화 공정에 조합함으로써 유기물 제거율 향상과 함께 사용된 $H_2O_2$의 저감효과를 동시에 얻을 수 있었다.

• 청정기술
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• 제18권4호
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• pp.446-450
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• 2012

격막식 전해조에서 전해질(염화나트륨, 탄산칼륨 등)을 첨가시킨 수용액을 전해하여 음극에서 생산되는 강알카리성 전해수는 세정효과가 있고, 친환경적이어서 화학적 세정제의 대체물질로 검토되고 있다. 일본에서는 일부 자동차나 정밀부품업계 등에서 세정제로 사용되고 있다. 격막식 전해조를 사용하여 강알카리성전해수를 생산할 경우 필연적으로 양극에서 강산성전해수가 생성된다. 생성되는 강산성전해수는 용도를 찾지 못할 경우 배출되어 폐기되므로 결과적으로 전해수의 생산효율이 저하된다. 또한 격막의 오염으로 인하여 전해효율이 저하되는 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하고자 전극반응실과 희석실이 일체화된 무격막 일체형 전해조를 사용하고 전해질의 조성을 변화시키면서 강알카리성전해수를 생성하였으며, 이의 물성 및 특성을 확인하였다. 격막식 전해조에서 생산된 강알카리성전해수와 일체형 전해조에서 생산된 강알카리성전해수의 물성을 비교한 결과 산화환원전위(oxidation reduction potential, ORP), 염소농도에서 차이가 관찰되었다. 계면활성력을 확인하기위한 유화시험에서도 유사한 결과를 얻었으며 이로부터 무격막 일체형 전해조에서 생산된 강알카리성 전해수는 격막식 전해조에서 생산된 강알카리성 전해수처럼 세정용도로 사용 가능함을 확인하였다. 방청력 시험에서는 격막식 전해조에서 생산된 강알카리성 전해수가 우수함을 확인하였다. 무격막 일체형 전해조에서 생산된 강알카리성 전해수는 격막식 전해조에서 생산된 강알카리성 전해수와 달리 유효염소를 함유하고 있어 살균력을 보유하고 있을 것으로 사료된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제26권2호
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• pp.82-95
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• 2021

마산만에서 유기물의 시공간적 분포 특성을 살펴보기 위해 2015년 월별로 총 13개 정점에서 화학적산소요구량(COD)과 총유기탄소(TOC) 농도를 조사하였다. COD와 TOC 농도는 오염부하량이 증가하는 6~8월에 상대적으로 높았고, 저층보다 표층에서 약 2배 높았다. COD와 TOC 농도는 마산만의 내측 정점에서 다른 정점들에 비해 약 2배 이상 높았다. 2015년 마산만 표층에서 이론적산소 요구량(TOD)을 기준으로 COD의 산화 효율성을 추정한 결과, COD의 산화 효율은 약 23%로 낮은 수준이었다. 마산만에서 COD 측정시 낮은 산화 효율은 만 내에 분포하는 유기물 양이 과소평가 될 가능성이 있어, 유기물의 정확한 정량분석을 위해서는 COD와 TOC 분석의 병행 조사가 필요할 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권5B호
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• pp.497-502
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• 2009

광촉매에 의한 수처리 방법은 수중에서 오염물질을 직접분해 처리하며 난분해성 유기물 또는 무기물의 분해가 용이하다. 특히 2차 오염물질의 생성이 거의 없는 것이 가장 큰 장점이라 할 수 있다. 하지만 광촉매 형태에 따라 여러 문제가 발생한다. 회전 광촉매 형태는 기존의 문제를 최소화시키고 회전원판법을 적용하여 고도산화처리가 가능하다. 회전광촉매 반응기의 적용을 위해서는 여러 가지 설계와 운전인자 및 특성에 대한 고찰이 필요하다. 본 연구에서는 회전 광촉매를 $TiO_2$ 고정화 작업으로 회전원판법에 적합하게 제작하였다. 이를 이용하여 회전 광촉매 반응에 의한 폐수처리를 수행하기 위한 운전인자들을 도출하였다. 회전 광촉매 $TiO_2$ 함량은 최대 70%가 한계로 나타났다. $TiO_2$ 함유량이 증가할수록 처리효율도 지속적으로 증가되고 있다. 적절한 회전 광촉매는 R4로 $TiO_2$ 함유량 36.8% 이다. 자외선 세기가 증가 할수록 TCODcr의 분해효과는 지속적으로 증가 된다. 다만 적절한 광원의 세기는 경제성을 고려해서 판단하여야 한다. 회전 광촉매의 회전속도가 증가할수록 처리효율은 향상된다. UV lamp를 반응조에 침지시키지 않을 때 회전 광촉매 수심변화는 수심이 50%, 30%, 10%, 70%, 100% 순으로 처리효율이 높게 나왔다. 본 실험을 바탕으로 태양광에서도 유기물을 처리할 수 있는 시스템을 개발에 바탕이 될 것이라 판단한다.