• 제목/요약/키워드: Oxygen penetration depth

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Morphological characteristics and nutrient removal efficiency of granular PAO and DPAO SBRs operating at different temperatures

  • Geumhee Yun;Jongbeom Kwon;Sunhwa Park;Young Kim;Kyungjin Han
    • Membrane and Water Treatment
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    • 제15권1호
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    • pp.1-9
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    • 2024
  • Biological nutrient removal is gaining increasing attention in wastewater treatment plants; however, it is adversely affected by low temperatures. This study examined temperature effects on nutrient removal and morphological stability of the granular and denitrifying phosphorus accumulating organisms (PAO and DPAO, respectively) using sequencing batch reactors (SBRs) at 5, 10, and 20 ℃. Lab-scale SBRs were continuously operated using anaerobic-anoxic and anaerobic-oxic cycles to develop the PAO and DPAO granules for 230 d. Sludge granulation in the two SBRs was observed after approximately 200 d. The average removal efficiency of soluble chemical oxygen demand (SCOD) and PO43--P remained >90% throughout, even when the temperature dropped to 5 ℃. The average removal efficiency of NO3--N remained >80% consistently in DPAO SBR. However, nitrification drastically decreased at 10 ℃. Hence, the removal efficiency of NH4+-N was decreased from 99.1% to 54.5% in PAO SBR. Owing to the increased oxygen penetration depth at low temperatures, the influence on nitrification rates was limited. The granule in DPAO and PAO SBR was observed to be unstable and disintegrated at 10 ℃. In conclusion, morphological characteristics showed that changed conversion rates at low temperatures in aerobic granular sludge altered both nutrient removal efficiencies and granule formation.

가막만 빈산소 수괴의 특성 (The Characteristics of Oxygen Deficient Water Mass in Gamak Bay)

  • 김정배;이상용;유준;최양호;정창수;이필용
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제9권4호
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    • pp.216-224
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    • 2006
  • 하계 가막만에서 발생하는 빈산소 수괴의 형성과정과 그 특성을 규명하기 위하여 2005년 6월 17일부터 2005년 9월 12일까지 주 간격으로 조사하였다. 표층 수온은 내만에서 만 입구로 갈수록 낮았으나, 저층 수온은 만 입구와 내만보다 만 중앙에서 높게 나타났다. 수괴의 수직적인 성층은 매우 발달하였으며, 수온약층은 수심 3-5m에서 관측되었다. 저층의 빈산소 수괴는 7월초에 내만 안쪽에서 나타났으며, 8월초에는 만 중앙부까지 확산되었다. 수괴의 평균투명도와 광소멸 계수($K_d$)는 각각 4.0m와 0.47로 나타났다. 저층의 영양염과 클로로필 ${\alpha}$ 농도는 표층보다 유의하게 높았으며, 만 입구보다 내만에서 높게 나타났다. 빈산소 수괴의 저층에서 퇴적물의 산소투과 깊이는 지극히 낮았으며, 산소소모율은 빈산소가 소멸된 수괴에서 보다 낮았다. 빈산소 수괴가 발생하는 기간동안 용존 산소 농도는 저층의 영양염 농도와 유의한 역 상관관계를 보였으나, 표층 영양염 농도와는 유의한 관계를 보이지 않았다. 저층에서 산소 감소의 촉진은 퇴적물에서 산소소모율 증가와 저층 부근에서 미생물에 의한 유기물 분해 때문인 것으로 판단되었다.

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반도체 메모리 소자 응용을 위한 TaSiN 확산 방지층의 산화 저항성 (Oxidation resistnace of TaSiN diffusion barrier layers for Semiconductor memory device application)

  • 신웅철;이응민;최영심;최규정;최은석;전영아;박종봉;윤순길
    • 한국재료학회지
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    • 제10권11호
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    • pp.749-764
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    • 2000
  • 약 90 nm 두께의 비정질 TaSiN박막을 poly-Si and $SiO_2/Si$ 기판 위에 rf magnetron sputtering법으로 증착하였다. TaSiN박막은 산소부위기에서 열처리 시 $ 900^{\circ}C$까지 결정화되지 않는 비정질 상을 보였다. 산소의 확산 깊이는 산소분위기 열처리 온도가 증가함에 따라 증가하였으며 $650^{\circ}C$, 30분 열처리시 $Ta_{23}Si_{29}N_{48}$의 경우 약 20 nm의 깊이까지 확산되었다. $Ta_{23}Si_{29}N_{48}$ 박막의 증착 후 비저항은 약 $1,300{\mu}{\Omega}-cm$의 값을 보였지만 산소분위기 열처리시 $700^{\circ}C$ 이상에서 급격히 증가하였다.

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수상 회전식 태양광 발전시설 설치에 따른 농업용 저수지의 수질변화 평가 (Evaluation of the Water Quality Changes in Agricultural Reservoir Covered with Floating Photovoltaic Solar-Tracking Systems)

  • 이인주;주진철;이창신;김가영;우도영;김재학
    • 대한환경공학회지
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    • 제39권5호
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    • pp.255-264
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    • 2017
  • 본 연구는 수상 태양광 발전시설의 설치로 인한 농업용 저수지의 수질변화를 평가하기 위해 경기도 안성시 금광저수지에 위치한 수상 회전식 태양광 발전시설에서 발전시설 설치에 따른 차광구역 6지점과 비차광구역 4지점을 선정하여 1년 동안 총 16회에 걸쳐 차광으로 인한 수질변화를 시간과 수심 별로 분석하였다. 이를 위해 수온, pH, DO, Chl-a, BGA 항목을 0.3 m, 1 m, 3 m, 5 m의 수심별로 측정하고, 표층의 시료를 채수하여 COD, TN, TP 항목을 분석하였다. 연구결과, 금광저수지 내 10곳의 측정지점 간의 관측된 전 수질항목에서 차이는 유의확률(p - value) 0.05 이상으로 유의수준(${\alpha}=0.05$)에서 서로 다르지 않다고 통계학적으로 분석되었다. 이러한 결과를 토대로 측정지점을 차광구역(site 1~6)과 비차광구역(site 7~10)으로 그룹화 후 시간 및 수심에 따른 변화를 확인하였다. 차광구역과 비차광구역 간의 수온, pH, DO, COD, TN, TP, Chl-a, BGA의 계절 및 수심에 따른 차이는 유의한 수준에서 통계학적으로 다르지 않았다(p > 0.05). Chl-a와 BGA의 경우, 7월에 비차광구역보다 차광구역에서 일부 높은 농도가 관측되었으나 이는 기록적인 가뭄과 낮은 저수량, 발전시설 구조물에 부착된 부착조류의 과다성장으로 인한 일시적 현상으로 전체 수질은 통계학적으로 유의할 만한 차이가 없는 것으로 조사되었다. 이러한 결과는 수상 회전식 태양광 발전시설의 설치로 인한 저수지 수면의 차광이 전체 수면적 대비 0.5% 미만으로 일사량 유입 감소효과는 취송 및 방류를 통한 저수지 수체의 혼합 효과 대비 미미했기 때문인 것으로 판단된다. 향후, 수상 태양광 발전시설 설치로 인한 수질변화를 면밀히 연구하기 위해서는 보다 넓은 면적의 태양광 발전시설의 설치로 인한 차광과 함께 장기적인 수질 및 수생태계 관측이 필요할 것으로 판단된다.

레이저 다이오드를 이용한 고형암 치료를 위한 간질성 광역학 치료법 개발 (Interstitial Photodynamic Therapy (PDT) Set-up for Treating Solid Tumor Using Laser Diode)

  • 김종기;김기홍
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제16권2호
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    • pp.104-109
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    • 2005
  • 암치료에 사용되고 있는 광역학 치료는 환자에게 광민감제를 투여하고 다이오드 레이저(630 nm)를 조사하여 생성되는 단일상태 산소와 자유 라디칼에 의해 암조직을 괴사시키는 치료방법이다. 현재 광역학 치료의 문제점은 부피가 큰 종양이나 고형암에서는 빛이 종양전체를 투과할 수 없으므로 광역학 치료의 효과가 떨어지는 것이다. 따라서 이 문제를 해결하기 위하여 간질성 광역학 치료법을 개발하고자 한다. 생체조직내의 정확한 광선량 측정이 간질성광역학치료의 효과에 매우 중요한 영향을 주므로, 실험 연구에 사용된 계수는 실제 생체조직의 광학 계수이다. 생체조직 대부분은 가시광선영역에서 큰 산란계수를 가지며, 투과 깊이에 많은 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 가시영역에서의 인체조직의 투과깊이는 약 $15\~20mm$이었다. 몬테칼로 시뮬레이션(Monte Carlo simulation)을 이용하여 생체조직내의 광전파, 광선량, 에너지율, 투과깊이를 잘 측정할 수 있음을 알았다. 그리고 이 시뮬레이션 결과를 가지고 고형암에 간질성 광역학 치료를 하여 치료효과를 확인하였다.

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$CF_4$ 플라즈마에서 반응성 이온식각한 알루미늄 박막의 표면분석 (Surface analysis of reactively ion-etched aluminum films in $CF_4$ plasma)

  • 김동원;이원종
    • 한국결정성장학회지
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    • 제5권4호
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    • pp.351-357
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    • 1995
  • $CF_4$ 플라즈마 분위기에서 반응성 이온식각된 알루미늄의 표면을 XPS 분석하였다. 알루미늄의 표면에$AlF_3$가 형성되었으며 표면에서의 깊이가 깊어질수록 Al - F 결합에 의한 $Al_{2p}$ peak 강도가 감소하고 금속 알루미늄 결합에 의한 $Al_{2p}$ peak 강도가 증가하였다. 입자의 충돌에 의해서 표면원자들이 mixing 됨으로써 알루미늄의 표면에 50~100 $\AA$ 정도의 두께를 가진 $AlF_x$ 층이 형성되는 것으로 분석되었다. 같은 조건에서 반응성 이온식각된 알루미늄 산화막의 경우에는 mixing 효과가 알루미늄보다 작으므로 상대적으로 얕은 범위(10~20 $\AA$)에서 F가 O를 치환하여 $AlF_x$층이 형성되었다.

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미분탄 입자들의 배열이 미분탄 연소에 미치는 영향 (Effects of Coal Particle Array on Coal Combustion)

  • 조종표;김호영;정진택
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제29권12호
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    • pp.1321-1328
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    • 2005
  • The burning characteristics of interacting coal particles in a convective flow are numerically investigated at various Reynolds numbers. The transient combustion of 2-dimensionally arranged particles, both the fixed particle distances of 5 radii to 20 radii horizontally and 4 radii to 24 radii vertically, is studied. The results obtained from the present numerical analysis indicate that the transient flame configuration and retardation of particle temperature augmentation with the horizontal or vertical particle spacing substantially influence devolatilization process and carbon conversion ratio of interacting particles. Volatile release and carbon conversion ratio of the second particle with decreasing horizontal and vertical particle spacing decrease gradually, whereas those of the first particle with decreasing vertical particle spacing increase due to flow acceleration. When the vertical particle spacing is smaller than $6R_0$, volatile release and carbon conversion ratio of the second particle decrease due to reduction of flame penetration depth and interference of oxygen diffusion by the first particle.

피조개(Scapharca broughtonii Schrenck) 양식시 살포시기와 환경 특성의 영향 (The Effects of the Spat Planting Time and Environmental Factors in the Arkshell, Scapharca broughtonii Schrenck Culture)

  • 김정배;이상용;정춘구;정창수;손상규
    • 한국양식학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.31-40
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    • 2007
  • 가막만, 여자만과 사량도에서 피조개(Scapharca broughtonii) 치패의 살포시기와 양식장 환경에 따른 피조개의 성장과 생존율 감소 요인을 파악하였다. 피조개는 여자만과 가막만에서는 2004년 11월에 인공산 치패를 바닥식으로 살포하였으며, 사량도에서는 2005년 3월초에 중국산과 국내산 치패를 바닥식으로 살포하였다. 살포된 피조개의 치패는 2005년 3월부터 12월까지 매월 성장과 생존율을 측정하였으며, 양식장의 수질(수온, 염분, DO, 영양염, Chl. a)과 퇴적물(산소투과 깊이, 미세산소 분포, 강열감량과 COD) 환경을 조사하였다. 조사기간 동안 피조개의 누적 생존비는 가막만에서 가장 높았으며, 여자만에서는 대부분 폐사하였다. 피조개 개체의 성장은 여자만과 가막만에서 5월에 가장 빠른 것으로 나타났으며, 사량도에서는 국내산이 중국산보다 빠른 성장을 보였다. 여자만에서 피조개의 높은 폐사(>65%)는 하계의 수온 상승, 저염분 수괴의 유입과 퇴적물의 낮은 DO 농도가 영향을 미치는 것으로 나타났다. 계절에 따른 가막만과 사량도에서 피조개의 생존비는 영양염과 퇴적물의 COD 농도에 영향을 받는 것으로 나타났다. 피조개의 성장과 폐사는 양식장 환경과 살포시기에 따라 차이를 보였다.

지하수수질측정망 자료를 활용한 경남지역 지하수 수질: 배경수질전용측정망에 의한 심도·지질별 특성 (Groundwater Quality in Gyeongnam Region Using Groundwater Quality Monitoring Data: Characteristics According to Depth and Geological Features by Background Water Quality Exclusive Monitoring Network)

  • 차수연;서양곤
    • 청정기술
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    • 제26권1호
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    • pp.39-54
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    • 2020
  • 본 연구에서는 경상남도 지역의 지하수 수질 특성을 파악하고 효과적인 지하수 관리를 위한 기초적인 자료를 제공하기 위하여 지하수수질측정망 자료를 이용하여 심도와 지질별로 분석하였다. 토양지하수정보시스템의 배경수질전용측정망을 통하여 2013년부터 2017년까지 5년 동안의 503 세트 자료를 수집하였다. 총대장균군과 몇 극소량 존재하는 항목 즉 수은, 페놀 등을 제외한 수질매개변수는 심도와 지질에 따라 유의하거나 아주 유의하였다. 심도가 깊어짐에 따라 pH와 전기전도도는 증가하였고, 수온, 용존산소 산화물 환원 전위, 비소, 총대장균군 그리고 탁도는 감소하였고, 먹는물 수질 부적합율은 낮아졌다. 양이온과 음이온의 농도 합은 쇄설성퇴적암에서 가장 높았고 변성암에서 가장 낮았다. 먹는물 수질 부적합율은 변성암에서 가장 높았고 쇄설성퇴적암, 미고결퇴적물, 그리고 관입화성암 순이었다. 상층관정과 쇄설성퇴적암의 일부 지점에서 외부 오염물질에 의한 오염의 가능성을 의미하는 Na-Cl 수질특성을 보였다.

산소 미세전극을 이용한 남해연안 퇴적물/해수 계면에서 산소소모율 및 유기탄소 산화율 추정 (Estimation of Oxygen Consumption Rate and Organic Carbon Oxidation Rate at the Sediment/Water Interface of Coastal Sediments in the South Sea of Korea using an Oxygen Microsensor)

  • 이재성;김기현;유준;정래홍;고태승
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제8권4호
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    • pp.392-400
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    • 2003
  • 남해 중부해역 반폐쇄성 만과 유기오염 유입원이 다수 존재하는 7개 연안에서 2003년 5월 13일부터 17일에 걸쳐 산소 미세전극을 이용 공극수내 산소의 수직분포를 측정하였다. 관측된 산소투과깊이 범위는 1.30∼3.80 mm로 매우 작았다. 극히 얕은 산화층 존재는 초기속성 작용 연구 중 산화$.$환원 반응연구를 최소한 mm 단위로 연구할 필요성을 제시한다. 공극수 수직분포에 1차 확산-반응 모델을 적용하여 추정된 퇴적물/해수 계면에서 산소소모율 범위 는 10.8∼27.6 mmol $O_2$ m$^{-2}$ day$^{-1}$(평균 19.1 mmol $O_2$ m$^{-2}$ day$^{-1}$)였고 퇴적물 유기탄소 농도와 양의 상관관계를 보였다. 또한 플럭스에 산소 대 탄소 비 (170/110)를 적용하여 추정한 유기탄소 산화율은 89.5∼228.1 mg C m$^{-2}$ day$^{-1}$(평균: 158.0 mg C m$^{-2}$ day$^{-1}$)였다. 이들 결과는 남해중부 해역중 유기물 유입이 많은 지역을 대상으로 한 결과로 남해 평균 값 중 최대값으로 생각되며 연안환경의 부영양화 및 빈산소 수괴 형성 기작을 밝히기 위해서는 이러한 연구가 보다 많은 지역에서 계절적으로 수행되어져야 할 것으로 생각한다.