• 상하수도학회지
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• 제19권5호
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• pp.632-638
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• 2005

Membrane fouling index such as Silt Density Index (SDI) and Modified Fouling Index (MFI) is an important parameter in design of the integrated RO/NF membrane processes for drinking water treatment. In this study, the effect of particle, membrane and feed water characteristics on membrane fouling index were investigated systematically. Higher fouling index values were observed when filtering suspensions with smaller particle size and higher feed particle concentration. Larger membrane resistance due to smaller pore size resulted in an increased membrane fouling index. The variations of feed water hardness and TDS concentrations did not show any impact on fouling index, suggesting that there were no significant colloidal interactions among particles and thus the porosity of particle cake layer accumulated on the membrane surface could be assumed to be 0.36 according to random packing density. Based on the experimental observations, fundamental membrane fouling index model was developed using Happel Cell. The effect of primary model parameters including particle size ($a_p$), particle concentration ($C_o$), membrane resistance ($R_m$), were accurately assessed without any fitting parameters, and the prediction of membrane fouling index such as MFI exhibited very good agreement with the experimental results.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제10권3호
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• pp.271-295
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• 2016

In this study, an extensive literature review has been conducted on the material characterization of UHPC and its potential for large-scale field applicability. The successful production of ultra-high performance concrete (UHPC) depends on its material ingredients and mixture proportioning, which leads to denser and relatively more homogenous particle packing. A database was compiled from various research and field studies around the world on the mechanical and durability performance of UHPC. It is shown that UHPC provides a viable and long-term solution for improved sustainable construction owing to its ultrahigh strength properties, improved fatigue behavior and very low porosity, leading to excellent resistance against aggressive environments. The literature review revealed that the curing regimes and fiber dosage are the main factors that control the mechanical and durability properties of UHPC. Currently, the applications of UHPC in construction are very limited due to its higher initial cost, lack of contractor experience and the absence of widely accepted design provisions. However, sustained research progress in producing UHPC using locally available materials under normal curing conditions should reduce its material cost. Current challenges regarding the implementation of UHPC in full-scale structures are highlighted. This study strives to assist engineers, consultants, contractors and other construction industry stakeholders to better understand the unique characteristics and capabilities of UHPC, which should demystify this resilient and sustainable construction material.

• Computers and Concrete
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• 제10권4호
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• pp.409-417
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• 2012

The quality of high performance concrete largely depends on water cement ratio, porosity, material composition and mix methods. The uniformity of color, texture and compressive strengths are quality indicators commonly used to assess the overall characteristics of concrete mixes. The homogeneity and share of coarse aggregates play a key role in concrete quality and must be analyzed in a microscopic point of view. This research studies the quality of high performance concrete by taking drilled cores in both horizontal and vertical directions from a 1.0 $m^3$ specimen. The coarse aggregate, expressed in digitized $100{\times}116$ dpi resolution images are processed based on brightness in colors through commercial software converted into text files. With the image converting to text format, the share of coarse aggregate is quantified leading to a satisfactory assessment of homogeneity - a quality index of high performance concrete. The compressive strengths of concrete and the shares of coarse aggregate of the samples are also compared in this research study to illustrate its correlation in concrete quality. It is concluded that a higher homogeneity of aggregate exists in the vertical plane than that of the horizontal planes of the high performance concrete. In addition, the concrete specimen showing denser particle packing has relatively higher compressive strengths. The research methodology provides an easy-to-use, direct measurement of high performance concrete when conducting quality assessment in the construction site.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.769-774
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• 2005

최근 무기 불소계 공정 부산물의 발생에 따른 환경 오염 문제 해결과 재활용을 위한 노력이 중요한 현안으로 대두되고 있다. 따라서 세계적으로 이러한 목적을 달성하기 위하여 각종 재활용 기술 및 제조 시설 등이 개발되고 있으며, 현재에도 끊임없는 기술 개발의 노력이 시도되고 있다. 이러한 추세에 따라 국내에서도 1990년대 후반부터 인산$(H_3PO_4)$ 및 불산(HF)을 제조하는 공정 중에 액상형태의 부산물로 회수되는 불화규산$(H_2SiF_6)$을 활용하여 안정한 액상형태로 제조되는 규불화염계 화합물이 콘크리트의 강도를 증진시키는 동시에 수밀성 증진 및 경화 후 물성에 긍정적인 영향을 주며, 향후 건설용 혼화재료로써의 새로운 기능성이 제기되고 있다. 본 연구에서는 인산 제조 공정 중에 공정부산물로 회수되는 불화규산$(H_2SiF_6)$을 활용하여 제조된 규불 화염계 복합 조성물을 첨가한 콘크리트의 공학적 특성을 파악하고자 콘크리트의 굳지 않은 특성(유동성, 공기량, 블리딩, 응결시간), 콘크리트의 경화 특성(압축강도, 길이 변화) 및 콘크리트 수밀성에 대하여 검토를 행하였다. 그 결과, 규불화염계 복합 조성물의 첨가하면 시멘트 수화 과정 중에 생성되는 난용성 금속불화물의 충전작용 및 가용성 실리카의 포졸란반응의 복합적 효과에 의해 압축강도가 향상되고 투수율 및 공극률이 크게 감소되어 콘크리트 경화체의 수밀성이 증진되는 것으로 확인되었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제14권3호
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• pp.182-189
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• 2005

본 연구는 혼합상토의 보수성 증가를 위하여 polyacrylamide 고흡수성 수지 Stocksorb C를 혼합할 경우 상토의 물리성에 미치는 영향을 밝히기 위하여 수행하였다. 네종류 혼합상토, 피트모쓰 + 버미큘라이트(1:1 , v/v; PV), 피트모쓰+부숙왕겨(1:1, v/v; PR), 피트모쓰+부숙톱밥(1:1, v/v; PS), 그리고 피트모쓰+부숙수피(1:1, v/v; PB)를 조제하는 과정에서 STSB를 혼합하고, 플라스틱 포트에 충전하였으며, 5주 후에 상토의 물리적 특성을 측정하였다. STSB의 혼합비율이 증가할수록 PV, PS 및 PB 상토의 공극률이 증가하여 $5{\%}$ 수준의 통계적인 차이가 인정되었고, 직선 또는 2차곡선회귀가 성립하여 경향을 찾을 수 있었다. STSB의 혼합비율 증가로 PS와 PB상토의 용기용수량이 뚜렷하게 증가하였으나 PV 및 PR상토에서는 STSB의 혼합비율에 따른 처리간 차이가 인정되지 않았다. 특히 STSB의 혼합은 PV PS및 PB 상토의 기상률을 뚜렷하게 증가시켜 처리간 통계적인 차이와 함께 직선 및 2차곡선회귀가 성립하여 경향이 뚜렷하였다. 고흡수성 수지의 혼합비율이 높아질수록 4.90 kPa, 9.81 kPa, 29.4 kPa및 1.5 MPa 토양 수분장력 하에서 존재하는 수분량이 많았다. 각 상토별로 29.4 kPa이나 1.5 MPa에서 존재하는 수분은 PV 혼합상토에서 적었고, PB와 PR 혼합상토에서 유사한 수준이었으며, PS 혼합상토에서 가장 많았다. 이는 고흡수성 수지의 혼합비율이 높아짐에 따라 상토가 보유하는 수분량이 증가하지만 식물이 쉽게 흡수할 수 있는 수분량이 증가하지 않음을 의미한다.

• 한국환경보건학회지
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• 제34권1호
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• pp.101-107
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• 2008

Bio-filtration utilizes microorganisms fixed to a porous medium to metabolize pollutants present in an air stream. The microorganisms grow in a bio-film on the surface of a medium or are suspended in the water phase surrounding the medium particles. Therefore, bio-filter support media play one of the most important key roles in bio-filtration of gas phase pollutants. To characterize and select the appropriate support media, gas adsorption capacity and microorganism immobilization were investigated in lab-scale experiments for the selected target support media which were compost I (compost from lab-scale process), compost II (compost from municipal facility), bark, wood chip, orchid stone and vermiculite. As odor materials, ammonia and trimethylamine were utilized. From the result of experiments, bark was superior to any other support media tested in adsorption capacity as much as 12.5 mg ammonia per 1 g bark. In trimethylamine adsorption, bark and wood chip showed a remarkable results of 21.1 and 14.1 mg/g respectively. On the other hand, microorganism fixation test determined by the count of nitrogen oxidizing microbes population, the compost II and wood chips showed the best results. Considering the characteristics of materials and the operating condition of the bio-filter, bark, wood chip, and compost II are applicable to the support media of bio-filter when they are appropriately blended on the basis of studying the media pH, packing porosity and moisture contents.

• Environmental Engineering Research
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• 제13권1호
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• pp.19-27
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• 2008

Simultaneous removal of ternary gases of $NH_3$, $H_2S$ and toluene in a contaminated air stream was investigated over 180 days in a biofilter. A commercially available inorganic/polymeric composite chip with a large void volume (bed porosity > 0.80) was used as a microbial support. Multiple microorganisms including Nitrosomonas and Nitrobactor for nitrogen removal, Thiobacillus thioparus (ATCC 23645) for $H_2S$ removal and Pseudomonas aeruginosa (ATCC 15692), Pseudomonas putida (ATCC 17484) and Pseudomonas putida (ATCC 23973) for toluene removal were used simultaneously. The empty bed residence time (EBRT) ranged from 60 - 120 seconds and the inlet feed concentration was $0.0325\;g/m^3-0.0651\;g/m^3$ for $NH_3$, $0.0636\;g/m^3-0.141\;g/m^3$ for $H_2S$, and $0.0918\;g/m^3-0.383\;g/m^3$ for toluene, respectively. The observed removal efficiency was 2% - 98% for $NH_3$, 2% - 100% for $H^2S$, and 2% - 80% for toluene, respectively. Maximum elimination capacity was about $2.7\;g/m^3$/hr for $NH_3$, > $6.4\;g/m^3$/hr for $H_2S$ and $4.0\;g/m^3$/hr for toluene, respectively. The inorganic/polymeric composite carrier required 40 - 80 days of wetting time for biofilm formation due to the hydrophobic nature of the carrier. Once the surface of the carrier was completely wetted, the microbial activity became stable. During the long-term operation, pressure drop was negligible because the void volume of the carrier was two times higher than the conventional packing materials.

• 한국세라믹학회지
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• 제41권10호
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• pp.749-755
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• 2004

불화규산($H_2SiF_6$)은 인산 혹은 불산 제조공정에서 발생되는 사불화규소($SiF_4$)의 흡수공정에 의해 수용액 상태로 회수된다. 불화규산과 금속염의 반응에 의해 생성된 규불화염을 시멘트에 첨가하면 시멘트와의 특이 수화반응에 의해 독특한 물성을 발휘된다. 본 연구에서는 상기 공정에 의해 회수된 불화규산(농도 : $25\pm2\%$)과 금속염을 반응시켜 3가지 농도($4\%,\;6\%,\;8\%$)의 2성분 규불화염계 혼화제(MZ)를 제조하고, 시멘트 중량의 동일 첨가량($C\times1.0\%$)에서 시멘트 수화반응 및 수밀성에 대해 MZ의 농도변화에 따른 효과를 관찰하였다. MZ가 첨가된 시멘트 수화과정중 $CaF_2$와 같은 난용성 금속불화물과 가수분해에 의한 가용성 실리카가 새로이 생성되었다. MZ가 첨가된 경화시멘트의 총 공극율은 난용성 금속불화물의 충전작용과 가용성 실리카의 포졸란 작용에 의해 감소되었다. 궁극적으로 시멘트와 MZ간의 특이 수화반응에 의해 MZ가 첨가된 시멘트 경화체의 수밀성이 개선되는 것으로 나타났다.

• 한국세라믹학회지
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• 제38권9호
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• pp.799-805
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• 2001

상용 알루미나 분말(0.5${\mu}$m, 3${\mu}$m)을 die-press법을 이용하여 1120$^{\circ}$C에서 2시간 1차 소결하여 다공성 전성형체를 제조하고 1100$^{\circ}$C에서 4시간 $La_2O_3-Al_2O_3-SiO_2$계 유리를 용융 침투시켜 치밀한 유리-알루미나 복합체를 제조하였다. 알루미나 입도가 유리-알루미나 복합체의 충진율, 미세조직, 젖음성, 기공률 및 크기, 기계적 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 입도 범위가 0.1∼48${\mu}$m로 넓고 bimodal size 입도 분포를 가지면서 random orientation을 가진 3${\mu}$m 알루미나가 분산된 복합체가 최적의 기계적 특성 및 충진률이 관찰되었으며 강도와 인성값은 각각 519MPa, $4.5MPa{\cdot}m^{1/2}$이었다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권3호
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• pp.231-239
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• 2006

본 연구에서는 인공 폐수에 포함된 고농도의 ${NO_3}^--N$을 제거하기 위해 황 산화 독립영양 탈질공정으로 sulfur-$CaCO_3$ 복합담체를 이용하여 탈질효율을 평가하였다 sulfur-$CaCO_3$ 복합 담체를 반응기(R4)에 충진하였다. 유입수 중 ${NO_3}^--N$ 부하량이 $200{\sim}1000g/m^3{\cdot}day$일 때 sulfur-$CaCO_3$ 복합 담체를 충진한 반응기의 탈질효율은 95.0% 이상의 높은 탈질효율을 보였다. 특히 ${NO_3}^--N$의 부하량이 $1000g/m^3{\cdot}day$일 때의 R4의 평균 ${NO_3}^--N$ 제거율은 98.7%로 sulfur-$CaCO_3$ 복합 담체를 충진한 반응기가 다른 반응기보다 높은 탈질 효율을 보였다. $Ca^{2+}$와 알칼리도의 분석을 통해, 각 반응기에 충진된 $CaCO_3$에 의한 알칼리도 공급량을 보면 다른 반응기 보다 sulfur-$CaCO_3$ 복합 담체를 충진한 반응기에 존재하는 $CaCO_3$가 매우 효과적으로 해리되면서 알칼리도를 공급하였다는 것을 확인할 수 있었다. 이렇게 효과적으로 알칼리도가 공급되면서 황 산화 독립영양 탈질 과정에서 발생된 $H^+$에 의해 저하된 pH를 보정하고 탈질 미생물의 탄소원을 공급하여 다른 반응기보다 높은 탈질 효율을 보인 것이다. ESEM을 사용하여 Sulfur-$CaCO_3$ 복합 담체의 표면을 측정한 결과 황담체 표면보다는 sulfur-$CaCO_3$ 복합 담체의 표면에 많은 공극이 존재하여 미생물이 부착 할 수 있는 표면적이 증가되어 많은 미생물이 부착할 수 있어 탈질 효율을 증가시키게 된다. 결론적으로 sulfur-$CaCO_3$ 복합담체를 이용한 황 산화 독립영양 탈질공정은 고농도의 ${NO_3}^--N$을 효과적으로 처리할 수 있었다.