• 청정기술
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• 제20권1호
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• pp.13-21
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• 2014

최근 도서지역 지하수의 염분증가로 인해 지하수가 점차 생활용수로 부적합해 짐에 따라 해수담수화의 필요성이 크게 대두되고 있다. 이러한 해수담수화를 수행하기 위해서는 많은 에너지 비용이 들어가는데, 최근 에너지가격의 상승으로 경제성 확보가 어려운 실정이다. 지열에너지를 활용한 연계형 플랜트가 문제를 해결하는 중요한 방법이 될 수 있다. 지열시스템은 지구 내부의 온도를 이용하는 방법으로서 항상 온도가 일정하며 24시간 활용할 수 있어 이용률이 높다는 장점이 있기 때문이다. 본 연구에서는 지열을 보조열원으로 활용한 진공 막 증류법 해수담수화 플랜트를 설계하고, 지열과 연계하지 않은 일반 진공 막 증류법 해수담수화 플랜트와 경제성 비교분석을 했다. 그 결과 할인율 5%일 경우 지열연계형이 $23,822,409 만큼 더 높은 순현재가치 값을 가지며, 운영기간 5.36년을 분기점으로 두 플랜트의 현금흐름이 역전되어 지열연계형 플랜트가 일반 진공 막 증류법 해수담수화 플랜트보다 더 큰 경제성을 갖는 결과를 얻었다. 또한 민감도 분석에서 주요 변수들간의 결과값 비교를 한 결과, 스팀이용비용의 변동폭이 가장 큰 영향을 미친 점에 비추어 스팀비용이 높은 지역일수록 지열에너지 연계형 플랜트가 경제적이고 효과적인 솔루션인 것으로 증명되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제38권1호
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• pp.34-41
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• 2016

UF (ultrafiltration)-SWRO (seawater reverse osmosis) 공정을 이용하여 해수와 기수의 유입수 블렌딩(pre-blending)이 보론(boron)과 휴믹산(humic acid)의 제거에 미치는 영향을 조사하였다. 유입수 블렌딩은 TDS (total dissolved solids) 농도를 기준으로 15,000 mg/L~27,000 mg/L까지 설정하였으며, RO에서의 보론 제거특성을 분석하였다. 또한, 동일한 TDS 농도범위에서 휴믹산을 주입하여 유기물 제거 특성을 알아보았다. 보론은 TDS 농도가 높아질수록 제거율은 76.60% - 83.27%로 높게 나타났지만, 최종 생산된 생산수의 보론 농도는 0.48 mg/L-0.69 mg/L로 높아져 유입수 내 보론 농도가 다량 유입될 시 유입수 블렌딩이 필요할 것으로 판단된다. 휴믹산의 경우 10 mg/L 수준일 경우 TDS 농도 22,500 mg/L가 27,000 mg/L 보다 제거율이 높게 나타났지만, 휴믹산이 5 mg/L 수준일 경우 TDS 농도 18,000 mg/L가 15,000 mg/L보다 높게 나타났다. 한편, 휴믹산이 주입되었을 때 UF-SWRO 공정에서는 오히려 플럭스(flux)와 회수율(recovery rate)이 증가하는 효과를 나타내었는데, 이는 파울링 물질이 $Ca^{2+}$와 휴믹산의 결합에 의해 대부분 제거되어 나타난 것으로 판단된다. 따라서 UF-SWRO를 이용한 해수 담수화 시 보론 농도와 휴믹산 제거측면에서 TDS 농도가 낮을수록 유리하다고 판단된다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1368-1369
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• 2011

이 연구는 최근 물 부족시대를 대비한 차세대 기술로 각광 받고 있는 해수담수화설비의 동력을 기존의 화석연료에서 신재생에너지로 전환하고 있는 세계적인 추세와 기술동향을 살펴보고 국내 적용 가능성을 검토한 것이다. 특히 태양열, 태양광, 풍력 등을 활용하여 MENA(Middle East Asia & North Africa), 스페인, 지중해 연안 등의 지역에서 추진 중인 프로젝트의 성과를 살펴보고, 이를 토대로 극심한 물 부족으로 불편을 겪고 있는 국내 해안 도서지역에 적용할 수 있는 방안을 검토하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제31권5호
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• pp.506-511
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• 1999

The pilot system for radioactive liquid laundry waste was developed with treatment capacity, 1ton/hr and set up in the Yong Kwang unit #4. The system is composed of tank module, RO systems and a UV/$H_2O$$_2$photo-oxidation unit. The RO system consists of the BW unit (low-pressure RO for brackish water desalination) and the SW unit (high-pressure RO for seawater desalination). The BW unit possesses 4 RO membranes and it can reduce the feed water volume down to 1/10. This concentrated feed water can be reduced again up to 1/10 in its volume in the SW unit composed of 4 RO membranes. The UV/$H_2O$$_2$ photo-oxidation process unit was used for the detergent degradation. The operation of the pilot system was carried out and verified in its capability through the continuous operation and concentration operation using the actual liquid waste from the power plant. The design criteria and data for industrialization were yielded. The efficiency of the UV/$H_2O$$_2$ photo-oxidation process and the optimum operational procedure were evaluated. The decontamination factors for radioactive cobalt and cesium were measured. This on-site test showed the experimental result in the DF$\geq$300 and volume reduction factor$\geq$100.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.216-222
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• 2021

해수 담수화 플랜트에서 배출되는 농축수의 새로운 활용방안을 모색하기 위한 실험이다. 본 연구에서는 염화이온 고정화 효과가 뛰어난 메타카올린을 주요 결합재로 하고 활성화제로 10%와 20%의 산화칼슘을 치환하였다. 그리고 정수(tap-water; TW)와 농축수(reverse osmosis desalination water; RW)를 혼합수로 사용하였다. 실험결과 RW를 사용한 mixture는 TW 보다 더 높은 압축강도를 보였다. 또한 낮은 물-흡수율과 높은 밀도를 나타내었다. RW를 혼합수로 사용한 mixture에서는 Friedel's salt라는 수화반응물질을 관찰할 수 있었다. 강재의 부식문제를 고려한다면 RW는 무철근 콘크리트, 벽돌, 경계석 등의 제품에 적용할 수 있을 것으로 판단된다. 본 연구를 통해 RW의 해양 방출이외에 새로운 활용방안을 제시한 것에 의미 있다고 생각된다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권1호
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• pp.51-57
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• 2009

역삼투 해수담수화(SWRO)공정의 큰 문제점 중 하나인 biofouling 현상을 초기에 감지하기 위한 센서 개발의 선행 연구로써, 본 연구는 역삼투막에 바이오필름을 형성하는 문제성 있는 박테리아를 센서의 타겟 박테리아로 제시하는 것에 중점을 두었다. 문헌조사와 실제 해수담수화 공정에서 사용된 해수 원수와 오염된 역삼투막에 존재하는 박테리아를 계통발생학적으로 분석한 결과를 토대로 Bacillus sp., Flavobacterium sp., Mycobacterium sp., P. aeruginosa, P. fluorescens, 그리고 Rhodobacter sp.의 여섯종의 모델 박테리아를 선정하였고, 선정된 모델 박테리아 중, 막 오염 잠재력을 가진 종을 찾아내기 위해 각각 박테리아의 역삼투막 부착 능력, 고압내성, 그리고 소수성을 비교 분석하였다. 그 결과, 역삼투막 부착능력은 Rhodobacter sp.와 Mycobacterium sp.가 뛰어났으며 소수성이거나 역삼투막(접촉각 약 $63^{\circ}$)과 비슷한 접촉각을 가진 박테리아가 역삼투막에 잘 부착하였다. 800 psi의 고압을 적용 한 후, Rhodobacter sp.는 여섯 종류의 모델 박테리아 중 59-73%의 가장 큰 개체수의 감소를 보였고, P. fluorescens는 1-29%로 가장 높은 고압내성을 보였다. 부착, 소수성, 고압내성 특성을 통한 역삼투막에 biofouling을 유발하는 영향력 있는 박테리아 선정 실험 결과, 여섯 종류의 모델 박테리아 중 Mycobacterium sp.가 부착 능력이 뛰어나고 높은 소수성 특성을 가지며, 800 psi의 고압에서도 50% 이상의 cell의 생물학적 활성능력을 가지고 있어, 막 오염을 유발시키는 가장 잠재력 있는 박테리아로 분석되었다.

• 상하수도학회지
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• 제25권3호
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• pp.285-291
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• 2011

Membrane fouling is an unavoidable phenomenon and major obstacle in the economic and efficient operation under sea water reverse osmosis (SWRO). When fouling occurs on the membrane surface, the permeate quantity and quality decrease, the trans-membrane pressure (TMP) and operation costs increase, and the membrane may be damaged. Therefore, chemical cleaning process is important to prevent permeate flow from decreasing in RO membrane filtration process. This study focused on proper chemical cleaning condition for Shuaibah RO plant in Saudi Arabia. Several chemical agents were used for chemical cleaning at different contact time and concentrations of chemicals. Also autopsy analysis was performed using LOI, FT-IR, FEEM, SEM and EDX for assessment of fouling. Specially, FEEM analysis method was thought as analyzing and evaluating tool available for selection of the first applied chemical cleaning dose to predict potential organic fouling. Also, cleaning time should be considered by the condition of RO membrane process since the cleaning time depends on the membrane fouling rate. If the fouling exceeds chemical cleaning guideline, to perfectly remove the fouling, certainly, the chemical cleaning is increased with membrane fouling rate influenced by raw water properties, pre-treatment condition and the point of the chemical cleaning operation time. Also choice of cleaning chemicals applied firstly is important.

• 상하수도학회지
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• 제35권1호
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• pp.93-100
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• 2021

Forward osmosis (FO) process is a chemical potential driven process, where highly concentrated draw solution (DS) is used to take water through semi-permeable membrane from feed solution (FS) with lower concentration. Recently, commercial FO membrane modules have been developed so that full-scale FO process can be applied to seawater desalination or water reuse. In order to design a real-scale FO plant, the performance prediction of FO membrane modules installed in the plant is essential. Especially, the flux prediction is the most important task because the amount of diluted draw solution and concentrate solution flowing out of FO modules can be expected from the flux. Through a previous study, a theoretical based FO module model to predict flux was developed. However it needs an intensive numerical calculation work and a fitting process to reflect a complex module geometry. The idea of this work is to introduce deep learning to predict flux of FO membrane modules using 116 experimental data set, which include six input variables (flow rate, pressure, and ion concentration of DS and FS) and one output variable (flux). The procedure of optimizing a deep learning model to minimize prediction error and overfitting problem was developed and tested. The optimized deep learning model (error of 3.87%) was found to predict flux better than the theoretical based FO module model (error of 10.13%) in the data set which were not used in machine learning.

• 대한환경공학회지
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• 제31권8호
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• pp.627-634
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• 2009

본 연구는 염화 이온 ($Cl^-$)을 전해질로 이용하는 전기화학적 공정에서 생성되는 염소산화부산물인 클로레이트 ($ClO_3\;^-$, 염소산염)의 생성 메커니즘을 알아보기 위해 수행되었다. 우선, pH 및 초기농도에 따른 생성 특성을 살펴보았으며, 유리염소 생성과의 관련성 및 오존, OH 라디칼 등의 혼합산화제의 영향을 간접 평가하여 클로레이트의 생성 메커니즘을 구체화하였다. 그 결과, 클로레이트의 생성은 유리염소 (HOCl/$OCl^-$)의 전기화학적 반응을 주된 반응으로 하며, 염화 이온의 직접 양극산화 반응 및 OH 라디칼에 의한 경로가 있음을 확인하였다. 이어서 생성된 클로레이트가 퍼클로레이트로 산화되는 반응도 볼 수 있었다. 또한, 전극 간격에 따른 생성 농도를 유리염소 생성과 함께 평가하여, 유리염소 생성 효율은 극대화 시키되 클로레이트의 발생을 최소화 할 수 있는 최적조건을 찾는 방안을 제시하였다.

• 한국물환경학회지
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• 제24권1호
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• pp.63-68
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• 2008

This study was performed to assess the potential use of ozone or UV radiation for the treatment of water contaminated with sulfamethoxazole (SMX), which is frequently used antibiotic in human and veterinary medicines, especially focusing on the kinetic study and effect of pH. In a study using ozone alone, kinetic study was performed to determine second-order rate constant ($k_{O3,SMX}$) for the reactions of SMX with ozone, which was found to be $1.9{\times}10^6M^{-1}s^{-1}$ at pH 7. The removal efficiencies of SMX by ozone were decreased with increase of pH due to rapid decomposition of ozone under the condition of various pH (2.5, 5.3, 7, 8, 10). In a UV irradiation study at 254 nm, a kinetic model for direct photolysis of SMX was developed with determination of quantum yield ($0.08mol\;Einstein^{-1}$) and molar extinction coefficient ($15,872M^{-1}cm^{-1}$) values under the condition of quantum shielding due to the presence of reaction by-products formed during photolysis. For effect of pH on photolysis of SMX, SMX in the anionic state ($S^-$, pH > 5.6), most prevalent form at environmentally relevant pH values, degraded more slowly than in the neutral state (SH, 1.85 < pH < 5.6) by UV radiation at 254 nm.