• Journal of Industrial and Engineering Chemistry
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• 제67권
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• pp.28-51
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• 2018

Graphitic carbon nitride ($g-C_3N_4$) as a fascinating visible light active semiconductor photocatalyst has medium band gap, non-toxic nature, stable chemical structure and high thermal stability. Recently, intensive researches are focused on photocatalytic activity of $g-C_3N_4$ for wastewater treatment. This review demonstrates latest progress in fabrication of graphitic carbon nitride $C_3N_4$ incorporated nanocomposite to explore photocatalytic ability for water purification. The $g-C_3N_4$-based nanocomposites were categorized as $g-C_3N_4$ metal-free nanocomposite, noble metals/$g-C_3N_4$ heterojunction, non-metal doped $g-C_3N_4$, transition and post transition metal based $g-C_3N_4$ nanocomposite. Apart from fabrication methods, we emphasized on elaborating the mechanism of activity enhancement during photocatalytic process.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권9호
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• pp.518-525
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• 2018

21세기에 들어서면서 기후변화로 인한 환경변화가 심각해짐에 따라 온실가스 배출에 대한 관심도 높아지고 있다. 우리나라의 기온은 1904년 이후 2000년까지 약 $1.5^{\circ}C$ 상승하였으며, 기후가 아열대 특성을 나타내는 것으로 조사되었다. 이에 따라 홍수 및 가뭄 등의 발생횟수가 증가하여 인간이 활용할 수 있는 용수가 매년 감소하고 있으며, 상수도 사용에 대한 비용은 매년 상승하고 있어 평소 버려지는 폐수의 재이용은 불가피한 상황에 직면해 있다. 본 연구는 반도체 공정에 투입되는 초순수 제조과정에서 발생되는 농축폐수를 재이용시스템을 설치하여 6개월간 운전한 월별 자료를 활용하여 온실가스 발생량 및 절감방안 등에 대하여 조사하였다. 조사결과 상수도 공급량은 월 평균 약 $2,767m^3$의 절감 효과가 있음을 알 수 있었다. 온실가스 발생량은 물재이용시스템의 전기사용량으로 인해 월 평균 약 $1,329.07kg-CO_2$ 추가발생 하였지만, 상수도 사용량 절감에 따른 월 평균 $918.64kg-CO_2$ 감축량을 반영하면, 월 평균 $410.43kg-CO_2$의 온실가스가 증가됨을 알 수 있었다. 물재이용시스템의 일부 공정을 개선한다면 온실가스 발생량은 증가가 아닌 월 평균 $254.41kg-CO_2$로 절감됨을 확인할 수 있었다.

• Advances in environmental research
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• 제5권1호
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• pp.61-77
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• 2016

$NanoTiO_2$ was synthesized by ultrasonication assisted sol-gel process and subjected to iron doping and carbon-iron codoping. The synthesized catalysts were characterized by XRD, HR-SEM, EDX, UV-Vis absorption spectroscopy and BET specific surface area analysis. The average crystallite size of pure $TiO_2$ was in the range of 30 - 33 nm, and that of Fe-$TiO_2$ and C-Fe $TiO_2$ was in the range of 7 - 13 nm respectively. The specific surface area of the iron doped and carbon-iron codoped nanoparticles was around $105m^2/g$ and $91m^2/g$ respectively. The coupled semiconductor photo-Fenton's activity of the synthesized catalysts was evaluated by the degradation of a cationic dye (C.I. Basic blue 9) and an anionic dye (C.I. Acid orange 52) with concurrent investigation on the operating variables such as pH, catalyst dosage, oxidant concentration and initial pollutant concentration. The most efficient C-Fe codoped catalyst was found to effectively destruct synthetic dyes and potentially treat real textile effluent achieving 93.4% of COD removal under minimal solar intensity (35-40 kiloLUX). This reveals the practical applicability of the process for the treatment of real wastewater in both high and low insolation regimes.

• 대한환경공학회지
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• 제32권6호
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• pp.593-598
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• 2010

본 연구에서는 유동상 반응기를 이용하여 고농도의 질소, 인 및 불소가 동시에 존재하는 반도체 폐수 내 불소 처리시 불소 제거효율 향상, 함수율 저감 및 생성 슬러지($CaF_2$)의 순도 향상을 꾀하고자 하였다. 이를 위해 pH 및 seed 주입량, 유출수의 순환여부에 따른 영향을 살펴본 결과 유출수 재순환 시 불소제거효율, 슬러지 순도 및 함수율을 모두 고려할 경우 최적의 pH는 5, seed 주입량은 150 g으로 관찰되었다. 이때의 불소 및 인 제거효율은 94.24 및 8.97%로 나타났고, 함수율은 12.94%로 확인되었다. Seed 주입량의 증가는 불소제거효율을 증가시킬 뿐만 아니라 유출수 재순환 및 pH 변동에 따른 불소제거효율 감소도 억제시키는 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권8호
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• pp.909-914
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• 2007

불소 화합물은 반도체 및 LCD 제조공장의 식각 공정에서 사용되는 필수적인 화학물질이다. 불산폐수 처리를 위한 기존 처리방법의 문제점은 유지비가 많이 들고, 불소 처리효율이 낮은 것이다. 이에 본 연구에서는 고효율, 저비용의 혼합 불산폐수 처리를 위하여 다량의 portlandite, calcium silicate hydrate와 ettringite 등의 칼슘 수화물을 함유하고 있는 시멘트 페이스트를 혼합 불산폐수 처리에 적용하였다. 본 연구의 목적은 시멘트와 물을 혼합하여 양생시킨 시멘트 페이스트의 실제 폐수처리 가능성을 파악하고 불산폐수 처리효율을 평가하고자 하는 것이다. 시멘트 페이스트는 회분식 실험에서 소석회에 상응하는 불소제거효율을 나타내었다. 연속식 컬럼 실험 결과, 불소 농도는 약 0.5 mg/L 이하로 안정적으로 처리되었으며, 칼슘 농도는 800 mg/L로 높게 측정되었다. 폐수 내 nitrate도 처리되었는데, 이는 시멘트 수화물 중 LDHs 계열물질의 interlayer에 존재하는 sulfate와의 이온교환으로 제거되는 것으로 판단된다. Phosphate는 다양한 칼슘화합물 생성으로 10 mg/L 이하로 감소하였다. 따라서 시멘트 페이스트는 기존 처리제인 소석회를 대체할 수 있는 경제적이고 실제 처리공정에 적용 가능한 물질로 판단된다.

• 한국염색가공학회지
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• 제17권5호
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• pp.37-44
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• 2005

The electrolytic water(EW) has been used in agriculture, medical, semiconductor, and household fields. However there has been no use of EW in the textile process so far, because the application in the textile industry has been needed a large amount of EW in real process conditions. Recently, we have got electrolytic oxidation water(EOW) and electrolytic reduction water(ERW) by development of a electricity electron technology. And, the productivity of EW manufacture apparatus is arrived to large capacity. As a result, the application of EW could be possible in the textile industry. In this study, to confirm the possibility of application of EW, we scoured and hydrolyzed PET fabric using the EW. It was possible that the application of ERW for the scouring and hydrolysis of PET fabrics in the textile process.

• 대한환경공학회지
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• 제32권5호
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• pp.437-442
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• 2010

본 연구에서는 반도체 폐수에 함유된 불소 처리 시 유동상 반응기 (FBR)을 이용하여 불소 제거 효율을 극대화 시키는 조건에서 발생하는 슬러지의 함수율을 최소화 시키고 $CaF_2$의 순도를 높이고자 하였다. 이를 위해 최적 pH 및 $Ca^{2+}$ 주입몰 비 ($[Ca^{2+}]/[F^-]$)가 도출되었다. 연구 결과 pH 및 $Ca^{2+}$ 주입 몰비가 증가함에 따라 불소 제거효율은 증가하였으며, 최적조건에서 79.8%의 불소제거효율이 관찰되었다. 불소 제거 효율이 최적인 조건에서 인 제거 효율은 약 9.3% 로서 불소 제거시 $Ca^{2+}$과 ${PO_4}^{3-}$-P의 부 반응이 거의 발생하지 않아 높은 순도의 $CaF_2$이 침전 슬러지로 발생하는 것으로 나타났다. 또한 이때 슬러지 함수율은 약 19.3%로 매우 낮은 것으로 나타나 불소 제거, 슬러지 순도 및 함수율 측면에서 FBR은 매우 효과적인 불소 제거 공정인 것으로 나타났다.

• 상하수도학회지
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• 제9권4호
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• pp.87-96
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• 1995

The Electron/Hole Pair is generated when the activation energy produced by ultraviolet ray illuminates to the semiconductor and OH- ion produced by water photocleavage reacts with positive Hole. As a results, OH radical acting as strong oxidant is generated and then Photocatalytic oxidation reaction occurs. The photocatalytic oxidation can oxidate the non-degradable and hazardous organic substances such as pesticides and aromatic materials easier, safer and shorter than conventional water treatment process. So in this study, many factors influencing the oxidation of chlorophenols, such as inorganic electrolytes addition, change of oxygen and nitrogen atmosphere, temperature, pH, oxygen concentration, chlorophenol concentration, were throughly examined. According to the experiments observations, it is founded that the rate of chlorophenol oxidation follows a first-order reaction and the modified Langmuir-Hinshelwood relationship. And the photocatalytic oxidation occurs only when activation energy acting as Electron/Hole generation, oxygen acting as electron acceptor to prevent Electron/Hole recombination, $TiO_2$ powder acting as photocatalyst are present. The effects of variation of dissolved oxygen concentration, temperature and inorganic electrolytes concentration on 2-chlorophenol oxidation are negligible. And the lower the organic concentration, the higher the oxidation efficiency becomes. Therefore, the photocatalytic oxidation is much effective to oxidation of hazardous substances at very low concentration. The oxidation is effective in the range of 0.1 g/L-10 g/L of $TiO_2$. Finally when the ultra-violet ray is illuminated to $TiO_2$, the surface characteristics of $TiO_2$ change and Adsorption/Desorption reaction on $TiO_2$ surface occurs.

• 한국물환경학회지
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• 제22권1호
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• pp.37-44
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• 2006

Ecotoxicity assessments of 90 selected effluents of 22 industry types from 2002 to 2004 in Korea were evaluated by a toxic battery of bioassay test using fish Oryzias latipes, invertebrate Daphnia magna, algae Selenastrum capricornutum and bacteria Vibrio fischeri with the physicochemical measurement items and permit concentrations on the present Water Quality Conservation Act in Korea. Total toxic unit (${\Sigma}TU$) of 8 industry types of 22 industry types by the toxic battery appeared in order of the value site as follows; Pigment Dye Manufacturing (${\Sigma}TU$ 217.1) > Textile and Dye (${\Sigma}TU$ 39.3) > Semiconductor Electronic Manufacturing (Small) (${\Sigma}TU$ 25.6) > Wastewater and Sewage Treatment Plants (${\Sigma}TU$ 25.4) > Coating (${\Sigma}TU$ 23.8) > Leather Skin Manufacturing (${\Sigma}TU$ 18.0) > Synthetic Resin Manufacturing (${\Sigma}TU$ 15.6) > Assemble Metal Manufacturing (${\Sigma}TU$ 10.7). Our results demonstrate that ecotoxicity assessment, by bioassay test, is effective and practical for industrial wastewater management for 90 selected effluents with the limitation of the physicochemical permit. Among 90 effluents, 9 samples failed physicochemical permit limitation and 81 passed it. In result of ecotoxicity assessment of 90 effluents by the toxic battery, 76 effluents exhibited ecotoxicity and the others did not. The physicochemical measurement items and permit concentrations on the present Water Quality Conservation Act in Korea were low related to the ecotoxicity value by the toxic battery and appeared limited for water quality management to water-ecosystem and environment-friendly management of water.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권11호
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• pp.4649-4655
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• 2010

본 논문은 A 시의 산업단지 종말처리장의 방류수 유입에 따른 K 소류지의 녹조 제어 가능성을 평가하고자 하였다. 완전혼합연속반응기로 모형화한 호소를 총인과 엽록소-a의 농도를 예측하였다. 정상상태일 때 총인과 엽록소-a 농도는 각각 $0.29\;/m^3$과 $4.0\;g/m^3$를 나타났고 실측치와 유사한 결과를 보였다. 비정상상태에서 종말폐수방류수가 최소유량 또는 최대유량으로 소류지로 유입될 때 시간경과에 따른 총인과 엽록소-a 농도 변화를 예측하였다. 또한, 현재 심각한 부영양화 단계에 있는 소류지를 중영양 또는 빈영양 단계로 전환하기 위해 소류지로 유입되는 총인부하량 ($L_p$)과 호소깊이/체류시간 ($H/{\tau}w$)값의 변화를 통해 현실적으로 적용 가능한 제어방법을 제안하였다. 이와 같은 분석기법이 소류지내 총인농도의 제어전략을 수립하기에 적합한 도구로 사용될 수 있음을 확인하였다.