• 유기물자원화
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• 제8권4호
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• pp.138-146
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• 2000

본 연구는 일반 단독주택 등의 가정에서 쉽게 사용할 수 있는 최상의 발효토를 도출하고자 직접 음식물쓰레기 소멸실험을 행하였다. 실험 결과, 반응기 내 미생물의 활성에 의해 음식물쓰레기를 투입한 직후의 초기에 비해 다음 음식물쓰레기 투입직전인 9일 후의 온도, 무게, 함수율, vs의 값이 감소하였고, 모든 반응기에서 소멸화는 진행되었다. 그 중에서도 S대 미생물제재를 발효토로 사용한 반응기인 F, 4번 반응기가 가장 좋은 결과를 보였으며, 음식물의 투입주기를 단축하는 것이 가능하였다. 반응이 양호하지 않은 반응기는 시간이 지날수록 그 무게와 수분이 증가하여 장기간 반응 시 악영향을 미칠 것으로 판단된다. 염분은 시간이 지날수록 소멸되지 않고 축적되었다. 성능이 우수했던 S대 발효토를 이용한 적용가 온도에 크게 영향을 받았다. 그러나 반응기간은 S대 미생물을 고정한 발효토를 이용한 반응기를 $20^{\circ}C$에서 유지하였을 때 3일 정도로 처리기간을 단축 시킬수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제37권12호
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• pp.696-704
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• 2015

본 논문은 톱밥 깔개 젖소분뇨 TS 13%를 반건식 간헐주입 연속혼합 반응조(Semi-Continuously Fed and Mixed Reactor, SCFMR)에 주입하여 신재생에너지인 바이오가스의 생산성과 TVS 제거효율을 비교 평가하여 최적 운전조건을 도출하고자 하였으며, 그 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 톱밥 깔개 젖소분뇨 주입 TS 13%의 반건식 SCFMR의 운전결과 HRT 25일(OLR $4.40{\sim}4.50kg\;VS/m^3-day$)에서 최대 바이오가스 발생량 1.44 v/v-d와 $CH_4$ 발생량 1.12 v/v-d를 달성하였으며, 이 때 TVS 제거효율은 바이오가스 발생량 기준 37%이었다. 이는 톱밥 깔개 젖소분뇨 1일 100 kg 주입 시 $3.60m^3$의 바이오가스를 생산하는 결과이다. 높은 유기물 부하율인 OLR $4.45kg\;VS/m^3-day$(HRT 25일)에서 SCFMR의 운전이 안정적인 이유는 주입시료인 톱밥 깔개 젖소분뇨가 갖고 있는 높은 Alkalinity 농도 때문이다. 그 결과 반응조의 Alkalinity는 14,500~15,600 mg/L as $CaCO_3$ 범위이었으며, 반응조의 안정성을 평가하는 V/A 비는 평균 0.11, P/A 비는 평균 0.43을 유지하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권2호
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• pp.113-118
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• 2014

전 국가적으로 많은 정수장에서는 강화된 수질기준을 준수하는데 많은 어려움을 겪고 있다. 일반적으로 정수장 배출수처리시설은 고탁도를 기준으로 설계되기 때문에, 평상시에는 설계된 기간보다 장기간 체류할 수밖에 없는 실정이다. 평균 혹은 저탁도 원수가 유입되는 대부분 기간 동안 슬러지는 농축조에서 장기체류하기 때문에 혐기화되어, 용해성 망간 및 클로로포름이 형성된다. 위 문제를 해결하기 위해서 경제적이고, 손쉽게 도입 가능한 슬러지 폭기 공법을 개발하였으며, 본 연구는 이 공법의 원리 및 효과를 분석한 것이다. 슬러지 폭기 공법의 원리는 산화된 입자성 망간이 용해성 망간으로 환원되는 것을 방지하며, 생성된 클로로포름을 대기중으로 배출 제거시키며, 슬러지 입자를 균질화 시켜 침강성을 개선하는 것이다. 위 공법의 효과분석을 위하여 정수장 농축조에서 슬러지를 폭기시킨 후 상징수의 망간 및 클로로포름을 측정하고, 슬러지의 고-액 계면의 높이를 측정한 결과, 비폭기 경우에 비해 망간은 41%, 클로로포름은 62% 슬러지 부피는 35% 감소되는 효과를 얻었다.

• 유기물자원화
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• 제1권1호
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• pp.103-113
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• 1993

우리나라에서 년간 3,367만톤(1991년) 배출되는 생활쓰레기의 28% 이상이 주방폐기물로 통칭되는 음식찌꺼기, 채소류등으로 구성되는데 수분함량이 75~85%로 높고 발열량 낮아 혐기성 소화에 의한 처리법은 폐기물의 안정화 및 메탄가스 회수를 통한 효율적인 자원화가 가능하여 매우 실용적인 것으로 고려된다. 그러나, 주방폐기물은 셀룰로즈, 단백질등의 복잡한 고분자 고형물질들로 구성되어 있어 혐기성 소화시 가수분해반응이 율속단계로 인식되고 있으며, 이로 인한 유기물 부하율이 작고 반응조 용적이 커져 경제적이지 못한 것으로 알려져 있다. 따라서, 본 연구에서는 셀룰로즈 등의 고분자물질의 가수분해 반응에 활성이 뛰어난 rumen 미생물을 이용하여 주방폐기물의 혐기성 소화의 효율을 증진시키기 위한 연구가 600 mL의 회분식반응조에서 수행되었다. 주방폐기물의 가수분해 및 산생성 반응에 대한 중온산생성균과 rumen 미생물의 산생성반응 효율을 비교하였으며, rumen 미생물을 이용한 산형성 반응에서 pH, 온도, 고형물 농도등 환경인자의 영향을 평가하였다. Rumen 미생물을 이용한 주방폐기물의 산형성 반응에서 최종휘발산수율은 이론치의 약 95%에 해당하는 8.4meq/g VS를 보여 중온산형성균을 이용하였을 때와 비슷하였으나, 산생성반응의 속도는 중온산형성균을 이용했을 때 보다 약 2배 이상 빨랐다. Rumen 미생물을 이용한 주방폐기물의 산생성 반응에 대한 기질 농도의 영향에서는 TS 15%일 때 급격한 pH저하 및 비이온화된 VFA 등의 저해작용으로 휘발산수율은 TS 1%인 반응조에서의 절반이하의 값을 보여 유출수의 연속적인 희석이 중요한 인자임을 알 수 있었다. Rumen 미생물을 이용한 산생성 반응의 최적 pH 및 온도 범위는 각각 6.0~7.5, $35{\sim}45^{\circ}C$였다. 이상과 같은 결과로부터 rumen 미생물을 주방폐기물의 혐기성소화 공정에 이용할 경우 혐기성 반응의 율속단계로 고려되는 가수분해 및 산형성 반응의 속도를 증가 시킬 수 있어 반응조 용적 감소 및 유기물 부하 증가 등의 소화 효율향상이 가능함을 알 수 있었다.

• 한국식품과학회지
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• 제39권5호
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• pp.506-514
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• 2007

비열 살균 기술인 high voltage PEF를 이용하여 당근 주스를 처리하였을 때 당근주스의 살균력과 저장 중 품질 변화를 관찰하였다. 전기장의 세기를 50, 60, 70kV/cm에서 처리 시간을 달리하여 당근주스를 처리한 결과 전기장의 세기가 증가함에 따라 일반 세균과 효모 및 곰팡이 모두 감소하였다. 효모 및 곰팡이는 65 kV/cm, $200{\mu}s$ 처리시 모든 균이 사멸되었고 일반세균은 멸균에까지 이르지는 못하였으나 70 kV/cm $200{\mu}s$ 처리 후 4 log cycle 정도 감소되었다. 고전압 펄스 전기장 처리에 사용되는 펄스 파형인 square wave pulse와 exponential decay pulse가 살균효과에 미치는 차이를 비교하기 위하여 각각 4.25와 6.25의 pH에서 PEF 처리를 하여 실험하였다. 그 결과 square wave pulse를 이용한 PEF의 살균효과가 exponential decay pulse를 이용하였을 때보다 우수하였으며 처리 시간이 길어질수록, 당근주스의 pH가 낮을수록 두 파형 사이의 살균효과는 더 큰 차이를 나타내었다. 온도 및 pH의 병합처리가 PEF의 살균효과에 미치는 영향을 알아보기 위하여 온도 및 pH를 달리하여 55kV/cm, $132{\mu}s$의 조건에서 PEF 처리한 결과 병합 처리시 살균효과가 눈에 띄게 증가하는 것을 관찰할 수 있었다. PEF 처리한 당근주스의 저장 시 품질변화를 관찰한 결과 pH 와 열처리를 PEF와 병합하여 처리한 후 $4^{\circ}C$ 저장한 당근 주스에서만 pH, $^{\circ}Brix$, 산도, 색도 그리고 ${\alpha}-,\;{\beta}-carotenes$함량에 눈에 띄는 차이를 나타나지 않았으며, 28일 동안 균의 생육을 관찰할 수 없었다.

• 한국습지학회지
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• 제19권1호
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• pp.69-79
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• 2017

국내의 상수원으로 사용하는 수질보호구역은 주로 농촌지역인 경우가 많다. 농촌지역의 경우 인구수 및 인구밀도가 높지 않아 하수도 시스템 보급이 열악하여 상수원 관리를 위해서는 농촌지역의 하수처리에 관리가 필요하다. 본 연구에서는 농촌지역에 위치한 마을하수도 4개소와 하수처리장의 운전결과를 분석하였다. 마을하수도보다 하수처리장에서 고농도의 오염물질이 유입되었으며, 방류수 수질 기준은 모두 만족하는 것으로 나타났다. 하지만 마을하수도의 방류수의 오염물질 농도가 하수처리장보다 더 높은 것으로 조사되었다. 처리 효율에서는 median 값으로 유기물(BOD, COD)의 경우 약 5%정도, 영양염류(T-N, T-P)의 경우 최대 30%정도 높게 검출되었다. 또한 오염물질 처리효율에 MLSS, DO 및 체류시간과 같은 생물반응조 운전 인자가 미치는 영향에 대해 분석하였다. 그 결과 운전 조건에 따라 오염물질 처리효율이 변하는 것으로 나타났다. 따라서 농촌지역에서 하수 관리를 위해서는 생물 반응조 운전 조건 등의 유지관리에 주의를 기울여야 한다.

• 한국재료학회지
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• 제20권12호
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• pp.669-675
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• 2010

One of the greatest challenges for our society is providing powerful electrochemical energy conversion and storage devices. Rechargeable lithium-ion batteries and fuel cells are among the most promising candidates in terms of energy and power density. As the starting material, $TiCl_4{\cdot}YCl_3$ solution and dispersing agent (HCP) were mixed and synthesized using ammonia as the precipitation agent, in order to prepare the nano size Y doped spherical $TiO_2$ precursor. Then, the $Li_4Ti_5O_{12}$ was synthesized using solid state reaction method through the stoichiometric mixture of Y doped spherical $TiO_2$ precursor and LiOH. The Ti mole increased the concentration of the spherical particle size due to the addition of HPC with a similar particle size distribution in a well in which $Li_4Ti_5O_{12}$ spherical particles could be obtained. The optimal synthesis conditions and the molar ratio of the Ti 0.05 mol reaction at $50^{\circ}C$ for 30 minutes and at $850^{\circ}C$ for 6 hours heat treatment time were optimized. $Li_4Ti_5O_{12}$ was prepared by the above conditions as a working electrode after generating the Coin cell; then, electrochemical properties were evaluated when the voltage range of 1.5V was flat, the initial capacity was 141 mAh/g, and cycle retention rate was 86%; also, redox reactions between 1.5 and 1.7V, which arose from the insertion and deintercalation of 0.005 mole of Y doping is not a case of doping because the C-rate characteristics were significantly better.

• 대한환경공학회지
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• 제27권5호
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• pp.519-524
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• 2005

국내 하수의 낮은 C/N비를 나타내는 특성으로 인하여 질소와 인의 효과적인 제거를 위해서는 추가적인 보조 탄소원의 주입이 필요한 실정이다. 여러 가지 적용 가능한 외부 탄소원 중, 음식폐기물은 다량의 유기물을 함유하고 있어 다양한 전처리를 통하여 하 폐수 고도처리 공정의 외부탄소원으로 이용가치가 높다고 할 수 있다. 본 연구에서는 음식폐기물 고속발효건조 과정에서 발생하는 음식폐기물 응축수를 A/O 공정으로 구성된 막 결합 생물반응조의 외부탄소원으로 적용 가능성에 대해 평가하고 다양한 운전 조건에서의 질소 인 성분의 제거 효율을 살펴보았으며, 막 오염에 영향을 미칠 수 있는 다양한 인자들에 대한 평가를 실시하였다. 실험 결과 무산소 조건에서 0.19 g $NO_3-N/g$ VSS/day의 탈질율을 얻을 수 있었으며 연속운전에서는 음식폐기물 응축수 주입을 통하여 총질소와 인 성분의 제거율을 각각 최대 64%, 41% 향상 시킬 수 있었다. 또한 유입수 유량의 0.5% (vol/vol)의 외부탄소원 주입 조건에서도 효과적인 처리효율을 얻을 수 있었으며, 전체 공정의 수리학적 체류시간 8시간 이상, 무산소조와 호기조의 체류시간은 각각 3시간, 5시간에서 최적의 처리효율을 나타내었다. 실제 생환하수 처리 시, 질소와 인의 제거효율은 증진되었으나 막 결합 생물 반응조 내의 전체 입자의 크기 증가 및 미생물 체외고분자 물질 중 단백질 성분의 증가로 인하여 전체 막 저항 값이 증가하는 경향을 보였으며, 유입수의 고형물질의 조절을 통하여 막 오염을 줄일 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권6호
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• pp.421-429
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• 2012

본 연구는 화포천 수질 현황을 제시하여 특성을 분석하고 향후 관련연구에 활용할 목적으로 수행되었다. 상류에서는 step-pool 형태의 14개의 보로 인해 하천수가 저류되었고 주거단지 및 농경지를 지나면서 생활하수와 관개용수 등의 오염물 유입이 있었다. 이러한 이유로 정체구역의 하상에서 사상성 남조류인 Oscillatoria 군락이 번무하였으며 하천의 중 하류에서는 고모천(T3), 용덕천(T8)과 같이 N, P가 높은 고농도 지류가 유입되는 등 본류 수질을 악화시켰다. 화포천은 하류로 갈수록 DO가 감소하고 SS가 증가한 것이 특징적이었다. 상관관계 분석결과 긴 체류시간과 SS, COD, $NH_4{^+}$가 화포천에서 중요한 수질인자임을 나타내었다. 또한, 습지에서 하상 유기물 농도가 높고 부착조류가 풍부한 점도 본류 수질에 영향을 줄 것으로 판단되었다. 화포천 수질은 공간적으로 보가 있는 구간에서 농도가 상승하였고 하류의 습지에서는 일정하거나 소폭 감소하였다. 계절적으로는 겨울에 영양염 농도가 높았으나 여름에는 유기물 농도가 높았다. 식물플랑크톤은 6월에 보와 습지 등 정체구간에서 높게 나타난 점을 제외하면 전 구간에서 $40{\mu}g\;chl-{\alpha}/L$ 이하로 나타났다.

• 한국폐기물자원순환학회지
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• 제35권8호
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• pp.744-753
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• 2018

The Stockholm Convention, which was adopted in Sweden in 2001 to protect human health and the environment, includes regulations for Persistent Organic Pollutant Rotors such as toxic and bioaccumulatives. Currently, there are 28 types of materials. This prohibits and limits the production, use, and manufacture of products. Korea is a member of the Convention, and it is necessary to prepare management and treatment plans to address the POP trends. Thus, we experimentally investigate whether the environmentally stable incineration is achieved when the sample is thermally treated using the Lab-scale (1 kg/hr). The target samples is pesticides in liquid phase and solid phase. In this study, organic chlorinated pesticides and their thermal characteristics were analyzed. We calculated the theoretical air volume based on the element analysis results. Because the interior of the reactor is small, more than 10 times of the air ratio was injected. The retention time was set to at least 4 seconds using a margin. The incineration temperature was $850^{\circ}C$ and $1100^{\circ}C$. Thus, we experimentally investigated whether the environmentally stable incineration was achieved when the sample was thermally treated using the Lab-scale (1 kg/hr). We analyzed five types of exhaust gas; the 02 concentration was high, but the CO amount decreased. Complete combustion is difficult because of the small size of the furnace due to the nature of Lab-scale. The organic chlorine-containing pesticide had an average decomposition rate of 99.9935%. Considering the decomposition rates of organic chlorine-containing pesticide in this study, the incineration treatment at over 2 ton/hour, which is typical for a conventional incinerator, is possible. Considering the occurrence of dioxins and unintentional persistent organic pollutants, it can operate at more than $1,100^{\circ}C$.