• Geomechanics and Engineering
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• 제10권2호
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• pp.247-256
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• 2016

In this paper, based on understanding the design theories on soil stabilization, a series of soil stabilizers were prepared with different kinds of industrial wastes such as calcined coal gangue (CCG), blast furnace slag (SS), steel slag (SL), carbide slag (CS), waste alkali liquor (JY), and phosphogypsum (PG). The results indicated that when the Portland cement (PC) proportion was lower than 20% in the stabilizer, for the soil sample selected from Wuhan (WT) and Beijing (BT), the unconfined compress strength (UCS) of the stabilized soil specimens could increase 4.8 times and 5.4 times respectively than that of the specimens stabilized only by PC; compared with the UCS of the specimen stabilized only by PC, the UCS of the specimen which was made from soil sample WT and stabilized by the stabilizer composed only by CCG, CS, and PG increased 1.5 times, and UCS of the specimen which was made from soil sample BT and stabilized by the stabilizer composed only by SS, JY, and PG increased 4.5 times.

• 한국물환경학회지
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• 제28권5호
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• pp.723-728
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• 2012

In this study, zeolites were synthesized by a fusion and a hydrothermal methods using a coal fly ash and a waste catalyst. The recovery performance of metal ions on the structure property of synthetic zeolites was evaluated as comparing the adsorption kinetics (Lagergen 2nd order model) and isotherm (Langmuir model) of $Co^{2+},\;Ni^{2+}$, and $Cu^{2+}$ ions. The synthetic zeolites (Z-C1 and Z-W5) were similarly assigned to XRD peaks in a reagent grade Na-A zeolite (Z-WK : $Na_{12}Al_{12}Si_{12}O_{48}\;27.4H_2O$). Adsorption rates of Z-W5 and Z-C1 were in the order of $Cu^{2+}\;>\;Co^{2+}\;>\;Ni^{2+}\;and\;Ni^{2+}\;>\;Cu^{2+}\;>\;Co^{2+}$, respectively. They had influenced upon structure properties of zeolite. Selectivities of metal ions and maximum equilibrium adsorption capacities, $q_{max}$, in Z-C1 and Z-W5 were in the order of $Ni^{2+}$ (127.9 mg/g) > $Cu^{2+}$ (94.7 mg/g) > $Co^{2+}$ (82.6 mg/g) and $Cu^{2+}$ (141.3 mg/g) > $Co^{2+}$ (122.2 mg/g) > $Ni^{2+}$ (87.6 mg/g), respectively. The results show that the synthetic zeolites, Z-C1 and Z-W5, are able to recover metal ions selectively in wastewater.

• 자원리싸이클링
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• 제24권6호
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• pp.17-23
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• 2015

배연탈황 기술은 화력발전소의 연소가스에서 발생하는 $SO_2$를 제거하는 기술이다. 발전소에서는 주로 석회석을 이용한 습식 배연탈황공정을 적용하고 있으나, 천연자원인 석회석의 고갈 및 높은 운전동력 소비 등의 문제로 석회석을 대체할 수 있는 흡수제 개발에 매진하고 있다. 따라서 본 연구에서는 제철소에서 발생하는 석회석 슬러지를 흡수제로 적용하기 위해 석회석 슬러지의 입도분포에 따른 탈황성능을 검토하고자 하였다. 탈황효율 검토방법으로는 입도에 따른 석회석 슬러지의 물리 화학적 특성 검토 및 $SO_2$가스제거시험 등을 시행하였다.

• Environmental Engineering Research
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• 제24권2호
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• pp.324-330
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• 2019

To recycle raw fly ash (RFA), a waste from thermal power plants, it was used to prepare solid catalysts which have many advantages compared with homogenous catalysts. When biodiesel was produced from soybean oil using RFA, only 1.2% of biodiesel conversion was obtained. A metal hydroxide, NaOH, KOH or $Ca(OH)_2$, was mixed with the acid-treated fly ash (ATFA), and the mixture was calcined at $700^{\circ}C$ for 3 h to prepare the solid catalyst. The solid catalyst prepared by mixing ATFA with NaOH, designated as SC-Na, showed a better performance than those prepared by mixing ATFA with KOH or $Ca(OH)_2$, respectively. The optimal mass ratio of ATFA with NaOH was 1:3, at which the proportion of $Na_2O$ increased to 60.2% in SC-Na, and 97.8% of biodiesel conversion was achieved under optimal reaction conditions (2 w% SC-Na relative to oil and 5 mL-methanol/g-oil at $50^{\circ}C$ for 4 h). Finally, a batch operation was repeatedly carried out to test the feasibility of reusing the solid catalyst, and more than 96% biodiesel conversion was stably achieved for the third round of operations. This study shows that RFA was successfully recycled to solid catalysts through a simple preparation method, and the solid catalyst was reused for the production of biodiesel with high conversion.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2022년도 봄 학술논문 발표대회
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• pp.166-167
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• 2022

The International Energy Agency(IEA) recommends that intergovernmental agreements reduce CO2 emissions by 2050 to about 50% in 2005 in its report. To realize these demands, it is suggested to actively utilize energy efficiency improvement technology, renewable energy, nuclear power, carbon dioxide capture & storage technology (CCS). In the field of building materials and cement, mineral carbonization technology is widely used. Inorganic by-products applicable to greenhouse gas storage include waste concrete, slag, coal ash, and gypsum. If the Mineral Carbonation Act is used, it is expected that about 12 million tons of greenhouse gases can be immobilized every year. Greenhouse gas immobilization using cement hydrate can be immobilized by injecting carbon dioxide into the hydrated products C-S-H, and Ca(OH)2. In the case of immobilization through concrete carbonization, a carbon dioxide promotion test is used, which is often different from the actual carbon dioxide carbonization reaction. If the external carbon dioxide concentration is abnormally higher than the reality, it is thought that it will be different from the actual reaction. In this study, the carbonation phenomenon according to the concentration and identification of the carbon dioxide reaction mechanism of cement hydrate was to be considered.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.267-274
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• 2006

시멘트 산업은 석회석, 점토, 석탄 및 전기를 다량 소모할 뿐만 아니라 지구 온난화 및 산성비의 주요 원인인 $CO_2,\;SO_3$, and NOX 등의 온실가스를 다량 배출하는 산업이기 때문에 향후 온실가스 감축은 시멘트 업계의 가장 큰 현안으로 등장할 것으로 예견된다. 교토의정서의 준수와 시멘트 수요의 증가를 동시에 충족시키기 위해서는 이산화탄소의 배출이 적거나 거의 없는 시멘트의 개발이 필요하다. 본 연구는 고로슬래그미분말에 폐인산석고 및 폐석회를 황산염 및 알칼리 자극제로 이용하여 비소성 시멘트를 제조하고 X선 회절분석, 전자현미경 분석, 열분석 및 pH분석을 통해 비소성 시멘트의 수화반응을 조사하였다. 실험 결과 비소성 시멘트의 주요 생성광물은 고로슬래그 미분말의 유리질 피막이 파괴되면서 알칼리 자극 및 황산염 자극을 받아 고로슬래그 내부에서 용출되는 이온이 인산석고와 반응하여 ettingite를 생성시키고 고로슬래그 중의 남은 성분은 서서히 C-S-H(I)계의 겔상 수화물을 형성함으로서 강도를 발현하며 이때 인산석고는 단순 자극작용 뿐만 아니라 GBFS와 반응하는 결합재 역할도 동시에 수행한다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제8권4호
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• pp.290-298
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• 2021

본 연구는 장기간 중금속 오염에 노출된 폐 석탄매립지의 토양 및 자생식물을 조사하고 온실 재배 실험을 통해 자생식물의 중금속 축적 능력을 평가하여 식물정화 기술 적용 가능성을 위해 수행되었다. 강원도 정선 화절령에 위치한 폐 탄광 주변에서 자생하는 식물상을 조사하였다. 그리고 본 연구 지역에 생육하는 동일속의 자생식물 2 종 (Carex breviculmis. R. Br., Salix koriyanagi Kimura ex Goerz., )과 일반적으로 분포하는 식물 3 종 (Artemisia japonica Thunb., Hemerocallis hakuunensis Nakai 및 Saussurea pulchella (Fisch.) Fisch.)을 온실에서 인공적으로 오염된 토양에서 12 주 동안 재배하였다. 비소와 납으로 오염된 토양은 각각 25, 62.5, 125, 250 mg kg^-1의 비소 농도 구배와 200, 500, 1000, 2000 mg kg^-1의 납 농도 구배로 생성하였다. 실험 결과 비소 고농도 처리 (125 및 250 mg kg^-1)로 5 개 식물이 모두 죽었고, 일부 식물은 2,000 mg kg^-1 납농도 처리토에서 죽었다. 식물 이동계수는 비소 처리에서 H. hakuunensis에서 가장 높았고 납 처리에서는 A. japonica에서 각각 가장 높았다. 생물 축적계수는 비소 처리에서 모든 식물종에서 1 이상이었고 H. hakuunensis에서 가장 높았다. 그리고 모든 식물종은 납 처리에서 1 미만이었다. 특히 2000 mg kg^-1 농도 납 처리에서 A. japonica는 1000 mg kg^-1 이상의 납을 축적하여 납 과다 축적 물질이 될 것으로 예상되었다. 결론적으로 A. japonica와 H. hakuunensis는 비소 중금속 축적이 뛰어났고 S. koriyanagi는 납 축적능이 우수하였다. 따라서 위의 3 가지 자생식물은 식물정화 기술에 적용성이 높은 것으로 판단되었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제45권2호
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• pp.253-259
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• 2012

석탄 연소 부산물인 비산회 (fly ash)는 이산화탄소 발생을 저감하고 토양 탄소를 격리하는 효과가 있음이 보고된 바 있다. 같은 연소 부산물인 석탄바닥재 (bottom ash)는 비산회와 유사한 화학적 성질을 가지고 있고, 아울러 다공성으로 토양미생물들이 정착하는 적절한 담체로서의 기능을 가지고 있다. 이에 본 연구는 성질이 다른 유기물들 (헤어리베치, 청보리, 유박비료)이 처리된 토양에서 석탄바닥재가 토양 미생물들에 의한 유기물 분해 및 호흡량에 미치는 영향을 조사하였다. 미생물에 의한 유기물의 분해속도는 유박비료, 헤어리베치, 청보리의 순으로 높게 나타났고, 유기물과 석탄바닥재를 함께 처리하였을 때, 유의하게 감소하였다. 이산화탄소 발생량의 경시적인 변화는 유기물의 이분해성에 의존하였으나, 석탄바닥재를 처리하였을 때 유의하게 발생량이 감소하였다. 총 누적 이산화탄소 발생량 또한 이와 유사한 결과를 보였다. 석탄바닥재가 함유하고 있는 중금속 등과 같은 유해물질의 농도가 높지 않다면, 본 연구의 결과들은 석탄바닥재가 토양 처리 유기물의 이산화탄소 발생 저감 및 토양 탄소격리에 긍정적으로 기여 할 수 있는 소재로서 가능성이 있음을 보여준다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.1-6
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• 2021

한번 배출된 수은은 소멸되지 않고 자연환경에 축적 및 순환되며 생태계 및 인류보건에 심각한 위해를 준다. 미국에서는 수은의 인위적 배출량의 약 32 %를 차지하는 것으로 알려진 석탄 화력발전소의 배출가스의 증기수은 제거를 위해 황점착 활성탄 사용을 고려하고 있다. 본 연구애서는 석탄 연소설비 배출가스 중의 증기상의 원소수은을 저감하기 위한 고효율의 다공성 수은흡착 소재를 개발하여 소재의 수은 흡착 특성을 조사하였다. 30℃에서 증기수은 흡착능 조사결과 수은흡착용으로 상용화된 활성탄 Darco FGD 대비 실리카 나노소재인 MCM-41의 경우는 약 35 %에 불과하였으나 황을 1.5% 함침한 경우 133 %까지 증가하였고, 폐동 재생공정에서 회수한 용광로 비산재의 경우는 523 %의 효율을 보였다. 또한 30 ℃, 80 ℃ 및 120 ℃의 온도에서 흡착능을 조사한 결과 80 ℃에서 가장 우수한 흡착성능을 나타냈다. MCM-41은 실리카 나노튜브로 구조가 견고해 여러 번 재사용할 수 있을 뿐더러 활성탄을 사용할 경우 우려되는 열점형성으로 인한 화재 가능성이 없어 추가적인 장점까지 지니고 있다.

• 한국토양비료학회지
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• 제45권2호
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• pp.260-265
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• 2012

담수 토양에서의 토양호흡량은 호기 상태에 비해 매우 낮은 수준이나, 혐기 상태에서의 유기물의 분해는 담수 생태계의 탄소순환에 매우 중요한 역할을 한다. 한편, 비산회(fly ash), 석탄바닥재 (bottom ash)와 같은 석탄 연료 부산물들은 이산화탄소 발생을 저감하고 토양 탄소를 격리하는 효과가 있음이 보고된 바 있다. 이에 본 연구는 혐기조건 토양에서 석탄바닥재 단일 처리 및 석탄바닥재와 유기물 혼합 처리가 토양 미생물 호흡량 및 미생물 생체량 변화에 미치는 영향을 조사하였다. 이산화탄소 발생속도는 석탄바닥재 처리에 의해 유의하게 감소하였고, 처리수준에 따라서도 감소하는 것을 보였다. 유기물과 석탄바닥재를 혼합 처리하였을 때에도 발생속도가 감소되는 것을 확인하였다. 석탄바닥재 처리에 따라 토양미생물 생체량은 유의하게 증가하였고, 토양 중 암모니아태 질소, 질산태 질소, 유효인의 함량은 감소하는 경향이 있었다.