• 대한토목학회논문집
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• 제43권4호
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• pp.449-458
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• 2023

용존 유기물을 흡착 제거하는 기술로서, 흡착능이 우수한 입상활성탄을 우선적으로 적용할 수 있지만, 흡착탑의 운전기간에 따라 GAC의 흡착능이 현저히 저하되어 파과되는 한계가 있으며 파과된 활성탄인 spent-GAC는 교체나 재생이 불가피하다. 활성탄 교체는 비용의 경제성 때문에 기피되며 상업적으로 열재생법을 사용하고 있으나, 800℃ 이상의 고온 조건으로 인한 높은 에너지 비용과 활성탄의 질량 손실이 발생하는 단점이 있다. 본 연구에서는 CSOs내의 용존 유기물 처리에 사용된 spent-GAC의 재생효율을 제고하기 위해, Fenton 산화법과 초음파 산화를 융합한 다중산화기술인 Sono-Fenton 방법을 적용하였고, 산화제 주입농도와 초음파 주파수별 spent-GAC의 재생효율을 조사하였다. 적용된 Sono-Fenton 처리에서 Fe²⁺ 10 mmol/L, H₂O₂ 농도 1,000 mmol/L, 120분 초음파 주사시간, 초음파 주파수 40 kHz 재생처리 조건에서 68.5%의 가장 높은 재생효율을 얻을 수 있었고, 750 kHz에서도 유사한 효율을 얻을 수 있었으며, 다른 주파수의 초음파는 재생효율이 불량했고 주파수의 크기와 GAC 재생효율은 선형 관계를 나타내지 않았다. 실 하수를 희석하여 제조한 CSOs로 GAC 흡착탑을 연속운전 한 경우, 재생없이 700시간 내외의 운전이 가능했고 1회의 Sono-Fenton 처리를 적용한 결과, 총 1,000시간의 GAC 흡착 운전 기간 동안 40~70%의 COD_cr 제거 효율이 확보하였다.

• 한국환경농학회지
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• 제37권1호
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• pp.49-56
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• 2018

본 연구는 국내에서 다량 취급되고 있는 암모니아 및 톨루엔을 흄 상태로 노출시킨 후 흡수/흡착방법을 달리한 이동형 스크러버를 이용해 각 유해화학물질의 제거효율을 비교 분석하였다. 이동형 스크러버는 기 개발된 장치를 개선하여 와류 세정에 의한 흡수, 유입풍속 조절의 장점을 살리고, 활성탄 및 카본필터를 통한 기체상 유해화학물질의 흡착방법 도입을 통해 단점을 보완하였다. 개선된 장치는 기초성능평가를 통해 적정 제어풍속이 검증되었고, 5% 암모니아수 용액을 흄 상태로 노출시켜 후드 흡입부, 송풍기 배출부 및 세정기가 정상 작동함을 확인하였다. 흡수/흡착방법에 따른 암모니아 제거효율은 90분 경과 후 C${\geq}$PCA>SWA 순으로 가장 우수한 SWA 군의 노출 농도별 제거 효율은 시간이 경과할수록 노출 농도와 무관하게 배출 농도는 증가되었고, 세정액의 pH는 산성에서 염기성으로 변화되었다. 또한, 시간 경과에 따른 노출 농도 별 세정액의 pH 변화와 배출구 농도 변화 사이에 0.9429~0.9491 수준의 정의 상관관계를 나타내었다. 흡착방법에 따른 톨루엔의 제거 효율은 초기 10분 경과 후 배출구농도에서 C>CMA${\geq}$GCA 순을 나타내다 90분 경과까지 일정한 농도로 유지되었다. 가장 우수한 GCA 군의 노출 농도별 제거 효율은 초기 10분 경과 시 노출 농도에 비례하여 배출 농도가 높은 경향이었다. 이와 같은 결과를 통해 개선된 이동형 스크러버는 중화반응에 의해 산성 또는 염기성 유해 화학물질의 제거 뿐 아니라, 활성탄 등의 흡착기능 개선을 통해 VOCs 제거에도 효과적이었다. 하지만, 실제 현장에서 활용이 가능하도록 세정액 pH를 지속적으로 유지하여 연속적으로 흡수 제거할 수 있는 방법과 노출되는 화학물질 농도와 흡착제의 관계에서 파괴점, 포화점, 흡착속도 등의 물리적인 요소가 추가적인 연구를 통해 도출되어야 할 것이다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제4권4호
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• pp.281-294
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• 2012

Filtration using granular media such as quarried sand, anthracite and granular activated carbon is a well-known technique used in both water and wastewater treatment. A relatively new pre-filtration method called pebble matrix filtration (PMF) technology has been proved effective in treating high turbidity water during heavy rain periods that occur in many parts of the world. Sand and pebbles are the principal filter media used in PMF laboratory and pilot field trials conducted in the UK, Papua New Guinea and Serbia. However during first full-scale trials at a water treatment plant in Sri Lanka in 2008, problems were encountered in sourcing the required uniform size and shape of pebbles due to cost, scarcity and Government regulations on pebble dredging. As an alternative to pebbles, hand-made clay pebbles (balls) were fired in a kiln and their performance evaluated for the sustainability of the PMF system. These clay balls within a filter bed are subjected to stresses due to self-weight and overburden, therefore, it is important that clay balls should be able to withstand these stresses in water saturated conditions. In this paper, experimentally determined physical properties including compression failure load (Uniaxial Compressive Strength) and tensile strength at failure (theoretical) of hand-made clay balls are described. Hand-made clay balls fired between the kiln temperatures of $875^{\circ}C$ to $960^{\circ}C$ gave failure loads of between 3.0 kN and 7.1 kN. In another test when clay balls were fired to $1250^{\circ}C$ the failure load was 35.0 kN compared to natural Scottish cobbles with an average failure load of 29.5 kN. The uniaxial compressive strength of clay balls obtained by experiment has been presented in terms of the tensile yield stress of clay balls. Based on the effective stress principle in soil mechanics, a method for the estimation of maximum theoretical load on clay balls used as filter media is proposed and compared with experimental failure loads.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제11권2호
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• pp.13-21
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• 2006

다환방향족 탄화수소는 화석연료의 사용 등으로 자연계에 유출되며, 매우 낮은 용해도로 인해 토양과 강한 결합을 형성하여 장기적으로 영향을 준다. 이러한 PAHs로 오염된 토양을 복원하기 위해 계면활성제를 사용한 토양세척 공법을 사용하게 되며, 공정 시 계면활성제의 사용으로 전체 복원 비용이 증가하게 된다. 이에 토양복원 시 사용된 계면활성제의 재사용을 위한 연구들이 많이 진행되고 있다. 본 연구에서는 활성탄을 이용한 계면활성제 재사용 기술을 개발하였다. 활성탄으로는 원료물질과 활성방법이 같고 입자 크기가 다른 세 가지 GAC(Darco 4-12, 12-20, 20-40 메쉬)를 사용하였으며, PAH로는 phenanthrene을 계면활성제로는 Triton X-100을 사용하여 회분식으로 실험을 수행하였다. 이때 Triton X-100 용액에서 phenanthrene의 선택적 흡착정도를 보기위해 선택도를 사용하였다. 실험결과 입자 크기가 작을수록, 비표면적과 기공 부피가 클수록 높은 선택도를 나타내었다. 선택도는 세 활성탄 모두 1보다 높아 Triton X-100 용액으로부터 phenanthrene이 효과적으로 분리됨을 알 수 있었다. 본 연구의 결과, PAHs와 같은 소수성물질로 오염된 토양의 세척시 발생하는 계면활성제 용액을 적절한 특성을 가진 활성탄을 이용하면 오염물질을 선택적으로 제거시킬 수 있음을 알 수 있다. 따라서 활성탄을 이용한 선택적 흡착을 이용하면 토양 세척시 계면활성제 사용량을 줄이게 되어 복원 비용을 절감하는 효과를 가져올 것으로 예상된다.

• Environmental Engineering Research
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• 제12권5호
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• pp.224-230
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• 2007

The objectives of this study were to evaluate the change of molecular weight (MW) profiles in natural organic matter (NOM) through various treatment processes (coagulation, granular activated carbon (GAC), and ozonation) using high performance size exclusion chromatography based on ultraviolet absorbance and dissolved organic detection (HPSEC-UVA-DOC). In addition, relationships between MW profiles and disinfection by-production (DBP) formation were evaluated. Each treatment process results in significant different effects on NOM profiles. Coagulation is effective to remove high molecular weight NOM, while GAC is effective to remove low molecular weight NOM. Ozonation removes only a small portion of NOM, while it induces a significant reduction of UV absorbance due to breakdown of the aromatic groups. All treated waters are chlorinated, and chlorination DBPs such as trihalomethanes (THMs) and haloacetic acids (HAAs) are measured under formation potential conditions. Both THM and HAA formation potentials were significantly reduced through the coagulation process. GAC was more effective to reduce THM formation compared to HAA formation reduction, while ozonation showed significant HAA reduction compared to THM reduction.

• 한국물환경학회지
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• 제20권2호
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• pp.176-182
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• 2004

The purpose of this study was to investigate the heterogeneous catalytic ozonation of oxalic acid by manganese (Mn) doped-granular activated carbon (GAC). In order to observe the effect of the amount of Mn doped on GAC, catalysts were manufactured by varying the impregnated Mn concentration. In this paper, the following had labeled all sorts kinds of Mn-doped GAC were labeled with suitable names according to the amount (mM) of the concentration of dipping solution: They were each named as 'Mn20', 'Mn50', 'Mn100' and 'Mn200'. These experiments were performed in a batch reactor (0.5 L) and a semi-batch reactor (1 L) and Mn-free GAC was used as a blank catalyst. The ozone decay properties of each manufactured catalyst were firstly investigated to find out the reactivity between the aqueous ozone and the catalysts. Oxalic acid removal by catalytic ozonation was then performed to demonstrate the oxidative efficiencies of each catalyst.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2005년도 생물공학의 동향(XVI)
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• pp.287-292
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• 2005

Hybrid시스템의 운전결과 황화수소의 removal efficiency는 황화수소의 inlet load가 $200g/m^{3}/h$에서 removal efficiency가 급격히 감소하여 약 60%의 수준을 유지하였다. 또한 톨루엔에 대한 removal efficiency는 거의 100%를 유지하다가 톨루엔의 inlet load가 $644g/m^{3}/h$로 증가할 때에는 약 60%로 감소하였다. 이와 같은 Hybrid시스템 운전결과로 부터 바이오필터만을 이용하여 황화수소와 톨루엔을 동시처리할 때보다 removal efficiency가 제고되었음이 관찰되었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제18권3호
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• pp.65-72
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• 2013

Adsorption of melamine was examined using columns packed with granular activated carbon (GAC). Raw GAC was sieved with 20, 40, 60 and 80 mesh to determine the influence of adsorbent particle size on reaction and diffusion. The mass ratio of the adsorption capacity of GAC for melamine ranged from 9.19 to 11.06%, and adsorption rates increased with decreasing particle size within this range. Rate constants between 3.295 ~ 4.799 $min^{-1}$ were obtained using a pseudofirst-order equation that was used to determine adsorption kinetics. A surface diffusion model was adapted to take into account the unsteady-state equation of a spherical adsorbent by converting the surface concentration from a constant to a variable governed by a dispersion equation. The calculated values were fit with the experimental results by using the diffusion coefficients as regression parameters. The modified equation exhibited a more precise agreement with respect to the sum of the absolute error (SAE).

• 상하수도학회지
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• 제28권4호
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• pp.441-451
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• 2014

The flushing is important to maintain good water quality in water main. It is a technique of using water velocity to remove sediments in water distribution system. The variety of water quality problems can occur in a distribution system, so too can a variety of benefits be gained by system flushing. In order to effectively perform the flushing, the contaminants to be removed to set up and it can be solved, it is necessary to ensure the proper flow rate. In this study, the removal of contaminants present in the inner water pipe attached loose deposits such as fine particles of granular activated carbon, sand and iron corrosion product sought to derive flow rates. Thus, the constant observation of using pilot plant scale water distribution plant for the movement of floating characteristics of particles were assessed.

• 한국환경보건학회지
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• 제23권1호
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• pp.95-104
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• 1997

The objectives of this study are to investigate the effect of media on the removal efficiency of nitrate-nitrogen and the biofilm thickness in the fluidized bed biofilm reactor(FBBR) used for the high rate denitrification of nitric acid wastewater. Granular activated carbon(GAC) of 1.274 mm diameter and sand of 0.455 mm diameter were used as the media in the FBBR of 0.05 m diameter and 1.5 m height. As the nitrate-nitrogen concentration of the influent was increased stepwise from 600 to 4800 mg/l, the nitrate- and nitrite-nitrogen concentration of the effluent, biofilm thickness and biofilm dry density were measured to study the effects of media on the denitrification efficiency. The biofilm thickness increased with the substrate loading rate, and the biofilm dry density decreased with the increase of the biofilm thickness. At the influent nitrate-nitrogen concentration of 2400 mg/l, the removal efficiency in the FBBR with GAC was 88%, while that in the FBBR with sand was 99.6%. The biofilm in the FBBR with GAC was so thick, 754.9 $\mu$m, as to increase the mass transfer resistance, compared to that, 143.7 $\mu$m, in the FBBR with sand. The maximum specific denitrification rate in the FBBR with GAC was 15.0 kg-N/m$^3\cdot$ day, while that in the FBBR with sand was 18.0 kg-N/m$^3\cdot$ day. The biomass concentration in the FBBR with sand exhibited the high value 37 kg/m$^3$.