Ray, Schindra Kumar;Truong, Hai Bang;Arshad, Zeshan;Shin, Hyun Sang;Hur, Jin
Membrane and Water Treatment
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제11권4호
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pp.257-274
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2020
There are many previous review articles are available to summarize either the characterization methods of effluent organic matter (EfOM) or the individual control treatment options. However, there has been no attempt made to compare in parallel the physicochemical treatment options that target the removal of EfOM from biological treatments. This review deals with the recent progress on the characterization of EfOM and the novel technologies developed for EfOM treatment. Based on the publications after 2010, the advantages and the limitations of several popularly used analytical tools are discussed for EfOM characterization, which include UV-visible and fluorescence spectroscopy, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), size exclusion chromatography (SEC), and Fourier transform-ion cyclotron resonance-mass spectrometry (FT-ICR-MS). It is a recent trend to combine an SEC system with various types of detectors, because it can successfully track the chemical/functional composition of EfOM, which varies across a continuum of different molecular sizes. FT-ICR-MS is the most powerful tool to detect EfOM at molecular levels. However, it is noted that this method has rarely been utilized to understand the changes of EfOM in pre-treatment or post-treatment systems. Although membrane filtration is still the preferred method to treat EfOM before its discharge due to its high separation selectivity, the minimum requirements for additional chemicals, the ease of scaling up, and the continuous operation, recent advances in ion exchange and advanced oxidation processes are greatly noteworthy. Recent progress in the non-membrane technologies, which are based on novel materials, are expected to enhance the removal efficiency of EfOM and even make it feasible to selectively remove undesirable fractions/compounds from bulk EfOM.
In this study an experimental investigation has been conducted to remove NOx and SO$_2$simultaneously from a combustion flue gases were consisted of NO-SO$_2$-$CO_2$-$N_2$-O$_2$([NO]o:200ppm and [SO$_2$]o:800ppm) and the injection gases used as radical source gases were NH$_3$-Ar-air and CH$_4$-Ar-air. NOx and SO$_2$removal efficiency and the other by-products were measured by Fourier Transform Infrared(FTIR) as well as SO$_2$, NOx and NO$_2$gas detectors. and SEM images after sampling. The results showed that a significant Nucleating Particle Counter(CNPC) and SEM images after sampling. The results showed that a significant aerosol particle formation was observed during a simultaneous NOx and SO$_2$removal operation in corona radical shower systems. The diameter of aerosol particles was in the range of 0.18 to 3.6${\mu}{\textrm}{m}$ with a maximum fraction of particles at particles diameter of 1${\mu}{\textrm}{m}$. The NOx removal efficiency significantly increased with increasing applied voltage and NH$_3$molecule ratio. The SO$_2$removal efficiency was not significantly effected by applied voltage and slightly increased with increasing NH$_3$molecule ratio. It could be found that it is possible to use CH$_4$for NOx and SO$_2$removal by corona radical shower systems.
In this study, the $SO_2$ addition effect on NOx removal has been conducted from a combustion flue gases by the do corona discharge-activated radical shower systems. The simulated flue gases were consisted of NO-O_2-$N_2$, NO-$CO_2-N_2-O_2$ and $NO-SO_2-CO_2-Na-O_2$([NO]o:200ppm and $[SO_2]o$:800ppm). The injection gases used as radical source gases were $NH_3$-Ar-air. $SO_2$ and NOx removal efficiency and the other by-products were measured by Fourier Transform Infrared(FTIR) as well as $SO_2$. NOx and $NO_2$ gas detectors. By-product aerosol particles were also observed by Condensation Nucleation Particle Counter(CNPC) and SEM images after sampling. The results showed that asignificant aerosol Particle formation was observed during a removal operation in corona radical shower systems. The NOx removal efficiency significantly increased with increasing applied voltage and $NH_3$ molecule ratio. The $SO_2$ removal efficiency was not significantly effected by applied voltage and slightly increased with increasing $NH_3$ molecule ratio. The NOx removal efficiency for NO-$SO_2-CO_2-N_2-O_2$ was better than that for NO-$CO_2-N_2-O_2$.
섬광의 복사온도를 측정 할 수 있는 장치를 설계하고 제작하였다. 본 논문에서는 중 원적외선 영역에서 광원의 스펙트럼 복사휘도(spectral radiance)를 측정하여 두 영역의 복사휘도 비로부터 섬광의 복사온도를 구할 수 있는 장치를 설계 및 제작하였다. 중 원적외선 영역에서 파장에 따른 복사휘도를 측정하기 위하여 광학적 대역 투과필터로 입사광을 파장에 따라 분할하고 각각의 파장으로 분할된 광을 동시에 적외선 검출기로 검출하여 입력광의 파장에 따른 복사휘도를 측정하였다. 제작된 장비로 섬광의 온도를 측정한 결과 1393K와 1455K의 온도를 얻었다. 제작된 복사온도 측정 장치는 섬광의 광원 정보를 파악하는데 중요하게 활용될 수 있으며, 섬광의 효과를 위한 M&S에 활용될 수 있다.
가스는 일반 가정 및 산업현장에서 폭 넓게 사용되는 에너지원이기도 하고, 석유화학 및 반도체 공정에서 넓게 사용되는 공정 물질이기도 하다. 그러나 사용이 쉬운 반면에 누출 시, 폭발 및 인체흡입 등으로 대규모 인명피해를 발생시키기도 한다. 따라서 가정 및 산업현장에서 안심하고 사용할 수 있는 가스 시설물 안전관리 솔루션은 필수적이다. 특히 가스시설의 노후화에 따라 고도화된 가스안전 솔루션의 개발 필요성이 대두되고 있는 실정이다. 본 논문은 가스 시설물에 더 이상 나눌 수 없는 최소 에너지 단위인 광자를 조사하고, 반사된 광자의 수를 분석해 원거리에서 가스 누출 여부 및 농도를 측정하는 기술을 개발하였다. 이는 기존의 전기/화학식 가스 센서나 적외선 기반의 가스 누출 감지기의 한계인 짧은 탐지 거리, 미세 누출 감지 불가 등의 기술적 한계를 극복하였다.
적정 화학반응에는 화학종의 전위차 변화뿐만 아니라 지시약의 색깔 변화도 포함된다. 전위차 적정에서는 종말점에서 전위의 급격한 변화를 측정하여 적정 곡선을 얻는다. 산-염기 적정은 일반적으로 지시약의 색 변화를 관찰하여 종말점을 결정함으로써 수행된다. 전위차를 측정하여 종말점을 결정하는 방법은 잘 확립 되어 상용화되어 있지만 색의 변화를 관찰하여 종말점을 얻는 장치는 많지 않은 실정이다. 적외선 광원과 감지기로 적정액 방울을 계수하고, 백색광원과 광 검출기로 종말점의 변색을 감지하여 아날로그-디지털 변환기인 아두이노 (Arduino)가 적용된 간단하고 정밀한 스펙트럼 종말점 검출 기구를 제작하였다. Spectrator는 지시약으로 티몰 블루를 사용한 산-염기 적정에서 재현성 측면에서 우수한 결과를 보였다. Spectrator 제작 과정과 이를 사용한 실험결과를 공유한다.
본 논문에서는 센서네트워크시스템에서 다양한 센서 정보를 협업시켜 주변 환경을 효율적으로 감시하는 모니터링 시스템을 제안한다. 제안한 모니터링 시스템은 카메라, 이동체 및 인체 감지센서를 설치하여 예외시간에 내부 공간으로 침입하는 침입자를 감지하기 위한 목적으로 구현이 되었다. 본 논문에서 제안한 시스템은 센위버 플랫폼 상에서 개발되었으며, 실험한 결과, 다중 센서 정보의 상호보완적 활용으로 보다 효율적인 환경을 감시가 가능함을 알 수 있었다. 또한 센위버 플랫폼의 사용으로 센서 네트워크 구성이 용이하며 다양한 센서의 추가적 설치 및 활용이 가능하다. 또한 영상정보의 분석으로 움직이는 객체에 대한 판별이 가능하게 되어 센서의 동작을 단계적으로 적용시키는 체계적인 모니터링시스템의 구현이 가능함을 보였다.
소형가전 제품은 종류가 다양할 뿐만 아니라 구성부품의 재질도 복잡하여 폐기시 재활용이 매우 어려운 실정이다. 특히, 폐소형가전의 경우 흑색 플라스틱의 함유량이 높을 뿐만 아니라 재질이 다양하여 재활용 공정에서 발생하는 플라스틱의 재질을 인식하여 효율적으로 선별 회수하는 것이 매우 어렵다. 본 연구에서는 기존 선별기술이 가지고 있는 흑색 플라스틱의 재질별 선별에 대한 기술적 한계 및 단점을 보완하기 위하여 레이저유도붕괴분광법(Laser-Induced Breakdown Spectroscopy, LIBS)을 기반으로 하는 흑색 플라스틱의 재질별 자동선별 시스템을 개발하였다. 본 시스템은 정량 공급장치, 위치 자동인식 장치, 레이저유도기반분광분석(LIBS) 장치, 선별분리장치 및 Control unit 등으로 구성되어 있다. 레이저유도붕괴분광법(LIBS)을 이용하여 흑색 플라스틱의 재질별 특성 스펙트럼 데이터를 획득하고, 인공지능형 알고리즘을 적용한 분류기를 설계하여 적용함으로써 흑색 플라스틱의 재질을 효율적으로 인식하고 분류할 수 있다. 본 연구에서 개발한 방사형기저함수신경회로망(RBFNNs) 분류기의 분류율은 약 97% 이상으로 나타났으며, 자동선별 시스템의 흑색 플라스틱의 재질별 인식률은 약 94.0% 이상, 선별효율은 80.0% 이상으로 조사되었다. 본 연구에서는 실험실 규모의 자동선별장치를 개발하였으며, 본 장치에 대한 실험결과를 바탕으로 흑색 플라스틱 재질인식 및 선별효율 등을 분석하므로써 향후 폐소형가전의 재활용 현장에 적용할 예정이다.
Objective: Portable laser methane detectors (LMDs) may be an economical means of estimating CH4 emissions from ruminants. We validated an LMD-based approach and then used that approach to evaluate CH4 emissions from indigenous dairy cows in a dryland area of Ethiopia. Methods: First, we validated our LMD-based approach in Simmental crossbred beef cattle (n = 2) housed in respiration chambers and fed either a high- or low-concentrate diet. From the results of the validation, we constructed an estimation equation to determine CH4 emissions from LMD CH4 concentrations. Next, we used our validated LMD approach to examine CH4 emissions in Fogera dairy cows grazed for 8 h/d (GG, n = 4), fed indoors on natural-grassland hay (CG1, n = 4), or fed indoors on Napier-grass (Pennisetum purpureum) hay (CG2, n = 4). All the cows were supplemented with concentrate feed. Results: The exhaled CH4 concentrations measured by LMD were linearly correlated with the CH4 emissions determined by infrared-absorption-based gas analyzer (r2 = 0.55). The estimation equation used to determine CH4 emissions (y, mg/min) from LMD CH4 concentrations (x, ppm m) was y = 0.4259x+38.61. Daily CH4 emissions of Fogera cows estimated by using the equation did not differ among the three groups; however, a numerically greater milk yield was obtained from the CG2 cows than from the GG cows, suggesting that Napier-grass hay might be better than natural-grassland hay for indoor feeding. The CG1 cows had higher CH4 emissions per feed intake than the other groups, without significant increases in milk yield and body-weight gain, suggesting that natural-grassland hay cannot be recommended for indoor-fed cows. Conclusion: These findings demonstrate the potential of using LMDs to valuate feeding regimens rapidly and economically for dairy cows in areas under financial constraint, while taking CH4 emissions into consideration.
천리안2A호 AMI(Advanced Meteorological Imager) 복사 보정에 대한 검증은 탑재체의 기능 및 성능 점검뿐만 아니라, 탑재체 자료의 품질을 결정 짓는 중요한 요소이다. AMI 탑재체는 여섯 개의 가시 및 근적외 채널과 10개의 열적외 채널로 구성되어 있다. 가시/근적외 채널의 복사 성능을 대표하는 핵심적인 파라미터로는 SNR(Signal-to-Noise Ratio), 열적외채널의 경우는 NEdT(Noise Equivalent delta Temperature)를 들 수 있다. 다이나믹 레인지와 검출기의 반응도와 관련된 Gain 값 또한 복사 보정 성능과 관련된 중요한 파라미터이다. AMI 탑재체의 주요 복사 보정 성능 검증을 위해, 실시간 AMI자료 처리 시스템과는 별도의 오프라인 복사 성능 분석 툴을 개발하였다. 개발된 분석 툴을 이용하여 천리안2A호 발사 후 궤도상 시험 기간 동안 검증 작업을 수행하였다. 분석 툴을 통한 계산 결과는 탑재체 개발업체인 HARRIS사의 분석 값과 비교 검증하였다. AMI 복사 성능 검증 작업은 총 세차례로 나누어 AMI탑재체 양쪽 면인 Side1과 Side2에 대해 이루어졌다. 복사 성능 검증 결과 주요 복사 보정 파라미터들의 성능은 요구조건 값들을 크게 상회하는 우수한 성능을 보여 주었으며, AMI 복사 성능 분석 툴의 유효성이 입증되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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