• Environmental Engineering Research
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• 제25권3호
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• pp.299-308
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• 2020

Composting is among the most effective integrated waste management strategies used to recycle sewage sludge (SS) waste and generate a useful product. An encapsulated lifting system is a relatively new industrial-scale composting technology. The objective of this study was to evaluate the effectiveness of composting dewatered stabilized SS mixed with green waste using this new technology. The composting process was monitored by changes in the physico-chemical properties, UV-visible spectra, and fourier transform infrared (FTIR) spectra. The composting temperature was steady in the thermophilic range for 24 and 12 d in the intensive and maturation phases, respectively, which fulfilled the disinfection requirement. Moreover, the temperature increased rapidly to 76.8℃ within three days, and the thermophilic temperatures peaked twice and lasted longer than in traditional composting, which accelerated SS degradation and decreased the composting period necessary to obtain mature compost. FTIR spectroscopic analysis showed a diminished in methyl group derived from methylene C-H aliphatic groups because of organic matter degradation by microorganisms and an increased number of aromatic chains. The new technology may be a viable and sustainable alternative for SS management that converts waste into compost that is useful as a soil amendment.

• 멤브레인
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• 제19권4호
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• pp.341-347
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• 2009

Poly propylene carbonate (PPC)와 cloisite 20B (PPC/C-20B)을 solution method를 통하여 합성하였고, 이를 통해 합성된 나노 조성물의 morphology, 열적 특성, 수분 흡수의 특성을 평가하였다. 나노 조성물의 구조는 X-ray diffraction (XRD) 로 확인하였고, 열적 특성은 thermal gravimetric analysis (TGA)와 differential scanning calorimetric (DSC)를 이용해 분석하였다. TGA와 DSC의 결과를 통해 나노 조성물은 기존의 PPC에 비해 높은 열적 안정성을 가짐을 확인할 수 있었다. DSC측정에서 5 wt%의 clay를 포함한 nanohybrid의 유리전이온도는 순수한 PPC의 $21^{\circ}C$에서 $30^{\circ}C$로 $9^{\circ}C$ 증가하였고, TGA 측정을 통해 확인한 열분해온도($T_{d50%}$)는 순수 PPC에 비해 $23^{\circ}C$가 높아졌음을 확인하였다. 또한 PPC 나노 조성물의 수분 흡수량은 기존의 PPC에 비해 상당히 감소하였다. 이는 clay의 PPC matrix 구조 내에 존재함으로 인해 수분 흡수를 감소시킨 것으로 해석할 수 있다. 수분 흡수는 코팅 막의 분해를 유발하고 물리적, 기계적 성능에 영향을 미친다. 따라서 나노 조성물로 인한 PPC의 열적 안정성, 수분흡수도 향상은 PPC의 사용과 실제 공정에 중요한 변수로 작용할 수 있다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제16권1호
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• pp.51-60
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• 2010

본 연구는 시설재배에서 관비, 양액재배에 가축액비를 활용하기 위하여 한외여과막(UF) 분리 후 역삼투막 (RO)에서 농축액비를 제조하였다. 농축액비의 양분불균형을 조정하기 위하여 친환경농자재를 첨가하여 액비를 제조하였다. 처리구는 농축액비와 친환경농자재를 혼합하여 시용하는 조합처리를 두었으며 농축액비 단독처리구 (CS), 농축액비의 부족성분인 인산을 보충한 농축액비+골분혼합처리구 (CS+BM), 농축액비에 안산, 질소성분 보충을 위한 골분, 동물성아미노산 혼합처리구 (CS+BM+AA), 농축액바에 인산, 질소, 무기물 성분 보충을 위한 골분, 동물성아미노산, 해초분말 혼합처리구 (CS+BM+AA+SW)와 대조구로 원예연구소 상추 표준양액구 (NS) 등 5개 처리구를 두었다. 상추(Lactuca sativa L.)를 공시하여 수경재배에서 상추의 생육과 수량에 미치는 액비의 영향을 검토하였다. 1. UF/RO 공정을 통하여 SS (Suspended solid)의 수치가 20 이하로 양액 재배시 막힘 문제가 없는 액비의 생산이 가능하였다. UF/RO에서 생산된 농축액의 비료가치는 식물생육에 필요한 질소, 칼리, 황 등 다량의 다량원소와 다양한 미량원소를 함유하고 있어서 비료로서 가치가 있었으나 칼리함량이 상대적으로 높고 질소, 인산 함량이 낮아 농축액비 (CS) 단독처리구는 양분의 불균형을 초래하여 생육이 불량하여 상추수량이 화학양액대비 51%의 저조한 수량을 나타내었다. 2. 농축액비에 골분, 동물성아미노산, 해초분말을 혼합한 시용구는 대조구인 표준양액과 대비 84% 상추수량을 나타내었다. 따라서 농축액비에 골분, 동물성아미노산, 해초분말을 첨가한 혼합용액을 조제하면 화학양액에 비하여 수량감소가 16% 있었으나 유기물에서 유래한 액비로 상추 수경재배에 활용이 가능 할 것으로 판단된다.

• 대한금속재료학회지
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• 제48권6호
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• pp.523-532
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• 2010

Co-application of organic coating and cathodic protection has not provided enough durability to low-alloyed steels inseawater ballast tank (SBT) environments. An attempt has made to study the effect of alloy elements (Al, Cr, Cu, Mo, Ni, Si, W) on general and localized corrosion resistance of steels as basic research to develop new low-allowed steels resistive to corrosion in SBT environments. For this study, we measured the corrosion rate by the weigh loss method after periodic immersion in synthetic seawater at $60^{\circ}C$, evaluated the localized corrosion resistance by an immersion test in concentrated chloride solution with the critical pH depending on the alloy element (Fe, Cr, Al, Ni), determined the permeability of chloride ion across the rust layer by measuring the membrane potential, and finally, we analyzed the rust layer by EPMA mapping and compared the result with the E-pH diagram calculated in the study. The immersion test of up to 55 days in the synthetic seawater showed that chromium, aluminium, and nickel are beneficial but the other elements are detrimental to corrosion resistance. Among the beneficial elements, chromium and aluminium effectively decreased the corrosion rate of the steels during the initial immersion, while nickel effectively decreased the corrosion rate in a longer than 30-day immersion. The low corrosion rate of Cr- or Al-alloyed steel in the initial period was due to the formation of $Cr_2FeO_4$ or $Al_2FeO_4$, respectively -the predicted oxide in the E-pH diagram- which is known as a more protective oxide than $Fe_3O_4$. The increased corrosion rate of Cr-alloyed steels with alonger than 30-day exposure was due to low localized corrosion resistance, which is explained bythe effect of the alloying element on a critical pH. In the meantime, the low corrosion rate of Ni-alloyed steel with a longer than 30-day exposure wasdue to an Ni enriched layer containing $Fe_2NiO_4$, the predicted oxide in the E-pH diagram. Finally, the measurement of the membrane potential depending on the alloying element showed that a lower permeability of chloride ion does not always result in higher corrosion resistance in seawater.

• 상하수도학회지
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• 제35권6호
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• pp.405-415
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• 2021

MMBR system has been suggested as a promising system to resolve harvesting problems induced from low settling efficiency of microalgae. And recently, a lot of research on reducing fouling at the MMBR system has investigated focused on EPS in many cases. EPS of microalgae mainly consists of polysaccharides and protein components, and is produced through photosynthesis and nitrogen-carbon metabolic pathways. Especially, P-EPS is one of major compounds which occur membrane fouling phenomenon, as its hydrophobic protein components cause floc formation and cake layer accumulation. And it is already known that almost every microalgae can metabolize P-EPS or Chl-a when nitrogen sources as a substrate is insufficient or exhausted situation. With the above backgrounds, uptake rates of P-EPS or Chl-a by Scenedesmus quadricauda according to the type of carbon source and nitrogen concentration were evaluated in order to verify correlation between carbon source vs P-EPS production, and indeed Scenedesmus quadricauda uses P-EPS or Chl-a when the amounts of nitrogen sourc es in the feed is not satisfied. As a result, it was shown that P-EPS and Chl-a production were increased proportional to nitrogen concentration under organic carbon condition. And especially, the amo unts of P-EPS and Chl-a in the cell were diminished with the nitrogen source becomes insufficient or exhausted. Because P-EPS accelerates fouling at the MMBR system, P-EPS degradation by Scenedesmus quadricauda in order to get nitrogen source may contribute to reducing fouling. About a affects of N-consumed Chl-a to the MMBR fouling, more survey is needed. On the contrary, considering the purpose of MMBR system of this study, i.e. harvesting useful high value microalgae efficiently feeding adequate industrial process wastewater, it seems like difficult to maintain satisfied metabolic activity and to harvest with high yield rate using nitrogen-poor MMBR feed.

• 상하수도학회지
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• 제23권5호
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• pp.527-537
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• 2009

Three sets of parallel MBRs (reactor No.1, reactor No.2, reactor No.3) maintaining an MLSS of 4,000 mg/L, 6,000 mg/L and 8,000 mg/L, respectively, were operated to investigate the effect of various HRTs and DO concentration of MBRs on the removal efficiency of organic matters and nitrogen. The HRTs were operated on 4 hr, 6 hr, 8 hr. DO concentrations were ranged 1.5~2.0 mg/L and 0.5~1.0 mg/L respectively on each HRT conditions. MBR was divided into an aerated part and non-aerated part by baffle placed under the water. DO concentrations were controlled by altering the position of baffle. In terms of TSS and CODCr, all systems had a similar level of the removal under varied HRTs and MLSS. TSS removal efficiency was more than 99% and CODCr removal was ranged 94~97% under all conditions. Under the same condition on the HRT and MLSS concentrations, DO concentrations did not affect the organic removal efficiency. On the nitrification efficiency, with high DO concentration, as HRT or MLSS increased, the slight increment of nitrification efficiency was observed. However, under the low DO concentration, increase of MLSS and HRT resulted in larger increase of the nitrification efficiency. At the same HRT and MLSS, the nitrification efficiency increased greatly with up to 16% as DO increased. When the HRT increased from 4hr to 8hr, the denitrification efficiency slightly increased under most of conditions. However, the increase of MLSS resulted in about 19~39% denitrification efficiency increment. MLSS concentrations showed great effect on the denitrification. The increase of the DO concentration at the same HRT and MLSS resulted in decrease of denitrification efficiency with up to 27%. In all systems, the denitrification efficiency had more influence on the TN removal efficiency than nitrification efficiency. So, MLSS concentration has greater effect on the TN removal than HRT and DO. The TN removal efficiency increased as MLSS increased with up to 37%. As a result, the highest TN removal efficiency was observed 79.0% at the condition showed the highest denitrification efficiency that DO of 0.5~1.0 mg/L, an HRT of 8 hr, and 8,000 mg/L of MLSS concentration were maintained.

• 유기물자원화
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• 제7권2호
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• pp.25-34
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• 1999

프로피온산의 혐기성 분해시 구리의 잠재적인 저해효과를 평가하기 위하여 회분식 실험을 수행하였다 프로피온산의 혐기성 분해시 구리의 저해효과는 중간 생성물, 최종 메탄 수율 및 비메탄 활성도를 이용하여 평가하였다. 구리의 농도 $2.5mg\;Cu^{2+}/1$에서는 저해 현상이 거의 발생하지 않았으나. 농도 증가에 따라 저해효과가 점차 증가하는 경향을 보였다. 최종 메탄 발생량 및 비메탄 활성도를 이용하여 산정한 50% 저해농도는 각각 33.8 및 $24.1mg\;Cu^{2+}/gVSS$로 나타났다. 최종 메탄 수율을 이용하여 산정한 저해효과는 운전기간이 지속됨에 따라 미생물 적응 및 첨가한 구리의 용존성 리간드와 체외효소와 결합으로 인하여 점차 저감되는 현상이 나타났다. 초기 메탄 발생속도를 근거로 산정한 비메탄 활성도는 이와 같은 영향을 상대적으로 제외할 수 있으므로 중금속에 의한 저해효과를 보다 정확하게 산정할 수 있을 것으로 판단된다. 황산염을 첨가한 경우 황산염 환원 미생물의 길항작용으로 인하여 첨가한 구리가 환원된 황화물과 결합하여 구리에 의한 저해효과는 거의 없는 것으로 나타났다. 구리를 첨가한 경우 초기 프로피온산의 분해가 지연되었으나, 점차 분해되는 경향을 보였으며. 프로피온산의 초산으로의 전환을 고려서 프로피온산의 분해가 초산의 분해 보다 구리의 영향을 많이 받는 것으로 나타났다. 이와 같은 결과를 고려시 구리에 의한 저해효과는 수소이용 메탄균이 초산 이용 메탄균에 비해 보다 민감한 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권4호
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• pp.419-424
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• 2007

깨끗하고 안전한 수돗물에 대한 소비자들의 욕구가 커짐에 따라 막, 오존, 활성탄 등 다양한 고도처리공정이 정수장에 도입되고 있다. 본 연구에서는 고도처리공정의 도입으로 인한 관로 내 잔류염소 감소 및 THM 생성특성에 대하여 살펴보았다. 오존, 활성탄, 오존/GAC 공정별 DOC 제거특성과 bottle test를 이용한 잔류염소 감소 및 THM 생성특성을 평가하였다. 모든 처리공정에서 DOC 제거율보다 $UV_{254}$ 유발물질의 제거율이 우수한 것으로 나타났다. 특히, 오존공정에 의한 DOC 제거율은 기존 모래여과수 대비 약 4%에 불과하였으나, $UV_{254}$는 약 17%로 DOC 제거율보다 훨씬 더 큰 차이를 보였는데, 이는 오존에 의해 소수성 유기물이 친수성 유기물로 변환되었기 때문이다. 오존/GAC 공정이 유기물 제거에 가장 효과적이었으며, 모래여과, 오존, GAC, 그리고 오존/GAC공정을 거친 처리수의 잔류염소 감소계수는 각각 0.0230, 0.0307, 0.0117 그리고 0.0098 $hr^{-1}$ 나타났으며, 190시간 반응 이후 모래여과수는 THM이 81.8 ${\mu}g/L$ 생성된 반면, 오존, GAC, 그리고 오존/GAC의 처리수는 모래여과수에 비해 각각 6.0, 26.2, 30.3% 적게 생성되었다. 결론적으로 고도처리공정에 의해 관로 내 잔류염소의 지속성이 증대되었으며, THM 생성 또한 감소하는 것으로 나타났다.

• 공업화학
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• 제23권1호
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• pp.1-7
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• 2012

본 총론에서는 원자층 증착을 이용한 친환경 소재의 개발에 대한 최근 연구 결과들을 간단하게 소개하려 한다. 원자층 증착의 장점은 박막의 두께를 미세하게 조절할 수 있다는 것과, 3차원적으로 복잡한 구조를 가지는 담체의 형상을 유지하면서 균일한 박막을 제조할 수 있다는 것이다. 이러한 원자층 증착의 장점은 친환경소재를 제조하는 데 중요한 역할을 할 수 있다. Anodic aluminum oxide (AAO)와 같은 다공성 membrane을 담체로 이용하여, 다공성 구조는 그대로 유지하면서 10나노미터 정도의 $TiO_2$박막을 균일하게 증착할 경우 톨루엔 등의 휘발성 유기물 필터로 사용할 수 있는데, 이는 AAO의 특이한 기하학적 구조와 비정질 $TiO_2$의 강한 휘발성 유기물 흡착력의 조합에 의한 결과이다. 톨루엔 분해용 광촉매 및 이산화탄소 개질 반응에 의한 수소 생산 촉매 반응에 있어서도 나노다이아몬드나 니켈 담체 위에 $TiO_2$의 증착량을 미세하게 조절하여 $TiO_2$가 표면을 완전히 덮지 않고 부분적으로만 덮고 있는 구조를 만들 경우 촉매의 효율 및 수명을 극대화할 수 있게 된다. 이러한 예들은 원자층 증착이 기존의 반도체산업뿐만 아니라 환경소재의 개발에도 중요한 도구가 될 수 있음을 의미한다.

• Journal of the Korean Association of Oral and Maxillofacial Surgeons
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• 제34권1호
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• pp.36-48
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• 2008

To repair bone defects in the oral and maxillofacial field, bone grafts including autografts, allografts, and artificial bone are used in clinical dentistry despite several disadvantages. The purpose of this study was to evaluate new bone formation and healing in rat calvarial bone defects using hydroxyapatite (HA, $Ca_{10}[PO_4]_6[OH]_2,\;Bongros^{(R)}$, Bio@ Co., KOREA) and tricalcium phosphate (${\beta}-TCP,\;Ca_3[PO_4]_2$, Sigma-Aldrich Co., USA) mixed at various ratios. Additionally, this study evaluated the effects of type I collagen (Rat tail, BD Biosciences Co., Sweden) as a basement membrane organic matrix. A total of twenty, 8-week-old, male Sprague-Dawley rats, weighing 250-300g, were divided equally into a control group (n=2) and nine experimental groups (n=2, each). Bilateral, standardized transosseous circular calvarial defects, 5.0 mm in diameter, were created. In each experimental group, the defect was filled with HA and TCP at a ratio of 100:0, 80:20, 70:30, 60:40, 50:50, 40:60, 30:70, 20:80, and 0:100 with or without type I collagen. Rats were sacrificed 4 and 8 weeks post-operation for radiographic (standardized plain film, Kodak Co., USA), histomorphologic (H&E [Hematoxylin and Eosin], MT [Masson Trichrome]), immunohistochemical staining (for BMP-2, -4, VEGF, and vWF), and elementary analysis (Atomic absorption spectrophotometer, Perkin Elmer AAnalyst $100^{(R)}$). As the HA proportion increased, denser radiopacity was seen in most groups at 4 and 8 weeks. In general radiopacity in type I collagen groups was greater than the non-collagen groups, especially in the 100% HA group at 8 weeks. No new bone formation was seen in calvarial defects in any group at 4 weeks. Bridging bone formation from the defect margin was marked at 8 weeks in most type I collagen groups. Although immunohistochemical findings with BMP-2, -4, and VEGF were not significantly different, marked vWF immunoreactivity was present. vWF staining was especially strong in endothelial cells in newly formed bone margins in the 100:0, 80:20, and 70:30 ratio type I collagen groups at 8 weeks. The calcium compositions from the elementary analysis were not statistically significant. Many types of artificial bone have been used as bone graft materials, but most of them can only be applied as an inorganic material. This study confirmed improved bony regeneration by adding organic type I collagen to inorganic HA and TCP mixtures. Therefore, these new artificial bone graft materials, which are under strict storage and distribution systems, will be suggested to be available to clinical dentistry demands.