• 상하수도학회지
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• 제28권2호
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• pp.151-160
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• 2014

Capacitive deionization(CDI) has many advantages over other desalination technologies due to its low energy consumption, less environmental pollution and relative low fouling potential. The objectives of this study are evaluate the performance of CDI which can be used for dissolved salts removal from sewage. To identify ion selectivity of nitrate and phosphate in multiionic solutions and adsorption/desorption performance related to applied potential, a series of laboratory scale experiments were conducted using a CDI unit cell with activated carbon electrodes. The CDI process was able to achieve more than 75 % TDS and $NO_3{^-}$, $NH_4{^+}$ removals, while phosphate removal was 60.8 % and is inversely related in initial TDS and $HCO_3{^-}$ concentration. In continuous operation, increasing the inner cell pressure and reduction of TDS removal ability were investigated which are caused by inorganic scaling and biofouling. However a relative mild cleaning solution(5 % of citric acid for calcium scaling and 500 mg/L of NaOCl for organic fouling) restored the electrochemical adsorption capacity of the CDI unit to its initial level.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권1호
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• pp.53-57
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• 2013

해수담수화장치에서 배출되는 농축수로부터 희소금속인 리튬을 추출하는 공정을 개발하기 위한 선행 연구로, 용매추출제 TTA와 TOPO를 사용하여 수용액 중의 리튬이온을 추출하는 연구를 수행하였다. 추출제의 농도, 유기용매의 종류, 추출액과 수용액의 비, 수용액의 pH 및 알칼리제 종류 등을 변화시키면서 리튬 이온의 용매추출에 미치는 영향을 조사하였다. 해수의 주요 성분인 염화나트륨의 첨가가 리튬 이온의 용매추출에 미치는 영향도 함께 조사하였다. 리튬 추출의 최적 조건은 추출제 농도는 TTA 0.02 M, TOPO 0.04 M, 유기용매는 케로센, pH는 10.2~10.6 이었으며, 알칼리제로는 암모니아 수용액을 사용한 경우 리튬이온의 추출효율이 가장 높았다. 또한 염화나트륨을 첨가하여 리튬 용매추출을 진행한 결과 염화나트륨은 리튬이온의 추출을 방해하는 것을 알 수 있었다.

• Ocean and Polar Research
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• 제25권4호
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• pp.447-457
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• 2003

In order to understand the distribution of changes of geochemical characteristics in surface sediments according to various environmental changes around the artificial Lake Shihwa, surface sediments were sampled at $13{\sim}15$ sites form 1997 to 1999 and analyzed by C/S analyzer, ICP/MS and AAS. The average $S/C_{org}$ ratio was 0.35 in the surface sediments, which is similar to 0.36, the characteristic ratio of marine sediments. Heavy metal contents and enrichment factors in the surface sediments tended to be decreasing from the head to the mouth of the Lake Shihwa. With the deposition of fine-grained sediments in the central part of lake, anoxic water column induced the sulfides compounds with Cu, Cd and Zn. Metals such as Al, Fe, Cr, Co, Ni, Cu, Zn and Cd except for Mn and Pb showed relatively high correlation coefficients among them. The contents of Cr, Co, Ni, Cu, Zn and Cd in the surface sediments of the lake were two to five times higher than those in the lake before dike construction and also in outer part of the dike. These are mainly due to the Input of untreated industrial and municipal waste-waters into the lake, and the accumulation of heavy metals by limitation of physical mixing. Although metal contents of the surface sediments at the sites near the water-gate due to outer seawater inflow tended to be lower than those during the desalination, heavy metals were deposited in areas around the new industrial complex in the evidence of spatial distribution of heavy metals in the sediments. This is mainly due to the input of untreated waste-waters from tributaries.

• 한국농공학회논문집
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• 제60권4호
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• pp.1-13
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• 2018

The grain complex of Saemangeum is created for promoting the foundation of agriculture combined the global competitiveness. However, the masterplan is being also revised with changing of local conditions and social needs. Thus, the dynamic masterplan is needed to consider the change of time for Saemangeum project. The present study was made to set up the dynamic masterplan of Saemangeum grain complex for handling the change such as project progress, local environment, and project conditions flexibly. In this study, the dynamic masterplan for the progressive development of water supply, farmland composition, and introduction facilities is presented to the 6-2 zone in three stages. We believed that the water supply would be possible through the pumping and desalination facilities with the development stages. The farmland composition proceeded for each complex with reclamation, soil preparation, and soft soil processing. And it is planned to carry out crop cultivation from the complex where the construction is completed first. The introduction facilities were analyzed focusing on the silos and forage loading facilities, and the optimal location of them was selected using road and accessibility. The concept of dynamic masterplan may provide the direction for the planning and progress of reclamation project.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.522-522
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• 2016

우리나라의 488개 유인도 중 강수량 부족 혹은 지하수의 수질문제 등으로 상습적 식수난을 겪고 있는 도서지역은 237개에 이르고 있다. 이들 도서지역은 생활용수를 우물, 간이상수도, 운반급수 등에 의존하고 있지만 이중 47%의 도서는 간이급수시설이 전무한 실정이다. 2015년에는 인천시 옹진군의 소청도, 대청도에 장기간 지속된 가뭄으로 식수원이 고갈되어 3일에 1시간으로 급수를 제한하였고 이로 인해 식수난 문제 외 관광산업의 소득저하 등의 문제가 발생되어 원활한 물공급문제가 해결되지 않으면 도서지역의 위기는 심각할 것으로 우려된다. 도서지역의 기본권인 먹는 물 문제를 해결하기 위해 정부 및 지자체에서는 소규모 유인도서에 해수담수화시설을 설치하여 유지관리 및 운영을 위한 인력을 배치하고 수동으로 조작하거나 단순 자동운전에 의해 운영 및 관리되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 해수담수화시설의 안정적이고 효율적인 운영을 위해 지능적 수운영 알고리즘을 개발하였다. 제어시스템, 감시시스템, 계측시스템 등의 ICT 기술과 연계하여 수요를 정확히 예측하고, 실시간 전력비용과 저류량, 사용량 등을 통합적으로 고려하였으며 적시정량을 생산하여 저장 및 공급하며, 목표수질과 수량을 원활하고 안정적으로 공급할 수 있도록 제어 및 감시를 통한 지능적 수운영을 목적으로 연구하였다. 데이터의 수집과 전송, 분석, 제어, 감시 활동이 유기적으로 결합되어 용수의 생산과 분배, 공급활동을 자동화함으로 운영상의 리스크를 줄여주며, 필요시 통합운영센터에서의 의사결정을 지원할 수 있도록 개발하였다. 향후, 해수담수화시설뿐이 아닌 일반 상수도 수운영에 있어서의 취수, 도수, 정수, 배수지관리, 송수, 관망관리까지 자동화된 시스템을 개발하여 지능적 운영관리가 가능하도록 알고리즘 모델 및 프로그램을 제시하고자 한다.

• Membrane and Water Treatment
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• 제13권5호
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• pp.235-243
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• 2022

The paper presents the effect of operating temperatures and flow rates on the distillate flux that can be obtained from a hydrophobic membrane having the characteristics: pore size of 0.15 ㎛; thickness of 130 ㎛; and 85% porosity. That membrane in the present investigation could be the direct contact (DCMD) or the air-gap membrane distillation (AGMD). To model numerically the membrane distillation processes, the two-dimensional computational fluid dynamic (CFD) is used for the DCMD and AGMD cases here. In this work, DCMD and AGMD models have been validated with the experimental data using different flows (Parallel and Counter-current flows) in non-steady-state situations. A good agreement is obtained between the present results and those of the experimental data in the literature. The new approach in the present numerical modeling has allowed examining effects of the nature of materials (Polyvinylidene fluoride (PVDF) polymers, copolymers, and blends) used on thermal properties. Moreover, the effect of the area surface of the membrane (0.021 to 3.15 ㎡) is investigated to explore both the laminar and the turbulent flow regimes. The obtained results found that copolymer P(VDF-TrFE) (80/20) is more effective than the other materials of membrane distillation (MD). The mass flux and thermal efficiency reach 193.5 (g/㎡s), and 83.29 % using turbulent flow and an effective area of 3.1 ㎡, respectively. The increase of feed inlet temperatures and its flow rate, with the reduction of cold temperatures and its flow rate are very effective for increasing distillate water flow in MD applications.

• 멤브레인
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• 제25권2호
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• pp.132-143
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• 2015

인구의 급속한 증가, 한정된 식수 자원의 오염 등으로 인하여 인류에게 필수적인 물이 점점 부족해지고 있다. 깨끗한 물을 얻기 위해 분리막 공정을 이용한 수처리 방식이 널리 사용되고 있으며, 분리막 공정 중 하나인 정삼투 공정은 고압펌프 없이 구동이 가능하다. 정삼투 공정이 높은 수투과도를 가지기 위해서는 내부 농도 분극 현상 및 Reverse salt flux를 적게 일으키는 유도 용질 개발이 필요하며, 희석된 유도 용액에 포함된 유도 용질의 경제적인 회수 방법 개발 또한 필요하다. 현재까지는 $60^{\circ}C$ 가량에서 회수가 가능한 $NaHCO_3$와 같은 무기 유도 용질, 음료수 생산이 가능한 sucrose와 같은 유기 유도 용질, 자기장을 이용해 회수가 가능한 magnetic nanoparticle과 같은 유도 용질들이 개발되어 보고되었다. 또한, 이러한 정삼투 원리를 이용하여 해수 담수, 폐수처리, 단백질 정제, 압력 지연 삼투 이용한 에너지 생산, 관개를 위한 농축된 비료 희석, 바이오 연료를 위해 폐수로부터 조류를 키우는 공정과 같은 분야에 적용될 수 있다. 본 논문에서는 정삼투 공정에 영향을 주는 유도용액의 특성과 이상적인 조건, 여러 가지 유도 용질 및 유도용질의 회수 방법, 정삼투 공정의 적용 분야를 여러 논문 내용들을 바탕으로 정리하였다.

• 적정기술학회지
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• 제7권2호
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• pp.136-143
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• 2021

키리바시를 포함한 태평양 도서국가들은 기후 변화, 지하수 오염 및 식생 변화로 인한 해수면 상승 및 해안 침식으로 인해 생활 공간의 감소 뿐만 아니라 필수 자원 부족으로 고통받고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위한 글로벌 활동은 SDGs 이행을 위한 UN의 노력으로 진행되고 있다. 태평양 도서 국가들이 풍부한 해양 자원을 이용하여 기후 변화에 대응하고 적응할 수 있도록 모색해 왔다. 즉, 해수 플랜트는 이러한 태평양 도서 국가에서 SDG # 14를 기반으로 SDG #2, #6 및 #7을 달성하는 데 도움을 줄 수 있다. 선박해양플랜트연구소(KRISO)는 2016년에 설립한 지속가능 해수이용 아카데미(SSUA)를 통해 키리바시 SSUA협회를 결성하고, 해양수산부(MOF)의 해양수산 ODA사업으로 키리바시에 해수플랜트를 지원하였다. 키리바시 SSUA협회는 해수 및 태양에너지를 이용하는 해수플랜트를 이용하여, 2018년부터 2020년까지 지역 사회에 식수와 채소를 공급하는 공익사업을 하고 있다. 역량강화 과정을 통해 키리바시 SSUA협회는 기술 이전을 받았고, 지역사회에 수경재배 시스템의 설치, 모종과 비료 보급, 재배관리 기술지도 및 모니터링을 실시하였다. 협회는 3년 동안 140여 가구에 수경재배 시스템(일부는 태양광발전 패널 제공)을 보급하고, 다양한 채소를 재배하여 자가 소비 또는 판매하게 하였다. 또한, 태양광발전 연계 해수담수화 시스템을 설치하여 식수를 공급하도록 하고 있다. 만족도 조사를 통해 대부분의 수혜 가구가 만족하였고, 주변 지역 및 도서로 보급확산을 희망하고 있음을 알 수 있었다. 따라서, 키리바시 SSUA협회는 공동체 이용 및 관리 체계화를 지원하는 자활사업을 추진할 계획이며, 이러한 활동은 태평양 도서국가들의 SDGs 달성을 지원하기 위한 ODA 프로그램으로 확산될 수 있을 것이다.

• 멤브레인
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• 제26권4호
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• pp.239-252
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• 2016

최근 2차원 나노 물질을 응용하여 수처리 막의 성능을 향상시킬 수 있는가에 대한 연구가 활발하다. 그 노력의 한 가운데에 원자 두께를 가지고 있으면서 손쉽게 구할 수 있고 층으로 쌓을 수도 있는 2차원 물질인 그래핀이 자리하고 있다. 이 총설에서 우리는 그래핀으로부터 만들 수 있는 두 가지 막 구조에 관한 기초 물질 전달 현상을 최근 연구 성과를 중심으로 다룬다. 그 물질 자체로 이미 물질 전달 차단성을 갖는 그래핀에 정확히 제어된 크기의 구멍을 뚫을 수 있다면 아마도 원자 크기 수준으로 얇은 두께 때문에 그래핀 막은 같은 기공 크기의 어느 막보다도 빠른 궁극적 투과도를 나타낼 것이며, 이로부터 선택도를 담보할 수 있다면 다양한 막 분리 공정에 적용할 수 있을 것이다. 그 한 예로, 나노미터 이하의 기공을 가정한 초박막 침투성 그래핀 막에 대한 분자동역학 연구와 몇몇 초기 실험 결과들이 해수담수화 막으로서의 가능성을 보인 점은 주목할 만하다. 그래핀 물질로부터 다른 구성을 가진 막을 설계할 수 있는데, 이 막은 적당히 산화된 그래핀 마이크로 판들을 무작위로 적층함으로써 구현할 수 있다. 그래핀 판 적층 간격을 나노미터 이하로 쉽게 제어할 수 있기 때문에 이 구조 역시 수처리 및 해수담수화 막으로서의 가능성을 시사한다. 기존 막기술에 존재하지 않던 구조와 물질 전달 성질을 가짐으로써 두 종류의 그래핀 막은 앞으로 수처리 기술을 비롯한 다양한 막 기술의 응용분야에서 효과적으로 기여할 가능성이 충분하다.

• 대한토목학회논문집
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• 제4권4호
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• pp.113-125
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• 1984

우리 나라는 수공급(水供給)을 주로 댐개발(開發)에 의존(依存)하여 왔으나 이와 같은 방식(方式)은 앞으로 댐적지(適地)의 감소(減少), 건설비(建設費)의 앙등(昻騰), 수몰지역주민(水沒地域住民)의 생활재건대책(生活再建對策), 환경영향(環境影響) 등의 제요인(諸要因)으로 인하여 계속하여 개발(開發)하기 어려운 상황(狀況)에 있다. 한편 수수요(水需要)는 도시(都市)로의 인구집중(人口集中), 생활수준(生活水準)의 향상(向上), 산업발전(産業發展) 등으로 인하여 계속 증가(增加)되고 있으며 앞으로도 인구(人口)의 증가(增加)와 경제활동(經濟活動)의 고도화(高度化)에 따른 도시기능(都市機能)의 향상(向上)에 의해 증가(增加)될 것으로 예상(豫想)된다. 따라서, 앞으로 늘어날 수수요(水需要)에 대처(對處)하기 위해서는 지하수(地下水)의 개발(開發), 해수(海水)의 담수화(淡水化), 그리고 물을 순환재이용(循環再利用)하는 중수도(中水道)의 도입(導入)이 절실(切實)하며 그 연구(硏究) 또한 시급하다. 중수도(中水道)란 종래(從來) 수도(水道)에 의해서 급수(給水)되고 있던 용도(用途)가운데 반드시 음용수(飮用水)와 같은 정도(程度)의 청정(淸淨)을 요(要)하지 않는 용도(用途)에 대(對)하여 각(各) 용도(用途)에 적합(適合)한 수질(水質)의 중수(中水)를 공급(供給)하는 것으로써 사람이 마시기에 적합(適合)하지 않은 물을 공급(供給)하는 시설(施設)의 총체(總體)라고 정의(定義)한다. 이와 같은 중수도(中水道)의 용도(用途)로는 수세식(水洗式) 변소용수(便所用水), 에어컨냉각용보급수(冷却用補給水), 세차용수(洗車用水), 살수용수(撒水用水), 가로청소용수(街路淸掃用水), 조경용보급수(造景用補給水), 소화용수(消火用水) 등을 들 수 있으며, 원수(原水)로는 건물내(建物內)에서 발생(發生)하는 잡배수(雜排水), 수세식(水洗式) 변소용수(便所用水), 냉동냉각배수(冷凍冷却排水), 하수처리수(下水處理水), 오탁하천수(汚濁河川水), 그리고 우수(雨水), 지하수(地下水) 등을 생각할 수 있다. 그러나, 원수(原水)를 선정(選定)할 때는 수질(水質)과 함께 수량(水量)이 풍부(豊富)한가에 대해서도 고려(考慮)하여야 한다. 중수도(中水道)의 형태(形態) 및 분류(分類)는 개방계(開放系) 순환방식(循環方式)과 폐쇄계(閉鎖系) 순환방식(循環方式)으로 대별(大別)되며, 이를 규모(規模)에 따라 개별순환방식(個別循環方式), 지구순환방식(地區循環方式), 광역순환방식(廣域循環方式)의 3 가지로 나눈다. 중수도처리방식(中水道處理方式)은 활성오니법(活性汚泥法), 회전원판법(回轉圓板法), 접촉폭기법(接觸曝氣法)을 포함(包含)한 생물화학적(生物化學的) 처리법(處理法)과 의집심의법(擬集沈擬法), 사려과법(砂濾慮過法), 활성탄처리법(活性炭處理法), ozone 처리법(處理法), 염소처리법(鹽素處理法), 막처리(膜處理) 등을 포함(包含)한 물리화학적(物理化學的) 처리법(處理法)으로 대별(大別)된다. 또한 현재(現在) 외국(外國)에서 실시(實施)하고 있는 중수도(中水道)의 예(例) 조사(調査)하였으며, 중수도이용(中水道利用)의 효과(效果)를 직접적(直接的) 효과(效果)와 부수적(附隨的) 효과(效果)로 나누어 기술(記述)하였다. 또한 중수도(中水道) 개발시(開發時)의 문제점(問題點)을 순환방식별(循環方式別)로 조사(調査)하였으며, 기술(技術), 위생(衛生), 관리상(管理上)의 문제(問題)와 비용문제(費用問題), 법령상(法令上)의 문제(問題)를 다루었다. 중수도(中水道)를 개발(開發)하기 위해 사업자(事業者)(설치자(設置者))와 행정기관(行政機關)의 역할(役割) 중수도(中水道)를 위한 시설(施設)의 구조기준(構造基準) 및 유지관리기준(維持管理基準), 재정적(財政的) 조치(措置) 등에 대해서 연구(硏究)하였다.