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대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmen... 15건

  1. [국내논문]   철 환원 박테리아에 의한 산화철의 환원과 환원된 철을 이용한 TCE 제거에 관한 연구  

    신화영 (한양대학교 토목공학과 ) , 박재우 (한양대학교 토목공학과)
    대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers v.27 no.2 ,pp. 123 - 129 , 2005 , 1225-5025 ,

    초록

    철을 이용한 반응벽체 (permeable reactive barrier, PRBs) 기술은 유기 화합물로 오염된 지하수를 환원적 반응에 의해 정화시키는 공법이다. 벽체의 매질로 주로 사용되는 영가 철은 반응이 진행됨에 따라 점차 2가 및 3가 철로 산화되어 제거능이 점차 저감된다. 자연계에 존재하거나 동정된 철 환원 박테리아는 산화된 Fe(III)를 Fe(II)로 환원시키는 능력을 가지고 있으며 이와 같이 환원된 Fe(II)는 반응 표면적을 넓히고 다시 할로겐 유기 화합물을 환원적으로 제거할 수 있도록 한다. 본 연구는 철 환원 박테리아로 순수균인 Shewanella algae BrY에 의한 산화철의 환원 경향을 aqueous phase와 solid phase로 나누어 관찰하고 환원된 철이 TCE 제거에 미치는 영향을 iron(II,III) oxide와 iron(III) oxide를 대상으로 하여 파악하는 것을 목표로 하였다. 박테리아는 배지 내에 존재하는 Fe(III)를 우선적으로 사용하여 Fe(II)로 환원시켰으며 선택성은 떨어지지만 입자상의 산화철 표면에 존재하는 Fe(III)도 환원시켰다. 또한 동량의 산화철이 존재할 때 iron(II,III) oxide에 비해 박테리아가 전자수용체로 사용할 수 있는 Fe(III)가 풍부한 iron(III) oxide의 환원이 더 잘 일어남을 알 수 있었고, 환원된 Fe(II)는 박테리아 또는 다른 철 산화물과 침전을 형성하였으며 TCE와의 반응속도 및 제거 능력을 향상시키는 것으로 판단된다.

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    Fig. 1 이미지
  2. [국내논문]   유기성 폐슬러지의 열분해 차르에 대한 중금속 및 VOCs 흡착특성  

    박상숙 (한영대학 보건환경과 ) , 강화영 (순천대학교 토목환경공학부)
    대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers v.27 no.2 ,pp. 130 - 137 , 2005 , 1225-5025 ,

    초록

    본 논문은 매립장 복토재로 사용될 열분해 차르의 중금속 및 VOCs의 흡착거동을 조사하였다. 열분해 과정에서 슬러지에 함유된 휘발분이 가스화 됨으로서 모체에 세공이 형성되었다. 휘발분의 가스화로 인해 형성된 세공을 확인하기 위하여 질소 흡착/탈착 실험을 한 결과, 열분해 차르( $14.56\;m^2/g$ )가 유기성 폐슬러지( $6.68\;m^2/g$ )보다 비표면적이 2배 정도 증가한 것을 확인할 수 있었다. 열분해 차르는 BDDT 분류의 Type II와 V의 중간 형태의 흡착특성을 나타냈으며, 약간의 미세공이 형성되었음을 보여주었다. 에틸벤젠과 톨루엔의 흡착실험 결과를 Freundlich 흡착등온선에 적용한 결과, 열분해 차르는 화강토나 유기성 폐슬러지보다 이들 물질에 대해 흡착능이 우수하였다. 또한 열분해 차르의 중금속 흡착실험에서도 어느 정도 중금속 흡착능력을 보여주었다. 이것은 열분해 차르가 매립장 복토재로 사용될 경우, 매립장으로부터 유해물질을 흡착/흡수하여 지하수와 토양이 오염되는 것을 막아주는 효과를 가지고 있음을 말해준다.

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  3. [국내논문]   혐기-무산소-호기 반응조내 질화세균군의 변화   피인용횟수: 1

    박종웅 (대구한의대학교 보건환경학과 ) , 이영옥 (대구대학교 생명과학부 ) , 고준혁 (대구한의대학교 보건환경학과 ) , 라원식 (대구한의대학교 보건환경학과 ) , 임욱민 (대구한의대학교 보건환경학과 ) , 박지은 (대구대학교 생명과학부)
    대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers v.27 no.2 ,pp. 138 - 144 , 2005 , 1225-5025 ,

    초록

    본 연구는 질화작용에 관여하는 Nitrosomonas sp. 등의 암모니아산화세균과 Nitrobacter sp. 등 아질산산화세균이 $A^2/O$ Pilot 장치의 혐기조, 무산소조, 호기조에서 어떤 양상으로 변화하는지를 조사하는데 있다. 혼합액의 부유 질화세균군과 폐타이어로 성형 제조된 입상담체에 부착된 질화세균군은 FISH법으로 분석하였다. Pilot 장치의 질산화속도는 $1.97{\sim}2.98mg\;N/g\;MLVSS{\cdot}hr$ 의 값을 보였다. 각 반응조에서 총 부유 세균수중 암모니아 산화세균군 (NSO로 검출된 세균군)이 차지하는 비율은 호기조 $180{\sim}188\;{\mu}m$ , $38.5{\sim}43.9\;mg/cm^3$ , $29.4{\sim}32.5\;mg/g$ 이었고, 담체에 부착된 총세균수 중 질화세균이 차지하는 비율은 NSO(3.2%)와 NIT(2.8%)가 거의 비슷하였으나, 각 반응조에 존재하는 부유성 질화세균, 즉 NSO( $22.8{\sim}28.4%$ )와 NIT( $17{\sim}26%$ )에 비해서는 부착성 질산화 세균의 비가 현저히 낮았다.

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  4. [국내논문]   폐콘크리트 재생잔골재를 활용한 개량 폐광미 매립지의 사면안정해석  

    안남규 (중앙대학교 공과대학 건설환경공학과 ) , 김태형 (국립한국해양대학교 토목환경시스템공학부 ) , 오재일 (중앙대학교 공과대학 건설환경공학과 ) , 이주영 (중앙대학교 건설대학원 환경공학과)
    대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers v.27 no.2 ,pp. 145 - 150 , 2005 , 1225-5025 ,

    초록

    본 연구에서는 폐콘크리트 재생골재를 활용한 친환경적 폐광미 매립지 사면에 대한 폭넓은 수치해석을 수행하였다. 이를 위해 먼저 콘크리트 재생잔골재와 폐광미의 물리 역학적 재료 특성을 조사하였고, 재생잔골재가 물(지하수/우수 가정)과 반응하여 알칼리 발생에 따른 지반침하발생 여부 및 재료적 특성 변화도 살펴본 후 이를 바탕으로 사면안정해석을 집중 수행하였다. 재생잔골재와 물의 반응 실험결과, 재생잔골재에서 $OH^-$ 의 용출로 인한 침하는 발생하지 않았고, 투수계수, 공극률, 흡수율에서도 미미한 차이만이 발생하였으므로 이를 사면해석시 고려하지 않았다. 폐광미와 재생잔골재를 층으로 다져서 매립하는 임의 사면에 대한 수치해석 수행 결과, 사면의 안전율은 사면경사가 완만할수록, 재생잔골재 층의 두께가 커질수록, 사면 내 수위가 낮을수록 증가하는 경향을 보였다. 그러므로 폐콘크리트 재생잔골재를 활용한 친환경적 폐광미 매립지 설계 및 시공시 매립지 사면의 경사, 재생잔골재 층의 두께, 사면 내 수위에 대한 고려를 반드시 하여야 한다.

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  5. [국내논문]   퇴적 유기물 분해과정에 따른 물질 거동 변화 예측을 위한 수치모델 적용   피인용횟수: 2

    최정현 (이화여자대학교 공과대학 환경학과 ) , 박석순 (이화여자대학교 공과대학 환경학과)
    대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers v.27 no.2 ,pp. 151 - 157 , 2005 , 1225-5025 ,

    초록

    본 연구에서는 퇴적물에서 일어나는 유기물 분해과정 중 이용된 전자 수용체와 분해과정에서 생산된 환원 물질의 농도 변화를 적절히 파악하고 정량화하기 위한 수치모델을 개발하였다. 퇴적물에 서식하는 미생물이 전자 수용체를 이용하여 유기물을 분해하는 반응들은 전자 수용체의 종류에 따라서 다음과 같이 6가지 형태로 구분 할 수 있다: (1) 호기성 분해(Aerobic Respiration), (2) 탈질(Denitrification), (3) 망간 환원(Manganese Reduction), (4) 철 환원(Iron Reduction), (5) 황산염 환원(Sulfate Reduction), (6) 메탄 환원(Methanogenesis). 이와 같은 6가지 반응은 양론(Stoichiometry)적으로 표현되어지며, 여기에 관여하는 3개의 고형물질(침전성 유기물질, manganese oxides, iron oxides)과 8개의 용존물질 (oxygen, nitrate, sulfate, ammonia, dissolved manganese, dissolved iron, sulfide, methane)의 움직임은 1차원 물질수지 방정식으로 모델에서 재현되어졌다. 퇴적물에서 미생물에 의한 유기물 분해 반응은 Monod 반응식을 이용하여 간단히 표현되어졌다. 퇴적물에 포함된 물질들에 대한 물질수지 방정식들은 Monod 반응식에 포함된 비선형성을 제거하기 위해서 다단계의 반복적인 수치해석법에 의해 안정적인 해를 구할 수 있었다. 모델의 타당성을 검토하기 위하여 Sweert et al.(1991a)이 Netherland의 Veluwe 호수의 퇴적물에서 조사한 자료에 모델결과를 비교하였고, 결과로써 산출된 전자 수용체와 환원 물질의 수직적 분포형태는 관측간과 비교적 잘 부합하였다. 그러나 모델을 통하여 예측된 $NH_4^+$ 의 농도는 측정된 농도보다 훨씬 낮은 것이 관찰이 되었는데, 이는 모델에서 유기물질을 표현할 때 사용한 Redfield의 유기물식이 본 연구에 적용된 퇴적물에서의 높은 질소 함유율을 적절히 표현하지 못한 결과로 해석되어 질 수 있다. 퇴적물 깊이에 따른 전자 수용체와 환원된 물질의 분포변화는 중금속의 재용출과 생물이용도를 조절하는 주요인이 되기 때문에, 이 연구에서 개발된 수치모델은 퇴적물에서 일어나는 미량 오염 물질의 거동을 파악하기 위해 유용하게 사용되어질 수 있을 것으로 사료된다.

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  6. [국내논문]   대규모 나노여과 정수처리 시스템에서의 생물학적 안정성에 관한 연구  

    홍승관 (고려대학교 사회환경시스템공학과 ) , ( ) , 조재원 (광주과학기술원 환경공학과)
    대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers v.27 no.2 ,pp. 158 - 162 , 2005 , 1225-5025 ,

    초록

    이 연구에서는 대규모 나노여과 정수처리 시스템의 각 단계의 생물학적 안정성과 공정내의 AOC를 측정하고자 한다. 나노 여과 정수처리 시스템은 미 플로리다 주 남부의 Plantation 시의 $45,400\;m^3$ /day (12 mgd) 규모의 연수화 시설에서 연구하였으며, 표면 대수층의 유기물이 많은 지하수를 원수로 이용하였다. 유입원수의 평균 AOC 농도는 158 g/L acetate-C이다. 전처리(산과 스케일 방지제첨가) 후 AOC농도는 12.7% 가량 증가하였는데, 이는 전처리 과정에서 투입된 화학물들이 생물학적 안정성을 저감시킬 수 있음을 의미한다. 전체적으로 나노여과공정은 63.4%와 94.8% 의 AOC 및 DOC 제거효율을 보였다. 특히 1단계에서의 AOC 제거율 (68%)이 2단계에서의 제거율 (58%)보다 다소 높았는데 이는 높은 회수율과 산 전처리과정이 있는 대규모 나노 공정 2단계에서 흔히 형성되는 낮은 pH 높은 이온강도 및 경도 등의 화학적 환경에 기인한다고 사료된다.

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  7. [국내논문]   태양광/$TiO_2$ 광산화를 이용한 Cu(II)-EDTA의 제거   피인용횟수: 2

    신인수 (관동대학교 토목.환경학부 ) , 이승목 (관동대학교 토목.환경학부 ) , 양재규 (LG 환경연구원 ) , 신원태 (해양수산부)
    대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers v.27 no.2 ,pp. 163 - 169 , 2005 , 1225-5025 ,

    초록

    본 연구에서는 인공 UV lamp의 대체에너지로 무한한 청정에너지인 태양광을 광원으로 이용하여 Cu(II)-EDTA 제거를 위한 광촉매 산화반응을 실시하였다. Cu(II)-EDTA의 광촉매 산화반응의 효율에 관한 연구를 위해 집광반사판의 형태, 집광반사판의 입사각, 광세기, 유량, 반응면적, $H_2O_2$ 의 효율, 그리고 광촉매 형태의 변화에 따라 실시하였다. Cu(II)와 DOC 제거율은 평판형의 집광반사판보다 반구형의 집광반사판 사용시 높게 나타났으며, 반사판의 각도를 $38^{\circ}$ 까지 증가시킬수록 제거속도 및 제거율이 각각 증가였다. $TiO_2$ 분말시스템은 $TiO_2$ 코팅 시스템보다 Cu(II)와 DOC 제거율에 있어서 약 4배 이상의 큰 제거율을 나타내어서 제거효율에 있어서는 우수한 것으로 조사되었다. Cu(II)와 DOC 모두 자외선 세기가 높은 맑은 날( $0.372{\sim}2.265\;mW/cm^2$ )에 제거효율이 가장 좋은 것으로 나타났는데, Cu(II)의 경우 흐린날( $0.038{\sim}1.129\;mW/cm^2$ 에 비하여 약 3배, DOC의 경우 약 2배의 높은 제거율이 나타나서 광세기가 양자수율에 직접적으로 영향을 미침을 알 수 있었다. Cu(II)가 제거되는 경향은 반응기의 면적이 클수록 증가하였으며, 유량변동에는 비슷한 경향을 보였지만 일정유량 이상에서는 방해요인이 되는 것으로 나타났다. 코팅된 $TiO_2$ 를 광촉매로 사용하였을 때 $H_2O_2$ 농도증가에 따라 Cu(II)의 제거효율은 크게 증가하였지만 분말형 $TiO_2$ 사용시에는 이에 비해 $H_2O_2$ 주입효과가 크게 나타나지 않았다.

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  8. [국내논문]   한국과 일본의 환경대기 중 폴리염화비페닐(PCB)의 농도수준 및 발생원 해석에 관한 연구   피인용횟수: 5

    김정수 (전북대학교 화학물질안전관리연구센터 ) , 송병주 (전북대학교 환경공학과 ) , 김종국 (전북대학교 환경공학과 ) , 김교근 (청주대학교 환경공학과)
    대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers v.27 no.2 ,pp. 170 - 176 , 2005 , 1225-5025 ,

    초록

    한국과 일본의 환경대기 시료를 대상으로 PCB 전이성질체 분석을 통하여, 오염정도 및 이성질체 분포 특성을 파악하고 통계적 처리기법을 통하여 발생원을 추정하였다. 환경대기 중 PCB 농도는 한국이 $0.003{\sim}1.01\;pgTEQ/m^3$ (평균 $0.22\;pgTEQ/m^3$ ), 일본이 $0.002{\sim}0.014\;pgTEQ/m^3$ (평균 $0.007\;pgTEQ/m^3$ )으로 나타났다. 한국의 환경대기 중 PCB 농도는 공단지역이 도시지역간의 농도 변화폭이 매우 크게 나타났다. 이성질체 분포에 있어서는 대체로 유사한 경향을 나타내었으나 한국의 공단 지역에서는 $7{\sim}10CB$ 의 고염소화 동족체가 검출되어 특정한 오염원이 존재할 가능성이 시사되었다. 주성분 분석을 통하여 한국과 일본의 환경대기 중 PCB 오염원을 추정한 결과 한국 환경대기 시료가 일본 환경대기 시료에 비하여 소각로 영향을 많이 받고 있으며 PCB 제품 영향은 일본에 비해 상대적으로 적은 것으로 판단된다.

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  9. [국내논문]   유입구 및 정류벽 최적설계에 의한 최종 침전지 성능 개선 연구   피인용횟수: 1

    김혜숙 (충남대학교 환경공학과 ) , 신미수 (충남대학교 환경공학과 ) , 장동순 (충남대학교 환경공학과 ) , 정성희 (한국원자력연구소 ) , 강동효 (부산광역시 환경시설공단)
    대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers v.27 no.2 ,pp. 177 - 183 , 2005 , 1225-5025 ,

    초록

    하 폐수 처리장의 방류수 수질은 최종 침전지의 성능에 의해 직접적으로 영향을 받으므로 최종 침전지의 효율적 설계 및 운전은 하 폐수 처리에 소요되는 비용 절감과 더불어 수질보전을 위한 하수 정화의 목표를 달성할 수 있다. 그러므로 본 연구에서는 장방형 최종 침전지의 성능 개선을 위하여 유입구 위치와 정류벽 설치에 따른 내부 유동특성 및 고형물질의 제거효율을 수치해석방법을 통해 평가하였다. 개발된 2차원 컴퓨터 프로그램은 방사성 추적자를 이용한 체재시간분포 곡선과의 비교를 통해 성공적으로 검증된 수치해석 모델로 수력학적 구조변경에 대한 침전지의 성능 예측을 가능하게 하였다. 최종 침전지의 유입구 위치는 낮을수록 침전지에 형성된 강력한 바닥흐름과 수표면 역흐름으로 나타나는 밀도류를 저감시켰으며 침강된 슬러지의 하류 이동을 감소시켰다. 최종 침전지 유입부에 설치된 정류벽은 유입수가 출구로 직접 흐르는 단락류를 방지하고 밀도 저류로 유입되도록 하여 방류수 수질을 향상시키나 유입구 위치가 낮은 경우에 설치된 정류벽은 오히려 방류수 수질을 떨어뜨리는 결과를 초래하였다. 결국 최종 침전지의 성능 개선을 위한 수력학적 구조변경 및 설계는 다양한 변수에 대한 조직적인 수치해석 연구가 필요하며 선행되어야 할 것으로 판단된다.

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  10. [국내논문]   펜톤 산화에 의한 하수 슬러지로부터 유기산 생성에 관한 연구   피인용횟수: 1

    한금석 (숭실대학교 환경.화학공학과 ) , 남영우 (숭실대학교 환경.화학공학과)
    대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers v.27 no.2 ,pp. 184 - 190 , 2005 , 1225-5025 ,

    초록

    하수 슬러지를 펜톤 산화공정으로 처리하는 새로운 VFAs 생산 공정을 연구하였다. 과산화수소와 촉매인 $Fe^{2+}$ 의 적정농도를 실험하고, 최적 반응온도 및 반응시간에 대한 기초 자료를 얻고자 하였다. 기존의 과산화수소를 액상산화제로 사용한 공정보다 저농도의 $Fe^{2+}$ 를 촉매로 사용하는 펜톤 산화공정으로 과산화수소의 사용량을 대폭 감소시키고도 VFAs 생성량이 4배 정도 증가하는 결과를 얻었다. 과산화수소와 $Fe^{2+}$ 의 적정 농도는 각각 0.62 M과 0.007M 이었다. VFAs 생성반응은 초기 1분 이내에서 빠르게 진행되었으며 생성된 VFAs의 일부가 초산과 $CO_2$ 로 분해되는 연속반응의 특성이 나타났다. 경제성을 감안하면 반응온도는 $25^{\circ}C$ , 반응시간은 10분 정도가 적절한 반응조건으로 생각된다. 초기 pH $3{\sim}6.3$ 에서 VFAs의 생성에 미치는 pH의 영향은 관찰되지 않았다.

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