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구재욱,이상호,홍승관,김준하,Koo, Jae-Wuk,Lee, Sangho,Hong, Seungkwan,Kim, Joon Ha 대한기계학회 2013 대한기계학회 논문집. Transactions of the KSME. C, 산업기술과 혁신 Vol.1 No.1
Shale gas has the potential to significantly change the way of the world's energy use. However, there are increasing concerns on environmental problems, particularly with respect to water use and wastewater treatment. This paper highlights issues related to shale gas water management and technologies currently used to address them. It also presents perspectives of emerging technologies for the treatment of shale gas wastewater, including forward osmosis (FO) and membrane distillation (MD). 셰일가스는 전 세계의 에너지 사용방식을 크게 변화시킬 만한 잠재력을 가지고 있다. 그러나 셰일가스 생산과정에서의 물의 사용과 폐수의 처리와 관련된 환경문제에 대한 관심이 증가하고 있다. 이 논문은 셰일가스 용수관리와 관련된 이슈를 제시하고 이러한 이슈를 해결하기 위한 기존 기술들에 대한 내용을 소개하고 있다. 또한 본 논문은 정삼투와 막증류와 같이 셰일가스 폐수처리를 위한 새로운 기술의 전망에 대해서도 다루고 있다.
구재욱(Jae Wook Koo),김도훈(Dohoon Kim) 한국정보보호학회 2024 情報保護學會誌 Vol.34 No.1
본 연구에서는 퍼블릭 블록체인 기술을 적용하여 탈중앙화된 식별 정보(DID) 어플리케이션을 개발하였다. 기존의 컨소시엄 블록체인을 사용한 DID는 일부 참가자들 간의 신뢰를 기반으로 동작하여 특정 그룹의 중앙화된 통제 가능성으로 인해 보안 문제가 발생하는데, 이를 극복하기 위해 퍼블릭 블록체인을 도입하여 안전하고 투명한 디지털 식별 체계를 제시한다. 또한, 본 연구에서는 웹앱 형태의 DID 어플리케이션을 사용자 친화적이고 직관적인 디자인으로 구현하여 사용자들이 쉽게 식별 정보를 관리하고 교환할 수 있도록 하였다. 더불어 안전한 키 관리 및 전자 서명 기술을 적용하여 사용자들은 자신의 식별 정보를 완전히 통제할 수 있으며, 이를 통해 탈중앙화된 신뢰 모델을 체험할 수 있다.
셰일가스 플랜트 용수 처리를 위한 정삼투(FO)와 막증발(MD) 공정의 성능 비교
구재욱(Jaewuk Koo),이상호(Sangho Lee),신용현(Yonghyun Shin),윤택근(Taekgeun Yun) 대한기계학회 2015 大韓機械學會論文集B Vol.39 No.3
전 세계적으로 셰일가스와 같은 비전통 석유자원이 널리 개발되고 있다. 이에 따라 셰일가스 채굴과정에서 발생하는 폐수의 적절한 처리가 중요해지고 있다. 그러나, 폐수 내의 오일 및 유기 물질, 유해성 화학물질, 무기 이온과 같은 물질이 고농도로 함유하고 있기 때문에 기존 처리 방법으로 많은 어려움을 격고 있다. 본 연구에서는 셰일가스 폐수에 대한 새로운 처리방법으로 정삼투 공정 및 막증발법에서의 가능성을 연구하였다. 실험실 규모의 정삼투 및 막증발법 장치를 제작하여 실험을 실시하였다. 그 결과, 합성 폐수를 처리하는데, 정삼투 공정에서 적용 가능하다고 판단되었다. 유도용액으로 5M의 염화나트륨수용액을 사용하였고, 낮은 범위의 폐수(66,000mg/L TDS)에서 약 6 L/m2-hr의 플럭스를 나타냈다. 그럼에도 불구하고, 높은 범위의 폐수(261,000mg/L TDS)에서 막증발법으로 처리하는 것이 더 효과적이었다. As non-conventional oil resources such as shale gas have been widely developed, proper treatment of flowback and produced water is becoming important. However, application of conventional water treatment techniques is limited due to high concentration of pollutants such as oil and grease, organics, harmful chemicals, and inorganic ions. In this study, we examined the feasibility of using forward osmosis (FO) and air gap membrane distillation (AGMD) as novel treatment options for shale gas wastewater. Laboratory-scale FO and MD devices were fabricated and used for the experiments. Results showed that FO could be used to treat the synthetic wastewater. Using 5 M NaCl as the draw solution, the flux was approximately 6 L/m2-hr during the treatment of low range wastewater (TDS: 66,000 mg/L). Nevertheless, AGMD was more effective to treat high range wastewater (Total Dissolved Solid: 260,000 mg/L) than FO.
도서지역 가뭄대응 대체수자원내 중금속 제어를 위한 전극탈염시스템 적용가능성 평가
구재욱 ( Koo Jae-wuk ),남숙현 ( Nam Sookhyun ),김은주 ( Kim Eunju ),황태문 ( Hwang Tae-mun ) 한국물환경학회 2020 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2020 No.-
극심한 가뭄으로 인해 도서지역 내에 물 부족이 심각해지고 있다. 물의 안정적 공급을 위한 해결 수단으로 해수담수화 시설 구축되어 있지만, 비용 및 운영관리의 부담으로 인해 비상 시 간헐적으로 운영되거나 운영조차 되지 않은 곳이 대부분이다. 또한, 지하수를 생활용수 및 음용수로 공급하는 지역에 염이 유출되거나 철이나 망간 등의 중금속이 검출되어 이를 처리하기 위한 추가 장치가 요구되는 상황이다. 본 연구에서는 500~2,000 ㎎/L(TDS) 농도의 중금속이 포함된 염지하수를 처리하기 위해 막 축전식 탈염 공정을 적용하고자 하였다. 막축전식 탈염(Membrane capacitive deionization; MCDI)의 이온교환막은 전극의 앞면에 적용되어 대전된 이온이 선택적으로 막을 통과하게 하여 코이온(Co-ion)의 방해 없이 반대 전하를 띠는 전극에 흡착되게 하므로, 염 제거 효율을 개선할 뿐만 아니라 전극의 재생(Regeneration) 능력을 강화한다. 본 연구에서는 양이온교환막 및 음이온교환막과 함께 활성탄소재로 제작한 전극을 사용했다. 실험에 사용된 원수는 실제 도서지역의 지하수 성상을 모사하여 제조하였다. 1 ㎥/d 규모의 MCDI 장치를 활용하였으며, 전압 1.5 V, 원수 순환유량 1 L/min, 충전 1.5 min, 방전 1.5 min 의 조건으로 운전되었다. 염농도 2,000 ㎎/L(TDS)의 원수를 대상으로 실험 후 처리수를 샘플링하여 분석한 결과, 최대 99 %, 평균 95 %에 달하는 중금속 포함한 염 제거 효율을 달성할 수 있었다. 이러한 결과는 도서지역의 염지하수 처리를 위해 MCDI 공정이 효율적으로 적용 가능할 것으로 판단된다.