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연안오염퇴적물에 주입한 생물활성촉진제의 깊이가 생물정화효율에 미치는 영향
우정희(Jung Hui Woo),수바(Bakthavachallam Subha),송영채(Young Chae Song) 한국항해항만학회 2015 한국항해항만학회지 Vol.39 No.4
실험실 규모의 관 실험을 통하여 연안오염퇴적물의 생물정화 효능에 대한 생물활성촉진제 주입 깊이의 영향을 평가하였다. 생물활성촉진제를 실험관에 충진 된 오염퇴적물의 표면과 표면으로부터 3cm, 6cm, 10cm 위치에 주입한 후 1개월 및 3개월 후 퇴적물의 유기물 및 중금속의 특성 변화를 조사하였다. 시험 오염퇴적물의 화학적 산소요구량, 총고형물 및 휘발성고형물 함량은 생물활성촉진제를 주입하지 않은 대조구에 비해 1개월 후 및 3개월 후에서 크게 감소하였으며, 생물활성촉진제 주입 깊이 3cm에서 최대값을 보였다. 그러나, 오염퇴적물에 주입한 생물활성촉진제의 깊이를 6cm 및 10cm로 증가하였을 때 유기오염물질 감량정도는 점차 감소하였다. 중금속 존재형태변화는 생물활성촉진제주입 깊이 3cm에서 안정한 형태인 유기물 결합분율과 광물내 잔류분율이 현저하게 증가하였다. 오염퇴적물의 현장생물정화를 위한 최적의 생물활성촉진제 주입 깊이는 퇴적물의 상부 표면으로부터 3cm로 평가되었다. This study investigated the optimum depth for the application of bioremediation in contaminated coastal sediment using a lab scale column experiment. The biostimulants were placed in the top surface of the sediment facing seawater, 3cm, 6cm and 10cm of the depth from the surface, respectibely. During the experiment, the changes of organic pollutants and heavy metal fractions in the sediment were monitored in 1 month and 3month time intervals. The organic pollutants found during various analysis such as chemical oxygen demand, total solids and volatile solids, significantly reduced when the depth of the biostimulant was 3cm or less. In contrast, at a depth of over 6cm, the reduction of organic pollutants decreased, and the results were similar to the control. Heavy metals fractions in the sediment also changed with the depth of the biostimulants. The exchangeable fraction of the metals was quite reduced at the sediment surface in the column, but the organic bound and residual fractions considerably increased at a depth of 3cm. Based on this study, the optimum biostimulants depth for in-situ bioremediation of contaminant coastal sediment is 3cm from the sediment surface.
연안 해역퇴적물에 함유된 유기오염물과 PAHs의 현장정화를 위한 파일럿 규모의 생물활성촉진연구
배병욱(Byung-Uk Bae),우정희(Jung-Hui Woo),수바(Bakthavachallam Subha),송영채(Young-Chae Song) 한국항해항만학회 2016 한국항해항만학회지 Vol.40 No.6
연안오염퇴적물에 함유된 유기물질과 PAHs의 현장정화를 위한 생물활성촉진제의 효능을 파일럿 규모의 현장실험을 통하여 1년간평가하였다. 실험 해역의 수온은 계절적인 요인으로 인해 16.5℃에서 21℃까지 변화가 있었으나, 파일럿 반응조의 오염퇴적물의 pH는 8.4-8.5로서 비교적 일정하였다. 파일럿 실험종료 후 바탕시험구와 초산, 황산이온, 질산이온을 함유한 생물활성촉진제를 주입한 오염퇴적물의 화학적 산소요구량은 각각 39% 및 79%까지 감소하였으며, 휘발성고형물은 초기 약 15 g/kg에서 7 g/kg 및 2.5 g/kg까지 각각 감소하였다. PAHs는 2- ,3- ,4- ,5-ring 과 6-ring 16PAHs를 평가하였으며, 생물활성촉진제를 주입한 오염퇴적물에서 2-ring 화합물인 나프탈렌은 실험시작 2개월후 100%(바탕시험구의 감소율 55.6%)까지 감소되어 가장 빨랐고, 12개월 후 3-ring 및 4-ring PAHs의 감소율은 모두 100%(바탕시험구의 감 소율 46%-100%)에 달하였다. 5-ring과 6-ring PAHs의 12개월 후의 감소율은 바탕시험구와 생물활성촉진제를 투여한 오염퇴적물에서 각각 26%-87% 및 77%-100%로 평가되었다. 연안오염퇴적물에 투입한 생물활성촉진제는 유기물질 및 난분해물질인 PAHs의 제거속도를 향상시킬수 있는 것으로 평가되었다 A pilot scale biostimulation experiment was performed under field conditions to degrade organic pollutants and PAHs (Polycyclic Aromatic Compounds) in contaminated coastal sediment. During the experiment, the seawater temperature around the sediment varied from 16.5℃ to 21℃, while the sediment pH was stable at 8.4-8.5. The experiment was conducted over a one year period with a control group and a sample group with a applied biostimulant composed of acetate, sulfate, and nitrate. Chemical oxygen demand decreased 39% in the control group and 79% in the sample group. Volatile solids were reduced from 15 to 7 g/kg in the control group and 2.5 g/kg in the sample group. Out of the 2-, 3- ,4- ,5-, and 6-rings of the 16 vital PAHs, the compound including naphthalene (2-ring), took 2 months to degrade completely, while the degradation efficiency was 55.6% in the control group during the same period. In the case of the 3-ring and 4-ring PAHs, complete degradation in the sample and 46% - 100% degradation in control was observed after one year of the experiment. The 5-ring and 6-ring PAHs were degraded to about 77%-100% in the sample group and 26%-87% in the control group during the one year of the experiment. The study results show that biostimulation is a very effective method to improve the degradation rate of organic pollutants and PAHs (Polycyclic Aromatic Compounds) in contaminated coastal sediment.
공기양극 미생물연료전지 시스템에서 전력발생특성에 미치는 전기전도도와 CNT 양극의 영향
유규선,박현수,송영채,우정희,이채영,정재우,Yoo, Kyu-Seon,Park, Hyun-Soo,Song, Young-Chae,Woo, Jung-Hui,Lee, Chae-Young,Chung, Jae-Woo 대한상하수도학회 2012 상하수도학회지 Vol.26 No.3
The characteristics of power generation were investigated by changing the electrical conductivity from 10 to 40mS/cm using air-cathode microbial fuel cell, which had graphite fiber fabric(GFF) anode. There were three kinds of cathode used: one was carbon cloth cathode coated with Pt, another was carbon nanotube(CNT) cathode with non-precious catalyst of Fe-Cu-Mn, and the other was carbon nanotube(CNT) cathode without any catalyst. When it was operated in batch mode, power density of 1369.5mW/$m^2$ was achieved at conductivity of 20mS/cm. Power density from MFC with CNT cathode coated with multi-catalyst of Fe-Cu-Mn was shown about 985.55mW/$m^2$, which was 75.1% compared the power density of carbon cloth coated with Pt. This meant that CNT cathode coated with multi-catalyst of Fe-Cu-Mn could be an alternative of carbon cloth cathode.
송영채 ( Young-chae Song ),우정희 ( Jung-hui Woo ),오경근 ( Gyung-geun Oh ),김동훈 ( Dong-hoon Kim ),이채영 ( Chae-young Lee ),김현우 ( Hyun-woo Kim ),배병욱 ( Byung-uk Bae ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2021 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2021 No.-
외부전계가 수용액으로부터 암모니아 탈기에 미치는 영향을 조사하였다. 50MHz 이하의 전자계 주파수 범위에서 암모니아의 탈기효율은 주파수가 증가함에 따라 증가하였다. 전자계에 의한 탈기효율의 증가 효과는 낮은 온도, pH 및 공기량 조건에서 더 컸다. 그러나, 전자계 하에서 탈기가 진행되는 동안 관측된 pH 및 수온의 변화는 크지 않았다. 이것은 수용액에 대한 전자계의 비열효과(극성분자인 물 및 암모니아 분자들의 회전/병진운동)가 전자계 주파수와 커플링된다는 것을 나타낸다. 전자계의 주파수에 따라 향상된 암모니아 탈기는 암모니아 분자의 회전/병진 확산의 증가에 의한 것으로 보인다. 50MHz 이하의 주파수 범위에서 펄스발생기의 에너지 소모량은 대기전력을 포함하여 23-25W로 매우 작았다. 전자계 하에서 암모니아의 탈기효율은 pH와 온도 증가에 따라 더욱 향상되었다. 딥러닝을 통하여 예측한 결과 전자계 하에서 암모니아의 탈기효율은 총괄물질전달계수와 밀접한 상관관계를 보였다. 전자계를 이용한 탈기는 고농도 암모니아성 질소함유 폐수로부터 경제적으로 질소를 제거하여 회수할 수 있는 새로운 플랫폼이다.
오염해수로부터 질산염의 제거를 위한 전처리 퇴적물의 흡착특성
송영채(Young-Chae Song),우정희(Jung-Hui Woo),정은혜(Eun-Hye Jun),고성정(Sung-Jung Go),김동근(Dong-Geun Kim) 한국항해항만학회 2005 한국항해항만학회지 Vol.29 No.6
연안 준설퇴적물을 열처리, 생물침출공정을 이용한 중금속처리, 중화처리 등의 다양한 방법으로 전처리한 재료를 이용하여 연안해수에 함유된 질산염의 흡착특성에 대한 실험실적 연구를 수행하였다. 전처리된 퇴적물의 흡착평형시간은 생물침출-열처리 퇴적물이 17분으로 가장 빨랐으며 생물침출-중화-열처리 퇴적물과 생물침출퇴적물이 각각 25분, 27분으로 황토와 열처리 황토에서의 33분, 32분 보다 빠르게 흡착되는 것으로 평가되었다. 시험된 재료들에 대한 흡착공정은 Freundlich 등온흡착식으로 해석할 수 있었으며. 전처리한 퇴적물의 흡착속도가 황토에 비해 빠름을 알 수 있었다. 질산염의 흡착량은 퇴적물과 열처리 퇴적물에서 각각 2.12, 2.19 ㎎ NO3-N/g으로 가장 많았으며 열처리 등으로 전처리된 퇴적물은 연안해수의 수질개선을 위한 흡착재로서 활용 가능한 것으로 평가되었다. A laboratory study on the adsorption of nitrate in polluted coastal water using various materials including several types of dredged sediments(ST) and yellow clays(YC). which are activated by heat(HT), bioleaching for heavy metal removal(BL) and neutralization(NR) was performed. The equilibrium time of the adsorption for the sediment bioleached and treated by heat(BL-HT-ST) was only 17min which was faster than the sediment bioleached, neutralized and treated by heat(BL-NR-HT-S)(25min) or the sediment treated by the bioleaching process(BL-ST)(27min), but longer equilibrium times for yellow clay(YC) or heat treated yellαv clay(HT-YC) were required. The adsorption processes of nitrate in sea water for tested material could be described by Freundlich isotherm, but were significantly offected by surface characteristics of the materials. The adsorption capacities for raw sediment and heat treated sediment were 2.12 and 2.19㎎ NO3-N/g, respectively, which were higher than others, indicating that the sediment activated by heat could be used as a material for the improvement of nearshore water quality.