이가철 연속주입에 의한 과황산 활성을 이용한 페놀 분해 평가

윤성은 ( Seong-eun Yoon ),김재문 ( Jae-moon Kim ),조재현 ( Jae-hyun Jo ),황인성 ( Inseong Hwang ) 한국물환경학회 2020 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2020 No.-

이가철(Fe²⁺)을 이용한 과황산(Peroxydisulfate, PDS) 활성화 공정은 저렴한 가격과 신속한 활성화가 가능하여 토양·퇴적토 복원에 빈번하게 적용되고 있다. 그러나 Fe²⁺와 PDS를 동시에 주입할 경우 반응계 내에 존재하는 과도한 Fe²⁺에 의해 황산 라디칼(SO₄^·-)의 스케벤징이 발생하게 된다. 이러한 스케벤징 문제를 해결하고자 높은 선택도를 나타낼 수 있는 반회분식 반응기를 통한 Fe²⁺의 연속주입 공정을 도입하였다. 따라서 본 연구에서는 1) 반회분식 반응기 내 Fe²⁺ 연속주입의 영향인자를 설정하고 2) 이를 적용하여 PDS 산화공정을 평가하고자 한다. Fe²⁺ 연속주입의 영향인자는 Fe²⁺의 주입 농도(mmol/mL)와 주입 유량(mL/min)이며, 이를 통해 주입되는 최적 Fe²⁺의 몰 유량(mmol Fe²⁺/min)을 조사하였다. 반회분식 반응기 내 초기 페놀의 농도와 PDS의 농도는 각각 1.06 mM, 21.2 mM이며 최종 퇴적토의 고액비는 1/5였다. 주입된 후 반응기 내 Fe²⁺의 최종 농도(주입 전: 212/106/53 mM)는 42.4/21.2/10.6 mM이 되도록 설정하였다. 주입 유량은 1.67/2.5/0.83 mL/min(50 mL를 10/30/60분 주입)이며 연동펌프를 이용하여 주입하였다. 대조군인 회분식 실험의 경우 106/53 mM의 50 mL Fe²⁺ 용액을 반응시작과 동시에 반응기로 주입하였다. 106 mM Fe²⁺을 한 번에 주입한 회분식 실험 경우 30분 내에 90% 분해된 반면, Fe²⁺ 연속주입 실험에서는 50 mL (106 mM) Fe²⁺을 10/30/60분 나누어 주입한 결과 각각 4분/8분/20분 내에 완전 분해되었다. 페놀 분해속도는 0차 반응으로 해석되며 각각 0.45/0.19/0.10 mM/min의 결과를 나타내었다. 이를 통해 Fe²⁺ 용액을 빠르게 주입할수록 PDS가 빠르게 활성되어 페놀의 분해속도가 증가할 것으로 판단된다. 시간에 따른 PDS 농도변화를 분석한 결과 회분식 실험에서는 1분 내 60%가 감소한 뒤 변화가 없는 반면, Fe²⁺을 연속주입한 경우 Fe²⁺을 주입한 시간까지 PDS가 활성화되었다. 연속주입할 경우 과량의 Fe²⁺에 의한 PDS의 스케벤징을 줄일 수 있을 것으로 판단된다. 또한 TOC분석 결과 회분식 반응의 경우 67.3%, 30분 주입한 경우는 73.8%가 제거되어 페놀의 광물화에도 긍정적인 영향을 미치는 것으로 조사되었다. 주입하는 Fe²⁺의 농도를 212/106/53 mM으로 변경하여 50 mL의 Fe²⁺용액을 30분 동안 연속주입한 결과 각각 4분/8분/20분 내 완전 분해되었고 페놀 분해속도는 각각 0.34/0.19/0.10 mM/min을 나타냈다. 따라서 고농도의 Fe²⁺ 용액을 주입하게 되면 초기 PDS 활성 속도는 빠르지만, PDS 양이 감소함에 따라 스케벤징이 발생하는 것으로 판단된다. 환경 영향을 평가하기 위해 pH, 염도, 고액비의 영향을 조사하였다.

화학물질 유출사고로 오염된 하천 퇴적토 내 유해화학물질의 고도산화 처리기술

윤성은(Seong-Eun Yoon),김재문(Jae-Moon Kim),조재현(Jae-Hyun Jo),황인성(Inseong Hwang) 대한환경공학회 2020 대한환경공학회 학술발표논문집 Vol.2020 No.11

동적 국부 복사 난방 조건에서 전기자동차 탑승자의 열쾌적감 시뮬레이션 및 예측

윤성은(Seong Eun Yoon),Gineesh Gopi,Mohammad Fakhrulrezza,이현진(Hyun-jin Lee),김중경(Jung Kyung Kim) 한국자동차공학회 2022 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2022 No.11

사지의 비후로 발현한 미만형 피하 사르코이드증

윤성은 ( Seong Eun Yun ),김현옥 ( Hyun Ok Kim ),정용근 ( Yong Geun Jeong ),이경주 ( Kyeong Ju Lee ),이창민 ( Chang Min Lee ),김재희 ( Jae Hee Kim ),나재범 ( Jae Boem Na ),윤태진 ( Tae Jin Yoon ),이상일 ( Sang Il Lee ) 대한류마티스학회 2010 대한류마티스학회지 Vol.17 No.1

Sarcoidosis is multi-systemic disorder of an unknown etiology, and this is histologically characterized by noncaseating granulomatous inflammation. Sarcoidosis may affect the lung, skin, lymph nodes and eyes, but it rarely affects the subcutaneous tissue. There has been no report of diffuse subcutaneous sarcoidosis in Korea. We experienced a 57-year-old female with diffuse subcutaneous sarcoidosis that presented as thickened extremities. The patient complained of edema and skin thickening on both upper extremities. Magnetic resonance imaging revealed the reticular form of sarcoidosis on the forearm and the biopsy showed noncaseating granuloma. She was finally diagnosed as diffuse subcutaneous sarcoidosis and she improved after treatment with corticosteroid. We report here on this unusual case along with a review of the relevant literature.

Fe(II)에 의해 활성화된 과황산을 이용한 페놀 오염 퇴적물 처리 타당성 평가

조재현,윤성은,김재문,황인성,Jo, Jae Hyun,Yoon, Seong-Eun,Kim, Jae-Moon,Hwang, Inseong 한국지하수토양환경학회 2020 지하수토양환경 Vol.25 No.4

Persulfate-based advanced oxidation processes (AOPs) can oxidize various organic pollutants. In this study, persulfate/Fe(II) system was utilized in phenol removal, and the effect of various organic and inorganic chelators on Fe(II)-medicated persulfate activation was investigated. The feasibility of persulfate/Fe(II)/chelator in cleanup of phenol-contaminated sediment was confirmed through toxicity assessment. In persulfate/Fe(II) conditions, the rate and extent of phenol removal increased in proportion to persulfate concentration. In chelator injection condition, the rate of phenol removal was inversely proportional to chelator concentration when it was injected above optimum ratio. Thiosulfate showed greater chelation tendency with persulfate than citrate and interfered with persulfate access to Fe(II), making the latter a more suitable chelator for enhancing persulfate activation. In contaminated clay sediment condition, 100% phenol removal was obtained within an hour without chelator, with the removal rate increased up to four times as compared to the rate with chelator addition. A clay sediment toxicity assessment at persulfate:Fe(II):phenol 20:10:1 ratio indicated 71.3% toxicity reduction with 100% phenol removal efficiency. Therefore, persulfate/Fe(II) system demonstrated its potential utility in toxicity reduction and cleanup of organic contaminants in sediments.

준설거리에 따른 새만금 방수제의 안정성 변화에 관한 연구

조대성(Dae-Seong Cho),윤성은(Sung-Eun Yoon),김유성(You-Seong Kim) 한국지반신소재학회 2015 한국토목섬유학회 학술발표회 Vol.2015 No.4

Stability of ground is affected by Dredging, because deformation of nearby ground is caused. But, there is no standard design criteria of government and public institution about dredging in korea. For this reason, excessive distance and design are required to secure the stability of dredged ground. In this study, stability analysis using the Geostudio has been performed to know the effect of distance between dredging area and nearby ground. As the result, safety factor of some area shows under 1.3. And dredging distance of these area are need to over 200m from saemangum embankment to secure the stability of structure.

주기적으로 작동하는 국부 복사난방 조건에서 전기자동차 탑승자의 열쾌적감 향상 효과 분석

Gineesh Gopi,윤성은(Seong Eun Yoon),Mohammad Fakhrulrezza,이현진(Hyunjin Lee),김중경(Jung Kyung Kim) 한국자동차공학회 2023 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2023 No.5

과황산 활성화를 통한 퇴적토 내 잔류 유해화학물질 산화

김재문 ( Jae-moon Kim ),윤성은 ( Seong-eun Yoon ),조재현 ( Jae-hyun Jo ),황인성 ( Inseong Hwang ) 한국물환경학회 2020 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2020 No.-

유해화학물질을 처리하기 위해 고도산화공정(AOPs)를 적용함에 있어, 과황산염을 이용한 고도산화공정이 널리 이용되고 있다. 이러한 과황산을 활성화시키는 방안으로는 전이금속(은, 구리, 철), 열, 초음파 등을 이용하는 방안이 있다. 초음파의 경우 공동현상으로 생긴 기포의 고온·고압 계면에서 황산라디칼을 생성한다. 열을 통한 과황산 활성화의 경우 하나의 과황산에서 두 개의 황산 라디칼을 생성하는 반응을 따른다. 전이 금속 중 하나인 철은 2가철을 통해 과황산을 활성화시키고 비교적 저렴한 가격과 자연친화적 특성에 의해 유기물로 오염된 퇴적토를 복원하는데 널리 적용된다. 따라서 본 연구에서는 초음파와 열, 2가철을 이용한 과황산 활성화를 통한 산화공정의 효율 및 현장 적용성을 평가하고자 하였다. 연구는 사고대비물질인 페놀을 사용하여 진행하였고, 퇴적토는 현장부지인 형산강의 퇴적토를 사용하였다. 과황산 활성화를 위한 방법 중 초음파의 영향인자 및 반응기 구성을 문헌을 통해 조사하여 총 부피 50 L (382×420×135)인 반응기를 제작해 주파수에 따른 결과를 측정하였다. 열을 이용한 과황산 활성화의 경우 진탕항온수조를 활용하여 일정 온도에서 실험을 진행하였고, 2가철은 시중에 판매하는 황산제일철 7수화물을 이용하였다. 실험은 회분식으로 진행하였으며, 각 활성화 방안의 영향인자(주파수, 온도, 철농도)를 바탕으로 반응조를 구성하였다. 과황산과 철 농도는 자외선/가시광선 분광광도계, 페놀은 HPLC를 사용하여 분석하였다. 초음파를 이용해 과황산을 활성화시킬 경우 일정 온도범위(35-40℃)에서 72 kHz를 사용하여 60%까지의 제거효율을 보였다. 온도 조절을 하지 않았을 경우 55℃까지 온도 상승이 이루어지며 이때 주파수의 영향은 적은 것으로 나타났다. 온도 조절만으로 과황산을 활성화시킨 경우 50℃ 이상의 온도에서 페놀 분해가 관측되었고 60℃ 이상의 온도에서 최소 4시간 이상의 반응시간을 적용할 경우에만 오염물질의 100% 제거를 달성하였다. 철을 이용하여 실험을 진행한 결과 과황산과 2가철 농도의 비율에 따라 최종적인 분해율은 차이를 보이지만 초기 10분 이내에 급격한 산화효율을 보였다. 이는 2가철에 의해 과황산이 활성화되어 초반에 빠른 분해속도를 보이고, 이후 3가철에 의해 지속적인 반응이 진행된 것으로 적절한 비율을 조합하여 주입할 경우 짧은 시간에 대상오염물질의 분해가 가능할 것이라 예상된다. 따라서 실제 현장에 적용할 경우의 유해화학물질의 분해효율과 경제성 등을 고려한 결과 2가철을 이용한 과황산 활성화 방식이 가장 적합할 것으로 판단된다.

과황산 활성화를 통한 퇴적토 내 잔류 유해화학물질 산화

김재문 ( Jae-moon Kim ),윤성은 ( Seong-eun Yoon ),조재현 ( Jae-hyun Jo ),황인성 ( Inseong Hwang ) 한국물환경학회 2020 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2020 No.-

유해화학물질을 처리하기 위해 고도산화공정(AOPs)를 적용함에 있어, 과황산염을 이용한 고도산화공정이 널리 이용되고 있다. 이러한 과황산을 활성화시키는 방안으로는 전이금속(은, 구리, 철), 열, 초음파 등을 이용하는 방안이 있다. 초음파의 경우 공동현상으로 생긴 기포의 고온·고압 계면에서 황산라디칼을 생성한다. 열을 통한 과황산 활성화의 경우 하나의 과황산에서 두 개의 황산 라디칼을 생성하는 반응을 따른다. 전이 금속 중 하나인 철은 2가철을 통해 과황산을 활성화시키고 비교적 저렴한 가격과 자연친화적 특성에 의해 유기물로 오염된 퇴적토를 복원하는데 널리 적용된다. 따라서 본 연구에서는 초음파와 열, 2가철을 이용한 과황산 활성화를 통한 산화공정의 효율 및 현장 적용성을 평가하고자 하였다. 연구는 사고대비물질인 페놀을 사용하여 진행하였고, 퇴적토는 현장부지인 형산강의 퇴적토를 사용하였다. 과황산 활성화를 위한 방법 중 초음파의 영향인자 및 반응기 구성을 문헌을 통해 조사하여 총 부피 50 L (382×420×135)인 반응기를 제작해 주파수에 따른 결과를 측정하였다. 열을 이용한 과황산 활성화의 경우 진탕항온수조를 활용하여 일정 온도에서 실험을 진행하였고, 2가철은 시중에 판매하는 황산제일철 7수화물을 이용하였다. 실험은 회분식으로 진행하였으며, 각 활성화 방안의 영향인자(주파수, 온도, 철농도)를 바탕으로 반응조를 구성하였다. 과황산과 철 농도는 자외선/가시광선 분광광도계, 페놀은 HPLC를 사용하여 분석하였다. 초음파를 이용해 과황산을 활성화시킬 경우 일정 온도범위(35-40℃)에서 72 kHz를 사용하여 60%까지의 제거효율을 보였다. 온도 조절을 하지 않았을 경우 55℃까지 온도 상승이 이루어지며 이때 주파수의 영향은 적은 것으로 나타났다. 온도 조절만으로 과황산을 활성화시킨 경우 50℃ 이상의 온도에서 페놀 분해가 관측되었고 60℃ 이상의 온도에서 최소 4시간 이상의 반응시간을 적용할 경우에만 오염물질의 100% 제거를 달성하였다. 철을 이용하여 실험을 진행한 결과 과황산과 2가철 농도의 비율에 따라 최종적인 분해율은 차이를 보이지만 초기 10분 이내에 급격한 산화효율을 보였다. 이는 2가철에 의해 과황산이 활성화되어 초반에 빠른 분해속도를 보이고, 이후 3가철에 의해 지속적인 반응이 진행된 것으로 적절한 비율을 조합하여 주입할 경우 짧은 시간에 대상오염물질의 분해가 가능할 것이라 예상된다. 따라서 실제 현장에 적용할 경우의 유해화학물질의 분해효율과 경제성 등을 고려한 결과 2가철을 이용한 과황산 활성화 방식이 가장 적합할 것으로 판단된다.

과황산 활성화를 통한 퇴적토 내 잔류 유해화학물질 산화

김재문 ( Jae-moon Kim ),윤성은 ( Seong-eun Yoon ),조재현 ( Jae-hyun Jo ),황인성 ( Inseong Hwang ) 한국물환경학회 2020 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2020 No.-

유해화학물질을 처리하기 위해 고도산화공정(AOPs)를 적용함에 있어, 과황산염을 이용한 고도산화공정이 널리 이용되고 있다. 이러한 과황산을 활성화시키는 방안으로는 전이금속(은, 구리, 철), 열, 초음파 등을 이용하는 방안이 있다. 초음파의 경우 공동현상으로 생긴 기포의 고온·고압 계면에서 황산라디칼을 생성한다. 열을 통한 과황산 활성화의 경우 하나의 과황산에서 두 개의 황산 라디칼을 생성하는 반응을 따른다. 전이 금속 중 하나인 철은 2가철을 통해 과황산을 활성화시키고 비교적 저렴한 가격과 자연친화적 특성에 의해 유기물로 오염된 퇴적토를 복원하는데 널리 적용된다. 따라서 본 연구에서는 초음파와 열, 2가철을 이용한 과황산 활성화를 통한 산화공정의 효율 및 현장 적용성을 평가하고자 하였다. 연구는 사고대비물질인 페놀을 사용하여 진행하였고, 퇴적토는 현장부지인 형산강의 퇴적토를 사용하였다. 과황산 활성화를 위한 방법 중 초음파의 영향인자 및 반응기 구성을 문헌을 통해 조사하여 총 부피 50 L (382×420×135)인 반응기를 제작해 주파수에 따른 결과를 측정하였다. 열을 이용한 과황산 활성화의 경우 진탕항온수조를 활용하여 일정 온도에서 실험을 진행하였고, 2가철은 시중에 판매하는 황산제일철 7수화물을 이용하였다. 실험은 회분식으로 진행하였으며, 각 활성화 방안의 영향인자(주파수, 온도, 철농도)를 바탕으로 반응조를 구성하였다. 과황산과 철 농도는 자외선/가시광선 분광광도계, 페놀은 HPLC를 사용하여 분석하였다. 초음파를 이용해 과황산을 활성화시킬 경우 일정 온도범위(35-40℃)에서 72 kHz를 사용하여 60%까지의 제거효율을 보였다. 온도 조절을 하지 않았을 경우 55℃까지 온도 상승이 이루어지며 이때 주파수의 영향은 적은 것으로 나타났다. 온도 조절만으로 과황산을 활성화시킨 경우 50℃ 이상의 온도에서 페놀 분해가 관측되었고 60℃ 이상의 온도에서 최소 4시간 이상의 반응시간을 적용할 경우에만 오염물질의 100% 제거를 달성하였다. 철을 이용하여 실험을 진행한 결과 과황산과 2가철 농도의 비율에 따라 최종적인 분해율은 차이를 보이지만 초기 10분 이내에 급격한 산화효율을 보였다. 이는 2가철에 의해 과황산이 활성화되어 초반에 빠른 분해속도를 보이고, 이후 3가철에 의해 지속적인 반응이 진행된 것으로 적절한 비율을 조합하여 주입할 경우 짧은 시간에 대상오염물질의 분해가 가능할 것이라 예상된다. 따라서 실제 현장에 적용할 경우의 유해화학물질의 분해효율과 경제성 등을 고려한 결과 2가철을 이용한 과황산 활성화 방식이 가장 적합할 것으로 판단된다.