폐수배출허용기준 설정을 위한 업종별 총유기탄소(TOC) 배출 특성에 관한 연구

윤순욱 ( Soon Uk Yoon ),한대호 ( Dae Ho Han ),강주형 ( Joo Hyung Kang ),김원기 ( Won Ki Kim ),김재훈 ( Jae Hoon Kim ),윤순주 ( Jae Hoon Kim ) 한국물환경학회(구 한국수질보전학회) 2014 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2014 No.-

A Study on the Hydrogen Economic Law for the Realization of Hydrogen Society in Korea

Kim, Minchul(김민철),Yoon, Soon-Uk(윤순욱),Kim, Hyeon Min(김현민) 숭실대학교 법학연구소 2020 法學論叢 Vol.46 No.-

한국 정부는 수소 자동차와 연료 전지를 중심으로 한 수소 경제사회를 지향한다. 이 연구의 목적은 2019년 1월 발표된 수소 경제 로드맵을 지원하기 위한 더 나은 입법의 방향을 제공하는 것이다. 수소차와 연료전지 기술에 강점을 가진 한국은 수소 산업이 세계의 이목을 끌고 있는 와중에 한국의 수소 경제관련 입법 동향은 수출, 투자, 관련 산업집단의 공동연구 등 국제협력을 위해서도 중요하다. 한국의 경우 수소경제법, 수소산업진흥법, 수소안전법 등이 모두 국회에 계류돼 있다. 또한 법적 근거 없이 수소차 공급과 충전 인프라 사업이 여러 기관 사이에 분산돼 있어 체계적인 대응이 어려웠다. 그 외에도 입법 미비로 인한 애로점을 극복하기 위하여 수소통합경제법을 제정해 수소경제사회에 대한 체계적인 대응을 할 필요성이 느껴진다. 연구결과, 비교법적으로 일본의 경우 장기적 관점의 수소경제 발전을 위한 법안이 있고, 미국은 민간부문까지 수소정책에 협력할 여지를 두고 있다. 영국의 경우에도 수소사회의 실현을 가속화하고 다양한 이해관계자의 의견을 수렴하는 제도적 장치가 있었다. 현재 국회 계류중이거나 논의 중인 한국 사회의 수소관련 법제 중 수소산업발전법의 경우, ‘기후변화대응기본계획’과도 더욱 밀접히 연계되어야 한다는 결론을 얻었다. 즉, 현재 국가 핵심정책인 수소산업 육성을 위해 에너지 기본계획과 기후변화계획을 함께 검토해야 한다. 또한 수소안전관리사업법은 수소경제에서 가장 중요한 법률이다. 수소에 관한 안전기준이 있어야 한다. 현재의 법안에는 모든 수소 관련 시설이 포함되어 있지 않다는 문제점이 있다. 수소를 고압으로 제조, 충전, 보관하는 시설은 “고압가스안전관리법”에 따라 기준을 준수하도록 되어 있다. 수소를 저압으로 제조, 충전, 저장, 판매 또는 사용하는 시설에는 안전기준이 불충분하다는 문제점도 시정되어야 한다. 또한 수소를 직접 사용하는 연료전지에 대해서는 안전기준이 제공되지 않았다. 수소연료의 안전관리 및 사업법은 공공의 안전을 확보하여 수소의 공급과 이용을 촉진하기 위해 제정되었다고 이러한 현실적인 안전 문제에 대한 대처 기준 등이 강화되어야 할 것이다. 또 수소경제 지속을 위한 체계적인 연구개발 지원도 요원하다. 수소 R&D 사업 중 한국이 투자를 통해 효과적일 수 있는 기술 분야를 뽑아 집중 육성하는 것도 필요하다. 미국과의 안전관리 노하우에도 기술 교류와 협력이 필요하다. 이와 함께 미국의 수소 및 연료전지 관련 행위에 대한 연구와 벤치마킹도 필요할 것이다. 이러한 다양한 정책적 노력과 법적 근거확립은 수소사회의 실현에 일익이 될 것이다. The South Korean government aims for a hydrogen economy society focusing on hydrogen-powered cars and fuel cells. The purpose of this study is to provide directions for better legislation to support the hydrogen economy roadmap. South Korea"s hydrogen industry, which has strengths in hydrogen car and fuel cell technology, draws the attention of the world. Korean legislative trends are also important to other countries for international cooperation, including export, investment, and joint research of related industrial groups. A roadmap to revitalize the hydrogen economy was announced in January 2019. The Act on the Hydrogen Economy, the Act on the Promotion of Hydrogen Industries, and the Act on the Safety of Hydrogen are all pending in the National Assembly. It was difficult to take a systematic response because projects for hydrogen car supply and charging infrastructure were distributed among several agencies. The purpose of legislation is desirable for a systematic response to the hydrogen economy society by enacting the Integrated Hydrogen Economic Act. The Korean government includes hydrogen in the category of climate change technologies. Therefore, the Act on Development of Hydrogen Industries should also be linked to the "Basic Plan for Climate Change Response". In other words, the basic energy plan and climate change plan should be considered together in order to foster the hydrogen industry, which is currently one of the key national policies. The Hydrogen Safety Management and Business Act is the most important law in the hydrogen economy. There should also be safety standards regarding hydrogen. The current bills do not contain all hydrogen-related facilities. Facilities that manufacture, charge, and store hydrogen at high pressure are required to comply with standards in accordance with the “High Pressure Gas Safety Management Act.” Safety standards are insufficient for facilities that manufacture, charge, store, sell, or use hydrogen at low pressure. In addition, safety standards were not provided for fuel cells which use hydrogen directly. The Safety Management and Business Act of Hydrogen Fuel was designed to promote the supply and utilization of hydrogen by securing public safety. In addition, systematic support for R&D is also needed for the continuation of the hydrogen economy. Of the hydrogen R&D projects, it is also necessary for South Korea to draw out technical areas that can be effective through investment and to foster them intensively. It will also need technological exchanges and cooperation in safety management know-how with the United States. In particular, research and benchmarking on the hydrogen and fuel cell-related acts of the US will also be needed.

초음파와 전기장 처리에 의한 하수슬러지 탈수성 향상

모우종(Woo Jong Mo),한지선(Ji Sun Han),안창민(Chang Min Ahn),윤순욱(Soon Uk Yoon),석희정(Hee Jung Seok),김창균(Chang Gyun Kim) 大韓環境工學會 2013 대한환경공학회지 Vol.35 No.1

슬러지 처분비용은 하수처리장 운영에 있어서 중요한 경제적 요소이다. 더욱이, 2013년부터 유기성 폐기물의 해양투기가 금지되면서 대부분의 슬러지가 육상 처리 되어야 하기 때문에 슬러지의 발생량을 줄이는 것이 시급한 상황이다. 본 연구에서는, 초음파와 전기장 처리에 의한 하수슬러지의 탈수성 향상을 확인하고자 하였다. 슬러지는 pilot-scale의 전처리 장치로 초음파와 전기장 단독처리 그리고 초음파 및 전기장 병합처리 되었으며, 처리 후 lab-scale 필터프레스 장치로 탈수되었다. 실험한 초음파 에너지 밀도 범위는 225~1,200 kJ/L였고 전기장 처리장치는 4.5~24 kJ/L였다. 초음파 단독처리와 초음파 및 전기장 병합처리 된 슬러지의 탈수 cake 함수율은 에너지 밀도 1,200 kJ/L일 때, 처리하지 않은 슬러지보다 각각 10~12% 감소하였으며 이 때 슬러지 함수율은 65~66%였다. 초음파 및 전기장 병합처리가 초음파 단독처리보다 탈수된 슬러지 cake의 함수율을 낮추는데 효과적이었으나, 전기장 단독처리의 경우 에너지 밀도가 낮아 함수율의 변화는 거의 없었다. The sludge disposal is a major economic factor in the sewage treatment facility operation. Moreover, since the ocean dumping will be prohibited by Korean environmental law from 2013, sludge should be eliminated or sludge volumetric reduction should be performed urgently. In this study, improvement of the sewage sludge dewaterability was investigated by ultrasound and electric field treatment. Sludge was treated by a single or in combination of either the electric field or ultrasound on a pilot pretreatment facility, then it was dewatered by lab-scale filter press. The operating input energy of ultrasound device was varied from 225~1,200 kJ/L and electric field device was varied from 4.5~24 kJ/L. The water contents of dewatered sludge cake treated with ultrasound (1,200 kJ/L) and combination of ultrasound/electric field (1,224 kJ/L) were decreased 10~12% by comparing non treated sludge. At that time, water contents were 65~66%. The combination treatment of ultrasound/electric field was effective to reduce water content of dewatered sludge cake, however, water content was not changed by a single treatment of electric field because of low energy density.

생광물화를 통한 이산화탄소의 고화슬러지 고정

민동희 ( Dong Hee Min ),안창민 ( Chang Min Ahn ),한지선 ( Ji Sun Han ),윤순욱 ( Soon Uk Yoon ),김창균 ( Chang Gyun Kim ),전은정 ( Eun Jeong Jeon ),원종철 ( Jong Choul Won ),천승규 ( Seung Kyu Chun ) 한국물환경학회(구 한국수질보전학회) 2011 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2011 No.-

이산화탄소 생광물화 특성 및 슬러지 고화물 적용성 평가

민동희(Dong Hee Min),안창민(Chang Min Ahn),한지선(Ji Sun Han),윤순욱(Soon Uk Yoon),전은정(Eun Jeong Jeon),원종철(Jong Choul Won),천승규(Seung Kyu Chun),김창균(Chang Gyun Kim) 大韓環境工學會 2011 대한환경공학회지 Vol.33 No.11

본 연구는 이산화탄소의 생광물화에 관한 연구로 광물별 생광물화 특성을 알아보기 위하여 CaO, MgO, SiO₂ 수용액을 이용하여 bottle test를 진행하였으며, 슬러지 고화물을 이용하여 batch test를 진행하였다. 대상 미생물은 생광물화 관련 미생물 중 Bacillus Megaterium과 Bacillus pasteurii 종을 이용하여 실험을 진행하였다. 단일 수용액을 사용한 실험에서는 CaO, MgO, SiO₂에 대해 각각 1.1, 4.0, 0.3 mmol의 이산화탄소 가스가 감소되었다. 혼합 수용액을 사용한 실험에서는 Ca+Mg, Ca+Si, Mg+Si에 대해 각각 2.7, 1.8, 2.3 mmol의 이산화탄소가 감소되었다. 슬러지 고화물을 이용한 batch test의 경우, 슬러지 고화물의 양과 주입된 이산화탄소 가스의 농도에 따라 각각 다른 이산화탄소의 소모를 보였다. XRD 분석 결과, Ca 이온이 존재할 때CaCO₃ (Calcite)가 가장 잘 형성되었으며, SEM 분석 결과, 생광물화 반응 후 대상매체에 단립화된 결정이 더 많이 형성된 것을 확인할 수 있었다. 본 연구 결과 생광물화 기술이 이산화탄소를 저감하기 위한 기술로 활용될 수 있음을 알 수 있었다. This study was conducted to characterize CO₂ biomineralization on several minerals (i.e., CaO, MgO, SiO₂) by bottle test in an aqueous solution and solidified sludge using different aerobic bacterial strains like Bacillus megaterium and Bacillus pasteurii by batch test. These bacteria promote the formation of microenvironments that facilitate the precipitation of mineral phases that were unsaturated in the bulk solution. For one type of mineral solely amended, the CO₂ was reduced at the highest of 4.0 mmol for MgO while it was not that much lower for CaO and SiO₂ showing 1.1 and 0.3 mmol CO₂, respectively. For two types of minerals simultaneously amended, the CO₂ was reduced at the greater extent for both Ca+Mg and Mg+Si showing 2.7 and 2.3 mmol, respectively whereas it was less for Ca+Si at 1.8 mmol. For solidified sludge, the CO₂ reduction rate changed depending on the volume of solidified sludge placed in the medium and the input CO₂ concentration.. The reduction rate of CO₂ was increased with increasing the volume of solidified sludge. Results of XRD analysis indicate that CaCO₃ (Calcite) was dominantly formed among others (e.g., Aragonite, Dolomite). SEM analysis showed that the sample with Bacillus pasteurii, could more form minerals rather than control. As demonstrated in this study, CO₂ would be effectively sequestered in biomineralization process.

메탄올탈수소효소 저해시 메탄산화에 의한 메탄올 전환생성 특성

유연선(Yeon Sun Yoo),한지선(Ji Sun Han),안창민(Chang Min Ahn),민동희(Dong Hee Min),모우종(Woo Jong Mo),윤순욱(Soon Uk Yoon),이종규(Jong Gyu Lee),이종연(Jong Yeon Lee),김창균(Chang Gyun Kim) 大韓環境工學會 2011 대한환경공학회지 Vol.33 No.9

본 연구에서는 메탄의 생물학적 메탄올 전환에 관한 연구를 수행하였다. 바이오가스 중의 메탄은 메탄산화균의 methane monooxygenase (MMO)의 생물학적 촉매반응에 의해 산화되었으며, 인산염, NaCl, NH₄Cl, EDTA와 같은 methanol dehydrogenase(MDH)의 활성 저해제를 이용하여 MDH의 활성도를 저해함으로써 메탄올의 전환이 이루어졌다. 메탄산화균은 35℃, pH 7, 인공 바이오가스(CH₄ 50%, CO₂ 50%) / Air의 부피비가 0.4인 조건에서 메탄 산화 정도가 0.56 mmol로 최대로 나타났다. 인산염40 mM, NaCl 50 mM, NH₄Cl 40 mM, EDTA 150 μm 이하일 때 저해제의 종류에 상관없이 메탄 산화율은 80% 이상을 달성하였다. 한편, 인산염 40 mM, NaCl 100 mM, NH₄Cl 40 mM, EDTA 50 μm 주입 시 각각 1.30, 0.67, 0.74, 1.30 mmol의 메탄이 산화되는 동시에 각각 0.71, 0.60, 0.66, 0.66 mmol의 메탄올이 최대로 생성되었다. 이때의 메탄올 전환율은 각각 54.7, 89.9, 89.6 및 47.8%였으며 최대 메탄올 생성 속도는 7.4 μmol/mg·h였다. 이로부터 대상 저해제로 MDH 활성도를 일반적으로 35% 저해 시에메탄올 생산량이 최대인 89.9%까지 나타남을 알 수 있었다. This study was conducted to biologically convert methane into methanol. Methane contained in biogas was bio-catalytically oxidized by methane monooxygenase (MMO) of methanotrophs, while methanol conversion was observed by inhibiting methanol dehydrogenase (MDH) using MDH activity inhibitors such as phosphate, NaCl, NH₄Cl, and EDTA. The degree of methane oxidation by methanotrophs was the most highly accomplished as 0.56 mmol for the condition at 35℃ and pH 7 under 0.4 (v/v%) of biogas (CH₄ 50%, CO₂ 50%) / Air ratio. By the inhibition of 40 mM of phosphate, 50 mM of NaCl, 40 mM of NH₄Cl and 150 μm of EDTA, methane oxidation rate could achieve more than 80% regardless of type of inhibitors. In the meantime, addition of 40 mM of phosphate, 100 mM of NaCl, 40 mM of NH₄Cl and 50 μm of EDTA each led to generating the highest amount of methanol, i.e, 0.71, 0.60, 0.66, and 0.66 mmol when 1.3, 0.67, 0.74, and 1.3 mmol of methane was each concurrently consumed. At that time, methanol conversion rate was 54.7, 89.9, 89.6, and 47.8% respectively, and maximum methanol production rate was 7.4 μmol/mg·h. From this, it was decided that the methanol production could be maximized as 89.9% when MDH activity was specifically inhibited into the typical level of 35% for the inhibitor of concern.

전기장과 초음파를 이용한 하수슬러지의 가용화 특성 연구

서장원(Jang Won Seo),한지선(Ji Sun Han),안창민(Chang Min Ahn),민동희(Dong Hee Min),유연선(Yeon Sun Yoo),윤순욱(Soon Uk Yoon),이종규(Jong Gyu Lee),이종연(Jong Yeon Lee),김창균(Chang Gyun Kim) 大韓環境工學會 2011 대한환경공학회지 Vol.33 No.9

초음파를 사용한 슬러지 가용화는 슬러지 부피 감소 및 혐기성 바이오가스 생산시의 소화효율 강화를 위해 그 이용이 증가하고 있다. 본 연구에서는 세 종류의 슬러지(G 하수처리장의 반송슬러지, 잉여슬러지와 혼합슬러지)를 대상으로 가장 효율적인 가용화를 위해 전기장단독처리와 초음파단독처리 및 전기장-초음파 복합처리를 연구하였다. 폐쇄된 회로로서, 평균 0.7 m3/h의 유량으로 200 L의 슬러지(이는 1시간당 3.5회 처리에 해당)를 24시간 동안 84회까지 연속적으로 가용화 공정을 통과시켰다. 전기장만 단독으로 적용하였을 때의 경우 슬러지 종류와 관계없이, 처리 전과 후에 어떤 sCOD/tCOD 변화도 발생하지 않았다. 그러나 초음파 단독 또는 복합된 공정을 이용한 경우 통과횟수에 따라 두 방법 모두 슬러지 가용화율이 증가하였고 복합된 경우 더 크게 증가하였다. 또한, 입자의 직경(0.9)과 직경(0.5)이 원 슬러지보다 감소하는 동시에 VSS/TSS는 2~6% 범위까지 감소 하였다. 잉여슬러지와 혼합슬러지에는 전기장 및 초음파 복합처리가 더 적합했던 것에 비해 반송슬러지는 초음파 처리가 더 가용화를 효과적으로 촉진하였다. 가장 효율적인 슬러지 파괴를 위해서는 슬러지 종류에 따라 가용화 공정이 선택적으로 적용되어져야 할 것으로 판단할 수 있었다. Sludge solubilization using sonification has been increasingly used for sludge volume reduction along with enhancing digestion efficiency during anaerobic biogas production. In this study, either electric field or ultrasonification or in combination with were investigated using three types of sludge (return, excess and mixed at G sewage treatment facility) for the most efficient solubilization. As a the closed loop, 200 L of sludge was continuously passing through the solubilization system at an average flow rate of 0.7 m3/h, which is equivalent to 3.5 times treated per hour for up to 84 times (24 h). Only implying electric field showed no variation for sCOD/tCOD before and after treatment on sludge solubilization regardless of types of sludge. However, employing the ultrasonic or combined system could both increasingly solubilize sludge with regard to the number of passing-through, which more enhanced by the combined. In addition, VSS/TSS was lowered to in the range of 2 and 6% while its particle size, diameter (0.9) and diameter (0.5) were more minimized than that of raw sludge. For return sludge, ultrasonification was more efficiently facilitated for solubilization, whereas electric field-ultrasonification was more preferably applied for excess and mixed sludge. It is concluded that depending on types of sludge, solubilization system must be selectively applied for the most efficient break-up of them.