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- 저자 : 곽인형 (검색결과 10 건)
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KCl를 유도용액으로 하는 정삼투를 이용한 하수의 재이용
곽인형,김승건,이호원 한국공업화학회 2016 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2016 No.0
재이용수는 물수급의 지역적인 불균형을 완화할 수 있는 대체 수자원으로 활용할 수 있고, 신규 수자원의 확보의 사회적, 경제적인 어려운 여건에 따라 대체 수자원 개발의 필요성이 대두되고 있으며 연중 사용량이 일정한 생활하수를 재활용하여 부족한 수자원을 확보할 수 있다. 하수처리수에 함유된 염화물의 농도가 높아 생활하수를 처리하여 직접 농업용수로 재이용하는 경우는 매우 낮다. 하수의 염화물을 제거하기 위해서 현재 역삼투 공정이 많이 이용되고 있으나 고압 펌프 등의 설치비와 운전비용이 많이 소요되어 하수처리수 재이용에 역삼투 공정을 적용하는 데에는 많은 어려움이 있다. 반면에 정삼투 공정은 막을 사이에 두고 공급용액과 유도용액 간의 삼투압차를 이용하여 담수(재이용수)를 생산하는 기술로 고압 펌프가 필요하지 않아 에너지 비용 등이 절감되어 역삼투 기술을 대처할 수 있는 기술로 판단된다. 본 연구에서는 KCl을 유도용액으로 하는 정삼투 공정을 이용하여 하수의 재이용에 대한 활용 가능성에 대한 연구를 하였다. **이 발표는 제주대학교 스마트그리드와 청정에너지 융복합산업 인력양성사업단(CK-1)의 지원을 받아 수행되었습니다.
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곽인형,김승건,문수형,이호원 한국공업화학회 2016 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2016 No.1
수중에 함유된 중금속 이온의 제거 방법으로 생물학적 처리방법, 화학적 처리방법, 중화 침전법, 응결 침전법, 흡착법 등이 있다. 이 중에서 흡착법의 경우에는 흡착제를 이용하는 것으로 흡착제로는 활성탄, 실리카겔, 알루미나 및 이온교환수지 등이 널리 사용되고 있다. 일반적으로 흡착제의 구비 조건은 무게가 가볍고 쉽게 파괴되지 않을 정도의 강도, 물질이 부착될 수 있는 충분한 표면적이 있어야 한다. 제주지역에 널리 분포하고 있는 스코리아는 마그마가 대기중에서 방출되어 내부의 휘발성 성분이 빠져나가 많은 기공이 생긴 것으로 염기성 또는 중성 마그마에서 유래된 것으로 흡습성이 강하고, 다공성이면서도 어느 정도의 강도를 가지고 있다. 본 연구는 스코리아와 활성탄의 크기는 모두 8~30mesh로 하였으며, 컬럼은 내경이 25mm, 길이가 500mm인 것으로 유입유량은 10 ml/min으로 하여 스코리아와 활성탄을 충진한 컬럼을 이용하여 중금속의 제거 특성을 비교하였다. <sup>**</sup>본 연구는 제주특별자치도개발공사에서 지원하는 2016년도 연구학술용역에 의해 수행하였음
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단일비료를 유도용액으로 사용한 정삼투식 해수담수화의 성능평가
곽인형,김승건,이호 한국공업화학회 2015 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2015 No.0
비료를 유도용액으로 하는 정삼투는 유도용액(높은 삼투압을 가지고 있는 용액) 으로 비료를 사용함으로써 용질에 대한 별도의 분리공정 없이 담수를 관개용수로 바로 사용할 수 있는 저에너지 기술이다. 본 연구에서는 비료로 사용이 가능한 NH4NO3, NH4H2PO4, (NH4)2HPO4, KCl, KNO3, KHCO3 및 Ca(NO3)2을 유도물질로 각각 사용하여 각 비료 성분의 농도변화에 따른 정삼투의 성능평가를 하였으며, 수투과선속(water permeate flux), PR (performance ratio), 역용질선속(reverse solute flux, RSF) 및 비역용질선속(specific reverse solute flux) 를 측정하고 비교하였다. 유도용액의 종류에 관계없이 유도용액의 농도가 증가함에 따라 수투과선속은 증가하였으나, PR은 유도용액의 농도가 증가함에 따라 감소하였다. 한편, 역용질선속은 유도용액의 농도가 증가함에 따라 증가하는 경향을 보였으나, 비역용질선속은 유도용액의 농도가 증가함에 따라 감소하였다. 본 연구에서 사용한 총 7개의 유도용액 중 수투과선속이 가장 큰 용액은 KCl이였으며, PR이 가장 큰 용액은 KCl과 NH4NO3이였다.
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복합비료를 유도용액으로 사용한 정삼투식 해수담수화에서 투과선속 및 역용질선속의 변화 특성
곽인형,김승건,이호원 한국공업화학회 2015 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2015 No.0
본 연구에서는 복합비료를 유도용액으로 사용한 정삼투 공정을 이용하여 해수담 수화에 미치는 영향을 연구하였다. 복합비료는 총 8개의 비료성분인 NH4NO3, NH4H2PO4, (NH4)2HPO4, KCl, K2HPO4, KNO3, KHCO3 및 Ca(NO3)2을 각각 (2 mol+2 mol)/L H2O로 혼합하여 사용하였으며, 그중에서 침전물이 생성되거나 정삼투 막의 pH 허용 범위(3~8)를 벗어나는 복합비료를 제외한 총 20개의 복합비료를 유도용액으로 사용하여 정삼투식 해수담수화 실험을 하였다. KCl을 함유한 복합비료의 수투과선속이 다른 복합비료에 비해 높게 나타났으나, KCl를 포함한 복합비료의 PR (performance ratio)은 KCl를 포함하지 않은 복합비료에 비해 비교적 낮게 나타났다. 질소, 칼륨 및 인에 대한 역용질선속은 총 20개의 복합비료의 종류에 관계없이 N>K>P의 순서로 크게 나타났다.
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곽인형,김승건,구자권,이호원 한국공업화학회 2016 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2016 No.1
식물에 존재하는 방향성 휘발성 성분인 에센스 오일은 주로 식물의 내분비선에서 분비되는 2차 대사산물로써 꽃, 잎 및 열매 등 거의 모든 부위에 존재한다. 식물종이나 부위에 따라 독특한 향기와 향미를 나타내고, 식물의 종류에 따라 페르펜류, 방향족 알데히드, 케톤을 비롯하여 각종 에스테르 화합물 등이 존재한다. 황칠나무는 황칠나무속에 속하며, 우리나라의 황칠나무는 1속 1종의 고유수종으로 전남해남, 완도, 보길도, 제주도의 한라산 등에서 자생하고 있는 것으로 알려져 있다. 황칠나무의 잎 추출물 분획에서 항암작용이 있으며, 황칠 추출 분획물에서 α-토코페롤보다 다소 약한 항산화 작용이 있다고 알려져 있고, 황칠나무 방향 성분은 신경계에 대한 진정작용과 강장작용이 있으며, 항산효능 측정 결과 잎이 줄기보다 항산화 효과가 높다고 한다. 본 연구에서는 제주지역에서 생산되는 황칠나무를 열수추출, 용매추출 등의 방법에 의해 에센스 오일을 분리 정제하여 에센스 성분의 수율 및 성분 변화에 대하여 연구하였다. <sup>**</sup>본 연구는 중소기업청에서 지원하는 2016년도 산학연협력 기술개발사업(No.C0397008)의 연구수행으로 인한 결과물임을 밝힙니다.
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스코리아의 중금속 및 유기물의 흡착 메커니즘에 관한 연구
김승건,곽인형,문수형,이호원 한국공업화학회 2016 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2016 No.1
스코리아는 마그마가 대기중에서 방출되어 내부의 휘발성 성분이 빠져나가 많은 기공이 생긴 것으로 염기성 또는 중성 마그마에서 유래된 것으로 직경이 4~25 mm의 크기를 가진 화산쇄설암으로 정의하고 있다. 흡착은 유체상의 어떤 성분들이 고체 흡착제의 표면으로 전달되는 분리공정으로 중금속 또는 유기물을 제거하는데 이용되는 방법이다. 일반적으로 흡착제의 구비 조건은 무게가 가볍고 쉽게 파괴되지 않을 정도의 강도, 물질이 부착될 수 있는 충분한 표면적이 있어야 한다. 스코리아의 비표면적은 9.9~177.6 ㎡/g으로 다른 암석(화강암의 비표면적 : 0.05 ㎡/g)에 비해 크다. 이러한 특성은 중금속 및 유기물을 흡착하는데 좋은 흡착제로 사료된다. 본 연구에서는 스코리아의 비표면적, 전자현미경 사진, 세공의 특성 및 표면의 관능기 등을 분석하여 중금속 및 유기물이 스코리아에 흡착하는 메커니즘에 관한 연구를 하였다. <sup>**</sup>본 연구는 제주특별자치도 개발공사에서 지원하는 2016년도 연구학술용역에 의해 수행하였음
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김주혜,김성일,강원태,김승건,곽인형,이호원 한국공업화학회 2016 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2016 No.1
폐수의 생물학적 처리가 원활하게 이루어지려면 폭기조 내의 용존산소 농도가 충분히 유지되어야 한다. 만약 용존산소 농도가 충분하지 않을 경우에는 미생물 성장이 억제되어 사상균이 발생하고, 필요 이상으로 폭기를 하면 에너지 낭비뿐만 아니라 미생물의 핀플록 현상이 발생하여 방류수의 수질이 악화된다. 또한 공기로 폭기할 경우에 폭기조 내의 악취 유발 물질이 공기와 함께 스트리핑되어 악취가 발생하게 된다. 순산소 용해기는 공기 대신에 순산소를 이용하여 호기성 조건을 유지시켜 주는 장치로서 산소의 용해율을 최대한 향상시키면서 악취물질이 스트리핑되는 것을 억제할 수 있다. 순산소에 의한 산소용해율은 용해기의 내부 구조, 기/액 비 및 공급용액 등에 따라 용해율이 다르게 나타났다. 본 연구에서는 순산소 용해기를 제작하여 구조 최적화를 위하여 내부 구조와 기/액 비의 변화에 따른 용해율을 비교 연구하였다. <sup>**</sup>본 연구는 중소기업청에서 지원하는 2015년도 산학연협력 기술개발사업(No.C0330189)의 연구수행으로 인한 결과물임을 밝힙니다.
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김주혜,김성일,강원태,김승건,곽인형,이호원 한국공업화학회 2016 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2016 No.1
가축분뇨는 일반 하수에 비해 고농도의 영양염류와 유기물을 포함하고 있다. 가축분뇨를 호기성 또는 혐기성 소화에 의해 부숙하여 액비로 사용할 수 있다. 혐기성 소화는 저장조를 완전 밀폐시켜 공기를 차단하는 것으로 오랜 시일이 요구된다. 반면에 호기성 소화는 산소를 충분히 공급하여 액비 내에 호기성 미생물을 번식시켜 액비 속에 질소와 인 화합물과 기타 악취물질을 효과적으로 분해시켜서 짧은 기간에 액비화할 수 있다. 하지만 공기로 폭기를 할 경우에 거품이 발생하고 악취물질이 스트리핑 된다. 용해기를 이용하여 가축분뇨에 순산소를 공급할 경우에는 충분한 산소를 공급할 수 있을 뿐만 아니라 악취물질이 스트리핑 되는 것을 억제할 수 있다. 악취를 저감시킬 수 있는 방법으로는 바이오필터, 활성탄 흡착법 및 오존 등이 있다. 본 연구에서는 돈분에서 발생되는 악취를 저감하기 위하여 순산소 용해기를 돈사에 설치하여 운전함으로써 운전시간에 따른 암모니아, 황화수소 등의 악취 성분의 변화를 관찰하였다. <sup>**</sup>본 연구는 중소기업청에서 지원하는 2015년도 산학연협력 기술개발사업(No.C0330189)의 연구수행으로 인한 결과물임을 밝힙니다.
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