평막결합형 연속회분식 반응기에서 폐수의 공급 단계가 영양염류의 제거에 미치는 영향

김승건 ( Seung Geon Kim ),강영주 ( Yeung Joo Kang ),김주혜 ( Joo Hye Kim ),이택관 ( Taek Kwan Lee ),이호원 ( Ho Won Lee ) 한국물환경학회 ( 구 한국수질보전학회 ) 2010 공동 추계학술발표회 Vol.2010 No.-

황칠나무 정유의 분리 및 특성

김승건 ( Seung-geon Kim ),이호원 ( Ho-won Lee ) 한국공업화학회 2022 공업화학 Vol.33 No.1

열수 추출과 초임계 추출을 각각 사용하여 황칠나무(Dendropanax morbiferus, DM)로부터 에센셜 오일을 분리하고, 분리된 황칠나무 정유를 정성 및 정량 분석하였으며 에센셜 오일의 항산화 효과를 규명하였다. 또한 황칠나무의 부위별건조 방법 및 추출 방법에 따른 에센셜 오일과 Caryophyllene의 수율을 각각 구하고 비교하였다. 에센셜 오일의 수율은 껍질 > 잎 > 잔가지 > 큰 가지 순서로 높게 나타났다. 동결 건조한 황칠나무 잎을 초임계 추출하였을 때 에센셜 오일과 Caryophyllene의 수율은 각각 23.2 g/kg DM 및 429.6 mg Caryophyllene/kg DM이었다. 황칠나무의 에센셜 오일은 낮은 농도에서도 항산화 효과가 있었으며, DPPH radical 소거능이 50%를 나타내는 SC₅₀의 에센셜 오일의 농도는 약 0.34%였다. Essential oil was separated from Dendropanax morbiferus (DM) by means of hot water extraction and supercritical extraction, respectively, and the separated essential oil was analyzed qualitatively and quantitatively, and the antioxidant effect of essential oil was investigated. In addition, yields of essential oil and Caryophyllene according to the drying and extraction methods for each part of DM were obtained and compared, respectively. The yield of essential oil was found to be high in the order of bark > leaves > twigs > limb. When the freeze-dried DM leaves were supercritically extracted, the yields of essential oil and Caryophyllene were 23.2 g/kg DM and 429.6 mg Caryophyllene/kg DM, respectively. The essential oil of DM showed an antioxidant effect even at a low concentration, and the concentration of the essential oil of SC₅₀, which means 50% of 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging activity, was about 0.34%.

스코리아/활성탄의 혼합 충전탑에서의 중금속 및 유기물의 흡착 거동

김승건 ( Seung-geon Kim ),문수형 ( Soo-hyoung Moon ),이호원 ( Ho-won Lee ) 한국공업화학회 2021 공업화학 Vol.32 No.1

스코리아와 활성탄의 혼합 충전탑에서 중금속과 유기물의 흡착 특성, 스코리아의 물리화학적 특성과 관능기를 조사하였다. 스코리아의 혼합비율이 증가할수록 카드뮴, 니켈, 크롬, 납 이온의 평균제거율은 증가하였으나, 벤젠과 톨루엔의 평균 제거율은 감소하였다. 스코리아와 활성탄의 혼합 충전탑은 중금속과 유기물의 동시 제거에 효과적으로 사용될 수 있었다. 스코리아는 Si-H와 Si-O 작용기를 갖고 있으며, 이중 Si-O 관능기가 중금속의 흡착에 크게 기여함을 확인할 수 있었다. Adsorption properties of heavy metals and organics in the mixed packed column of scoria and activated carbon, as well as physicochemical properties and functional groups of scoria were investigated. As the mixing ratio of scoria increased, the average removal ratios of cadmium, nickel, chromium, and lead ions increased, but that of benzene and toluene decreased. The mixed packed column of scoria and activated carbon could be effectively used for the simultaneous removal of heavy metals and organics. Scoria has Si-H and Si-O functional groups, and it was confirmed that Si-O functional groups greatly contributed to the adsorption of heavy metals.

Pd/ZSM-5 촉매와 저온 플라즈마를 이용한 사과와 키위의 상온 저장 안정성 향상

김승건 ( Seung-geon Kim ),이호원 ( Ho-won Lee ),목영선 ( Young Sun Mok ),유승민 ( Seungmin Ryu ),전형원 ( Hyeongwon Jeon ),김성봉 ( Seong Bong Kim ) 한국공업화학회 2021 공업화학 Vol.32 No.5

본 연구에서는 촉매-플라즈마 반응기를 농산물(사과, 키위) 저장고에 적용하여 저장 중 발생되는 에틸렌을 제거하고자 하였다. 1 ㎥ 유닛 컨테이너 2개를 제작하여 에틸렌을 처리하지 않는 대조군과 발생하는 에틸렌을 촉매와 플라즈마에 의해 처리하는 실험군으로 구분하여 상온에서의 장기 저장성을 비교하였다. 또한 실험군에는 곰팡이 등의 세균 증식을 억제하기 위하여 소량의 오존을 주입하였다. 상온에서 사과와 키위를 각각 50 day와 57 day 동안 저장하여 에틸렌 농도 변화, 경도, 당도, 산도, 및 손실율을 비교하였다. 저장기간 동안의 에틸렌 농도 변화는 대조군이 실험군에 비해 높게 나타나 실험군에서 에틸렌이 효과적으로 제거되는 것으로 나타났다. 저장 후의 경도, 당도 및 당산비는 저장 전에 비해 좋게 나타났으며, 특히 키위가 사과에 비해 높게 향상하였다. 또한 저장 종료 후, 대조군에서 사과와 키위의 손실율은 각각 10%와 54.1%로 나타났으나, 실험군에서의 손실율은 각각 6%와 34.8%로 나타났다. 따라서 실험군의 저장성이 대조군에 비해 좋게 나타났다. A catalyst-plasma reactor was applied to the storage of agricultural products, e.g., apple and kiwi, to remove the ethylene generated during the storage. Two 1-㎥ unit containers were prepared, and the long-term storage stability of the control group at room temperature was compared with that of the experimental group of which the produced ethylene was treated by the catalyst-plasma reactor. In case of the experimental group, a small amount of ozone was injected to the unit container to suppress the growth of microorganisms such as mold. The apples and kiwis were stored at room temperature for 50 and 57 days, respectively, and the changes in ethylene concentration, hardness, sugar content, acidity, and loss rate were compared. The ethylene concentration during the storage for the control group was higher than that for the experimental group, indicating that the ethylene was effectively removed. Hardness, sugar content, and sugar acid ratio after the storage were better than before the storage, and in particular, the storage stability of kiwifruit was improved significantly. In addition, after the storage, the loss rates of apples and kiwis in the control group were 10 and 54.1%, respectively, but the loss rates in the experimental group were 6 and 34.8%, respectively. Therefore, the storage stability of the experimental group was a lot better than that of the control group.

정삼투를 이용한 하수의 재이용에서 혼합비료 유도용액의 성능 평가

김승건 ( Seung-geon Kim ),이호원 ( Ho-won Lee ) 한국공업화학회 2020 공업화학 Vol.31 No.1

본 연구는 혼합비료를 유도용액으로 하는 정삼투 기술을 하수에 적용하여 하수를 재이용하기 위한 연구이다. 이를 위하여 본 연구에서는 J 하수처리장의 1차 침전지 유입수와 유출수, 그리고 2차 침전지 유출수를 각각 처리 대상으로 하였다. 평균 수투과선속은 KCl + NH4Cl > KCl + NH₄H₂PO₄ > KCl + (NH₄)₂HPO₄의 순서로 크게 나타났으며, 역용선속은 KCl + NH₄H₂PO₄ < KCl + NH₄Cl < KCl + (NH₄)₂HPO₄의 순서로 작게 나타났다. 혼합비료의 종류에 관계없이 2차침전지 유출수의 수투과선속이 가장 높게 나타났다. KCl과 NH4H2PO4의 혼합 유도용액은 비료의 주요 성분인 질소, 인 및 칼륨을 모두 포함하고 있을 뿐 아니라 낮은 비역용질 선속을 갖고 있어서 하수의 재이용에 가장 유용하게 사용될 수 있을 것으로 판단되었다. KCl과 NH₄H₂PO₄의 혼합 유도용액을 사용한 경우, 2차 침전지 유출수에 대한 평균 수투과 선속과 역용질선속은 각각 12.14 LMH과 0.012 mol/m²s이었다. This paper aims to reuse sewage by a forward osmosis using a blended fertilizer as a draw solution. This work deals with the primary sedimentation basin influent, effluent, and secondary sedimentation basin effluent from J sewage treatment plant. The average permeate water flux was higher in the order of the blend of KCl and NH₄Cl > KCl and NH₄H₂PO₄ > KCl and (NH₄)₂HPO₄, and the reverse solute flux was lower in the order of the blend of KCl and NH₄H₂PO₄ < KCl and NH₄Cl < KCl and (NH₄)₂HPO₄. Regardless of the blended fertilizer, the permeate water flux of the effluent from the secondary sedimentation basin was the highest. The blended fertilizer of KCl and NH₄H₂PO₄ was found to be most useful for the reuse of sewage because it contains nitrogen, phosphorus and potassium, which are the major components of a fertilizer, and has a low reverse solute flux. When the blend of KCl and NH₄H₂PO₄ was used as a draw solution, the average permeate water and reverse solute flux for the secondary sedimentation basin effluent were 12.14 L/m²hr and 0.012 mol/m²s, respectively.

벤튜리 진공건조에 의한 폐 감귤박으로부터 리모넨 분리 및 바이오 에탄올 생산

김승건 ( Seung-geon Kim ),이호원 ( Ho-won Lee ) 한국공업화학회 2024 공업화학 Vol.35 No.1

벤튜리를 이용한 진공건조 공정에 의해 폐 감귤박으로부터 리모넨을 분리하고 건조된 감귤박을 이용하여 바이오 에탄올을 생산하였다. 벤튜리를 이용한 진공건조가 열풍건조 및 자연건조에 비해 수분 및 리모넨의 제거에 매우 효과적이었으며, 벤튜리 진공건조에 의해 건조된 감귤박이 에탄올 발효에 가장 적절하였다. 벤튜리 진공건조에 의해 15시간 동안 건조된 감귤박의 수분 및 리모넨 함량은 각각 17.0% 및 3.2%이었다. 벤튜리 진공건조에 의해 리모넨을 함유한 정유와 플로럴 워터를 각각 얻을 수 있었으며, 벤튜리 진공건조에 의해 분리된 정유의 양은 4.21 mL/kg 감귤박이었고, 분리된 정유의 79.9%는 리모넨이었다. Limonene was separated from waste citrus peels by a vacuum drying process with a venturi, and bioethanol was produced from dried citrus peels. Vacuum drying using venturi was very effective in removing moisture and limonene compared to hot air drying and natural drying. Citrus peels prepared by venturi vacuum drying were the most suitable for ethanol fermentation. The moisture and limonene content of the citrus peels dried for 15 hours were 17.0% and 3.2%, respectively. By venturi vacuum drying, essential oil containing limonene and floral water were obtained, respectively. The amount of essential oil separated by venturi vacuum drying was 4.21 mL essential oil/kg citrus peel, 79.9% of the separated essential oil was limonene.

유도용액으로 혼합비료를 사용한 정삼투식 해수담수화에서 담수화 성능에 대한 유도용액 농도의 영향

정남조,김승건,김동국,이호원,Jeong, Namjo,Kim, Seung-Geon,Kim, Dong Kook,Lee, Ho-Won 한국막학회 2013 멤브레인 Vol.23 No.5

혼합 비료를 유도용액으로 하는 정삼투식 해수담수화에서 담수화 성능에 대한 유도용액 농도의 영향을 조사하였다. 혼합비료용액(DS)의 농도가 증가함에 따라 수투과선속은 거의 선형적으로 증가하였으나, PR (performance ratio)은 감소하였다. 또한 혼합비료용액의 농도가 600 g/L일 때, 해수 및 탈이온수를 각각 공급용액으로 하였을 경우 각각의 PR은 5.39 및 6.50이었다. 혼합비료용액의 농도가 증가함에 따라 N, P 및 K의 역용질선속은 거의 선형적으로 증가하였으나, 비역용질선속은 감소하였다. 역용질선속과 비역용질선속은 모두 질소(N) > 칼륨(K) > 인(P) 순으로 높게 나타났다. This study is to investigate the effects of the draw solution concentration on forward osmosis desalination performance using blended fertilizer as draw solution. As the concentration of blended fertilizer solution (draw solution) increased, the water permeate flux increased nearly linearly, but PR (performance ratio) was reduced. Using sea water and deionized water as the feed solution, respectively, at the blended fertilizer solution of 600 g/L $H_2O$, the PR obtained were 5.39 and 6.50, respectively. And as the concentration of blended fertilizer solution increased, the reverse solute flux for nitrogen (N), phosphorus (P), and potassium (K) increased nearly linearly, but specific reverse solute flux for them was reduced. The reverse solute flux and specific reverse solute flux became higher in the order of N > K > P.

유도용액으로 비료를 사용한 정삼투 해수담수화에서 유도용액의 성능 평가

정남조,김승건,이호원,Jeong, Namjo,Kim, Seung-Geon,Lee, Ho-Won 한국막학회 2014 멤브레인 Vol.24 No.5

유도용액으로 비료를 사용하는 정삼투식 해수담수화에서 유도용액의 성능을 평가하였다. 일반적으로 많이 사용되는 비료 중에서 삼투압, 용해도 및 pH 등을 고려하여 $NH_4NO_3$, $NH_4H_2PO_4$, $(NH_4)_2HPO_4$, KCl, $KNO_3$ 및 $KHCO_3$를 유도용액 후보군으로 선정하였다. 수투과선속, 질소와 인의 역용질선속 및 비역용질선속을 측정하여 유도용액의 성능을 평가하였다. KCl은 본 연구에서 선정된 유도용액 중에서 가장 높은 수투과선속을 나타낸 반면에 $(NH_4)_2HPO_4$는 가장 낮은 수투과선속을 나타내었다. $NH_4H_2PO_4$가 가장 낮은 역용질선속 및 비역용질선속을 보였으며, $(NH_4)_2HPO_4$ < $KNO_3$ < $NH_4NO_3$의 순서로 역용질선속 및 비역용질선속이 증가하였다. $NH_4H_2PO_4$는 비록 다른 유도물질에 비해 수투과선속이 낮으나 비료의 주요 성분인 질소와 인을 모두 포함하고 있을 뿐만 아니라 질소와 인의 역용질선속 및 비역용질선속이 다른 유도물질에 비해 매우 낮으므로 FDFO (fertilizer drawn forward osmosis)에서 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 판단된다. This study is to evaluate the performance of draw solutions in forward osmosis desalination using fertilizer as draw solution. Considering osmotic pressure, solubility, and pH, $NH_4NO_3$, $NH_4H_2PO_4$, $(NH_4)_2HPO_4$, KCl, $KNO_3$, and $KHCO_3$ were screened from a comprehensive lists of fertilizer. Their performance were evaluated in terms of pure water permeate flux, reverse solute flux, and specific reverse solute flux for nitrogen and phosphorus. KCl showed the highest pure water permeate flux among the selected fertilizers while $(NH_4)_2HPO_4$ draw solution had the lowest flux. $NH_4H_2PO_4$ showed the lowest reverse solute flux and specific reverse solute flux for nitrogen followed by $(NH_4)_2HPO_4$, $KNO_3$, and $NH_4NO_3$. Although the pure water permeate flux of $NH_4H_2PO_4$ is lower than the other draw solutions, because it contains both nitrogen and phosphorus, and have the lowest reverse solute flux and specific reverse solute flux, it is a promising candidate as draw solution for forward osmosis desalination.

평막결합형 연속회분식 반응기에서 여과성능과 제거효율에 대한 운전방식의 영향

이호원(Ho Won Lee),김승건(Seung Geon Kim),강순재(Soon Jai Khang) 大韓環境工學會 2007 대한환경공학회지 Vol.29 No.10

막결합형 연속회분식 반응기는 작은 규모의 폐수처리에서 새로이 부각되고 있는 기술이다. 본 연구에서는 0.4 μm의 세공크기를 갖고 있는 PVC 재질의 평막이 침지된 막결합형 연속회분식 반응기에서 3가지 운전방식이 여과성능과 제거효율에 미치는 영향을 133일 동안 살펴보았다. 3가지 운전방식에서 조업 후 84일 후에 MLSS 농도는 10,520∼13,430 mg/L로 유지되었다. 제거효율은 3가지 운전방식 간에 큰 차이가 없었다. 그러나 여과성능에 있어서 비폭기/폭기 시간이 60/120 min인 싸이클이 120/240 min인 싸이클보다 효과적이었으며, 간헐적 여과 방식이 연속 여과 방식보다 효과적이었다. 비폭기/폭기 시간이 60/120 min인 싸이클의 경우, 127일 동안 막세정 없이 연속적으로 운전할 수 있었으며, COD, SS, 총질소 및 총인의 제거율은 각각 99.4%, 100%, 85.1% 및 95.1%이었다. The membrane-coupled sequencing batch reactor is a promising technology for wastewater treatment of small scale. The effect of operation modes on filtration performance and removal efficiency was investigated in a sequencing batch reactor, in which a flat-sheet microfiltration membrane made of PVC with a pore size of 0.4 μm was submerged. Three sets of operation modes during 133 days were conducted to identify their effect on the filtration performance and removal efficiency. MLSS concentrations in the reactors were in the range of 10,520∼13,430 mg/L after nearly 84 days of run. There was no wide difference in the removal efficiency between three sets of operation modes. But in the filtration performance, time cycle of non-aeration and aeration of 60/120 min was more effective than 120/240 min, and intermittent filtration was more effective than continuous filtration. When time cycle of non-aeration and aeration was set at 60/120 min, membrane filtration was able to be continued for 127 days without membrane cleaning, and was stable after the cleaning, and average removal efficiencies of COD, SS, total nitrogen, and total phosphorous were 99.4%, 100%, 85.1%, and 95.1%, respectively.

고분자 전해질을 이용한 한외여과에서 마그네슘의 제거에 대한 교반시간의 영향

김승건,이호원,강영주 濟州大學校 海洋硏究所 2003 해양과환경연구소 연구논문집 Vol.27 No.-

This paper was to investigate the effect of mixing time on the rejection of magnesium in polyelectrolyte enhanced ultrafiltration with PSS[poly(sodium-4-styrenesulfonate)] and PDDA[poly(diallyldimethylammonium chloride)]. The removal ratio of magnesium, the rejection ratio of polyelectrolyte, and the Permeate flux were stable within 10 min of mixing. PSS is more effective than PDDA in the removal of magnesium. When PSS of 2.000 ㎎/L was used. the removal ratio of magnesium was 78%. The rejection ratios of PSS and PDDA in Mg solution were up to 95.9% and 95.7%. respectively.