액상 당밀과 질산성 질소의 C/N 비율에 따른 Pseudomonas sp. KY1의 탈질 능력 및 그 최적비율에 관한 연구

이규연(Kyu Yeon Lee),이병선(Byung Sun Lee),신도연(Do Yun Shin),최용주(Yong Ju Choi),남경필(Kyoung Phile Nam) 大韓環境工學會 2013 대한환경공학회지 Vol.35 No.9

본 연구에서는 액상당밀을 외부탄소원으로 이용하는 탈질미생물 Pseudomonas sp. KY1의 탈질능력을 확인하고 최적의 C/N 비율을 도출하였다. 회분식 실험 결과, C/N 비율 3/1에서 0.0263 hr-1의 유사1차반응상수가 도출되었고, 이 비율에서 100 mg-N/L의 초기 질산성질소는 실험시작 후 약 100시간 이내에 약 80%의 제거율을 보였다. C/N 비율 3/1의 컬럼 실험에서 초기 질산성질소 농도 100 mg-N/L의 오염수(유속 0.3 mL/min)는 실험시작 후 172시간(35 PV) 이후부터 실험 종료 시(62 PV)까지 최대 95%의 탈질효율을 보였고, 이 비율에서 2차 오염원으로 작용할 수 있는 잔류당밀의 농도를 최소화(125~180mg-COD/L) 할 수 있었다. This study was conducted to identify an optimal ratio of carbon to nitrogen (C/N ratio) for denitrification of nitrate using molasses as an external carbon source. A series of batch and column tests was conducted using an indigenous bacterium Pseudomonas sp. KY1 isolated from a nitrate-contaminated soil. For the initial nitrate-nitrogen concentration of 100 mg-N/L, batch test results indicated that C/N ratio of 3/1 was the optimal ratio with a relatively high pseudo-first-order reaction constant of 0.0263 hr-1. At C/N ratio of 3/1, more than 80% of nitrate-nitrogen concentration of 100 mg-N/L was removed in 100 hrs. Results of column tests with a flow velocity of 0.3 mL/min also indicated that the C/N ratio of 3/1 was optimal for denitrification with minimizing remaining molasses concentrations. After 172 hrs of column operation (35 pore volumes) with an influent nitrate-nitrogen concentration of 100 mg-N/L, the effluent met the drinking water standard (i.e., 10 mg NO₃-N/L).

고체 당밀정화제와 종속영양 탈질미생물을 이용한 질산염 제거

이병선,이규연,신도연,최종학,김영진,남경필,Lee, Byung-Sun,Lee, Kyu-Yeon,Shin, Do-Yun,Choi, Jong-Hak,Kim, Young-Jin,Nam, Kyoung-Phile 한국지하수토양환경학회 2010 지하수토양환경 Vol.15 No.4

This study was conducted to determine the potential applicability of slowly released molasses (SRM) to treat nitratecontaminated groundwater. SRM was made by dispersing molasses in hydroxy propyl methyl cellulose-silicamicrocrystalline cellulose matrix. Column test indicated that SRM could continuously release molasses with slowly decreasing release rates of $64.6mg-COD/L{\cdot}h$ up to 65 hrs, $12.1mg-COD/L{\cdot}h$ up to 215 hrs, and $4.4mg-COD/L{\cdot}h$up to 361 hrs. A batch test using an isolated indigenous heterotrophic denitrifier Pseudomonas sp. KY1 having nitrite reductase (nirK) and liquid molasses demonstrated that the bacterium decreased 100 mg-N/L of nitrate to less than 10 mg-N/L at the C/N ratio of 10/1 in 48 hours. In a Pseudomonas sp. KY1-attached Ottawa sand column which continuously received molasses from a SRM-containing reservoir, the bacterium successfully removed nitrate from 20 mg-N/L to 3 mg-N/L during the 361 hours of column operation. The results showed the possibility that SRM can be used as a reliable, longterm extra carbon source for indigenous heterotrophic denitrifiers.

소스 및 드레인 전극 재료에 따른 비정질 InGaZnO 박막 트랜지스터의 소자 열화

이기훈,강태곤,이규연,박종태,Lee, Ki Hoon,Kang, Tae Gon,Lee, Kyu Yeon,Park, Jong Tae 한국정보통신학회 2017 한국정보통신학회논문지 Vol.21 No.1

본 연구에서는 소스 및 드레인 전극 재료에 따른 소자 열화를 분석하기 위해 Ni, Al, 및 ITO를 소스 및 드레인 전극 재료로 사용하여 InGaZnO 박막 트랜지스터를 제작하였다. 전극 재료에 따른 소자의 전기적 특성을 분석한 결과 Ni 소자가 이동도, 문턱전압 이하 스윙, 구동전류 대 누설전류 비율이 가장 우수하였다. 소스 및 드레인 전극 재료에 따른 소자 열화 측정결과 Al 소자의 열화가 가장 심한 것을 알 수 있었다. InGaZnO 박막 트랜지스터의 소자 열화 메카니즘을 분석하기 위하여 채널 폭과 스트레스 드레인 전압을 다르게 하여 문턱전압 변화를 측정하였다. 그 결과 채널 폭이 넓을수록 또 스트레스 드레인 전압이 높을수록 소자 열화가 많이 되었다. 측정결과로부터 InGaZnO 박막 트랜지스터의 소자 열화는 큰 채널 전계와 주울 열의 결합 작용으로 발생함을 알 수 있었다. In this work, InGaZnO thin film transistors with Ni, Al and ITO source and drain electrode materials were fabricated to analyze a hot carrier induced device degradation according to the electrode materials. From the electrical measurement results with electrode materials, Ni device shows the best electrical performances in terms of mobility, subthreshold swing, and $I_{ON}/I_{OFF}$. From the measurement results on the device degradation with source and drain electrode materials, Al device shows the worst device degradation. The threshold voltage shifts with different channel widths and stress drain voltages were measured to analyze a hot carrier induced device degradation mechanism. Hot carrier induced device degradation became more significant with increase of channel widths and stress drain voltages. From the results, we found that a hot carrier induced device degradation in InGaZnO thin film transistors was occurred with a combination of large channel electric field and Joule heating effects.

독립영양 황탈질 미생물을 이용한 관정형 반응벽체의 현장적용성 연구

이병선,엄재연,이규연,문희선,김양빈,우남칠,이종민,남경필,Lee, Byung-Sun,Um, Jae-Yeon,Lee, Kyu-Yeon,Moon, Hee-Sun,Kim, Yang-Bin,Woo, Nam-C.,Lee, Jong-Min,Nam, Kyoung-Phile 한국지하수토양환경학회 2009 지하수토양환경 Vol.14 No.3

독립영양 황탈질 미생물 Thiobacillus denitrificans를 이용한 질산염 오염지하수 정화 기술을 개발하고자, 3열의 관정형 반응벽체(길이 $\times$ 너비 $\times$ 깊이 = $3m\;{\times}\;4\;m\;{\times}\;2\;m$)를 한국농어촌공사 수리시험장(길이 $\times$ 너비 $\times$ 깊이 = $8m\;{\times}\;4\;m\;{\times}\;2\;m$)에 설치하고 현장적용성을 검토하였다. 전자공여체로 총 80 kg의 황입자를, 탈질미생물로 Thiobacillus denitrificans를 준비하였다. 황입자 표면에 Thiobacillus denitrificans를 부착하는 1톤 용량 물통 실험에서, Thiobacillus denitrificans는 질산염 농도 375 mg/L(6.1 mM)의 오염수를 11일 경과 후 ~12% (0.7 mM), 18일 경과 후 ~24%(1.3 mM), 32일 경과 후 ~45%(2.4 mM), 그리고 부착 종료 시(60일)까지 ~52%(2.8 mM)를 제거하며 황입자 표면에 성공적으로 부착 증식하였다. 이후, Thiobacillus denitrificans가 부착된 황입자를 3열의 관정형 반응벽체(각 열 간격 1 m)에 주입하여 황탈질 미생물 관정형 반응벽체를 설치하였다. 초기 질산염 농도 평균 181 mg/L 인 인공오염지하수에 대하여 28일 간 1차 정화실험을 실시하였고, 평균 281 mg/L 인 인공오염지하수에 대하여 14일 간 2차 정화실험을 실시하였다. 1차 실험의 인공오염지하수(2.9 mM)는 1열 반응 후 ~2%(0.06 mM), 2열 반응 후 ~9%(0.27 mM), 3열 반응 후 ~15%(0.44 mM)의 질산염이 제거되었다. 2차 실험의 인공오염지하수(4.5 mM)는 1열 반응 후 ~1%(0.02 mM), 2열 반응 후 ~6%(0.27 mM), 3열 반응 후 ~8%(0.37 mM)가 제거되었다. 실험 기간 중 인공오염지하수의 주입용량은 $1.24\;m^3/d$, 유속은 0.44 m/d를 유지하였고, pH는 6.7~8.3, DO는 0.9~2.8 mg/L 범위로 큰 변화가 없었다. 본 관정형 반응벽체 실험의 낮은 정화효율의 원인은 인공오염지하수에 대한 Thiobacillus denitrificans의 탈질 소요 시간 부족, 관정형 반응벽체의 개별 관정사이로 빠져나가는 인공오염지하수체, 그리고 질산염 환원효소의 활성 및 생성을 억제시키는 용존산소의 상대적으로 높은 농도 때문으로 추정된다. 황탈질 관정형 반응벽체의 현장적용시에는 탈질반응에 필요한 체류시간, 관정형 반응벽체의 개수 및 간격, 그리고 용존산소 농도 등 해당 오염부지의 고유 특성을 고려한 설계가 필요하다. The applicability of a well-type autotrophic sulfur-oxidizing reactive barrier (L $\times$ W $\times$ D = $3m\;{\times}\;4\;m\;{\times}\;2\;m$) as a long-term treatment option for nitrate removal in groundwater was evaluated. Pilot-scale (L $\times$ W $\times$ D = $8m\;{\times}\;4\;m\;{\times}\;2\;m$) flow-tank experiments were conducted to examine remedial efficacy of the well-type reactive barrier. A total of 80 kg sulfur granules as an electron donor and Thiobacillus denitrificans as an active bacterial species were prepared. Thiobacillus denitrificans was successfully colonized on the surface of the sulfur granules and the microflora transformed nitrate with removal efficiency of ~12% (0.07 mM) for 11 days, ~24% (1.3 mM) for 18 days, ~45% (2.4 mM) for 32 days, and ~52% (2.8 mM) for 60 days. Sulfur granules attached to Thiobacillus denitrificans were used to construct the well-type reactive barrier comprising three discrete barriers installed at 1-m interval downstream. Average initial nitrate concentrations were 181 mg/L for the first 28 days and 281 mg/L for the next 14 days. For the 181 mg/L (2.9 mM) plume, nitrate concentrations decreased by ~2% (0.06 mM), ~9% (0.27 mM), and ~15% (0.44 mM) after $1^{st}$, $2^{nd}$, and $3^{rd}$ barriers, respectively. For the 281 mg/L (4.5 mM) plume, nitrate concentrations decreased by ~1% (0.02 mM), ~6% (0.27 mM), and ~8% (0.37 mM) after $1^{st}$, $2^{nd}$, and $3^{rd}$ barriers, respectively. Nitrate plume was flowed through the flow-tank for 49 days by supplying $1.24\;m^3/d$ of nitrate solution. During nitrate treatment, flow velocity (0.44 m/d), pH (6.7 to 8.3), and DO (0.9~2.8 mg/L) showed little variations. Incomplete destruction of nitrate plume was attributed to the lack of retention time, rarely transverse dispersion, and inhibiting the activity of denitrification enzymes caused by relatively high DO concentrations. For field applications, it should be considered increments of retention time, modification of well placements, and intrinsic DO concentration.

산 촉매가 물유리 기반 실리카 에어로겔의 기공구조에 미치는 영향

나하윤,정해누리,이규연,구양서,박형호,Nah, Ha-Yoon,Jung, Hae-Noo-Ree,Lee, Kyu-Yeon,Ku, Yang Seo,Park, Hyung-Ho 한국마이크로전자및패키징학회 2017 마이크로전자 및 패키징학회지 Vol.24 No.3

물유리는 기존의 silicon alkoxide보다 훨씬 단가가 저렴하여 상업화에 유리하다는 장점을 나타낸다. 물유리 기반 실리카 에어로겔의 제조에서 산 촉매에 의한 중합 과정이 최종 미세 기공구조 특성에 상당한 영향을 끼치는데, 본 연구에서는 이러한 산 촉매의 종류와 양에 대한 물유리 기반 실리카 에어로겔의 비표면적, 기공 크기 분포 등 각 경우에 해당하는 물성 및 그에 따른 차이를 연구하였다. 최종 생성물의 물성을 통해 물유리 기반 실리카 에어로겔은 중합 반응에 관여하는 산 촉매의 종류와 농도, 몰수에 의해 영향을 받고, 특히 산 촉매의 몰수에 의한 영향이 몰 농도에 의한 영향보다 크게 작용함을 확인하였다. 기존 방식으로 4M 염산 촉매를 첨가할 경우 비표면적이 $394m^2/g$, 기공의 부피가 2.20 cc/g, 평균 기공 지름이 22.3 nm이며 기공률이 92.53%인 실리카 에어로겔을 합성할 수 있었다. 반면 4M의 황산 촉매를 적정량의 몰수인 73 mmol로 투입하여 최종 물유리 기반 실리카 에어로겔을 제조할 경우 비표면적은 $516m^2/g$, 기공의 부피는 3.10 cc/g, 평균 기공 지름은 24.1 nm, 기공률은 96.1%로, 기존의 산 촉매를 투입하여 만든 물유리 기반 실리카 에어로겔보다 전반적으로 기공구조의 특성이 향상됨을 확인하였다. Water glass is much cheaper than silicon alkoxide, so it has advantage for commercialization. A condensation by acid catalyst makes considerable effect about the properties of water glass based silica aerogel among many factors in silica aerogel process. The pore structural properties of water glass based silica aerogel such as specific surface area and pore size distribution have been investigated through the changes in the amount and the kinds of acid catalyst. It has been confirmed that water glass based silica aerogel is affected by various conditions of catalyst in the condensation reaction such as the kind, concentration, and the amount of mole of acid catalyst on the properties of final products. Especially, it is checked that the effect of mole of acid is more prominent than that of concentration. In the case for conventional method with introducing 4M HCl in condensation step, the silica aerogel could be synthesized which has $394m^2/g$ of specific surface area, 2.20 cc/g of pore volume, 22.3 nm of average pore size, and 92.53% of porosity. On the other hand, when 4M sulfuric acid was used with 73 mmol at the condensation step of water glass based silica aerogel, the pore structural characteristics of water based silica aerogel showed better properties than the case of using HCl, for example, specific surface area was measured as $516m^2/g$, and pore volume, average pore diameter, and porosity were obtained as 3.10 cc/g, 24.1 nm, and 96.1%, respectively.

77GHz 차량용 레이더 레이돔 영향성 분석

김성환(Seong-Hwan Kim),백종민(Jong-Min Baek),이규연(Kyu-Yeon Lee),윤영민(Young-Min Yoon) 대한전자공학회 2018 대한전자공학회 학술대회 Vol.2018 No.6

This paper describes the effects of the 77 GHz auto motive radar radome. At short wave frequencies, such as 77 GHz, the variation in antenna radiation caused by radome is increased. Therefore, this paper verifies the variation of antenna radiation characteristics in relation to radome material (dielectric constant), thickness, separation distance from antenna, and shape (edge curvature) changes through simulation.