On-Line SPE-LC/MSD 시스템을 이용한 수중의 과불화 화합물(PFCs) 분석

손희종(Hee Jong Son),염훈식(Hoon Sik Yoom),정종문(Jong Moon Jung),장성호(Seung Ho Jang) 大韓環境工學會 2013 대한환경공학회지 Vol.35 No.2

본 연구는 기존의 고상추출(SPE) 과정을 분석장비인 LC/MSD에 on-line으로 연결함으로써 cartridge의 건조를 막아 target 물질의 손실을 최대한 억제하였으며 11종의 PFCs에 대해 실제 matrix가 있는 낙동강 원수를 이용한 실험에서 80.4 ± 5.2%∼109.5 ± 1.4% 범위의 높은 회수율을 구할 수 있었다. 낙동강에서의 PFCs 분포를 조사한 결과 하수처리장 방류수의 영향을 받는 지역(진천천과 금호강 하류)은 고농도의 PFCs가 검출되었으며, 낙동강 하류의 매리원수에서는 검출농도가 급격히 감소하여 PFOA만 8.0ng/L의 농도로 검출되었다. 외국의 PFCs 검출현황을 보고한 연구결과들과 비교해 볼 때 낙동강 지류에서는 비교적 높은 농도로 PFCs가 검출되어 안심할 수 있는 수준은 아니었으며, 낙동강 본류의 경우도 여러 지역의 상수원으로 이용되기 때문에 주기적인 모니터링이 필요한 것으로 나타났다. We applied a sensitive method based on on-line solid-phase extraction (SPE) and liquid chromatography/mass spectrometry (LC/MSD) using an electrospray interface for the determination of eleven perfluorinated compounds (PFCs) in water. The on-line connection suppressed the target loss by keeping the cartridge from drying, which resulted in improvement of the recovery and saving of the analytical time. For the on-line solid-phase extraction of 10 mL water samples, recoveries were between 80.4 ± 5.2%∼109.5 ± 1.4% and limit of quantification (LOQ) were 3.6∼15.9ng/L for the PFCs. The total PFCs concentrations of the tributaries and main stream of Nakdong River water samples were in the range of 8.0∼678.6μg/L.

BAC 공정에서의 고지혈증 치료제 생물분해 특성

염훈식(Hoon-Sik Yoom),손희종(Hee-Jong Son),류동춘(Dong-Choon Ryu),유평종(Pyung-Jong Yoo) 大韓環境工學會 2017 대한환경공학회지 Vol.39 No.3

생물활성탄 공정과 안트라사이트를 여재로 사용한 biofilter에서 공탑 체류시간(EBCT)과 수온의 변화에 따른 8종의 고지혈증 치료제류(blood lipid regulator agents, BLLAs)의 생물분해 특성을 평가하였다. 수온 8℃, 16℃ 및 24℃에서 공탑 체류시간을 5분~15분까지 변화시켰다. 생물활성탄 공정에서 고지혈증 치료제류 8종의 생물분해 제거율은 공탑 체류시간과 수온의 변화에 많은 영향을 받았으며, 공탑 체류시간과 수온이 증가할수록 생분해 제거율이 증가하였다. 고지혈증 치료제류의 종류에 따른 생물활성탄 공정에서 생분해 제거율은 statin계의 경우 simvastatin이 가장 높았으며 다음으로 mevastatin, fluvastatin 및 atorvastatin 순이었다. 또한, Fibrate계 고지혈증 치료제들의 생물분해능은 fenofibrate가 가장 높았으며 다음으로 gemfibrozil, bezafibrate, clofibric acid순이었다. BAC 공정에서 생물분해 제거능이 가장 낮은 clofibric acid와 atorvastatin의 생물분해 속도 상수(Kbio)는 수온이 8℃에서 24℃로 상승하였을 경우, 각각 0.0075 min<SUP>-1</SUP>과 0.0122 min<SUP>-1</SUP>에서 0.0540 min<SUP>-1</SUP>과 0.0866 min<SUP>-1</SUP>으로 증가하여 각각 7.2배 및 7.1배 정도 증가하였다. In this study, We investigated the effects of water temperature and empty bed contact time (EBCT) on the biodegradability of 8 blood lipid lower agents (BLLAs) in biological activated carbon (BAC) process. Experiments were conducted at three water temperatures (8℃, 16℃ and 24℃) and three EBCTs (5 min, 10 min and 15 min). Increasing water temperature and EBCT increased the biodegradation efficiency of BLLAs in BAC process. Simvastatin and fenofibrate were the highest biodegradation efficiency, but atorvastatin and clofibric acid were the lowest. The kinetic analysis suggested a pseudo-first-order reaction model for biodegradation of 8 BLLAs at various water temperatures and EBCTs. The pseudo-first-order biodegradation rate constants (kbio) of clofibric acid and atorvastatin were 0.0075 min<SUP>-1</SUP> and 0.0122 min<SUP>-1</SUP> at 8℃, and were 0.0540 min<SUP>-1</SUP> and 0.0866 min<SUP>-1</SUP> at 24℃, respectively. By increasing the water temperature from 8℃ to 24℃, the biodegradation rate constants (kbio) were increased 7.1~7.2 times.

機械科 코오스 運營計劃 : 機械加工 코오스 中心

尹鐘學 서울産業大學校 1980 논문집 Vol.13 No.1

압력구배기법의 난류유동장 해석에의 적용성에 관한 연구

유근종 國立 昌原大學校 産業技術硏究所 1998 産技硏論文集 Vol.12 No.-

Applicability of the pressure gradient method which is formulated based on pressure gradient is verified against turbulent flow analysis. In the pressure gradient method, pressure gradient instead of pressure itself is obtained using continuity constraint. Since correct pressure gradient is found only when mass conservation is satisfied, pressure gradient method can reflect physics of flow field properly. The pressure gradient method is formulated with semi-staggered grid system which locates each primitive variables on the same grid point but evaluates pressure gradient in-between. This grid system ensures easy programming and reflection of correct physics in analysis. For verifying applicability of this method, the pressure gradient method is applied to turbulent flow analysis with low Reynolds number k-ω model and algebraic stress model. Turbulent flows include fully developed channel flow, backward-facing step flow, conical diffuser flow, and three dimensional annular diffuser flow. Prediction results show that the pressure gradient method can be applied to turbulent flow analysis. However, the pressure gradient method requires somewhat ling computation time. Proper way to find optimum under-relaxation factor, γ , is also need to be developed.

활성탄 흡착공정에서의 요오드계 트리할로메탄 흡착 특성

손희종 ( Hee Jong Son ),염훈식 ( Hoon Sik Yoom ),김경아 ( Kyung A Kim ),송미정 ( Mi Jung Song ),류동춘 ( Dong Choon Ryu ) 한국환경과학회 2015 한국환경과학회지 Vol.24 No.1

This study accessed the adsorption characteristics of the 9 trihalomethanes (THMs) on coal-based granular activated carbon (GAC). The breakthrough appeared first for CHCl3 and sequentially for CHBr2Cl, CHBr3, CHCl2I, CHBrClI, CHBr2I, CHClI2, CHBrI2, and CHI3. The maximum adsorption capacity (X/M) for the 9 THMs with apparent breakthrough points ranged from 1,175 μg/g (for CHCl3) to 11,087 μg/g (for CHI3). Carbon usage rate (CUR) for CHCl3 was 0.149 g/day, 5.5 times higher than for CHI3 (0.027 g/day).

정수처리에서 염소 처리시 요오드계 트리할로메탄류 생성에 영향을 미치는 인자들

손희종(Hee Jong Son),염훈식(Hoon Sik Yoom),김경아(Kyung A Kim),송미정(Mi Jeong Song),최진택(Jin Taek Choi) 大韓環境工學會 2014 대한환경공학회지 Vol.36 No.8

본 연구에서는 염소처리시 요오드계 트리할로메탄(iodo-trihalomethanes, I-THMs)의 생성에 영향을 미치는 인자들을 조사하였다. 염소를 소독제로 사용하여 염소 투입농도, 수온, pH, 브롬이온과 요오드이온 농도, 염소 접촉시간, 암모니아성 질소 농도 및 용존 유기물질의 특성 변화에 따른 I-THMs 6종에 대한 생성특성을 조사하였다. 수중의 요오드이온과 브롬이온의 농도가 증가할수록 I-THMs의 생성농도가 증가하였으며, 염소 투입농도 및 수온에 따른 I-THMs 생성에서는 염소 투입농도 및 수온 상승에 비례하여 I-THMs 생성농도도 증가하다가 염소 투입농도 3 mg/L 및 수온 30℃ 이상의 조건에서는 오히려 I-THMs 생성농도가 감소하였다. 또한, 시료수의 pH가 상승할수록 I-THMs의 생성농도가 증가하였다. 수중의 NH₄ +-N 농도가 증가할 수록 염소와 반응하여 생성된 클로라민에 의해 I-THMs 생성농도가 증가하였다. 하수처리장 방류수, 휴믹산 조제수, 조류유래 유기물질 함유수 및 4개의 낙동강 시료수(고령, 매리, 하구 및 진천천)와 같은 7개의 시료수의 유기물질과 I-THMs와의 반응성을 조사한 결과, 하수처리장 최종방류수가 I-THMs와의 반응성(12.31 μg/mg)이 가장 높았고, 다음으로 휴믹산 시료수 (4.96 μg/mg)로 나타났고, 조류유래 유기물질이 가장 낮은 결과(0.99 μg/mg)를 나타내었다. 또한, SUVA₂54값과 I-THMs 반응 성과의 상관성을 평가한 결과에서 상관계수(r2)가 0.002로 매우 낮게 나타나 SUVA₂54값과 I-THMs 생성과는 연관성을 찾기가 어려웠다. Effects of bromide (Br-) and iodide (I-) concentrations, chlorine (Cl₂) doses, pH, temperature, ammonia nitrogen concentrations, reaction times and water characteristics on formation of iodinated trihalomethanes (I-THMs) during oxidation of iodide containing water with chlorine were investigated in this study. Results showed that the yields of I-THMs increased with the high bromide and iodide level during chlorination. The elevated pH significantly increased the yields of I-THMs during chlorination. The formation of I-THMs was higher at 20℃ than 4℃, 10℃ and 30℃. In chloramination study, addition of ammonium chloride (NH₄Cl) markedly increased the formation of I-THMs. Among the water samples collected from seven water sources including wastewater treatment plant (WWTP) effluent water (EfOM water), prepared humic containing water (HA water) and algal organic matter (AOM) containing water (AOM water), EfOM water generated the highest yields of I-THMs (12.31 μg/mg DOC), followed by HA water (4.96 μg/mg DOC), while AOM water produced the lowest yields of I-THMs (0.99 μg/mg DOC). SUVA₂54 values of EfOM water , HA water and AOM water were 1.38 L/mg·m, 4.96 L/mg·m and 0.97 L/mg·m, respectively. The I-THMs yields had a low correlation with SUVA₂54 values (r2 = 0.002).

입상활성탄 주기적 누적충진에 따른 용존유기탄소와 THMs 처리능 평가

손희종(Hee-Jong Son),김상구(Sang-Goo Kim),서창동(Chang-Dong Seo),염훈식(Hoon-Sik Yoom),류동춘(Dong-Choon Ryu) 대한환경공학회 2017 대한환경공학회지 Vol.39 No.9

본 연구는 입상활성탄을 일시에 100% 충진하는 방법과 일회 충진양을 50%, 33%, 20% 및 10%로 나눠서 주기적으로 누적 충진하였을 경우에 대해 THMs과 DOC 처리효율 변화를 비교 평가하기 위해 수행하였다. 일시에 100% 충진하는 방법은 운전 초기에는 THMs와 DOC의 유출농도가 낮았으나 운전기간이 증가할수록 높은 유출수 농도를 나타내었다. 반면 주기적 누적충진 방법을 적용한 경우에는 유출수의 THMs와 DOC 농도가 운전기간 동안 상대적으로 균등하게 유지하였다. THMs 흡착제거에는 주기적 누적 충진법이 전체 충진용량을 일시에 충진하는 방법에 비해 효과적이었으나, 활성탄 공정 유입수 THMs 구성종들 중에서 클로로디브로모메탄이나 브로모포름의 함량이 클로로포름이나 브로모디클로로메탄에 비해 월등히 높은 경우에는 주기적 누적충진법에 비해 전체 충진용량을 일시에 충진하는 방법이 더욱 효과적인 것으로 나타났다. DOC의 제거에서는 충진용량을 일시에 충진하여 운전하는 방법이 주기적 누적충진법에 비해 DOC의 총 흡착량과 유출수의 평균농도 측면에서는 유리하였다. 활성탄 공정 운전기간 동안 THMs와 DOC 제거율의 균등화에는 주기적 누적충진 방법을 적용한 경우가 효과적이었고, 적은 양의 활성탄을 주기적으로 자주 충진하는 방식이 더욱 유리하였다. In this paper, the removal efficiency of THMs (Trihalomethanes) and DOC (Disolved organic carbon) was compared under different GAC (Granual activated carbon) filling methods. One method is “full filling method” in which column is fully filled with GAC at once and the other is “periodic cumulative method“ in which column is partially filled with GAC (10, 20, 33 and 50% of total column volume) and added each ratio during 300 days. The effluent concentration of both THMs and DOC under full filling method was low during the initial period, however, steadily increased with operating time. In the contrast, with periodic cumulative method, it maintained (relatively) evenly during the operating period. Periodic cumulative method was more efficient for removing THMs than full filling method. However, when the ratio of chlorodibromomethane or bromoform among THMs was significantly higher than chloroform and bromodichloromethane, full filling method was more efficient than periodic cumulative method. Full filling method had benefit to total DOC removal and control of average DOC concentration in effluent. Overall, periodic cumulative method is more efficient to equalize the removal efficiency of THMs and DOC, so the more frequent refilling of column with small amount of GAC is more advantageous.

완속 모래여과 공정에서의 Geosmin 제거 특성

손희종(Hee Jong Son),염훈식(Hoon Sik Yoom),장성호(Seong Ho Jang) 大韓環境工學會 2010 대한환경공학회지 Vol.32 No.8

완속 모래여과 컬럼의 생물막(schmutzdecke)은 운전 시작 30일 정도에 정상상태에 도달하는 것으로 나타났으며, 생체량과 활성도는 각각 4.5×10(6) CFU/g과 3.42 mg·C/m3·hr로 나타났다. 정상상태에 도달한 생물 여과층의 박테리아 종 분포는 Pseudomonas sp.가 차지하는 비율이 56%였으며 그 중에서 Pseudomonas fluorescens가 전체비율의 22%를 차지하였다. 운전 시작 30일 후의 용존 유기탄소(dissolved organic carbon, DOC)와 geosmin의 제거율은 각각 27%와 95%로 나타나 최대의 제거율을 나타내었으며, 그 이후에는 DOC와 geosmin의 제거율에는 큰 변화가 없었다. 수온 변화에 따른 DOC와 eosmin의 제거율 변화에서 유입수의 수온이 5℃일 경우 geosmin과 DOC의 평균 제거율은 각각 62%와 10%로 나타났으나 수온을 15℃와 25℃로 증가시켰을 경우에는 geosmin과 DOC의 평균 제거율이 각각 88%와 25% 및 100%와 42%로 나타났다. 수온 변화에 따른 완속 모래여과 컬럼의 상부 생물막 층에서의 geosmin과 DOC에 대한 생물분해 속도상수(k)는 1.842~15.965 hr-1와 0.253~1.123 hr-1 이였고, 상부의 생물막 층이 그 하부 보다 DOC와 geosmin에 대한 생물분해 속도상수가 각각 18~32배 및 20~51배 정도 큰 것으로 나타났다. Geosmin removal by biodegradation was investigated in lab-scale slow sand filtration column with different empty bed contact times (EBCTs) and water temperature. Schmutzdecke layer was built up after 30 days operation and biomass and activity were 4.5×10(6) CFU/g and 3.42 mg·C/m3·hr, respectively. The attached bio-film microorganisms in schmutzdecke layer were isolated and identified. The dominant species was Pseudomonas sp. that had occupied 56%. Removal efficiencies of dissolved organic carbon (DOC) and geosmin were 27% and 95% after 30 days operation. In lab-scale slow sand filtration column, geosmin and DOC removal efficiencies were 62% and 10% at 5℃, respectively. And increasing water temperature (15℃ and 25℃) increased the geosmin and DOC removal efficiencies (88~100% and 25~42%) in lab-scale slow sand filtration column. Geosmin and DOC biodegradation rates (k) in the schmutzdecke layer (in the upper 5 cm filter bed) were 1.842~15.965 hr-1 and 0.253~1.123 hr-1, respectively. It were about 18~32 times and 20~51 times of the rates in the deeper filter bed (5~60 cm).

정수처리용 생물활성탄 공정에서 Halonitromethanes (HNMs)의 생물분해 동력학 평가

손희종(Hee Jong Son),강소원(So Won Kang),염훈식(Hoon Sik Yoom),류동춘(Dong Choon Ryu),조만기(Man Gi Cho) 大韓環境工學會 2015 대한환경공학회지 Vol.37 No.7

생물활성탄(BAC) 공정에서의 공탑 체류시간(EBCT) 및 수온의 변화에 따른 9종의 halonitromethanes (HNMs)류들의 생물분해 특성을 평가하였다. 수온 10℃와 25℃에서 EBCT를 5분~15분까지 변화시켜 실험하였다. 생물활성탄 공정에서 HNMs류 9종의 생물분해율은 EBCT와 수온에 따라 큰 영향을 받았으며 EBCT와 수온이 증가할수록 생물분해율이 증가하였으며, HNMs류들의 종류에 따른 생물활성탄 공정에서의 생물분해율은 DBCNM과 TBNM이 가장 높았고, CNM과 DCNM이 가장 낮았다. DBCNM과 TBNM을 제외한 HNMs류 7종에 대해 BAC 공정에서의 생물분해 속도상수(kbio)는 수온이 10℃에서 25℃로 상승하였을 경우, 0.0797~0.7657 min-1에서 0.1245~1.8421 min-1로 증가하여 1.6~2.4배 정도 증가하였다. In this study, the effects of empty bed contact time (EBCT) and water temperature on the biodegradation of 9 halonitromethanes (HNMs) in biological activated carbon (BAC) process were investigated. Experiments were conducted at three water temperatures (10℃, 15℃ and 25℃) and three EBCTs (5, 10 and 15 min). Increasing EBCT and water temperature increased the biodegradation efficiency of HNMs in BAC column. Dibromochloronitromethane (DBCNM) and tribromonitromethane (TBNM) showed the highest biodegradation efficiency, but chloronitromethane (CNM) and dichloronitromethane (DCNM) were the lowest. The kinetic analysis suggested a pseudo-first-order reaction model for biodegradation of 7 HNMs at various water temperatures and EBCTs. The pseudo-first-order biodegradation rate constants (kbio) of 7 HNMs ranged from 0.0797~0.7657 min-1 at 10℃ to 0.1245~1.8421 min-1 at 25℃. By increasing the water temperature from 10℃ to 25℃, the biodegradation rate constants (kbio) were increased 1.6~2.4 times.

정수처리에서의 Peroxone (O₃/H₂O₂) 공정

손희종(Hee Jong Son),염훈식(Hoon Sik Yoom),빈재훈(Jae Hoon Bin) 大韓環境工學會 2010 대한환경공학회지 Vol.32 No.3