펄스동전기를 이용한 오염토양의 중금속 처리 특성 연구

최상일 광운대학교 2009 국내석사

기존의 물리화학적 처리 기술을 이용하여 중금속 오염 토양을 처리하는 기술로는 in-situ soil flushing과 ex-situ soil washing이 알려져 있으나 투수성이 낮은 토양에서는 투입하는 세척제의 흐름이 원활하지 못하고 비교적 세공이 큰 지점으로 흐름이 형성되는 편류현상이 발생하여 처리 효율이 감소되는 주요 문제점이 발생하고 있다. 최근 이에 대한 해결 방법으로 동전기(electrokinetic)를 이용한 기술이 개발되고 있으나 적용상의 어려움이 있어 기술적 보완이 필요하다. 주요 원인은 장기간 운전 시 토양의 저항 증가와 전극의 부식으로 인하여 전력소비가 증가하고 안정적인 운전이 어려워지는 문제점을 들 수 있다. 이에 중금속으로 오염된 토양을 효율적이고 경제적으로 처리하기 위하여 펄스파워가 인가된 동전기 시스템을 이용한 토양의 중금속 처리 효율을 검 토 하였다. 직류전원이 인가된 일반 동전기는 장기간 운전 시 토양 셀에서 나타나는 저항 증가에 따른 전류량 감소 및 투입전력 감소 현상이 있으나, 펄스 동전기는 일정한 저항을 유지하여 전력 감소 현상 없이 안정적 운전 가능함을 확인하였다. 본 연구를 바탕으로 투수성이 낮은 오염토양의 in-situ/ex-situ 처리에 타 기술대비 경쟁력이 높다고 판단된다. 주요 적용분야는 중금속 오염토양 처리 분야 (광산 폐기물 및 주변 농경지, 산업단지, 군부대, 하상침적토, 슬러지) 이며 유류 오염토양 분야 (철도차량기지, 민군 차량정비창, 석유/전자 산업단지) 에도 적용이 가능하다고 예상한다. The technology using of conventional physical & chemical methode for remediation of contaminated soil by heavy-metals has been well known as in-situ soil flushing and ex-situ soil washing. However, It can make some problem that above technologies are applied to the soil having low water permeability, which can be brought on undesirous solution flow in soil area and decreasing treatment efficiency, finally. Recently, in order to solve these problems the technology of electrokinetic treatment is being developed but there are still several difficulties of field application left over for successful commercialization. The major causes of difficulties are the increase of electric resistance inner soil for a long term operation continuously and electrode corrosion as a resulted from low life time of anode, which can bring on the rise of power consumption and the difficulty of stable operation. Pulse-powered electrokinetic system has been developed as new methode to treat contaminated soil by heavy-metals in consideration of high performance and economic efficiency. Pulse powered EK system has been identified that stale operation maintained without reduction of electrical power, keeping constant electrical resistance during a long time operation, while DC powered EK system indicated that the reduction of current amount and electrical power occurred as electrical resistance increased in the same period. As the result of comparing Lab. test with Pilot plant test by using the same soil samples, their removal efficiency of heavy-metals in soil and consumed electric energy per unit removal amounts proved to be similar with each other about 90% level. This study can be applied from contaminated soil by heavy-metals (ex : tailing area, industrial area, military area, waste sludge) to contaminated soil by waste oil (ex : a railroad car area, vehicle maintenance area, petroleum or electronics industrial area).

딥러닝을 이용한 MRI 분석에 기반한 천장관절염 진단 기술

이강희 단국대학교 대학원 2020 국내석사

의료 분야에서 딥러닝의 사용은 더는 새로운 도전이 아닌 확실한 도구로써 자리 잡아가고 있다. 의료 영상 내부에는 환자의 상태를 예측할 수 있는 많은 정보가 담겨 있으며 CNN(Convolution Neural Network)은 영상 분석에 특화된 알고리즘으로 두 가지의 조합은 다양한 의료 분야에서 충분한 시너지를 보이고 있다. 하지만 여전히 데이터가 부족한 분야 내에서는 상대적으로 더딘 발전을 나타낸다. 본 논문에서는 비교적 적은 양의 데이터를 보유하고 있는 천장 관절염 분야에서 원본 데이터 내의 병변의 특징을 강조하기 위해 꼬리뼈와 골반을 중심으로 하여 병변에 초점을 나타내는 입력 패치 생성 방법을 통한 더욱 정밀한 환자 탐색 알고리즘을 제안한다. 또한 모델의 신뢰성 검증을 위해 CNN의 최종 Convolution layer의 정보를 바탕으로 Grad-cam을 사용하여 class activation map을 출력하여 천장 관절염 분류의 결과가 어디에 근거하는가를 살펴보는 방법을 사용하였고 각각의 성능을 비교하여 제안한 방법이 기존보다 성능의 우수함을 나타내는 것을 확인하였다.

이산화탄소 포집물 활용 극대화를 위한 환경생태블록 혼합물 조성비의 최적화에 관한 연구

이병용 광운대학교 대학원 2021 국내박사

이산화탄소 포집 활용(Carbon Capture Utilization, CCU) 기술의 활성화를 위하여 이산화탄소 포집물(Carbon Capture Material, CCM)을 포함한 결합재 및 다공성 콘크리트의 물리·역학적 특성 평가와 혼합물 조성비의 최적화를 통하여 이산화탄소를 영구저장할 수 있는 환경생태블록의 개발에 관한 연구를 수행하였다. CCM을 포함한 결합재의 X선 회절분석(X-ray Diffraction, XRD)결과, CCM의 치환율에 관계없이 시멘트의 주요 수화생성물인 수산화칼슘과 C-S-H겔(비정형 칼슘실리케이트 수화물)의 피크가 강하게 형성되었다. 또한 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope, SEM) 분석을 통해 수화생성물 및 CCM의 공극 채움 효과도 확인되어 CCM이 콘크리트 결합재로 사용 가능할 것으로 판단되었다. CCM이 포함된 결합재의 모르타르 실험결과, 물결합재비 감소 및 CCM 치환율의 증가에 따라 모르타르의 초기 플로우가 감소하는 경향을 확인하여 모르타르의 초기 플로우 예측모델을 제시하였다. 또한 모르타르의 압축강도가 물결합재비 및 CCM 치환율의 증가에 따라 감소하는 경향을 이용하여 모르타르의 압축강도 예측모델을 제시하였다. 이를 통한 콘크리트 결합재의 압축강도 기준을 만족시키는 최적조건은 물결합재비 30%, 최대 치환율 20% 수준이다. CCM 치환율이 20%일 때 물결합재비와 단위 결합재량의 변화에 따른 다공성 콘크리트의 물리·역학적 특성을 평가하였다. 다공성 콘크리트의 절건밀도는 단위 결합재량 증가 및 물결합재비 감소에 따라 증가하였다. 그리고 공극률은 절건밀도와 반비례하고, 압축강도는 단위 결합재량과 비례 관계를 형성하였다. 이와 같은 다공성 콘크리트의 압축강도에 영향을 미치는 요인간의 상관관계를 분석하여 압축강도 예측모델을 제시하였다. 이를 통한 CCM 치환율이 20%일 때의 다공성 콘크리트의 적정 물결합재비 및 단위결합재량의 범위는 각각 30∼50% 및 400∼550 kg/m3 수준이다. CCM을 치환한 환경생태블록의 이산화탄소 저장량을 극대화하기 위해 무기 혼화재인 나노실리카를 적용하였다. 나노실리카를 5% 혼입 시 포졸란 반응으로 압축강도가 향상되어 단체표준의 압축강도 기준을 만족시키는 CCM 치환율은 최대 30% 수준이다. 따라서 나노실리카의 혼입은 CCM의 치환율을 증가시켜 환경생태블록 내 이산화탄소 영구저장량을 나노실리카를 사용하지 않은 경우 대비 1.5배 증가시킬 수 있다. CCM을 20% 치환한 환경생태블록의 제조원가는 보통 포틀랜드 시멘트(Ordinary Portland Cement, OPC)만을 사용한 경우 대비 약 13.6% 감소하고, 여기에 탄소배출권 거래가를 반영하면 약 16.5%의 원가절감 효과를 기대할 수 있다. A study on the development of Environmental Ecological Blocks, which can permanently sequester carbon dioxide, was conducted through the evaluation of physical and mechanical characteristics and composition optimization of the binder and porous concrete containing Carbon Capture Material (CCM). X-ray diffraction (XRD) analysis of the CCM-containing binder shows that, regardless of the CCM replacement ratio, peaks were strongly formed for calcium hydroxide and calcium-silicate-hydrate (C-S-H) gel, which are the primary hydrates of the cement. Moreover, the void-filling effect of the cement hydrates and CCM, verified through scanning electron microscope (SEM) analysis, supported the viability of CCM as a binding agent in concrete. The tendency of the decrease in initial flow rates in a mortar with decreasing water-binder ratio and increasing CCM replacement ratio was observed through the flow table test of the CCM-containing binder. A mortar initial flow rate prediction model was developed using this observation. In addition, a mortar compressive strength prediction model using the decreasing tendency of the mortar compressive strength with the increases in CCM replacement ratio and water-binder ratio was presented. These models estimate the optimal conditions to meet the standards for the compressive strength of binder to be 30% for the water-binder ratio and 20% for the maximum replacement ratio. At the CCM replacement ratio of 20%, the physical and mechanical characteristics of porous concrete with respect to the water-binder ratio and unit binder content were evaluated. The dry density of porous concrete increased as the water-binder ratio and the unit binder content decreased. The porosity was inversely proportional to the concrete dry density, and the compressive strength was directly proportional to the unit binder content. The correlations between the factors affecting the compressive strength of porous concrete were analyzed to propose a model for predicting the compressive strength of concrete. At the CCM replacement ratio of 20%, this model estimates the optimal ranges for the water-binder ratio and unit binder content of porous concrete to be 30-50% and 400-550 kg/m3, respectively. To maximize the carbon dioxide capture capacity of the CCM-replaced Environmental Ecological Blocks, an inorganic admixture nanosilica was adopted. At nanosilica dosage of 5%, the compressive strength of concrete increases due to the pozzolanic reaction, and the CCM replacement ratio that satisfies strength of the Standard of Private Sectors is 30% at maximum. Therefore, by increasing the CCM replacement ratio, the addition of nanosilica can increase the permanent carbon dioxide storage capacity of Environmental Ecological Blocks by 1.5 times compared to the case with no nanosilica used. The production cost of Environmental Ecological Blocks with the 20% CCM replacement ratio decreases by around 13.6% compared to the cost when only Ordinary Portland Cement (OPC) is used. Taking the cost of Certified Emission Reduction (CER) into account, about a 16.5% manufacturing cost reduction can be expected.

A Robust Face Recognition System with Single Training Sample per Person Problem

이용걸 단국대학교 2019 국내박사

Recently, face recognition systems(FRS) are increasingly used in policing such as criminals tracking, terrorist arrest, security, and surveillance in smart-city. Because, face recognition is less invasive and does not require a subject to be in proximity to or in contact with a sensor. Also, as many video devices are developed, it is now possible to easily acquire images that can be used for investigation of police. The general FRS is consists of training data acquisition, pre-processing, recognition model training, and prove image classification. In a real-world setting, facial-data acquisition can occur in many different environments, so a sufficient number of facial images are therefore needed to construct a FRS that is reliable under various conditions. However, it is difficult to collect sufficient images in real-world for each subject. Consequently, it is very difficult to recognize suspects found in CCTV when collecting single sample per person, such as police database of criminals. In this paper, we proposed the FRS for improving performance of face recognition under Single Sample per Person problem. The proposed FRS has added data augmentation and enhancement steps to the conventional FRS. First, in data augmentation step, we proposed the method of generating illumination and facial expression variation from a neutral face image by using the Bidirectional Integral Features(BIF) and the Weighted Interpolation Maps(WIM). From the noise model, an image including various variations can be generated through a change in contrast and brightness of the neutral image. The BIF uses bidirectional integration image to extract each contrast factors for six illumination directions. Because the specific position of the integral image represents the distribution of gray-level intensities in the sub-region up to the corresponding position, it is possible to extract pixel change information by the shadow of the illumination. The WIM indicates the degree of variation in the pixel as it changes from neutral to expressive. The pixel value in a position with a large degree of variation can be replaced by the brightness of a neutral image of the auxiliary set. The WIM generates 6 facial expression images such as smile, surprise, angry, disgust, fear, and sad. As a result of the face recognition experiment on a number of face databases, the proposed method showed higher recognition rate than the existing method. Also, we confirmed that the proposed method for the PF07 database has the highest recognition rate when the images generated by BIF and WIM are used for training. Second, in data refinement step, we propose the Linearly Projection Vector Estimation(LPVE) to refine noisy face images. The projection vectors of all data converge to the point in the L2PCA feature space when retention rate is 0. Also, the projection vector of the loss data converges linearly from the convergence point according to the degree of retention rate from projection vector of the original data. Thus, original projection vector of loss data is linearly estimated from convergence point. The results of face recognition experiments on AR database shows higher face recognition rate than other methods. 최근, 범죄자 추적, 테러리스트 체포, 보안 및 스마트 도시에서의 감시와 같은 치안 활동에서 얼굴 인식 시스템을 활용하는 사례가 증가하고 있다. 얼굴 인식은 촬영 시 개인에게 주는 피해가 적고, 사람이 직접 센서에 근접하거나 접촉할 필요가 없다. 또한, 많은 비디오 장치가 개발됨에 따라 수사와 같은 경찰 활동에 사용할 수있는 얼굴 영상 획득이 비교적 용이하다. 얼굴 인식 시스템은 학습 데이터 수집, 전처리, 얼굴 인식 모델 학습, 그리고 증명(prove) 영상에 대한 분류로 구성된다. 다양한 조건에서 신뢰할 수있는 얼굴 인식 시스템을 구성하기 위해서는 실제 환경에서 발생하는 다양한 변이를 포함하는 충분한 수의 얼굴 영상이 필요하다. 그러나 개인별로 실제 환경에서 충분한 영상을 수집하는 것은 어렵다. 결과적으로, 경찰이 확보하고 있는 범죄자의 얼굴 데이터베이스와 같이 개인별 단일 영상을 수집하는 경우 CCTV에서 발견된 용의자를 인식하는 것은 매우 어렵다. 본 논문에서는 이러한 단일 학습 샘플 문제에서 얼굴 인식 성능을 향상시키기 위한 얼굴 인식 시스템을 제안한다. 제안된 얼굴 인식 시스템은 전통적인 얼굴 인식 시스템에 데이터 확대와 데이터 개선 단계가 추가되었다. 먼저, 데이터 확대 단계에서, Bidirectional Integral Features(BIF)와 Weighted Interpolation Maps(WIM)을 사용하여 조명과 표정 변이가 포함된 얼굴 영상들을 생성하는 방법을 제안한다. 노이즈 모델로부터, 각종 변이를 포함하는 영상은 변이가 없는 영상의 대비(contrast) 및 밝기(brightness)의 변화를 통해 생성할 수 있다. BIF는 양방향 적분 영상을 사용하여 6가지 조명 방향에 대한 각각의 contrast 성분을 추출한다. 적분 영상의 특정 위치는 해당 위치까지의 부분 영역의 밝기 분포를 나타내므로, 조명에 따른 그림자에 의한 픽셀 변화 정보를 추출할 수 있다. WIM은 무표정에서 표정으로 변화될 때의 픽셀의 변화 정도를 나타낸다. 변화 정도가 큰 위치의 픽셀값은 별도의 표정 얼굴 영상의 brightness로 대체할 수 있다. 이를 통해 웃음, 놀람, 화남, 역겨움, 두려움, 그리고 슬픔과 같은 6가지 표정 얼굴 영상을 생성하였다. 생성된 영상들은 얼굴 인식을 위한 학습 샘플로 사용되었다. 다수의 얼굴 데이터베이스에 대한 얼굴 인식 실험 결과, 제안한 방법은 기존의 방법보다 높은 인식률을 보였다. 또한, PF07 데이터베이스의 BIF와 WIM에서 생성한 영상들을 학습에 사용한 경우 역시, 제안한 방법의 인식률이 가장 높은 것을 확인했다. 두 번째로, 데이터 개선 단계에서는 노이즈가 있는 얼굴 영상을 개선하기 위해 Linearly Projection Vector Estimation(LPVE)을 제안한다. L2PCA 특징 공간에서, 유지율이 0일 때 모든 데이터의 투영 벡터는 L2PCA 특성 공간의 한 점(convergence point)으로 수렴한다. 또한 손실 데이터의 투영 벡터는 손실이 없는 원래 데이터의 투영 벡터에서 유지율의 정도에 따라 convergence point에 선형적으로 수렴한다. 따라서, 손실 데이터의 원래 투영 벡터는 convergence point로부터 선형적으로 역추정할 수 있다. AR 데이터베이스에 대한 얼굴 인식 실험 결과에서, 제안한 방법이 가장 높은 얼굴 인식률을 나타냈다.

반복 가중치 L1-주성분 분석을 이용한 전자코 손실 데이터 복원

전홍민 단국대학교 대학원 2017 국내석사

전자코 시스템은 인간의 후각의 단점을 보완하고 위험한 환경에서 사용 가능하다는 장점이 있어 많은 분야에서 데이터 측정 도구 등 다양한 용도로 사용될 수 있다. 좋은 분류 성능을 갖는 전자코를 설계하기 위해서는 효과적인 분류기의 선택도 중요하지만 분류기의 입력으로 사용되는 특징을 분류 목적에 적합하도록 추출하는 것 또한 매우 중요하다. 기체 분류에 유용한 특징을 추출하기 위해서는 먼저 센서를 통해 전자코 데이터를 안정적으로 취득하여야 한다. 그러나 전자코가 활용되는 실제 환경에서는 설치 환경이나 전기적인 문제에 의해서 센서 데이터에 이상치(outlier)나 노이즈가 발생할 수 있는데, 이는 효과적인 특징 추출을 어렵게 만들어 결과적으로 전자코 시스템의 분류 성능을 떨어뜨릴 수 있다. 본 논문에서는 센서를 통한 데이터 취득 과정에서 일부 데이터가 손실되거나 노이즈에 의해 손상되었을 경우, 통계적 학습을 기반으로 데이터를 복원하는 방법을 제안하였다. L2-PCA(Principal Component Analysis)는 센서 데이터와 같은 고차원 데이터에 대해 차원을 축소하고 노이즈 제거를 위한 복원 방법으로 사용된 바 있다. 그러나 L2-norm을 사용하는 L2-PCA의 경우 특징을 추출하는 과정에서 이상치 데이터 값이 과도하게 반영되어 실제 데이터의 분포를 제대로 나타내지 못하는 경우가 발생한다. 제안한 방법에서는 데이터 복원을 위해 L2-PCA 대신 이상치 데이터에 보다 강인한 L1-PCA를 사용하고 반복 가중치 적합법(Iteratively Reweighted Fitting, IRF)을 적용함으로써 데이터의 복원 에러를 감소시킬 수 있었다. 복원된 데이터와 무손실 데이터와의 RMS 에러 측정 결과, 제안한 방법에 의해 데이터가 효과적으로 복원되는 것을 확인 할 수 있었으며, 손상된 데이터와 복원 데이터에 대한 가스 분류 실험을 통해, 데이터가 손상 된 경우에도 제안한 방법으로 데이터를 복원함으로써 데이터 손상으로 인한 분류 성능의 감소 폭이 크게 줄어든 것을 확인 할 수 있었다. The electronic nose system can be used in a variety of applications such as data measurement tools in many fields because it has the advantages of complementing the shortcomings of human nose and being usable in a dangerous environment. In order to design an electronic nose with good classification performance, it is important to select an effective classifier, but it is also important to extract features that are used as inputs to the classifier to suit the classification purpose. In order to extract useful features for gas classification, electronic nose data must be acquired stably through the sensor. However, in an actual environment where an electronic nose is used, an outlier or noise may occur in the sensor data due to an installation environment or an electrical problem. This may make it difficult to extract an effective feature, and as a result, the classification performance of the electronic nose may deteriorate. In this paper, we propose a method to reconstruct data based on statistical learning when some data is lost or damaged by noise during data acquisition through sensor. L2-PCA (Principal Component Analysis) has been widely used as a reconstruction method for noise removal and dimension reduction for high dimensional data such as sensor data. However, in case of L2-PCA using L2-norm, outlier data values ​​are over-reflected in the process of extracting features, which may not reflect the distribution of original data. In the proposed method, it is possible to reduce data reconstruction error by using L1-PCA and Iteratively Reweighted Fitting (IRF) method instead of L2-PCA for data reconstruction. As a result of the RMS error measurement between the reconstructed data and the lossless data, it was confirmed that the data was effectively reconstructed by the proposed method. Even if the data was damaged through the gas classification experiment on the damaged data and the reconstructed data, It can be confirmed that the reduction of the classification performance is greatly reduced by reconstructing the data.

오염원인 추정을 통한 국내 산업단지 토양오염 특성에 관한 연구

김태형 광운대학교 대학원 2015 국내석사

본 연구에서는 「산업단지 토양·지하수 환경백서」(환경부, 2013)의 국내 산업단지 토양오염 조사 자료를 기반으로 산업단지 토양오염 특성을 오염물질의 성격과 산업단지의 구분에 따라 분석하였다. 오염물질을 유류와 중금속, 기타 토양오염 물질로 구분하고, 산업단지를 국가산업단지와 일반산업단지로 구분해 L-구분법과 T-구분법을 이용한 분석을 실시한 결과, 유류의 경우 특정 토양오염 관리대상 시설의 파손에 의한 유출 및 누출에 의해 발생된 토양오염이 전체 오염면적의 99.2%를 차지했고, 중금속은 성토 시 오염토 유입으로 인해 발생된 토양오염이 49.1%였고, 생산공정 내부의 설비시설 가동 등으로 인해 발생된 토양오염이 49.7%를 차지했다. 국가산업단지는 산업시설구역면적 124,377,838m2 중 0.21%인 254,955m2에서 토양오염이 발생했고, 일반산업단지는 산업시설구역면적 47,950,145m2 중 0.17%인 80,632m2의 토양오염이 발생했다. 국가산업단지는 성토 시 오염물질이 유입됨으로 인해 발생한 토양오염이 38,579m2으로 일반산업단지에 비해 25.3배 많았으며, 일반산업단지는 특정 토양오염 관리대상 시설의 파손에 의한 유출 및 누출에 의한 토양오염 면적이 전체의 94.1%로 국가산업단지에서 보인 65.5%에 비해 높은 비율을 차지했다. This study has analyzed characteristics of contaminated soil in the domestic industrial complex based on “Industrial Complex Soil and Groundwater Environment White Paper”(MOE, 2013). Contaminants separated by petroleum, heavy metals and other soil contaminants, and domestic industrial complex separated by national industrial complex and general industrial complex, and the separation results analyzed using L-classification and T-classification. In the case of Petroleum contaminated soil, 99.2% of contaminated soil due to destroyed specific soil pollution management facilities. In the case of heavy metal contaminated soil, 49.1% of contaminated soil were caused by fill-up ground soil with contaminants, and 49.7% were caused by the production process of the internal operation in facilities. National industrial complexes has 254,955m2 of contaminated soil area, and the area was 0.21% of industrial facilities area 124,377,838m2. General industrial complexes has 80,632m2 of contaminates soil area, and the area was 0.17% of industrial facilities area. National industrial complex has 25.3 times more than general industrial complex were caused by fill-up ground soil.

통합환경관리제도의 사전협의 사례 검토 및 개선방안에 관한 연구

김도은 광운대학교 대학원 2021 국내석사

통합환경관리제도는 매체 통합적 허가·관리와 사업장별 최적화된 선진기술의 적용, 허가조건의 체계적 검토를 통해 환경 영향을 최소화하고 비용을 절감하며, 기술 및 환경산업 인프라 발전을 위해 2017년부터 시행하고 있는 제도이다. 그러나 우리나라에서는 아직 시행된 지 5년 정도밖에 되지 않았으므로 시행상의 여러 가지 어려움과 문제점들이 상존하고 있다. 따라서 본 연구에서는 사전협의 제도의 정착과 활성화를 위해서 문헌과 기타 자료 및 통합허가시스템에 공개된 사전협의 검토 결과서 등을 토대로 사전협의의 시행사례를 조사 후 운영현황을 분석하였다. 또한 통합허가 대행사 담당 실무자 들을 대상으로 설문조사를 실시하여, 사전협의와 통합허가의 문제점 및 개선·보완 방안을 도출하였다. 조사 결과 사전협의 및 통합허가의 시행상 문제점으로 ①유사서류 중복 제출, ②현장 여건 미반영, ③첨부서류의 검토기관 중복, ④통합허가대행사 부족 및 정보공개 미흡, ⑤사전협의 절차 미흡, ⑥통합환경관리시스템 미흡, ⑦통합허가 행정체계 복잡, ⑧통합환경계획서 작성 절차 복잡, ⑨사전협의 신청 및 보완 기간 불충분 등이 제시되었다. 이에 따른 사전협의 및 통합허가의 시행상 개선·보완방안으로 ①허가기관과 대행사·사업장 간 행정체계 개선, ②사업장별 현장 여건 반영을 위한 맞춤형 소통체계 구축, ③행정체계 일원화, ④통합허가대행사 증가를 위한 인센티브 제도 도입 및 정보공개 시스템 구축, ⑤사전협의 절차 개선을 위한 사전준비 절차도입, ⑥통합환경관리시스템 기능개선, ⑦통합허가 행정체계 간소화, ⑧통합환경계획서 작성 절차 단순화, ⑨사전협의 신청 및 보완 기간 연장 검토 등이 제시되었다. 본 연구에서 도출된 사전협의 제도의 개선방안을 적용하면 통합환경관리제도의 관련 법령 및 행정체계와 인프라 등을 개선하는 데에 도움을 줄 수 있을 것으로 예상된다. 또한, 사전협의에 대한 효율적 활용을 높여 환경적·기술적·행정적· 시간적 비용과 인력 소모의 낭비를 막고, 통합환경관리제도의 정착과 발전에 기여할 수 있을 것으로 판단된다. An integrated environmental management system was implemented in 2017 to minimize environmental impact and reduce costs through media-integrated permits and management, the application of advanced technology optimized for each business site, and a systematic review of permit conditions. However, as it has only been implemented for approximately five years in Korea, many difficulties and problems have arisen. Therefore, the implementation status of ex-ante consultation was investigated, and its operation status was analyzed in this study based on literature, previous data and the results of an ex-ante consultation review published in the integrated permit system. In addition, a questionnaire survey was conducted on the executives in charge of the integrated permit agency, and the problems of the integrated permit, improvement and supplementary measures were determined. According to the investigation, problems in the implementation of ex-ante consultation and integrated permission are; ①The duplicate submission of similar documents, ②the inadequate reflection of on-site conditions, ③ duplicate review agencies for attached documents, ④a lack of integrated permission agencies and insufficient information disclosure, ⑤insufficient process for ex-ante consultation, ⑥an insufficient integrated-environment management system, ⑦a complicated administrative system for integrated permits, ⑧a complicated integrated environmental plan writing process, and ⑨an insufficient period for ex-ante consultation and supplementation. As a result, ex-ante consultation and improvement and supplementary measures for the implementation of integrated permits include; ①Improving the administrative system between the permitting agency and agencies/business sites, ②establishing a customized communication system to reflect the site conditions for each business site, ③unifying the administrative system, ④introducing an incentive system and establishing an information disclosure system for the expansion of integrated licensing agencies, ⑤introducing an ex-ante consultation procedure of preparatory improvement procedures, ⑥the functional improvement of the integrated environmental management system, ⑦the simplification of integrated permit administrative system, ⑧the simplification of the integrated environmental plan preparation process, and ⑨a review of the application for ex-ante consultation and supplement period extension. It is expected that the improvement of the ex-ante consultation system presented in this study will be able to help improving the related laws, administrative systems and infrastructure of the integrated environmental management system. In addition, it will be possible to prevent the waste of environmental, technical, administrative, time, and manpower consumption by increasing the efficient use of ex-ante consultation and contribute to establishing and developing an integrated environmental management system.

폐무정형 알루미늄산화물을 이용한 지하수내 비소 및 양이온 중금속 흡착제거특성

박연종 광운대학교 대학원 2008 국내박사

This study examined the potential reuse of powdered wastes (PW) as an adsorbent. The PW was generated as by-products from local chemical companies on Korea, manufacturing decorative interior products. As aluminum hydroxide, which is a predominant component in the PW, could themally be converted to various mineral types of aluminum oxides depending on the calcination temperature, the adsorptive characteristics as well as adsorption capacity of the calcined PW(CPW) for adsorbates could be affected. To activate the PW, calcination was performed for 3 h at 550℃, 750℃ and 950℃, respectively. The amorphous aluminum oxide was formed when the PW was calcined at 550℃ and then continous increase of the crystallinity was observed up to 950℃. The adsorption capacities for arsenate decreased as the calcination temperature increased from 550℃ to 950℃. The BET surface area of the CPW was significantly decreased from 175.5m2/g to 46.5 m2/g and the surface sites density was reduced drastically from 7.84×10-4M to 6.05×10-5M as the calcination temperature increased. The competitive adsorption properties of two cationic heavy metal ions on the CPW550 was evaluated. From batch adsorption tests cadmium ions (10:0, 2:8, 5:5, 0:10)at the constant total metal concentration of 1×10-4M, little variation of copper adsorption was noted but cadmium removal was retarded as the molar ratio of cpper/cadmium incresed. This result suggests that copper ion has more strong adsorption affinity on the surface of CPW550 than cadmium ion. Meanwhile, in anionic binary system consisted of sulfate and arsenate, the removal of arsenate on the CPW550 was somewhat retarded as the sulfate concentration increase from 50 to 400 mg/L at initial ratio time. However the CPW550 exhibited similar removal of arsenate in all range of sulfate concentration after 180 min, which indicates than that the co-existing sulfate affects on the adsorption kinetics af arsenic on the CPW550. Surface complexation model was used to describe adsorption behavior on the CPW550 with MINEQL+ which assumed the surface complexation as inner-shpere. The model prediction was successfully fitted with experimental adsorption data and adsorption may occur via inner-sphere complex formation. This agrees with FT-IR spectroscopic studies and adsorption experiment with variation of ionic predominantly inner-shpere sulface complexes. The peak appeared at 837cm-1 in FT-IR spectra was corresponded to Al-O-As vibrations. In case of cationic adsorption, adsorption behavior even quite below the PHzpc also supperts the fomation of inner-shpere complexes. IN order to investigate the applicability of the CPW On the real wastewater. The CPW550 was applied to four different abandoned mine drainage such a Cheongu, Songcheon , yangja, and Samkwang. The adsorption of arsenate on Chenju abandoned mine drainage , satisfying wastewater quality criteria. The arsenate removal from Chenju mine drainage 74.4% within 10 min in the presence of 410 mg/L sulfate and over 90% of arsenate removal was obtained after 3 hr. The results of all experiments suggest that CPW can be effectively used as a good adsorbent for the removal of arsenate in the view point of the potential reuse of powdered wasted. 본 연구는 건축자재와 장식자재 등을 제조하는 국내 화학공장에서 산업부산물로 발생되는 연마분진 폐기물을 재활용하고 감량화하기 위한 방안으로써 흡착제로서으 재이용성을 평가하였다.연마분진 폐기물의 주성분은 수산화 알루미늄으로서 가열처리되면 반응성이 높은 알룹미늄산화물로의 전환이 이루어지게 되는데, 가열과정에서 다양한 알루미늄산화물의 형태로 전이가 될 수 있으며 이로 인해 흡착특성의 변화 및 흡착효율에 영향을 줄 수 있게 된다. 연만분진의 흡착능을 활성화 시키기 위하여 원료를 550℃, 750℃, 950℃fh 유지하며 3시간 동안 하소를 수행하였다. 표면 분석결과 550℃로 가열처리한 연마분진은 무정형 알루미늄산화물의 특성을 나타내는 것으로 확인되었으며 하소온도를 750℃와 950℃fh 증가시킴에 따라 무정형 알루미늄 산화물의 결정성은 서서히 증가되는 거승로 나타낫다. 비소(V)에 대한 흡착실험결과, 단위흡착제당 제거도니 비소(V)의 양은 550℃dptj 하소된 무정형 알루미늄산화물(CPW550)의 경우 43.9 mg/g으로 가장 높게 나타났으며 하소온도가 증가함에 따라 비소(V)의 흡착능의 감소경향을 확인하였는데, 이와 같이 하소온도에 따른 연마분진 제거율의 차이는 각 온도조건에서의 무정형 알루미늄산화물의 결정성 증가에 따른 비표면적의 차이가 주요하게 작용한 것으로 사료되었다. 하소온도를 550℃에서 950℃fh 증가시킴에 따라 무정형 알루미늄산화물의 비표면적은 175.5m2/g에서 4.65m2/g로 급격하게 감소되는 것으로 나타났으며 표면자리농도 역시 7.84×10-4 M에서 6.06×10-5M로 감소되는 것으로 나타났다. CPW550을 이용하여 양이온 중금속들에 대한 경쟁흡착특성을 조사한 결과, 구리와 카드뮴이 동시에 존재하는 이성분계 양이온 중금속 흡착의 경우 총농도를 1×10-4M로 유지한 상태에서 구리와 카드뮴의 물농도 비율을 10:0, 2:8, 5:5, 0:10으로 변화시켯을 경우 CPW550에 대한 구리의 제거율은 유사하게 나타난 반면에 카드뮴의 경우 흡착친화력이 구리보다 약하여 구리의 물농도 증가에 따라 카드뮴 제거율이 다소 감소되는 것으로 나타났다. 비소(V)와 황산이온의 음이온 화학종에 대한 이성분계 경쟁흡착실험에서는 비소(V)를 1mg/L로 고정시킨 후 황산이온의 농도를 50-400mg/L로 변화시켰을 경우 황산이온의 농도가 증가함에 따라 초기반응 시간대에서는 CPW550에 대한 비소(V)의 흡착능을 다소 억제시키는 것으로 확인이 되었으나, 반응시간 180분 이후에는 모든 황산이온의 농도 조건에서 비소제거율의 차이가 유사하게 나타나 황산이온은 비소제거시간에 더 영향을 주는 것으로 나타났다. 폐무정형 알루미늄산화물의 표면흡착결합 반응을 예측하기 위하여 MINEGL+모델링 프로그램으로 모사한 결과, 흡착 실험결과와 비교적 잘 일치하는 것으로 나타났으며 표면흡착결합은 주로 inner-sphere 형에 의한 표면착화를 따를는 것으로 사료되었다. 이러한 inner-shpere 형에 의한 표면흡착결합 결과는 FT-IR을 이용한 분광학적인 분석과 0.02-0.1 M의 이온세기 변화에 따른 비소(V) 흡착실험에서도 확인이 되었으며, 837cm-1에서 Al-0-AS의 inner-shpere 결합을 갖는 것으로 사료되었다. 양이온 중금속에 대한 흡착실험에서는 무정형 dkffnalsbadmnl 표면전하가 흡착질 전하와 같아 전기적 반발력에 의해 흡착이 영향을 받는 pH 조건에서도 주로 inner-sphere의 강한 화학적 결합에 의해 비교적 높은 흡착효율을 나타낼 수 있는 것으로 사료되었다. 실제 자연계의 복합이온 성분에 대한 흡착특성을 평가하기 위하여 폐광산 주변 지하수 및 갱내수에 대한 폐무정형 알루미늄산화물의 적용가능성을 조사하였다. 적용 광산은 비소(V) 농도가 비교적 높은 전주광산,송천광산,양자광산,삼광광산 등 4개의 폐광산을 선택하였으며 인근 지하수 및 갱내수를 채취하여 회분식 흡착실험을 진행하였다. 실험결과 고농도의 물질들이 다양하게 존재하고 있는 전주광산 주변 갱내수의 경우 비소(V)의 제거율이 다소 떨어지는 것으로 나타났으나 전체적으로 방류수 수질기준을 만족시킬 수 있는 양호한 제거효율을 보였으며 특히 황산이온이 410mg/L 로 고농도로 존재하더라도 10분 이내에 74.7% 이상의 비소(V) 제거효율을 보였으며 3시간이 경과한 후에는 90%이상의 제거효울을 나타내었다. 결론적으로, 본 연구의 목적과 관련하여 연마분진 폐기물의 재ㅑ활용 적용가능성르 분석한 결과 연마분진을 이용하여 제조된 폐무정형 알루미늄산화물의 경우 안정성과 비소(V)의 흡착성에서 우수한 것으로 판단되었으며 경쟁이온과의 흡착경쟁에서도 유?±튄? 실제 폐수에 대한 적용성이 높을것으로 판단되었다.

3D 컨볼루션을 이용한 시간 구분 네트워크 기반 행동인식

서정민 단국대학교 대학원 2019 국내석사

본 논문에서는 영상데이터를 입력으로 받았을 때, 입력 영상이 어떤 행동을 하는 영상인지 분류하는 문제인 행동인식 문제를 다루고, 이를 해결하기 위한 방법으로 3D convolution 연산 하나로 시-공간적 특징을 추출하고 이에 TSN구조를 접목시킨 3D-TSN을 제안한다. 3D-TSN은 기존 3D convolution 기반의 행동인식 알고리즘과 비교하여 입력 형태는 같지만 입력을 만들어내는 방식이 달라져야 한다. 3D-TSN은 segment별로 입력 데이터를 샘플링 할 때, 시간 축으로 연속된 프레임들을 샘플링 해서 짧은 시간 정보를 학습하도록 했고, TSN구조를 사용하여 시간 축으로 멀리 있는 프레임에 대해서도 학습하도록 했다. 본 논문에서는 제안한 방법론에 대한 실험을 위해 HMDB-51 데이터 셋을 사용하였다. 그 결과 3D-TSN과 3D convolution을 이용하여 행동인식을 한 결과를 비교하면 같은 네트워크를 사용하였을 때 기준으로 3~4%정도의 성능향상이 있는 것을 확인할 수 있었다. 또 입력 데이터의 시간 축 길이를 변화하며 실험하였을 때, 3D-TSN이 3D-ResNet과 비교하여 입력데이터로 들어가는 프레임 숫자 변화에 더 강인한 것을 확인할 수 있었다. 최종적으로 3D-TSN에 optical flow를 이용한 네트워크와 two-stream으로 구성한 결과 최대 73.59%의 성능을 확인할 수 있었다. In this paper, we deal with the action recognition problem, which classifies the input image as the action image when the image data is input. We propose a 3D-TSN that combines TSN structure with 3D convolution. 3D-TSN has the same input format as the 3D convolution- based action recognition algorithm, but the way of generating the input should be different. When sampling an input data in a segment, the 3D-TSN samples the consecutive frames on the time axis to learn short time information and also uses the TSN structure to learn about frames far in time. In this paper, we use the HMDB-51 data set to test the proposed methodology. As a result, it was confirmed that there is a 3 ~ 4% performance improvement over the 3D convolution result. In addition, when we experimented with changing the frame number of the input data, we can confirm that it is more robust to the change of the frame number entering the input data by comparing with the 3D-convolution. When the 3D-TSN and the optical flow were constructed as a two-stream network, the maximum performance was 73.59%.

토양세척 및 안정화를 이용한 비소오염토양 처리에 관한 연구

최연수 광운대학교 대학원 2016 국내석사

Due to the different chemical characteristics of Arsenic from Cadmium, Lead, Copper, many different remediation methods have been applied to the arsenic-contaminated soil. In many cases, general particle size range of soils were tested. Very small size soil particles after soil washing (0.075mm below) are usually treated as waste material (arsenic concentration 55.4 mg/kg). In this study, the best avaliable technology to reduce the remediation cost was investigated on the 0.01 ∼ 0.075mm particle size range soil. In this study, (1) portland cement and calcium oxide (Ca(OH)2) were applied as stabilization agents. And (2) phosphate(PO43-) and portland cement/calcium oxide were sequentially applied as washing agent and stabilization agents, respectively. 87.8% stabilization effect was achieved when portland cement (20%, weight ratio) was applied. And when calcium oxide (5%, wt) and portland cement (20%, wt) were applied, 93.4% stabilization effect was achieved. Wasing efficiency was 69.0% after re-wasing using 2M KH2PO4. When calcium oxide (5%, wt) was applied to rewashing soil (Sample B-2), total stabilization effect was 99.5%. Therefore, when the remediation of small size particle arsenic-sontaminated soil is needed, several methods are applicable depending on the stabilztion efficiency. (1) portland cement and calcium oxide were applied as stabilization agents. And (2) phosphate and portland cement/calcium oxide were sequentially applied as washing agent and stabilization agents, respectively. 비소는 카드뮴, 납, 구리 등의 여타 중금속과는 상이한 화학적 특성으로 인해 다양한 정화기법을 적용한 사례들이 있으나, 대부분의 경우 일반적인 범주의 입경을 갖는 오염토양을 대상으로 하였다. 본 연구에서는 세척 후 미세토양 중 세척효율이 낮아 폐기물로 처리해야 되는 0.075mm 이하의 비소농도 55.4 mg/kg의 미세토양 중 0.01 ∼ 0.075mm의 토양을 대상으로 최적 처리 방안에 대한 연구를 진행하였으며, 이를 통하여 폐기물 발생량을 최소화하므로써 정화비용을 절감하는 기대효과를 얻고자 하였다. 대상토양에 대하여 (1) 포틀랜드 시멘트와 수산화칼슘을 안정화제로 적용하는 경우의 안정화율과 (2) 인산염을 적용하여 추가 토양세척을 실시한 후 안정화제를 복합 적용하는 경우의 안정화율을 비교 평가하였다. 포틀랜드 시멘트 20%(중량비)를 안정화제로 적용한 경우 87.8% 안정화율을 보였으며, 수산화칼슘 5%(중량비)와 포틀랜드 시멘트 20%(중량비) 적용시 93.4%의 안정화율을 나타냈다. 2M KH2PO4를 사용하여 대상토양을 재세척하였을 때 세척효율은 69.0%를 나타내며, 세척후 토양에 수산화칼슘 5%(중량비) 안정화제를 복합 적용한 경우(시료 B-2) 전체적으로 99.5% 안정화율 보였다. 따라서 비소로 오염된 미세토양의 경우, 요구되는 안정화율에 따라 (1) 포틀랜드 시멘트와 수산화칼슘과 같은 안정화제를 적용하여 안정화만 실시하거나 (2) 인산염을 이용하여 토양세척을 실시한 후 안정화제를 복합 적용하는 방안을 선택적으로 사용할 수 있음을 알 수 있다.