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본 연구에서는 바이오에탄올 생산을 위하여 이용되는 다시마를 산 촉매 수열 가수분해하여, 산을 이용한 가수분해에서 생성될 수 있는 발효저해물질의 생성특성에 대해서 검토하였다. 그 결과, 일부 조건에서 발효저해물질이 낮은 농도로 검출되었으나 환원당 수율이 최대인 조건에서는 전혀 검출되지 않았으므로, 환원당 수율 최대 조건으로 가수분해한 당화액을 에탄올 발효에 이용하여도 발효저해물질에 의한 악영향은 없을 것으로 판단된다.

Generation characteristics of the fermentation inhibition material (FIM), such as 5-hydroxy-methyl-furfural (5-HMF), furfural and so on, via the acid-catalytic hydrothermal treatment of Laminaria Japonica was investigated in this study. As a result, some FIM such as glycerol and succinic acid were detected with very low concentrations at some of conditions investigated, but they were not detected at the condition of the highest reducing sugar yield. Thus, it was considered that the FIM generated from the conditions investigated in this study would not affect the result of ethanol fermentations using the hydrolysate obtained by the acid-catalytic hydrothermal treatment.

본 연구는 서울시 은평구 불광동에 위치한 수도권 대기오염집중측정소에서 중량농도측정법을 이용하여 측정한 PM2.5 의 질량농도와 주요성분을 살펴보고, 그 결과를 수용모델에 적용하여 배출원별 기여도를 추정하였다. 2008년 봄철부터2010년 가을철까지 평균질량농도는 35.9 μg/m3이었으며, 구성성분은 이온성분이 54.2%, 탄소성분이 24.0%, 금속성분이2.9%로 나타났다. 수용모델에 적용하여 주요 배출원과 기여율을 추정한 결과, 이차생성입자(황산염과 질산염)와 관련한 배출원의 기여율이 31.0%로 가장 크게 나타났으며, 연료연소는 21.6%, 생체연소는 18.4%, 자동차배출원에 의한 기여율이 13.8%로 높게 나타났다.

This study examined the mass concentration of PM2.5 and its major components based on the data from a monitoring site located in Bulgwang-dong, Seoul by using Gravimetric method. Then, the study also estimated the contribution of each emission source by applying the result to receptor models. The average mass concentration from the spring of 2008 to the fall of 2010 was 35.9 μg/m3 and it was apportioned to ion (54.2%), carbon (24.0%), and metal (2.9%). The study used receptor models to find out major emission sources and calculate the contribution of each source. The results showed that an emission source involved in the secondary aerosol species such as sulfate and nitrate made the biggest contribution of 31.0%, followed by fuel combustion of 21.6%, biomass combustion of 18.4% and vehicular combustion of 13.8%.

MBR(Membrane Bio-Reactor)공정은 기존 활성슬러지 공정과 비교해서 다양한 장점을 가지고 있으나 에너지를 과다 사용하는 단점과 fouling이라는 큰 문제를 가지고 있다. 본 연구는 MBIP(Membrane Bio-Reactor Inclined Plate Settler) 공정에서 분리막에 미치는 오염영향을 규명하고 이에 따라서 분리막 가동주기를 파악하기 위하여 수행하였다. MBIP는 MBR공정의 큰 단점인 과도한 폭기량을 MLSS와 EPS의 제어를 통해 감소시킬 수 있고 이에 따라서 에너지절감과 fouling 현상 저감을 도모할 수 있다. 본 연구에는 호기조 MLSS농도를 달리하여 반응조를 운전하였으며 실험결과 호기조의 MLSS농도가 높을수록 분리막 근처의 EPS와 MLSS의 양이 증가하는 것으로 나타났으며 bEPS와 sEPS의 농도에 따라서 슬러지 케잌의 저항(RC)과 pore clogging에 대한 저항(Rf)에 영향을 미치며 MLSS농도가 높아질수록 RC 값이 크게 상승하여 총 여과저항(Rt) 값이 증가하는 것을 알 수 있었다.

Membrane Bio-Reactor (MBR) have advantage comparing to conventional activate sludge process. But MBR has a disadvantage of consuming excessive energy and causing fouling. This study investigated the effects of fouling in a membrane of a MBIP (Membrane Bioreactor Inclined Plate Settler) process which focus on membrane operating cycle. MBIP can reduce fouling through the control of MLSS, EPS and has energy-saving capabilities through the reduction of the excess amount of aeration in an existing MBR process. In this study, the reactor was operated according to aerobic MLSS and it was found out that the higher MLSS concentration, the higher EPS concentration will be observe nearby the membrane. Moreover, the total filtration resistance was found to be dependent on RC and Rf according to bEPS and sEPS.

Aerosol(PM2.5) 구성하는 성분들 중 배출원에서 직접 배출되는 일차유기오염물질부터 대기화학반응에서 형성되는 이차유기오염물질까지 다양한 성분들의 구성을 한번의 분석과정으로 분석하기 위하여, 유도체화 열탈착 GCxGC-TOF/MS 분석 시스템을 이용하여 차동차에서 배출되는 hopanes와 PAHs, n-alkanes, Levoglucosan 등을 분석하였다. 이 분석기법으로 PAHs와 Alkanes, Hopanes와 같은 비극성물질 뿐만 아니라 levoglucosan과 같은 극성유기성분들을 한번에 효과적으로 정성 및 정량 분석할 수 있었다. 향후 이 분석법을 활용하여 biomass burning 계열의 다른 성분들과 이차생성의 주요한 marker로 활용되는 유기산에도 적용하여 분석한다면 biomass burning에 의한 장거리 이동과 더불어 이차생성에 대한 영향을 구체적으로 파악할 수 있을 것으로 판단된다.

A derivatization thermal desorption method using GCxGC TOF/MS method was applied to analyze hopanes, PAHs, n-alkanes and levoglucosan in order to determine chemical component and chrate injection such as primary organic pollutants directly released from emission sources and secondary organic pollutants generated from atmosphere chemical reactions in PM2.5. With this method, non-polar organic compunds (PAHs, Alkanes, Hopanes) and polar organic compounds (levoglucosan) were efficiently analyzed in both qualitative and quantitative ways within a single injection process. Thus, if this method is applicable to analyze a series of other biomass burning components and organic acids used as a major marker of secondary organic matters, it will be applied to identify long-range transport of pollutants by biomass burning as well as the impact on secondary organic matters.

Hydrocyclone은 높은 수면적부하율 운전이 가능하고, 구동부분이 없고, 운전 및 유지관리비가 적게 소요되어 미세입자물질 제거에 효과적인 장치로 다양한 산업 분야에서 활용되고 있다. 본 연구의 목표는 하이드로싸이클론 밸러스트 응집여과시스템(HBCF)의 개발이다. HBCF 시스템은 도시 강우 유출수내 미세입자를 처리하기 위해 폴리염화알루미늄 실리카(PACS)응집제를 이용한 하이드로싸이클론 밸러스트 응집과 상향류 여과를 조합하여 구성하였다. PACS 최적응집 주입농도를 결정하고자 200 μm 이하인 도로변 퇴적물질을 수돗물에 희석하여 여러 가지 탁도 조건을 만들었다. 응집교반 실험은 200 rpm 1분, 50 rpm 3분, 침전 5분으로 하였으며 최적응집제 주입농도를 분석한 결과 7 mg/L를 주입하였을 때 탁도 제거효율은 99.5%로 잔류탁도는 2.0 NTU 이하를 나타내었다. HBCF 시스템의 성능을 평가하기 위해 도로변 퇴적물질 입자를 모의 탁도물질로 사용하였다. 플라스틱 볼 여재와 난석을 혼합한 여재를 사용한 HBCF 시스템 운전의 경우 여과지 수면적부하율 132.0~172.2 m3/m2/day (평균 151.6 m3/m2/day), hydrocyclone내 평균 체류시간은 9.2 sec의 운전 조건에서 탁도는 8.7~29.1 NTU(평균 14.6 NTU)로 처리효율 범위는 91.6~97.5% (평균 95.9%)를 나타내었다. 유출수 SS는 20.0~90.0 mg/L (평균 43.0 mg//L)로 처리효율 범위는 90.3~97.9% (평균 95.6%)를 나타내었다. 역세척에 사용된 역세수량은 노즐 분사량 16.6 L와 침전 여과조 유효용적에서 배수된 35 L로 총 51.6 L가 소요되었다. 역세척수 51.6 L는 HBCF시스템 운전 시간동안 처리량의 3.18%이다. 폴리에틸렌 스폰지 여재를 사용한 HBCF 시스템 운전의 경우 제거율 범위는 탁도 68.1~96.4% (평균 90.6%), SS 68.3~96.4% (평균 89.1%)로 분석되었다. 2회의 역세척을 실시한 결과 역세척 후에는 깨끗한 여재를 사용한 초기운전과 제거율을 비교하면 탁도 1.73~3.38%, SS 1.78~4.88% 감소하는 것으로 분석되어 역세척 효과가 높은 것을 분석되었다. 여과형 비점오염 처리시설의 고가의 여재교체 비용, 미세입자 제거 효율이 매우 낮은 문제점들을 해결하고자 시도된 HBCF 시스템은 하나의 대안으로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

Hydrocyclone is widely used in industry, for its simple design, high capacity, low maintenance and low operational cost. The objective of this study is to develop hydrocyclone ballasted coagulation and filtration (HBCF) system. The HBCF system is consisted of hydrocyclone ballasted coagulation with polyaluminium chloride silicate (PACS) and upflow filter to treat micro particles in urban storm runoff. Roadside sediment particles (< 200 μm) was mixed with tap water to make various turbid suspensions to determine the optimum PACS dosage. The experiment of Jar test was applied with rapid mixing at 200 rpm for 1min, slow mixing at 50 rpm for 3min, and settling period for 5min. The results of Jar test showed that PACS optimum dosage was 7.0 mg/L, which these conditions left residual turbidity to less than 2.0 NTU. The synthesized turbidity was made with roadside sediment particles to evaluate performance of HBCF. In case of HBCF system using plastic ball and orchid stone mixed media, on condition of a filter bed overflow loading rate was 132.0~172.2 m3/m2/day (mean 151.6 m3/m2/day), and the hydrocyclone mean hydraulic retention time was 9.2 sec. The range of removal efficiency of turbidity, SS were 91.6~97.5% (mean 95.9%) 90.3~97.9% (mean 95.6%), respectively. When the HBCF system operation using polyethylene sponge media, the range of removal efficiency of turbidity, SS were 68.1~96.4% (mean 90.6%), 68.3~96.4% (mean 89.1%) respectively. Backwash water usage was 51.6 L as sprayed 16.6 L and 35 L of drained from settling filter effective volume. Backwash water 51.6 L was 3.18% of the water filtered during the HBCF system run. The comparison of removal efficiency between initial operation using clean filter media and operated filter media indicated that after two times of backwash was 1.73~3.38% reduced in turbidity and 1.78~4.88% in SS. Therefore the HBCF backwash system proved higher efficiency. The HBCF system, which came out to solve the problems of the costly exchange filter media, and low efficiency of removing micro particlels of filter type nonpoint treatment devices, is considered as an alternative system.

인은 수중생태계의 일차 생산량을 결정하는 중요한 물질중의 하나로 수체 내 물질순환 과정에서 주로 퇴적물에 저장되는 원소로 물리적인 교란 및 생.화학적 작용에 의해 수층으로 용출되어 부영양화현상을 가속시키는 것으로 알려져 있다. 하수처리장에서는 인의 제거를 위해서 Al2(SO4)3, FeCl3, 그리고 Fe2(SO4)3 등 무기응집제를 사용하고 있다. 이러한무기응집제들이 퇴적물의 인 용출에 어떠한 영향을 미치는지 알아보고자 한다. 먼저 수용액 화학종의 분포를 예측하는MINTEQ 모델을 사용하여 인의 용출량을 예측해보고 회분식 퇴적모형실험을 통하여 실제 하천에서의 영향을 함께 알아보고자 한다. 무기 응집제의 종류에 따른 인 용출의 크기는 Fe2(SO4)3 > FeCl3> Al2(SO4)3> CaCO3 >의 순으로 나타났고0.1 M 이하의 무기 응집제의 투입은 퇴적물로부터 인 용출을 거의 유발하지 않았지만 0.1 M 이상의 농도에서는 인 용출이 뚜렷히 발생했고 특히 Fe2(SO4)3와 FeCl3의 경우가 높은 인 용출율을 나타내었다.

In particular, phosphorus is known to accelerate the eutrophication phenomenon when it is released into the water column via physical disturbance and biological/chemical actions as one of important materials that determine the primary production of aquatic ecosystems. Inorganic coagulants like Al2(SO4)3, FeCl3, and Fe2(SO4)3 are used popularly in municipal wastewater treatment and those chemicals are tested for phosphate release from the artificial sediment reactor. First, the MINTEQ modle, predicts chemical species distribution in aquatic chemistry, was used to predict phosphae release in batch artificial sediment reactor and will estimate the effect on real riverbed. The concentration of phosphate release according to types of inorganic coagulants was shown in the order named Fe2(SO4)3, FeCl3, Al2(SO4)3 ,and CaCO3. And all the coagulants below 0.1 M showed few phosphate release but there was marked phosphate release in Fe2(SO4)3 and FeCl3 over 0.1 M.