Earticle

본 연구에서는 합성제올라이트인 제올라이트 A 및 제올라이트 X, 그리고 활성탄을 이용하여 폼알데하이드 흡착실험 을 수행하였으며, 흡착제의 전처리 및 탈착재생에 따른 흡착능을 평가하였다. 흡착제의 전처리 및 재생 공정에서는 건조 처리를 실시하였고, 흡착능은 DNPH(Dinitrophenylhydrazine) cartridge를 이용하여 포집된 시료를 고압액체크로마토그 래피로 정량·분석하여 평가하였다. 흡착제의 전처리 결과, 합성제올라이트가 전반적으로 전처리에 따른 흡착능의 향상이 우수하였으며, 흡착능은 제올라이트 X > 제올라이트 A > 활성탄의 순으로 평가되었다. 전처리된 흡착제를 이용한 반복 및 지속흡착 실험 결과, 흡착 안정성은 제올라이트 A > 제올라이트 X > 활성탄의 순으로 평가되었으며, 흡착 지속성은 제올라이트 X > 활성탄 > 제올라이트 A의 순으로 평가되었다. 또한, 탈착재생 실험 결과, 활성탄은 재생 사용에 따라 흡 착능이 다소 감소하였으나, 합성제올라이트는 재생 후에도 고효율의 흡착능을 유지하여 건조처리를 통한 탈착재생 만으 로도 충분히 폼알데하이드의 흡착제로써 재사용이 가능할 것으로 평가되었다.

In this study, the effects of pretreatment and desorption on formaldehyde adsorption were evaluated by using Synthetic Zeolite (A, X) and Activated Carbon. The processes of pretreatment and desorption for adsorbents were conducted by drying treatment. The gas samples were collected and analyzed with DNPH(Dinitrophenylhydrazine) cartridge and HPLC(High Pressure Liquid Chromatography), respectively. The advanced adsorption efficiency for Synthetic Zeolite was resulted by the pretreatment process [Adsorption efficiency : Zeolite X > Zeolite A > Activated Carbon]. The stability and persistence of adsorption were evaluated to relatively superior for Zeolite A and Zeolite X, respectively. A high-efficiency of adsorption was also represented for Synthetic Zeolite in the desorption-reuse experiment. The results indicated that the pretreatment and reuse of Synthetic Zeolite by drying treatment can be useful for formaldehyde adsorption-removal.

동복호는 광주광역시 시민들의 생공용수를 전용으로 공급하기 위해 건설된 댐에 의해 형성되었기 때문에 이 호수의 수 질보전을 위해 많은 오염물질 삭감시설들이 설치되어 운영 중에 있다. 본 연구에서는 CE-QUAL-W2 수질모델을 이용하 여 현재 삭감시설들에 의한 호수의 수질개선 효과를 분석하고 오염원 전망에 기초한 장래 수질을 예측하였다. 그 결과. 동복호 유역에 2018년까지 설치된 삭감시설들에 의해 호수의 수질이 CODMn 10%, T-N 16%, T-P 20% 만큼씩 개선된 것으로 나타났다. 그러나 오염삭감시설들이 추가로 장래에 설치되지 않는다면 2033년에 수질은 CODMn 3.8 mg/L, T-N 0.784 mg/L, T-P 0.014 mg/L까지 증가하는 것으로 예측되었다. 이러한 결과는 동복호의 목표수질인 CODMn 2.0 mg/L, TP 0.010 mg/L를 크게 초과하는 것으로서 오염물질 삭감시설들이 앞으로도 지속적으로 추가 설치되어야 하고 이를 추진 하기 위한 대책의 마련이 필요하다.

Since Dongbok lake was formed by a dam built to exclusively supply living and industrial water for the citizens of Gwangju Metropolitan City, many pollutant reduction facilities have been installed and operated to preserve the water quality of this lake. In this study, using CE-QUAL-W2 water quality model, the effect of improving the water quality of the lake by the existing facilities was analyzed and also future water quality was predicted based on the prospect of pollutant sources. As a result, the water quality of the lake has improved by 10 percent of COD, 16 percent of T-N and 20 percent of T-P by the reduction facilities installed in the Dongbok lake basin by 2018. However, unless additional pollution reduction facilities are installed in the future, the water quality is predicted to increase to CODMn 3.8 mg/L, TN 0.784 mg/L, and T-P 0.014 mg/L in 2033. These results greatly exceed 2.0 mg/L of COD and 0.010 mg/L of T-P, which are the target water quality of the lake, and thus pollutant-reduction facilities should be continuously installed in the future, and then measures need to be taken to promote them.

동일한 총 반응조 체적 및 운전조건에서 MLE와 Bardenpho 공법을 EQPS를 이용한 시뮬레이션을 통해 최종방류수 암 모니아성 질소 및 총 질소 농도를 파악하였다. 이차침전전지는 Gould Type I을 사용하는 것으로 간주해서 모든 시뮬레이 션에 있어서 생물반응조 MLSS 농도는 3,500 mg/L 근처를 가지도록 설정하였다. MLE공법 시뮬레이션에 있어서 무산소 조와 호기조 개수를 각각 1, 2 및 4개가 되도록 하였고, Bardenpho공법에서는 각 호기조 및 무산소 반응조 개수를 1과 2 개로 하였다. 시뮬레이션을 통해 반응조 개수가 증가할수록 질산화와 탈질 반응의 효율이 증가하는 것으로 나타났으며, 동일한 반응조 개수에서는 Bardenpho공법의 질산화 탈질효율이 MLE공법에 비해 우수한 것으로 나타났다.

Effluent nitrogens from both MLE and Bardenpho processes with same total reactor volume were characterizes by EQPS under same operation conditions. At simulation, MLSS concentrations at bioreactors were adjusted as approximately 3,500 mg/L which Gould Type I clarifier was assumed to be used for secondary clarifier. Both MLE and Bardenpho processes have equal total reactor volume. For MLE process simulation, the number of anoxic and oxic reactors are increased as 1, 2 and 4, respectively. For Bardenpho process, the number of each anoxic and oxic reactor is increased as 1 and 2, respectively. Through simulation, it is found that nitrification and denitrification efficiencies are increased as number of reactor is increased. Also, Bardenpho process shows higher nitrification and denitrification efficiencies than MLE process at the same number of reactors.

본 연구에서는 대기오염도 측정 및 TMS 설치가 불가능한 국내 플레어스택의 실태조사와 석유정제품 제조업 분야 플레어 스택의 적정 운영방안 마련을 위한 플레어스택의 연소발열량 기준 검토와 스모크리스 모니터링 시스템(smokeless monitoring system)을 이용한 플레어스택의 연소효율을 측정결과와 기존 측정방법(광학가스탐지카메라 및 매연 측정법)과 비교 평가하 고, 스팀분사량, 연소공기비 등에 따른 연소효율을 조사하여 배출가스 완전연소 조건 마련을 통한 대기오염물질 배출량 저감 유도 및 플레어스택의 적정운영 관리방안을 마련하고자 하였다. 국내 및 미국 EPA의 플레어스택의 비산배출 시설관리 기준 은 발열량 기준으로 스팀보조·혼합공기 보조방식 2,403 kcal/Sm3 이상, 연소용 공기 보조방식 196kc al/Sm3 이상이며, 국내 5 대 정유사는 36개 플레어스택 운영하고 있으며 석유정제업 36개 시설의 평균 연소효율은 92.8%로 화염 및 매연 발생 등 민 원 저감을 위해 과량의 스팀을 사용하고 있었다. 국내의 8개 플레어스택 시설의 적정 운영조건을 도출한 결과 연소효율은 8.6% 증가하였고, 스팀분사량은 시간당 2.5 ton 감소하는 것으로 나타났으며, VCU 연소공기비에 따른 연소효율은 연소 공기 비 45%일 때 연소효율은 88% ~ 91% 정도로 나타났다. 대기 배출시설인 플레어스택의 운영은 인위적으로 배출시스템의 변 경이 가능하므로 최대한 VOCs 물질이 적게 배출되도록 연소효율을 최대로 높여 운영할 필요가 있으며, 완전연소시 발생하 는 플레어스택의 배출형태에 대한 적정 운영방안 홍보 및 국민 인식 전환이 필요하다. 또한 플레어스택의 연소효율(발열량 등)을 정확하게 측정 및 모니터링 할 수 있는 시료채취 및 화학성분 측정방법의 도입이 필요할 것으로 판단되었다.

In this study, the combustion efficiency of the flare stack facility in the domestic petroleum refining industry was measured, and measures to improve the combustion efficiency of the flare stack were reviewed. When the flare stack in the domestic petroleum refining industry was operated, there were many parts where the amount of gas and steam was not measured, and when discharging, rather than the combustion efficiency, it was discharged so as not to visually disgust the surrounding. The flare stack combustion efficiency of the petroleum refining industry was found to be 68.8~99.9%, and the average combustion efficiency was 92.8%, which did not reach the 95% combustion efficiency standard for complete combustion. For facilities where the steam injection amount can be adjusted, the flare stack combustion efficiency increased by 4.1% on average as the amount of steam decreased by 2.3 ton/hr on average. This means that the average steam reduction amount is 2.5 ton/hr, and the steam cost is 30,000 won/ton, which is estimated to have an annual reduction of 650 million won in operating costs per flare stack. Since the flare stack, which is an air emission facility, can be artificially changed, it is necessary to increase the combustion efficiency to the maximum so as to discharge as little VOCs as possible, and to operate the flare stack generated during complete combustion. It is necessary to promote the plan and change public awareness. In the future, it is necessary to prepare an appropriate operation plan and facility management standard (draft) for the flare stack in consideration of combustion efficiency.

본 연구는 미세먼지(PM10) 실시간 측정장비를 활용하여 산업단지의 미세먼지 질량농도를 측정하고 고농도 미세먼지 배출사업장을 추적하여 관리하기 위해 진행하였다. 측정장비는 광산란 방식의 센서를 이용하는 스니퍼4D를 사용하였고, 질량농도 실시간 측정장비의 신뢰도 검증을 위해 측정 전 또는 후에 도시대기측정망의 측정데이터를 비교하며 진행하였 다. 반월산업단지를 3회에 거쳐 측정한 결과 배경농도와 비교하여 미세먼지 질량농도가 37~239 g/m3 정도로 높은 지역 을 추적할 수 있었고, 해당지역은 섬유가공업이 위치하고 있어 텐터공정 등에서 많은 PM10이 발생하는 것을 확인할 수 있었다. 실시간 측정장비를 활용한다면 산업단지의 고농도 미세먼지 발생지역을 추적하여 미세먼지를 효율적으로 관리 할 수 있을 것으로 판단된다.

This study was conducted to measure fine dust in industrial complexes using real-time fine dust measurement equipment, and to track and manage high-concentration fine dust-emitting workplaces. Sniffer 4D, which uses a light scattering sensor, was used as the measurement equipment. To improve the reliability of the equipment, the measurement data was compared with the urban atmospheric measurement network before or after measurement. As a result of measuring the Banwol Industrial Complex three times, it was possible to trace the area with a difference of 37~239 g/m3 compared to the background concentration. If Sniffer 4D is used, it is judged that fine dust can be managed efficiently by tracking areas where high concentrations of fine dust are generated in industrial complexes.

서울시 빗물받이에 투기되고 있는 국내산 및 국외산 담배꽁초 종류별 발견비율과 담배꽁초에서 용출되는 nitrosamines 종류별 농 도를 용도지역별로 알아보았으며, Monte-Carlo simulation을 통해 섞여있는 담배꽁초에서 용출되는 NDMA 농도를 예측하였다. 연 구결과 Monte-Carlo simulation을 통한 혼합 담배에서의 NDMA 예측결과 평균 12.5 ng/L를 나타내었으며, 신뢰구간 95%에서 10.5~14.8 ng/L, 불확도를 고려하였을 시 10.1~15.3 ng/L을 나타내었다. Monte-Carlo simulation 예측결과에 대한 민감도 분석 결과 국외산 M과 국내산 E가 가장 큰 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 한편 단독주거지역에서는 국내산 R과 E가 가장 많이 발견되는 것으로 나타났으며, 연립주거지역은 국내산 R과 국외산 DH이 많이 발견되는 것으로 나타났다. 상업지역 중 상업 일반지역은 국외산 M, MB, 상업중심지역은 국내산 E, 국외산 M, 근린상업지역은 국내산 E, 국외산 DH가 많이 발견되는 것으로 나타났다. 공업지역은 국내산 E와 R이 많이 발견되는 것으로 나타났다. 담배꽁초에서 용출되는 ntrosamines 종류별 농도 분석 결과 주거지역은 NMOR과 NDPA가 높은 농도로 검출되었으며, 상업지역은 NMOR과 NDMA가 높은 농도로 검출되었다. 공업지역은 NMOR과 NDMA가 높은 농도로 검출되었다. Monte-Carlo simulation을 통한 예측값과 용도지역별 NDMA 실측값을 비교한 결과 50% 유사성을 나타내었으 며, 이를 통해 향후 정확한 nitrosamines 종류별 예측을 위해 nitrosamines 생성에 영향을 미치는 영향 인자에 대해 예측을 위한 연구 가 필요할 것으로 판단된다.

In this study, we evaluated the discarded rate of domestic and foreign cigarette butt in great inlet, nitrosamines concentration of mixed cigarette butts and predicted NDMA from mixed cigarette butts using Monte-Carlo simulation. According to the results, prediction of NDMA from mixed cigarette butts through Monte-Carlo simulation was 12.5 ng/L of NDMA and the concentration range was 10.5~14.8 ng/L in 95% confidence interval. Besides the range of the predicted values was expanded to 10.1~15.3 ng/L with considering of uncertainty. From the sensitivity result, foreign cigarette butt M and domestic cigarette E were the most influenceable component to mixed tobacco. Meanwhile domesitc cigarettes, R and E were abundantly found in housng area but R and DH were observed mostly in appartment area. Among the cases of commercial zone, cigarette butts were found mostly in general commecial area (M and MB), central commercial area (E, M) and neighbourhood commercial area (E, DH). In the case of manufacturing area, E and R were discovered abundantly. According to the analytical results of nitrosamines leaching concentration, NMOR and NDPA were found the highest compound in residental area, in the case of commecial area, NMOR and NDMA were found mostly. NMOR and NDMA were also detected highly in manufacturing area. Comparing the results of NDMA prediction through Monte-Carlo simulation with estimated NDMA value from zoning, 50% similarity was figured out. From this result, estimation research has to be operated related to precusor in the future.

본 연구에서는 전기분해를 이용하여, PFCs 중의 PFOS, PFOA, PFBS를 분해하고자 하였다. Batch type의 반응조 (200 ml)에 STS 및 Ti 전극판(간격 2 cm)을 이용하여, 전압, 전해질농도, 개별 또는 복합 PFCs의 조건으로 실험을 실시 하였다. PFCs는 LC/MS/MS(Thermo Scientific)를 사용하여 분석하였다. 전기분해를 이용한 PFOS, PFOA, PFBS의 분해 는 97.2%, 65.2%, 50.6%가 되는 것을 확인하였다. 투입되는 에너지가 높거나 전해질농도가 높을수록 분해율이 높아졌다. STS 전극판의 분해율이 Ti 전극판보다 약 30% (PFOS) 높은 것을 확인하였다. 시료 중에 존재하는 SO3  작용기와 –COOH 작용기 때문에, PFOS → PFOA → PFBS로 영향을 끼쳐 분해효율에 큰 영향을 주는 것을 확인하였다. 즉, 전기분해를 통 하여 생물농축성이 높은 긴 사슬 물질을 짧은 사슬로 분해하였다.

In this study, electrolysis was used to decompose PFOS, PFOA, and PFBS in PFCs. Experiments were conducted under the conditions of voltage, electrolyte concentration, and individual or composite PFCs using STS and Ti electrode plates (interval 2 cm) in a batch type reactor (200 ml). PFCs were analyzed using LC/MS/MS (Thermo Scientific). The decomposition of PFOS, PFOA, and PFBS using electrolysis was confirmed to be 97.2%, 65.2%, and 50.6%. The higher the input energy or the higher the electrolyte concentration, the higher the decomposition ratio. It was confirmed that the decomposition ratio of the STS electrode plate was about 30% (PFOS) higher than that of the Ti electrode plate. Because of the SO3 - functional group and the -COOH functional group present in the sample, it was confirmed that PFOS → PFOA → PFBS had a great influence on the decomposition efficiency. That is, long-chain substances with high bioaccumulation properties were decomposed into short chains through electrolysis.

본 연구는 선형-선형 다중회귀모형을 통해 여과속도, 탈진압력, 탈진간격, 입구농도 등의 운전조건에서 벤츄리 설치가 압력손실에 미치는 영향을 예측하여 충격기류식 여과집진장치의 효율적인 운전조건과 경제적인 설계 기초자료로 활용하 고자 하였다. 여과면적 6 m2인 파이로트형 충격기류식 여과집진장치를 이용하여 제철소 coke분진으로 여과속도, 입구농 도, 탈진압력, 탈진간격 및 벤츄리 설치 유·무의 조건에 따라 여과포 압력손실을 측정하였으며, 여과포 압력손실(P)의 변화에 기여하는 여과속도(Vf), 입구농도(Ci), 탈진압력(PP), 탈진간격(Pi), 벤츄리 설치 유·무 등에 따른 영향력을 파악하 기 위해 SAS 9.4(SAS Institute, USA) 프로그램으로 통상적인 최소자승 추정법(Ordinary Least Square; OLS)인 선형-선 형의 다중회귀모형 함수를 이용하여 벤츄리가 압력손실에 미치는 영향을 예측하였다. 예측 결과를 종합해 보면 압력손실 최소화를 위해서 벤츄리를 설치할 경우 20.3% 효율 향상이 기대되며, 압력손실에 기여하는 순서는 여과속도(Vf) > 탈진 압력(Pp) > 입구농도(Ci) > 탈진간격(Pi)임을 알 수 있었다.

The aim of this study is to predict the pressure drop due to the presence or absence of Venturi under various operating conditions such as filtration velocity, pulse pressure and interval, and dust concentration using linear-linear regression model and use it as an efficient operating condition and economic data for a shock-type filter collection system. A pilot filtration collector with a filter area of 6 m2 was used, and the filtering pressure drop was measured according to filtration velocity, inlet concentration, pulse pressure, pulse interval, and the flow and absence conditions of the Venturi installation by a steel plant. The SAS 9.4 program (SAS Institute, USA) was used to predict and to determine the effects of filtration velocity (Vf), inlet concentration (Ci), pulse pressure (Pp) and interval (Pi), presence or absence of venturi, etc. and also analyze the changes in pressure drop according to the presence of Venturi using the linear-linear multiple regression model, and the least-squares estimation method (OLS). The results re shown below. In order to minimize the pressure drop, the improvement in efficiency is expected to be 20.3% when the Venturi is installed, and the order of contributing to the pressure drop is filtration rate> pulse pressure> inlet concentration> pulse interval.

본 연구에서는 전자폐수에 포함되어 있는 황산이온에 대하여 CaAl LDH 합성조건 및 전처리가 황산이온 흡착용량 미치는 영향에 대하여 평가를 진행하였다. 연구결과 Ca:Al molar ratio 1:1, 1.5:1, 2:1, 4:1 중 2: 1에서 가장 높은 흡착용량을 나타내 었으며, M2+와 M3+ 종류에 따른 황산이온 흡착용량 평가 결과 M2+로 Ca이온, M3+로 Al을 활용하여 합성한 LDH에서 가장 높은 황산이온 흡착용량을 나타내었다. 탄화과정이 황산이온 흡착용량에 미치는 영향에 대하여 평가한 실험 진행 결과 탄화 과정을 진행한 calcined CaAl LDH에서 탄화과정을 진행하지 않은 raw CaAl LDH보다 높은 황산이온 흡착용량을 나타내었 다. 또한 탄화온도가 황산이온에 대한 흡착용량에 미치는 영향에 대해 확인하기 위하여 진행한 실험에서는 탄화온도 450oC 와 탄화온도 600oC에서 탄화온도 300oC도 보다 높은 황산이온 흡착용량을 나타내었다. 황산이온의 calcined CaAl LDH로의 흡착특성을 평가하기 위해 진행한 등온흡착실험 결과 Langmuir adsorption model에서 상관계수 0.950으로 Freundlich adsorption model 상관계수 0.731보다 높은 상관성을 지니는 것으로 나타났으며, 동역학적 모델 적용 결과 유사 2차 반응 모 델에서 상관계수 0.998로 유사 1차 반응 모델 상관계수 0.539보다 높은 상관성을 나타내는 것으로 확인되었다. 한편 Langmuir model과 Freundlich model을 통해 산정된 RL과 1/n은 0과 1 사이로 산정되었으며, 이를 통해 calcined CaAl은 황산이온에 대 한 흡착제로 적합한 것으로 판단된다.

In this research, the experiments were conducted to identify the effect of LDH synthesis condition and pretreatment to sulfate ion adsorption capacity. In the result of research, Ca:Al molar ratio, 2:1 was the most sulfate ion adsorption capacity among the Ca:Al molar ratio (1:1, 1.5:1, 2;1, 4:1). In the experiment using synthesized LDH utilized M2+ and M3+, The synthesized LDH utilized calcium ion as M2+ and Aluminum ion as M3+ was the best adsorbent for sulfate ion compared to magnesium ion as M2+ and Ferric ion as M3+. The result of calcination process effect to sulfate ion adsorption capacity was pronounced that calcination process affect the sulfate ion adsorption capacity and sulfate ion adsorption capacity was raised up to 1.2 times contray to raw CaAl LDH. Also, In the effect of calcination temperature to sulfate ion adsorption capacity, carcination temperature 450oC and 600oC were superior to carcination temperature 300oC. To evaluate the adsorption characteristics, adsorption isotherm and adsorption kinetics were processed. according to the study, Langmuir isotherm adsorption model (correlation coefficient, 0.950) was more suitable than Freundlich isotherm adsorption model. (correlation coefficient, 0.731) In the adsorption kinetics, pseudo 2nd order reaction (correlation coefficient 0.998) was more suited to sulfate ion adsorption than pseudo 1st order reaction. (correlation coefficient 0.539). Meanwhile, value of RL and 1/n from Langmuir and Freundlich isotherm adsorption model were calculated between 0 to 1. from the calculation, calcined CaAl LDH was profit to sulfate ion adsorption.