This study analyzes the mechanical properties, including the attrition rate, of 50 μm size yttria-stabilized zirconia (YSZ) beads with different microstructures and high-energy milling conditions. The yttria distribution in the grain and grainboundary of the fully sintered beads relates closely to Vickers hardness and the attrition rate of the YSZ beads. Grain size, fractured surfaces, and yttrium distribution are analyzed by electronic microscopes. For standardization and a reliable comparison of the attrition rate of zirconia beads with different conditions, Zr content in milled ceramic powder is analyzed and calculated by X-ray Fluorescence Spectrometer(XRF) instead of directly measuring the weight change of milled YSZ beads. The beads with small grain sizes sintered at lower temperature exhibit a higher Vickers hardness and lower attrition rate. The attrition rate of 50 μm YSZ beads is measured and compared with the various materials properties of ceramic powders used for high-energy milling. The attrition rate of beads appears to be closely related to the Vickers hardness of ceramic materials used for milling, and demonstrates more than a 10 times higher attrition rate with Alumina(Hv ~1650) powder than BaTiO3 powder (Hv ~315).

이 연구는 사구 고정 구조물의 종류에 따라서 모래 퇴적속도, 형태, 퇴적량을 분석하여 해안복원 기초자료로 제공하기 위하여 수행되었다. 연구 대상지는 경상북도 포항시 북구 해안림이 조성된 해변 지역을 선정하였다. 계단식 옹벽과 퇴사울타리 설치 후 3년간(2014-2016) 모래퇴적을 모니터링하여 비교 분석하였다. 각 구조물의 모래퇴적을 분석한 결과, 평균 모래퇴적 높이는 계단식 옹벽이 퇴사울타리 보다 약 1.3배 더 퇴적되었다. 구조물의 풍속저감 효과는 0.5m 높이에서 계단식 옹벽이 43.3%, 퇴사울타리 32.2%로 나타났다. 이 연구의 결과는 앞으로 해안사구 조성 및 해안림 기반 조성의 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.

아카시아진딧물은 다양한 기주식물을 먹이로 하는 곤충으로 전 세계적으로 분포하고 있다. 본 연구는 아카시아진딧물 약충의 발육기간, 무시성충의 수명과 번식능력을 조사하기 위하여 10.0, 15.0, 20.0, 25.0, 30.0, 32.5℃ 정온조건에서 실험을 실시하였다. 조사된 모든 항온조건에서 아카시아진딧물은 성공적으로 성충으로 발육하였고 발육율은 온도가 상승할수록 증가하였다. 아카시아진딧물 약충시기별 발육영점온도와 유효적산일은 선형회귀분석 방법을 이용하여 계산하였다. SSI모델을 이용하여 발육최저, 최고한계를 추정하였다. 아카시아진딧물 전체약충기간의 발육영점온도와 유효적산일은 각각 5.3℃과 128.4DD였다. SSI모델을 이용한 아카시아진딧물의 발육최저, 최고온도는 17.0℃ 과 34.6℃였으며 이들간의 차이는 17.5℃였다. 전체약충기간의 발육완료분포모형은 3-매개변수 Weibull함수를 이용하여 나타내었다. 온도와 관련된 아카시아진딧물의 생물적 특성을 생명표분석을 통해 나타내었다. 내적자연증가율은 25℃에서, 개체군순증가율은 20℃에서 가장 높았다. 다른 지역에 서식하는 아카시아진딧물의 생물적 특성을 비교 분석하였다.

꽃매미벼룩좀벌(Anastatus orientalis)을 실내에서 대량사육 할 수 있는 대체기주를 선발하기 위하여 꽃매미와 썩덩나무노린재(Halyomopha halys), 톱다리개미허리노린재(Riptortus pedestris), 매미나방(Lymantria dispar), 참나무산누에나방(Antheraea yamamai), 귀뚜라미(Verlarifictorus spp.), 집파리(Musca domestica), 산누에나방(Antheraea pernyi) 총 8 종의 알 또는 번데기를 이용하여 검토하였다. 그 결과 꽃매미 알과 산누에나방의 미성숙 알에서는 꽃매미벼룩좀벌의 산란과 우화가 확인되었으나 그 밖에 종의 알과 번데기에서는 산란을 확인할 수 없었다. 대체기주로 선발된 산누에나방은 참나무 잎으로 사육하였으며, 7월과10월 상순에 번데기를 수확하여 우화 후 4~5일경에 복부가 불룩한 산란 직전의 암컷 성충만을 선발하여 1~5℃ 냉장고에 보관하였으며, 저온에 보관했던 암컷의 복부를 절개하여, 암컷 한 마리당 150~200개의 알을 얻었다. 꽃매미 알과 산누에나방의 미성숙 알에서 꽃매미벼룩좀벌의 발육기간은 각각 평균 36.8일과 36.1일이었으며, 24시간동안 암컷 한 마리가 산란한 알의 수는 각각 평균 4.2개와 3.4개로 통계적으로는 유의한 차이가 없었다. 한편, 꽃매미벼룩좀벌 암컷 성충의 수명은 벌꿀을 먹이로 제공 하였을 때, 평균 64.3일까지 생존하는 것으로 확인되었다. 산누에나방의 미성숙 알을 대량으로 확보하고 벌꿀을 먹이로 제공하면 꽃매미벼룩좀벌을 실내에서 대량사육 하는 것이 가능하고 야외방사를 통해 꽃매미의 생물적 방제에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

합성 지표수 용액을 가압식 한외여과 시스템을 통하여 100 L/m2/h 정속 및 0.15bar 정압 조건에서 전량 여과하였다. 공극 크기 0.05μm의 중공사막으로 구성된 가압식 모듈을 통해 실리카(SiO2) 입자 50, 10, 2 mg/L와 알긴산 나트륨(SA) 10, 2, 0.4 mg/L가 혼합된 용액을 여과하였다. 여과 공정은 30분 여과 후 30초 역세와 30초 정세의 주기적 물리 세정과 병행하여 수행되었다. 실험 결과 높은 농도 조건에서 정속 / 정압 여과조건에 따른 파울링 거동은 큰 차이를 보이지 않았으나, 낮은 농도 조건에서는 정속 여과가 정압 여과에 비해 파울링 속도가 빠른 것으로 관찰되었다. 모델링 결과 이는 정속 여과에서 막간 차압 증가에 의한 케이크 층 압축에 의한 것으로 나타났다.

정삼투 여과막(FO) 기술 분야는 해수 담수화에서 이미 다양한 연구가 진행되었으나, 하폐수 처리 분야의 적용에서는 상대적으로 많은 연구가 필요한 상황이다. FO 기술은 비 다공성 특성막과 각 용액 사이의 삼투압 차이를 이용하여 원폐수로부터 수분을 비롯하여, 질소-인과 같은 이온성 물질까지 분리할 수 있다. 본 연구에서는 FO 막을 혐기성 유동상 미생물반응기(AFBR)를 통해 처리된 처리수 내 존재하는 질소(주로 암모니아성 질소)를 제거하기 위해 적용되었다. 유도용액(Draw Solution, DS)의 종류(NaCl, CaCl2, Na2CO3)에 따라 투과량은 NaCl, CaCl2, Na2CO3 순으로 높게 나타났으며, 암모니아성 질소의 배제율은 각각 42.25%, 78.83%, 70.35%으로 나타났다.

본 연구에서는 이수의 유동 특성을 분석하기 위한 기초 연구로서 상용 코드인 ANSYS CFX 14.5를 이용하여 고체-액체 2상 유동 에 대한 수치해석적 연구를 수행하였다. 고체-액체 2상 유동 현상을 모사하기 위해서 균질류 모델과 분리류 모델을 사용하였다. 분리류 모델에서는 Gidaspow의 항력모델을 적용하였으며, 고체 입자에 운동 이론 모델을 적용하였다. 기존의 실험 결과를 기반으로 본 연구에서 사용한 수치해석 모델의 유효성을 검토하였으며, 수치해석은 직경 54.9 mm, 길이 3 m의 수평관에서 체적 분율 0.1~0.5, 속도 1~5 m/s 범위에서 수행되었다. 그리고 압력강하와 고체 입자의 체적 분율 분포를 확인하였으며, 압력강하는 균질류 모델과 분리류 모델이 각각 MAE 17.04%, 8.98 % 이내에서 실험결과를 잘 예측하였다. 관의 하부에서 높은 체적 분율이 나타나며, 상부로 갈수록 체적 분율은 감소하였다. 그리고 속도가 증가할수록 높이 변화에 따른 체적 분율 분포의 변화는 감소하였으며, 수치해석 결과는 이러한 유동 특성을 잘 예측하였다.

실 산성 도금폐수를 입상활성탄(GAC)이 유동메디아로 첨가된 유동상 멤브레인 반응기를 이용하여 처리하였다. GAC 유동조건에서 적용 투과플럭스에 대해 시간에 따른 흡입압의 증가는 관찰되지 않았다. 폐수의 중성 pH에서 파울링 속도는 산성 조건에 비해 GAC 유동조건에서 크게 감소하였다. 해당 폐수의 용액 pH 증가는 입자크기의 증가를 가져왔고 이는 멤브레인 표면에서 상대적으로 성긴 구조의 케이크층 형성을 야기시켰다. 유동상 멤브레인 반응기에서 GAC 유동 하에 95% 이상의 COD 제거율이 관찰되었으며 총부유물질은 거의 완벽하게 제거되었다. 실 도금폐수의 pH에서, 유동상 멤브레인 반응기의 구리 및 크롬의 제거는 거의 관찰 되지 않았다. 그러나 pH를 중성으로 증가 시켰을 시 구리와 크롬의 제거율은 각각 99%와 94%까지 증가를 하였다. 적용해 준 pH에 상관 없이, 시안의 경우 95% 이상의 제거율을 달성하였다. 이는 유기물과 시안 착물 형성으로 인해 유동상 멤브레인 반응기 내 GAC의 강한 흡착으로 제거된 것으로 사료된다.

Particle size reduction is an important step in many technological operations. The process itself is defined as the mechanical breakdown of solids into smaller particles to increase the surface area and induce defects in solids, which are needed for subsequent operations such as chemical reactions. To fabricate nano-sized particles, several tens to hundreds of micron size ceramic beads, formed through high energy milling process, are required. To minimize the contamination effects during highenergy milling, the mechanical properties of zirconia beads are very important. Generally, the mechanical properties of Y2O3 stabilized tetragonal zirconia beads are closely related to the mechanism of phase change from tetragonal to monoclinic phase via external mechanical forces. Therefore, Y2O3 distribution in the sintered zirconia beads must also be closely related with the mechanical properties of the beads. In this work, commercially available 100μm-size beads are analyzed from the point of view of microstructure, composition homogeneity (especially for Y2O3), mechanical properties, and attrition rate.

하수처리 혐기성 유동상 생물반응기(Anaerobic Fluidized Bed Bioreactor : AFBR)는 높은 표면적을 갖는 입상활 성탄을 유동 메디아로 적용함으로써 생물막 형성 및 유지에 유리하며 이로 인해 우수한 유기물 제거 효율을 나타내나 처리된 유출수 내의 질소와 같은 영양염류의 잔존이 여전히 문제로 남아있다. 본 연구에서는 AFBR에 의해 처리된 유출수 내의 질소 배제를 위하여 정삼투막(FO membrane)을 유도용액의 종류와 농도에 따라 적용하였다. 실험결과 유출수의 총질소 배제 효율 은 FO막에 적용하는 유도용액(draw solution : DS)의 종류 및 농도에 크게 의존하였다. 유도용액 농도가 증가함에 따라 FO막의 수투과량이 증가하였으며, 1 M의 NaCl을 유도용액으로 사용한 경우 총질소 배제 효율은 55%이었으나 1 M의 glucose를 유도용액을 사용한 경우 거의 완벽한 총질소 배제 효율을 나타내었다. AFBR 유출수를 FO막으로 24시간 동안 여과를 진행하 였으나 파울링에 의한 수투과량의 감소는 관찰되지 않았다.