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.

The Anaerobic fluidized bed bioreactor (AFBR) treating synthetic wastewater to simulate domestic sewage was operated under GAC fluidization to provide high surface area for biofilm formation. Although the AFBR achieves excellent COD removal efficiency due to biological activities, concerns are still made with nutrient such as nitrogen remaining in treated wastewater. In this study, FO membrane was applied to treat the effluent produced by AFBR. Removal efficiency with total nitrogen (TN) was investigated with draw solution (DS, NaCl) and hydrodynamic condition (i.e., recirculation flow rate) along FO membranes. Permeability of FO membrane increased with increasing DS concentration. About 85% of TN removal efficiency was observed with the FO membrane using 1 M of NaCl DS. During operational period of a day, no permeate flux decline was observed.

지표수 성상을 재현한 용액을 가압식 한외여과 시스템을 통하여 100 L/m²/h 정속 조건에서 전량 여과하였다. 공극 크기 0.05 μm의 한외여과 중공사막으로 구성된 가압식 모듈을 통해 휴민산(HA) 10 mg/L 용액과 알긴산 나트륨(SA) 10mg/L 용액, 그리고 이 두 용액에 실리카(SiO2) 입자 50 mg/L이 포함된 총 4가지 용액을 여과하였다. 여과 공정은 30분 여과 후 30초 역세와 30초 정세의 주기적 물리 세정과 병행하여 수행되었다. 실험 결과, HA와 SA 용액에 SiO2 입자가 존재하는 경우 파울링 속도는 다소 감소하였으며 특히 SA 여과에서 SiO2 입자 위에 형성된 SA 케이크층이 세정에 의해 SiO2 입자와 함께 탈착되어 물리세정에 의한 분리막 성능 회복이 크게 증가하는 것으로 나타났다.

목 적：Brain MRI 검사에서 FLAIR Image는 CSF(Cerebrospinal Fluid) 공간에 인접한 병변 진단에 유용하다. 정확한 진단을 위해서는 Water Signal 억제가 정확하게 이루어져야 한다. MRI 검사 과정에서는 소아나 Claustrophobia가 있는 경우 등 다양한 원인으로 Sedation을 진행하게 되는데 이때, 환자의 상태에 따라 O2(Oxygen)를 Inhalation 하게 된다. 투여된 O2에 의해 뇌 혈류량이 증가하게 되면 CSF의 상자성 효과와 혈류속도의 증가 등의 원인으로 Waters Signal의 억제가 효과적으로 되지 않아 Artifact가 발생하게 된다. 이러한 Artifact를 최소화하기 위해 CSF의 인위적인 SI(Signal Intensity) 증가를 정상인을 대상으로 비교, 실험하고자 한다. 대상 및 방법：2018년 1월부터 2018년 2월까지 질환이 없는 정상 성인 남녀(남60%, 여40%) 10명을 대상으로 GE 1.5T HDxt 장비를 이용하여 실험하였다. SI의 극명한 차이를 나타내기 위하여 O2 농도 100%를 실험 조건으로 하였고 이러한 조건을 위해 O2 mask를 착용 후 O2를 Inhalation 하였다. FLAIR 영상을 O2 투여 전, O2 투여 직후, O2 투여 10분 후, O2 투여 20분 후 총 4번 획득하였다. 획득한 영상에서 Quadrigeminal Cistern, Interpeduncular Cistern과 Lateral Ventricle에서 SI와 CNR(Contrast to Noise Ratio)을 Image J를 이용해 획득하고 SPSS 대응 표본 t-test를 통해 통계적 상관관계를 규명하였다. 결 과：Interpeduncular Cistern에서 SI 평균값은 O2 투여 전 212.47, O2 투여 직후 306.07, O2 투여 10분 후 359.47, O2 투여 20분 후 375.20으로 투여 직후부터 증가하여 O2 투여 20분 후는 O2 투여 전과 비교하여 76.59%증가하였고 Quadrigeminal Cistern SI 평균값은 O2 투여 전 209.91, O2 투여 직후 289.44, O2 투여 10분 후 337.10, O2 투여 20분 후 361.15로 O2 투여 20분 후는 O2 투여 전과 비교하 여 72.94%증가하였다. 통계적으로도 p값이 Interpeduncular Cistern의 SI 값은 0.00, CNR 값이 0.03 이었고 Quadrigeminal Cistern의 SI값은 0.01, CNR값이 0.01로 유의한 차이를 확인하였다. 그러나 Lateral Ventricle에서 SI 평균값은 앞선 데이터와 다르게 O2 투여 전 99.37, O2 투여 직후 96.82, O2 투여 10분 후 95.08, O2 투여 20분 후 92.55로 나타났고 통계적인 p값도 SI값이 0.46, CNR 값은 0.90으로 유의하지 않았다. 이를 통해 뇌혈관에 인접한 위치인 Interpeduncular Cistern과 Quadrigeminal Cistern은 O2 섭취에 따라 즉각적인 영향을 받게 되지만 비교적 인접한 뇌혈관이 적은 Lateral Ventricle에서는 Inhalation 한 O2의 영향이 상대적으로 적다는 점을 알 수 있었다. 결 론：뇌 조직에서 O2를 소모하는 Oxidative Glucose Metabolism은 즉각적으로 증가하지 못하므로 수분 동 안은 증가된 O2를 모두 소비하지 못하는 시기이며 잉여 분의 Oxyhemoglobin은 활성화된 유출 정맥계로 흘러 들어가 이곳에서 Deoxyhemoglobin의 농도를 상대적으로 낮게 만든다. 즉, 뇌가 O2의 증가로 활성 화되면 초기에는 Oxyhemoglobin의 농도가 감소하지만 이차적으로 뇌 혈류량이 증가하여 Oxyhemoglobin의 양의 증가로 MRI 신호가 증가하며 이는 T2* 이완시간의 변화를 초래한다. 이 논문에서는 FLAIR Image에 서 O2 증가에 따라 Water가 완벽히 제거되지 못하는 현상을 보였다. 따라서 Brain MRI 검사 중 O2를 Inhalation 하는 경우에 Artifact 발생 확률을 최소화하기 위해 Inhalation 직후 T2 FLAIR를 먼저 검 사해 O2의 영향으로 생기는 Artifact의 발생을 억제하거나 검사 과정에서 O2 Inhalation 여부에 대한 정확한 기록을 통해 진단오류를 방지할 것을 권장한다.

멤브레인 파울링은 지표수를 처리하는 저압 멤브레인 기술 적용의 확장에 있어 큰 장애가 된다. 따라서 파울링 제어를 위한 주기적인 수리학적 세정기술의 최적화는 매우 중요하다. 주기적인 수리학적 세정과 이와 연관된 파울링 현상에 관한 올바른 이해는 멤브레인 세정 전략을 최적화하기 위해 매우 유용할 수 있다. 실험적으로 측정한 투과도와 전통적인 Hermia 파울링 모델 예측 치의 비교를 통해, 본 연구에서는 합성 탁도유발 시료를 처리하는 가압식 멤브레인 공정에서 30분 여과와 정세정/역세정이 포함된 1분 세정조건을 바탕으로 6번의 운전사이클을 통해 발생하는 파울링 현상을 분석하고 이를 통해 지배적인 파울링 기작을 정량적으로 이해하고자 하였다. 단독 세정에서, 첫 번째 운전사이클에서 발생하는 파울링은 완 전공극막힘 현상에 의해 주로 지배되었고 마지막 운전 사이클에서는 케이크 형성이 지배적인 파울링 기작으로 관찰되었다. 정세정과 역세정이 혼합된 경우, 파울링 속도는 감소하였으나 전반적으로 케이크 형성이 주 파울링 기작으로 관찰되었다.

평관형 알루미나 세라믹 멤브레인을 적용한 실험실 규모의 단독 혐기성 유동상 멤브레인 생물반응기에서 알루미나 세라믹막과 비흡착성 PET구형입자를 유동메디아로 적용하여 평균 유입 COD 250 mg/L를 포함하는 합성폐수를 적용하여 상온에서 유기물 제거효율과 파울링 현상을 관찰하였다. 약 250일 연속운전에서 약 10 L/m2.hr 투과플럭스가 달성되었다. 운전기간 동안 약 80% COD 제 거율을 나타내었고 0.075 kWh/m3 운전에너지가 요구되었고 이는 생산되는 메탄발생 전기에너지의 약 30%에 해당되었다. 실험결과는 GAC를 유동메디아로 사용한 동일 반응기의 결과와 비교분석하였다.

메조포러스 공극구조를 갖는 광촉매 멤브레인은 다양한 환경기술에 적용될 수 있다. 본 연구에서는 TiO2 층을 형 성시킨 광촉매 반응기용 세라믹 멤브레인을 개발하고 이를 염색용액 처리에 적용하였다. 높은 공극률과 균질성을 지닌 TiO2 광촉매층을 그라프트 공중합체를 사용하여 제조하였다. 멤브레인은 광촉매 반응기와 멤브레인 여과를 결합시킨 하이브리드 광촉매 반응기에 성공적으로 적용하였다. 실험결과 정렬된 구조의 TiO2 층이 Al2O3 지지체에 형성되었다. TiO2 층 형성 후 제조된 세라믹 분리막의 순수 투과도는 형성된 광촉매 층 저항으로 감소하였다. 정렬된 구조의 TiO2 층은 UV 결합 시 5시간 안에 완벽한 염색용액 분해를 달성시킬 수 있었다. 광촉매 멤브레인의 염색용액 분해는 Langmuir-Hinshelwood 흡착 모델로 잘 설명할 수 있었다. 또한 TiO2 층이 고정화된 세라믹 멤브레인의 model Congo Red에 대한 1차 속도상수는 Al2O3 지지체 단독인 경우에 비해 약 6배 정도 큰 값을 나타내었다(0.0081 vs. 0.0013 min-1).

평관형 알루미나 세라믹 멤브레인을 적용한 실험실 규모의 단독 혐기성 유동상 멤브레인 생물반응기 (Anaerobic Fluidized Bed Ceramic Membrane Bioreactor, AFCMBR) 하수처리 적용 가능성을 평가하였다. 단독 AFCMBR은 25℃에서 395일 간 합성폐수의 평균 유입 COD 260 mg/L에서 연속운전 되었다. 운전기간 동안 약 25 mg/L의 NaOCl 용액을 주입하여 주기적인 유지세정으로 멤브레인 투과플럭스 14.5-17 L/m².hr 달성이 되었다. 투과수의 용해성 COD는 1시간 HRT 에서 23 mg/L 이었고 고형물 발생량은 0.014 gVSS/gCODremoved였다. 단독 AFCMBR 운전 요구 전기에너지는 0.038 kWh/m³ 이었고 생산되는 메탄발생 전기에너지의 약 17%에 해당되었다.

현재 국내 엔진오일-윤활유가 배출가스에 미치는 영향에 대한 연구가 미비한 실정이며 그 실 험 방법 또한 확립되어 있지 않다. 이에 엔진을 이용한 윤활유 성상 변화가 PM(Particulate Matters) 배 출에 미치는 영향 평가방법을 수립하여 윤활유의 성상 및 열화가 자동차 성능과 환경성에 미치는 영향 을 연구하고자 한다. 윤활유 소모 및 연소로 인한 DPF(Diesel Particulate Filter) 및 후처리 장치에 미치는 영향을 평가하는 것이 중요하며, 특히 DPF의 재생과정에서 생성되는 PM(Particulate Matters)과 Ash가 DPF에 미치는 장기적인 영향과 내부 변형 및 내구성에 대한 평가와 연구가 필요하다. 본 연구에서는 정형화 되지 않은 시험모드를 개발하였으며, 내구시험결과 High SAPs의 경우 Low SAPs(Sulfated Ash, Phosphorus and Sulfuate)보다 DPF내 Ash의 축적량이 많은 것을 확인하였으며, EGR(Exhaust Gas Recycling)의 Fouling 현상 가속화에 영향을 미칠 것으로 확인하였다. 본 연구결과물을 토대로 윤활유의 기유, 첨가제, 열화 등에 따른 엔진 및 차량의 성능과 배출가스 특 성을 기술정책 자료로서 활용하도록 방향을 도모하고 시험 방법을 확립하고자 한다.