The treatment of sewage sludge using hydrothermal carbonization (HTC) can be an attractive alternative to conventional sludge disposal, but it should be accompanied by a drying process that uses Refuse-derived Fuel (RDF). However, the largest proportion of the energy demand in sludge-drying techniques is for heat sources, which has led to increased operation and maintenance costs. Recovering residual heat to apply to sludge drying significantly reduces both the operating cost and the greenhouse gas emissions. Suitable integration can be realized between drying technology and waste-to-energy (WtE) plants through the recovery of waste heat in WtE conversion as a heat source for sludge drying. This present paper investigates the indirect disk drying performance of the hydrothermal carbonization of sewage sludge using a low-temperature heat source in a laboratory and proposes an integration process with the drying technology of hydrothermal carbonization using waste heat. This paper concludes with experimental results that indirect disk drying technology can be applied in waste-heat recovery systems.

코아세르베이트의 구조는 모발의 오일 및 폴리머 같은 기능성 성분 흡착에 매우 큰 영향을 준다. 본 연구 의 목적은 알킬 셀룰로오스와 구아검 간 복합 코아세르베이트의 혼합물에서 그 구조적인 결합의 특성을 밝히는 데 있다. 모발에 흡착되면 모발에 뻣뻣함을 부여하는 구아검 컨디셔닝 폴리머가 오일과 함께 알킬 셀룰로오스와 혼합될 경우 동일 함량 및 알킬 셀룰로오스와의 비가 3 : 1일 경우에 모발을 매우 부드럽게 함을 발견하였다. 이는 글루코스링을 백본으로 하는 양이온 알킬기 셀룰로오스 폴리머와 구아검 폴리머를 혼합하여 오일을 결합시키면, 알킬 셀룰로오스의 친수성 부위와 음이온 계면활성제가 정전기적으로 결합하고, 알킬 셀룰로오스의 4급 알킬 암모늄기에 포함되는 알킬기가 계면활성제의 소수성 부위와 함께 결합함과 동시에, 구아검 코아세르베이트가 전체적으로 안정적인 구조를 이루게 하여 많은 양의 코아세르베이트를 생성하게 하는 것을 코아세르베이트 생성양 측정 및 모발 유연성 증대를 통해 확인하였다.

본 연구는 우리나라 최대 항만인 부산항의 남외항 정박지를 VTS(Vessel Traffic Service)에서 효율적으로 관리하는 방안을 제시하기 위해 정박선간 적정한 영역감시(Domain Watch)를 산정하는 데 목적이 있다. 이를 위해 영역감시 산출 방법을 제시하고 최근 정박지 이용 현황 중 정박선이 가장 많았던 기간에 선박 길이(L), 정박선간 거리( Dij), 영역감시 반경(R), 선박 길이 대비 영역감시 반경(R/L)을 1시간 간격으로 조사하였다. 조사된 자료에 대해 기술 분석을 한 결과, 정박선 한 척이 다른 정박선과 안전거리를 확보할 수 있는 최소 R/L을 조사된 전체 자료의 70 %ile(백분위수)에 해당하는 2.85를 기준으로 산정할 수 있었다. 이 결과를 부산항 남외항 정박지에 적용하여 이를 ‘항만 및 어항 설계 기준(2014)과 비교한 결과 상당 부분 일치하였고, 이를 통해 VTS에서 정박선의 영역감시 반경을 최소 2.85L 이상으로 설정하는 것이 타당함을 확인하였다. 본 연구는 정박지 안전 관리를 VTS 차원에서 검토한 것으로, 부산항과 같은 집단 정박지를 운영 중인 타 항만에 적용할 경우 정박지를 이용하는 선박의 안전과 VTS의 안전 관리 방안 마련에도 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

Obstacle avoidance is one of the most important parts of autonomous mobile robot. In this study, we proposed safe and efficient local path planning of robot for obstacle avoidance. The proposed method detects and tracks obstacles using the 3D depth information of an RGB-D sensor for path prediction. Based on the tracked information of obstacles, the paths of the obstacles are predicted with probability circle-based spatial search (PCSS) method and Gaussian modeling is performed to reduce uncertainty and to create the cost function of caution. The possibility of collision with the robot is considered through the predicted path of the obstacles, and a local path is generated. This enables safe and efficient navigation of the robot. The results in various experiments show that the proposed method enables robots to navigate safely and effectively.

This paper presents about design efforts of a human-sized quadruped robot leg for high energy efficiency, and verifications. One of the representative index of the energy efficiency is the Cost of Transport (COT), but increased in the energy or work done is not calculated in COT. In this reason, the input to the output energy efficiency should be also considered as a very important term. By designing the robot with customized motor housing, small rotational inertia, and low gear ratio to reduce friction, high energy efficiency was achieved. Squatting motion of one leg was performed and simulation results were compared to the experimental results for validation. The developed 50 kg robot can lift the weight up to 200 kg, and during squatting, it showed high energy efficiency. The robot showed 71% input to output energy efficiency in positive work. Peak current during squatting only appears to be 0.3 A.

‘게임 스토리’의 구성은 게임 플레이와 개발 환경을 반영하는 모습을 보여야 한다. 그러기 위해서 텍스트 기반의 스토리텔링 방식을 벗어나, ‘시공간 좌표 배열’ 이라는 좌표 형식을 차용해 보았다. 스토리에서 시간이 기준인 ‘액션’과 공간이 기준인 ‘오브젝트’ 간의 관계를 중심으로 스토리를 서술하기 위한 방식을 만들고자 했다. 그를 위한 하나의 방법으로 시공간 배치가 유저의 의사결정에 큰 비중을 차지하는 추리게임을 이용하여서 개념을 분석해보았다. 그 결과 시공간 좌표 배열 방법이 게임플레이를 담는 에디터, 개념도로 사용하기에 문제가 없는 설정 도구 라는 것을 확인할 수 있었다.

Background : Rehmannia glutinosa Libosch. is a perennial herb belonging to family Scrophulariaceae. It is also considered as a valuable medicinal plant in Asia including Korea, China and Japan because of its anti-anemic, anti-pyretic, anti-inflammatory and anti-senescence effects. Unfortunately it is difficult to propagate seeds due to poor seed viability and low propagation rate. Therefore, this plant is propagated vegetatively, but its vegetative propagation increases the incidence of virus infections in commercial fields, which can induce the production loss critically. So we have tried to compare the efficacy of virus elimination from R. glutinosa by thermotherapy, chemotherapy and shoot tip culture to find an optimal micropropagation for healthy and virus-free plant production. Methods and Results : For virus elimination, thermotherapy (heat treatment at 37℃ for 4 weeks), chemotherapy (addition into medium with antiviral agent) and shoot tip culture (meristem culture) were accomplished. After treatments, RT-PCR and ELISA methods were used for detection of three viruses including tobacco mosaic virus (TMV), cucumber mosaic virus (CMV), broad bean wilt virus (BBWV). Conclusion : Efficiency of virus elimination was enhanced up to 59% in shoot tip culture, however, lowest at 5 - 10% after chemotherapy using antiviral agent (ribavirin). Most samples were verified to have multiple virus infection. From these results, we can suggest that combination treatment of shoot tip culture and thermotherapy may be more effective for the elimination of major viruses from R. glutinosa.

The amount of sewage sludge emission is gradually increasing every year. However, the Ocean dumping of sewage sludge was prohibited since 2012 by london convention 96 protocol. Therefore, ground disposal method for recycling organic waste or utilizing to energy technology was needed. The heat is generated when sewage sludge has decomposed with the aerobic microbes. In this study, the heat would be applied to dehydrate sewage sludge. The drying efficiency was evaluated according to Air Flow Rate(AFR) and the mixing proportion of the returned sludge. At the experiments used returned sludge Which was dried at 40% moisture content. As a result, the most high temperature was indicated when it mixed 30% and optimal AFR for maintaining aerobic condition was 200 mL/min.kg. During 14days of Biodrying, the highest temperature of reactor was 46℃ and maintained 5~7days are higher than 40℃. and also 18.8% of moisture was eliminated. These results show that using Biodrying to sewage sludge has economic potential compared to hot-air drying and can be one of the method to produce SRF with additional treatment.

국제적으로 런던협약에 의하여 2013년 이후 음폐수의 해양 투기가 금지되어 육상에서의 처리가 시급한 실정이다. 이에 따라 국내외에서 유기성 폐기물의 혐기성 소화를 통한 부피 저감과 에너지화에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이에 대하여 독일 등 유럽국가와 중국 등이 유기성 폐기물을 이용한 혐기성 소화가 활발히 진행되어오고 있으며, 해외의 혐기성 공법으로 Dranco, Valorga, SEBAC, Schwarting 공법 등이 있다. 국내에는 이러한 공법을 기반으로 한 혐기성 소화시설이 적용되어 가동 중에 있으나 해외의 인정받은 공법 임에도 국내에 적용된 시설에서의 운전상의 미숙 문제나 유기성 폐기물 성상 차이에 의한 소화 효율의 저하 및 가동 중지 등 운전상에 문제가 발생하고 있어 국내 음폐수 특성에 맞는 공법과 운전 방법에 관한 연구가 필요하다. 이에 따라 본 연구에서는 음폐수의 처리에 대한 방안 마련을 위하여 혐기성 소화 공법 중 독일의 Schwarting 공법을 응용하였다. 기존 다공판이 설치된 내부 구조에 층 분리 효과를 더 강화하여 혐기성 소화를 촉진하고자 다공판을 추가하여 이중으로 엇갈린 다공판이 설치된 소화조를 설계하여 비교하는 실험을 진행하였다. 실험에 사용된 시료는 D시에서 발생되는 음폐수를 대상으로 하였으며, 혐기성 미생물의 식종은 D시의 혐기성 소화조의 미생물을 활용하여 독일의 Schwarting 공법이 응용된 공법의 효율성을 검토하고자 하였다.

하수처리시설의 방류수 수질기준은 계속적으로 강화되고 있으며, 이러한 기준을 충족시키기 위해 다양한 공법을 적용하려는 노력들이 증가하고 있다. 지금까지는 질소, 인 처리를 목적으로 활성슬러지 공법을 많이 적용해왔지만, 활성슬러지 공법의 경우 용존산소 및 온도 유지, 미생물의 생장에 필요한 탄소원이 부족할 경우 추가적인 메탄올 공급의 필요 등과 같은 문제점들을 가지고 있어 대안책이 필요한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 응집제 주입을 통해 유기물 뿐만 아니라 질소, 인 등을 제거하여 활성슬러지 공법을 대체할 수 있는 응집-침전 1차 처리(Chemically enhanced primary treatment, CEPT)의 최적화 과정을 진행하였으며, 추가적으로 CEPT 슬러지를 이용하여 혐기성 소화를 진행하였을 때 메탄 생성효율에는 어떠한 영향을 미치는지 확인하고자 하였다. 먼저 문헌조사를 통해 총 7개의 후보군(FeCl2, FeCl3, FeSO4, PACl, Al2(SO4)3, 키토산, glucan)을 선정하였으며, jar-test를 통해 응집제로써의 적용가능성 및 최적 주입량을 확인하였다. Jar-test의 경우 광주 제 1하수처리장으로 들어오는 하수 원수 500ml를 이용하여 진행하였으며, 급속교반(150rpm, 1분), 완속교반(40rpm, 10분), 침전(10분) 순으로 진행한 뒤 상징액을 통해 저감효과를 확인하였다. 90% 이상의 탁도 저감효과를 보인 FeCl3, PACl, Al2(SO4)3 대상으로 CEPT 슬러지를 제작하여 혐기성 소화를 진행하였다. jar-test에서는 PACl이 응집제 주입량 대비 가장 높은 탁도저감효과를 보인 반면, 혐기성 소화 공정에서는 PACl을 이용하여 제작한 CEPT 슬러지의 메탄 발생효율이 가장 낮고, FeCl3를 주입한 경우에 가장 메탄발생효율이 높은 것으로 나타났다. 이러한 결과는 PACl의 Al 성분이 미생물의 생장을 저해한 반면, FeCl3의 경우에는 Fe3+가 Fe2+로 환원되는 과정에서 유기물로부터 H+를 받아 유기물의 분해속도를 촉진시켰기 때문인 것으로 추측된다.

전해제련 공정은 수용액 전해조에 전극을 담그고 일정한 전류 혹은 전압을 가하여 수용액 속의 이온을 금속으로 추출하는 공정으로, 제조 경비 중 전력비 비중이 높은 대표적인 에너지 다소비산업이다. 대표적 전해제련 생산품인 아연은 최근 국제가격 하향안정화 추세로 국내기업의 글로벌 시장경쟁력 악화가 예상되며 이에 따른 가격 경쟁력 확보 필요성이 증가되고 있다. 아연 가격 경쟁력 확보를 위하여 아연 생산원가의 24~26%(400~440천원/톤)에 해당하는 전력비용 절감 가능한 기술 개발이 시급하며, 이는 에너지 절감 및 온실가스 저감 문제 대응이 동시에 가능하다. 따라서, 본 연구에서는 아연제련 시 과다한 전력비용과 단수명이 문제 되는 1세대 양극(Pb 전극)의 단점을 해결할 뿐만 아니라 전극 및 전기화학 시스템을 개발 적용하여 소비전력을 절감 할 수 있는 방안을 모색하였다.

2005년부터 음식물류폐기물의 직매립이 금지됨에 따라 이에 따른 처리수단으로 자원화(민간 사료화, 공공퇴비화 위주)시설을 많이 설치하여 운영하였다. 하지만 음식물류폐기물을 이용하여 생산된 사료와 퇴비에 대한 사용자들의 부정적인 인식으로, 생산된 부산물이 다시 폐기물로 되는 악순환이 지속되어 왔다. 또한 런던협약에 의해서 2012, 2013, 2014년에 하수슬러지, 음폐수, 축산분뇨 및 하수슬러지 등 유기성폐기물의 해양배출이 금지됨에 따라 고농도의 유기물을 육상에서 처리해야 했기 때문에 부수적으로 바이오가스를 얻을 수 있는 혐기성 소화에 많은 관심을 갖게 되었다. 그러나 많은 지자체에서 혐기성 소화의 이해와 운전기술의 부족으로 시설 운영에 실패 또는 어려움을 겪고 있는 실정이다. 이러한 문제를 해결하기 위해서, 음식물류폐기물과 음폐수의 혼합소화 운전을 하고 있는 대전광역시 내 바이오 에너지화 시설의 혐기성 소화 효율을 실험적으로 분석하고 향후 유기성폐기물의 혐기소화를 이용한 처리 가능성을 살펴보았다. 음식물류폐기물과 음폐수의 총 반입량은 평균 353.17 ton/day이며 그 중 296.47 ton/day이 혐기성 소화조에 투입되었으며 나머지 56.7 ton/day는 매립처리하는 것으로 측정되었다. 시설 내 중간 저장조, 혐기성 소화조, 안정화조의 경우 평균 TS 제거 표율은 72.5%, VS는 80.2%로 측정되었으며 평균 바이오 가스 발생량은 26,450 Nm3/day, 이중 CH4 함량은 63.83%로 측정되었다. VS당 바이오 가스 및 CH4 발생량은 0.77 Nm3-biogas/kg-VS, 0.49 Nm3-CH4/kg-VS로 측정되었으며, VS/TS 비는 중간 저장조, 혐기성 소화조, 안정화조에서 각각 87.0%, 72.5%, 62.5%로 나타났다. 이와 같은 결과를 기반으로, 바이오 에너지화 시설 내 혐기성 소화조 및 안정화조에서 메탄생성세균이 활발하게 성장하고 있어 소화조 효율이 높은 것으로 판단되었다.

최근 제주지역에서의 폐기물관리문제가 가장 심각한 지역현안중 하나로 부각되고 있다. 제주지역 내에서 폐기물관리에서 부각되고 있는 대표적 사안들은 페기물 배출량의 급격한 증가, 빨라지는 매립장 만적현상 등으로 나타나고 있다. 사업장폐기물 발생의 지속적 증가로 인해 야기되는 폐기물 매립장의 조기 만적 문제를 해결하기 위해서는 효율적 폐기물 관리정책이 긴요하다고 판단되어 지는 시점이다. 본 연구에서는 제주특별자치도내에서 배출되는 폐기물의 배출 특성과 전국평균치와 제주도간 폐기물 발생현황을 비교한다. 또한, 두 행정시인 제주시와 서귀포시에서 배출되는 사업장폐기물을 중심으로 폐기물 배출량과 처리량에 대한 현황분석과 이를 통한 효율적 폐기물 관리방안에 대한 논의를 한다. 폐기물관리의 효율성은 공공부문의 노력과 민간부문과의 협업을 통해 높아질 수 있다. 공공부문측면에서 볼 때 해당 지자체 공무원들로 하여금 강력하고 효과적인 폐기물감축을 위해 폐기물 배출자에 대한 관리와 가이드라인 제시를 할 수 있는 실재적 권한을 부여해야 할 필요성이 있다. 민간부문과의 협업측면에서는 폐기물총량제의 일환인 폐기물 매립권 거래제(Landfill Trade)를 생각해 볼 수 있다. 다시 말해, 시장 기구를 통해 가격으로 하여금 일정수준이상을 넘어서는 매립의 초과수요를 해소 할 수 있도록 하여 폐기물매립에 대한 최적의 효율을 달성 할 수 있도록 하는 것이다.

Since 2005 the landfilling of food waste has been prohibited, and many recycling facilities (private, domestic, animalfeed conversion, public composting) have been constructed and operated as waste-treatment centers. However, due to the negative attitude of users on the domestic animal feed and compost produced from food waste, the byproducts of waste have created a vicious cycle, needing treatment themselves. In addition, the London Convention prohibited the discharge of organic waste such as sewage sludge into the ocean in 2012 and of food-waste leachate in 2013. An alternative to landfilling and incineration is to treat biomass with anaerobic digestion. However, the anaerobic-digestion efficiency of the Daejeon City bioenergy facility, which has adopted a mixed digestion process of food waste and food waste leachate, has not been reproduced in other municipalities due to a misunderstanding of anaerobic digestion and a lack of operating skill. Thus, the anaerobic-digestion efficiency of the bioenergy facility in Deajeon is analyzed, and it provides basic information for the anaerobic co-digestion of organic wastes.

The energy efficiency of gas turbine using LNG as a fuel has reached to less than about 40% even for the H class gas turbine. To increase the energy efficiency, in theoretical analysis, the maximum value of fuel efficiency can be obtained via the equally large value of the mixing rate and reaction rate in the harmonic-mean type overall reaction rate expression. Even if the delayed mixing rate can be overcome successfully by the strategy of the practically proved lean-burn method, however, the critical problem caused by the retarded reaction rate caused by the excess air has to be solved in order to make any breakthrough of the engine or gas turbine fuel efficiency. To do this, a series of systematic numerical calculation has been made for the evaluation of the lean-burn CH4 flame feature with the addition of small amount of H2 or HHO (H2+1/2O2, water electrolysis gas). To maintain lean burn state, the flow rate of methane was greatly reduced less than 50% of the standard flow rate. The addition of HHO or H2 heating value has increased steadily from 5, 10 and up to 20% of the 100% CH4 flow rate. And investigation of flame characteristics such as peak flame temperature and its location together with the temperature profile has been made through numerical calculation for a gas turbine combustor. For the standard case of 100% CH4 injection, the flame temperature profile was observed to increase steadily from the primary combustor region to gas turbine inlet. This is exactly corresponds to the temperature profile appeared in a heating process with constant pressure assumption in a typical Brayton cycle. However, for the case of co-burning with H2 or HHO with only 40 and 50% CH4 injection, the peak flame temperature appears near the upstream primary region and decreases significantly along the downstream toward turbine inlet. A detailed discussion further has been made for the flame characteristics with the change of added fuel amount and its type. In summary, the addition of the H2 and HHO gas with the reduced amount of the CH4 flow rate results in quite different temperature profile expected from the standard Brayton cycle. Further this kind of flame feature suggests the possibility of high fuel efficiency together with the reduction of the metallurgical thermal damage of the turbine blade due to the decreased gas temperature near turbine inlet.

In the past, the role of incineration facilities was mainly to reduce waste and stabilize disposed material. However, as a key aspect of waste management policy, the concept of “waste Minimization and sustainable resource circulation society” has become an issue, and the effective use of waste has been emphasized. As a result, to promote the recycling of wastes from January 1, 2018, the Framework Act on Resource Circulation has been implemented. In this study, estimation factors that can affect the increase of energy recovery are selected by reviewing the estimation method of industrial waste incineration facilities having a separate boiler; moreover, the effect of calculation factors on energy recovery was quantitatively evaluated. According to this study, when the heat loss, condensate temperature, and power consumption decrease by 10%, the energy recovery of the target facilities increase by 0.4% (0.22 ~ 0.63%), 1.09% (0.57 ~ 1.32%), and 1.16% (0.52 ~ 2.13%) on an average.

The amount of sewage sludge that is emitted is gradually increasing every year. However, since 2012, because of the London Protocol, the oceanic dumping of sewage sludge has been prohibited. Therefore, for recycling organic waste, either the ground disposal method has to be used or technological solutions that develop energy from such waste have to be identified. Heat is generated when the sewage sludge has decomposed by aerobic microbes. In this study, to dehydrate sewage sludge, heat was applied and the drying efficiency was evaluated according to the air flow rate (AFR) and the proportional mixing of the returned sludge. For the experiments, returned sludge that was dried to 40% moisture content was used; consequently, the highest temperature was obtained when the moisture content was 30% and, for maintaining aerobic conditions, the optimal AFR was 200 ml/min·kg. During biodrying for 14 days, the highest temperature of reactor was 46℃, which was maintained at higher than 40℃ for 5-7 days; moreover, 18.8% of moisture was eliminated. These results show that using biodrying for treating sewage sludge has economic potential compared to hot-air drying; moreover, with additional treatment, biodrying can be one of the methods for producing Bio Solid Refuse Fuel (Bio-SRF).

본 논문에서는 시간에 따라 연속적으로 변하는 3 × 3 행렬의 회전 성분을 효율적으로 추출하는 실용적인 방법을 제안한다. 이는 물리기반 동적 변형을 위하여 널리 사용되는 공회전 유한요소법이나 형상 맞춤 변형에서 매우 중요한 기술이다. 최근 극분해를 사용하는 시간 독립적인기존 방법들과 달리 회전행렬 추출을 물리적으로 공식화한 후, 점진적 회전 표현법을 이용하는반복법이 제안되었다. 본 논문에서는 점진적 회전 벡터의 최대 회전각을 π/2 이내로 제한함으로써 반복 횟수를 줄이는 최적화 기법을 개발한다. 사실적인 동적 변형 시뮬레이션에서는 충분히 작은 시간 간격을 사용하기 때문에 이러한 제한은 실용적으로 문제가 되지 않는다. 다양한실험을 통해 제안된 방법의 효율성 및 실용성을 보인다.

The paper aims to estimate efficiency of watermelon by using a bootstrapping approach to generating efficiency estimates through Monte Carlo simulation resampling process. We use the input-output data for watermelon 107 farmers. The main results are as follows. The estimates of efficiency depends on the methodology. The estimates of general DEA is greater than the bootstrapping method. The technical efficiency and pure technical efficiency measure of watermelon is 0.72, 0.82 respectively. However the bias-corrected estimates are less than those of DEA. We know that the DEA estimator is an upward biased estimator. According to these results, the DEA bootstrapping model used here provides bias-corrected and confidence intervals for the point estimates, it is more preferable.

In this study, the International Maritime Organization (IMO)’s guideline MEPC. 277 (64) was developed and evaluated for the removal efficiency of T-N in a SBR and MBR combined process. This combined process of resized equipment based on large capacity water treatment device for a protection of marine aquatic life. In this experiment, T-N concentration of influent and effluent was measured through with the artificial wastewater. The SBR reactor operation time was varied according to the C : N : P ratios so that different conditions for mixing and aeration period in mins (90 : 60, 80 : 40, 70 : 50) and two C: N: P ratios (10 : 5 : 3, 10 : 3 : 1) were used. During experiment in the reactor’s aeration and anoxic tank DO concentrations were 3 mg/L and 0.2 mg/L respectively. Furthermore, in the reactor MLSS concentration was 2000 mg/L and flowrate was 2 L/hr. Experiment results showed that C : N : P, 10 : 3 : 1 ratio with 90 mins mixing and 60 mins aeration maximized removal efficiency at 97.3% T-N as compared to other conditions. The application of the SBR and MBR combined process showed efficient results.