High-pressure membrane system like nanofiltration(NF) and reverse osmosis(RO) was investigated as a part of water treatment processes to produce high quality potable water with low organic matter concentration through membrane module tests and design simulation. River water and sand filtration permeate in Busan D water treatment plant were selected as feed water, and NE4040-90 and RE4040-Fen(Toray Chemical Korea) were used as NF and RO membranes, respectively. Total organic carbon(TOC) concentrations of NF and RO permeates were mostly below 0.5 mg/l and the average TOC removal rates of NF and RO membranes were 93.99% and 94.28%, respectively, which means NF used in this study is competitive with RO in terms of organic matter removal ability. Different from ions rejection tendency, the TOC removal rate increases at higher recovery rates, which is because the portion of higher molecular weight materials in the concentrated raw water with increasing recovery rate increases. Discharge of NF/RO concentrates to rivers may not be acceptable because the increased TDS concentration of the concentrates can harm the river eco-system. Thus, the idea of using NF/RO concentrate as the raw water for industrial water production was introduced. The design simulation results with feed water and membranes used in this work reveal that the raw water guideline can be satisfied if the recovery rate of NF/RO system is designed below 80%.

In this study, the explosion processes of the battery according to by heating was identified using complex sensors including temperature, infrared (IR), visible, and ultraviolet (UV) sensors. A safe chamber was prepared for the explosion of the batteries according to heating. In order to detect signals from the battery during heating, complex sensors including temperature, IR, visible, and UV sensors were used inside the safe chamber. The heating was increased from room temperature to 165℃ at 10℃/min and then, kept 165℃. During the heating was kept at 165℃, the battery was exploded and a temperature was increased up to 380℃ abruptly due to explosion of the battery. Before the battery was exploded, the signals of the sensors were not detected. However, during explosion of the battery, the signals of IR, visible, and UV sensors were strongly detected. By analyzing various signals of the these sensors, the explosion of the battery according to heating was investigated.

In this study, it is estimated that ceramic membrane process which can operate stably in harsh conditions replacing existing organic membrane connected with coagulation, sedimentation etc. . Jar-test was conducted by using artificial raw water containing kaolin and humic acid. It was observed that coagulant (A-PAC, 10.6%) 4mg/l is the optimal dose. As a results of evaluation of membrane single filtration process (A), coagulation-membrane filtration process (B) and coagulation-sedimentation-membrane filtration process (C), TMP variation is stable regardless of in Flux 2 m3/m2･day. But in Flux 5 m3/m2･day, it show change of 1-89.3 kpa by process. TMP of process (B) and (C) is increased 11.8, 0.6 kpa each. But, the (A) showed the greatest change of TMP. When evaluate (A) and (C) in Flux 10 m3/m2･day, TMP of (A) stopped operation being exceeded 120 kpa in 20 minutes. On the other hand, TMP of (C) is increased only 3 kpa in 120 minutes. Through this, membrane filtration process can be operated stably by using the linkage between the pretreatment process and the ceramic membrane filtration process. Turbidity of treated water remained under 0.1 NTU regardless of flux condition and DOC and UV254 showed a removal rate of 65-85%, 95% more each at process connected with pretreatment. Physical cleaning was carried out using water and air of 500kpa to show the recovery of pollutants formed on membrane surface by filtration. In (A) process, TMP has increased rapidly and decreased the recovery by physical cleaning as the flux rises. This means that contamination on membrane surface is irreversible fouling difficult to recover by using physical cleaning. Process (B) and (C) are observed high recovery rate of 60% more in high flux and especially recovery rate of process (B) is the highest at 95.8%. This can be judged that the coagulation flocs in the raw water formed cake layer with irreversible fouling and are favorable to physical cleaning. As a result of estimation, observe that ceramic membrane filtration connected with pretreatment improves efficiency of filtration and recovery rate of physical cleaning. And ceramic membrane which is possible to operate in the higher flux than organic membrane can be reduce the area of water purification facilities and secure a stable quantity of water by connecting the ceramic membrane with pretreatment process.

사용후핵연료의 파이로처리기술에 대한 국내외 특허동향을 분석하였다. 1975-2009년에 걸쳐 한국, 미국, 일 본 및 유럽연합에서 출원된 특허에 대하여 출원국별, 출원인별, 연도별 및 세부기술분야별로 구분하여 그 내 용을 비교함으로써 파이로처리기술 개발 현황을 분석하였다. 그리고 주요 출원인의 세부기술별 특허활동지수 로부터 특정분야의 기술개발 편중도, 분석대상 특허의 피인용횟수와 패밀리수로부터 각국의 기술 경쟁력을 조사하였다. 또 장차 파이로처리기술의 실용화에 대비하여 필수 요소기술들을 도출하고 그에 대한 현기술 수 준과 기술개발동향 등을 파악하였다.

본 연구에서는 복합재료 원통쉘의 정적 구조해석 결과를 신경회로망에 적용하여 원통쉘에 가해진 하중특성을 추론하였다. 신경회로망 알고리즘은 역전파 학습법의 학습율이 가변적으로 조정될 수 있도록 프로그램을 개발하였으며, 입력패턴은 원통쉘에 하중이 가해졌을 때, 원통쉘의 측면에서 발생하는 9지점의 변형률을 이용하였다 출력층은 가해진 하중특성으로 설정하였으며, 학습결과 원통쉘의 하중특성 추론 학습에 성공하였다. 은닉층의 층수를 1층에서 3층까지 학습결과를 비교분석하였으며, 하중특성은 0.5% 이내로 추론이 가능해졌다. 본 연구 결과 신경회로망을 이용한 복합재료 원통쉘의 역공학이 가능해졌다.

In this study, to investigate an optimal configuration method for the modeling system, we performed an optimization experiment by controlling the types of compilers and libraries, and the number of CPU cores because it was important to provide reliable model data very quickly for the national air quality forecast. We were made up the optimization experiment of twelve according to compilers (PGI and Intel), MPIs (mvapich-2.0, mvapich-2.2, and mpich-3.2) and NetCDF (NetCDF-3.6.3 and NetCDF-4.1.3) and performed wall clock time measurement for the WRF and CMAQ models based on the built computing resources. In the result of the experiment according to the compiler and library type, the performance of the WRF (30 min 30 s) and CMAQ (47 min 22 s) was best when the combination of Intel complier, mavapich-2.0, and NetCDF-3.6.3 was applied. Additionally, in a result of optimization by the number of CPU cores, the WRF model was best performed with 140 cores (five calculation servers), and the CMAQ model with 120 cores ( five calculation servers). While the WRF model demonstrated obvious differences depending on the number of CPU cores rather than the types of compilers and libraries, CMAQ model demonstrated the biggest differences on the combination of compilers and libraries.

고도산화공정(Advanced Oxidation Process, AOP) 중 하나인 펜톤 산화법은 과산화수소(H2O2)와 2가철 이온(Fe2+)이 반응하여 OH 라디칼을 생성함으로써 OH 라디칼의 강한 산화력으로 유기물을 분해하는 방법이다. 펜톤 산화는 다양한 유기물과의 높은 반응성을 지닌다는 점과 생물학적으로 분해가 어려운 물질을 산화･분해시켜 생물학적 처리가 가능하도록 한다는 등의 장점을 지니고 있다. 그러나 펜톤 산화는 유기물과의 반응 후 펜톤 슬러지를 부산물로 다량 생성하기 때문에 발생된 슬러지를 처리하는 공정이 추가적으로 요구된다. 또한, 펜톤 슬러지는 원수에 따라 다량의 난분해성 물질과 철염 등을 함유하고 있기 때문에 처리하는 방법이 까다롭다. 펜톤 슬러지는 주로 매립으로 처리하였으나 매립지 크기의 한계 및 수명 단축, 비싼 처리비용 등의 문제가 뒤따르기 때문에 이에 대한 대책이 필요한 실정이다. 이러한 펜톤 슬러지를 처리하고자 다양한 연구가 진행되고 있다. 그 중 펜톤 슬러지를 촉매, 응집제 등으로 재이용하는 연구가 각광받고 있다. 한 연구는 펜톤 슬러지를 산에 용해하여 그대로 펜톤 산화 공정에 사용하는 방법과 산에 용해하여 환원을 거친 후 펜톤 산화 공정에 사용하는 방법을 비교하였다. 재생 횟수를 고려했을 때 환원을 거친 펜톤 슬러지가 효율적인 촉매 역할을 한다고 나타났다. 또한, 대부분의 펜톤 슬러지 환원은 철편을 사용한 것으로 나타났다. 그러나 철편을 사용할 경우, 기존 펜톤 슬러지가 가지고 있는 총 철의 농도에 영향을 미칠 뿐만 아니라 회수하는 것 또한 어려움이 있다. 본 연구는 환원제를 사용하여 펜톤 슬러지 내 철 이온을 전환함으로서 펜톤 산화용 철 촉매로 재이용하고자 하는 기초연구이다. 본 연구에서는 다양한 황 계통의 환원제를 사용하여 펜톤 슬러지 내 철 이온 형태를 Fe3+에서 Fe2+로 전환하고 각각의 환원제 별로 철 이온 전환 정도를 비교하여 최적의 환원제를 찾고자 하였다. 본 연구에서 사용한 환원제는 Sodium sulfite (Na2SO3), Potassium sulfite (K2SO3), Sodium bisulfite (NaHSO3)로 총 3가지이다. 본 연구는 ‘D’ 산업용수센터에서 발생하는 RO 농축폐수를 펜톤 산화로 처리한 후 부산물로 생성되는 펜톤 슬러지를 대상으로 실시하였다. 펜톤 슬러지는 황산을 사용하여 용해액 상태로 전환하여 실험에 사용하였다. 슬러지 용해액 1 L를 기준으로 각각의 환원제를 0.5 g씩 투입 후, 2 시간까지의 철 이온 농도 변화를 살펴보았다.

고도산화공정(Advanced Oxidation Process, AOP) 중 하나인 펜톤 산화법은 과산화수소(H2O2)와 2가철 이온(Fe2+)이 반응하여 OH 라디칼을 생성함으로써, OH 라디칼의 강한 산화력으로 유기물을 분해하는 방법이다(Kim et al., 2016). 펜톤 산화는 다양한 유기물과의 높은 반응성을 지닌다는 점과 생물학적으로 분해가 어려운 물질을 산화·분해시켜 생물학적 처리가 가능하도록 한다는 등의 장점을 지니고 있다(Lee et al., 2003, Sung et al., 2006). 그러나, 펜톤 산화는 유기물과의 반응 후 펜톤 슬러지를 부산물로 다량 생성하기 때문에 발생된 슬러지를 처리하는 공정이 추가적으로 요구된다. 또한, 펜톤 슬러지는 다량의 난분해성 물질과 철염 등을 함유하고 있기 때문에 처리하는 방법이 까다롭다. 펜톤 슬러지는 주로 ‘매립’으로 처리하고 있으나 매립지 크기의 한계 및 수명 단축, 비싼 처리비용 등의 문제가 뒤따르기 때문에 이에 대한 대책이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 펜톤 슬러지를 처리하는 방안으로 펜톤 산화용 철 촉매로의 재이용을 제안하였고, 크게 슬러지 용해, 슬러지 내 철 이온 전환, 철 촉매 실사용 단계로 나눠 연구를 진행하였다. 본 연구는 ‘D’ 산업용수센터에서 발생하는 RO 농축폐수를 펜톤 산화법으로 처리한 후 발생하는 펜톤 슬러지를 대상으로 실시하였다. 반고체 형태의 펜톤 슬러지에 산(acid)을 가하면 용해액 상태로 바뀌는데 이는 펜톤 슬러지 사용을 용이하게 만든다. 이에 pH, 반응시간 등의 실험 인자를 바꿔가며 슬러지 용해 최적조건을 찾고자 하였다. 한편, 펜톤 슬러지를 펜톤 산화용 철 촉매로 재이용하기 위해서는 용해된 펜톤 슬러지 내 철 형태가 2가철 이온으로 존재하는 것이 유리하다. 용해된 펜톤 슬러지 내 철 이온은 대부분 3가철 형태로 존재하는데 Zn, Cd, Cu 등의 금속, 요오드산, 철편 등의 환원제를 투입함으로써 3가철을 2가철 이온으로 환원할 수 있다. 본 연구에서는 영가철을 환원제로 사용하여 용해된 슬러지 내 철 이온을 2가철 이온으로 환원하였다. 용해된 펜톤 슬러지에 영가철을 투입하였고 pH, 반응시간, 영가철 투입량 등 반응 인자를 바꿔가며 펜톤 슬러지 내 2가철 이온 전환의 최적조건을 찾고자 하였다. 두 단계를 거쳐 생성된 펜톤 슬러지 기반의 철 촉매는 실제 RO 농축폐수를 펜톤 산화로 처리할 때 펜톤 산화 시약으로 사용하였으며, 실제 펜톤 산화에서 사용하는 2가철 촉매(FeSO4)와 비교하여 펜톤슬러지 기반의 철 촉매의 효율성을 평가하였다.

일본형 수도, 통일형 수도 및 통일형 수도의 교배친 등을 공시하여 이의 종근으로부터 근단을 1cm로 절취한 분리근을 천전 등의 개량배지 를 기본으로 하여 pH, 당농도, Casamino acid 농도 등을 달리한 oq지에 무균배양한 분리근의 생장 튿성을 비교하였던 바 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 분리근의 근장은 27℃ 구에서는 일본형품종과 다수형 품종간에 별차이는 없었으나 30℃ 구에서는 일본형 수도에 비교해서 통일형 품종의 신장이 현저히 양호하였다. 2. 분리근의 건물중은 27℃ 구 및 30℃ 구 공히 일본형 품종에 비교해서 통일형 품종이 현저하게 무거운 것으로 인정되었다. 3. 일본형 품종과 통일형 품종간에 나타난 분리근의 건물중 차이는 주로 측근발육의 양부에 따른 것으로 특히 2~3cm길이의 특근수에 차이가 인정되었다. 4. Casamino acid 반응에서 일본형 품종은 주근 및 측근의 생장이 0.2%구에서 양호하였으나, 통일형 품종에서는 대부분의 품종이 주근의 신장은 Casamino acid 무처리구에서 측근의 생장은 0.2%구에서 매우 양호하였다. 5. 분리근의 생장은 배지의 pH, 당농도 및 Casamino acid 농도 등을 달리한 경우에 있어서도 통일형 품종이 일본형 품종보다 양호하였다. 6. 통일형 품종의 교배친중 인도별 품종과 일본형 품종에 있어서 전자는 후자보다 분리근의 생장이 양호하였을 뿐만 아니라 Casamino acid반응이 통일형 품종과 거의 같은 경향인 것으로 나타났다.