전기화학적 처리를 통해 합성폐수 내의 질산성 질소, 인을 제거하는 새로운 폐수처리 공정 시스템 개발을 위한 연구를 수행하였다. 전류밀도에 따른 제거율은 전류밀도가 높아질수록 질산성 질소의 높은 제거효율을 얻었고, 전극 스위칭시간에 따른 N03-제거율은 스위칭 간격이 1 min일 때 높은 질산성 질소 제거효율을 얻었다. 전류밀도에 따른 총인 제거율은 전류밀도와 간격의 변화에 크게 영향을 받지 않으면서 90%이상 처리되는 것으로 나타났고, 스위칭시간(1 min간격)의 증가에 따른 총인 제거율은 증가 한 것으로 나타났다. 반면 COD의 경우는 전기화학적 처리를 통해서는 처리되지 않는 것으로 나타났으며 오히려 전극이 용출되면서 증가하는 결과를 얻었다. 또한, 전극의 소모율은 스위칭 간격이 짧을수록 적은 것으로 나타났다. 최종적으로 전기화학적 처리(전류밀도 50 mA/cm2, 스위칭 간격 1 min, 유량 540 mL/min)를 통해 질소 98.1%, 인 90% 이상의 제거 효율을 얻을 수 있었다.

질산성 질소는 수용액에서 상당히 안정하게 존재하기 때문에 제거하는 데에 있어 상당한 기술 이 요구된다. 또한 저 농도의 질산성 질소는 쉽게 제거되는 반면 고농도 질산성 질소는 제거하기가 힘들 다. 따라서 본 연구에서는 직경 3mm 정도의 아연 ball을 이용하여 고농도의 질산성 질소를 기체 질소의 형태로 제거하는 것을 목적으로 하였고, 다양한 반응조건에서 질산성 질소의 제거 특성을 실험하였다. 본 연구의 결과로 아연 ball을 사용하여 연속식 처리를 통한 질산성 질소의 처리효율은 약 80%정도 되었다. 하지만 폐수를 수소이온농도 2 정도의 산성 분위기로 유지시켜야하고 처리된 폐수를 중화 처리하여 방류 시켜야하는 등의 문제점은 상존하고 있다.

합성폐수 내의 유기물(COD), 질산성 질소, 인산이온을 제거하기 위한 폐수처리 시스템 개 발을 위한 연구를 수행하였다. 먼저 COD는 HClO의 산화 반응에 의해 거의 100 % 제거되었으며 전기 화학적 처리에 의해 질산성 질소가 암모니아성 질소로 환원되지만, 암모니아성 질소는 HClO 처리에 의 해 질산성 질소로 재 산화 되었다. 암모니아성 질소는 가열 증발 처리에 의하여 거의 100% 제거 되었 으며 HClO 처리를 하여도 재 산화되는 암모니아성 질소는 나타나지 않았다. 인산 이온은 pH에 따라 금속 착염을 형성함으로써 침전 처리에 의해 제거할 수 있었으며 전기화학적 처리와 HClO 처리를 통 하여 COD 99.5 % 이상, 질소 97.3 %, 인 91.5 %의 제거 효율을 얻을 수 있었다.

본 연구는 강산 분위기에서 아연의 산화 환원 반응을 통한 폐수 중 질산성 질소 제거에 관한 연구이다. 폐수에 황산(H2SO4)을 첨가하여 강산 분위기를 조성한 다음, 아연과 설파믹산을 넣어주게 되면 금속 아연이 산화되고, 이온화된 질산성 질소가 환원 처리되어 제거되는 연구이다. 산화 반응은 강산 분 위기일수록 반응이 잘 일어나기 때문에 pH 2.0~4.0 범위 중 pH 2.0에서 제거효율이 높았다. 설파믹산을 첨가함으로써 질산 이온을 최종 질소가스로 환원시켜 제거하는 것이 설파믹산이 존재하지 않을 때보다 H+ 이온 소모량이 적기 때문에 설파믹산을 투입하는 것이 유리하였다. 같은 아연 양에 따라 설파믹산을 넣지 않은 것은 질산성 질소가 46.0% 제거되는 반면, 설파믹산을 넣게 되면 질산성 질소가 93.0% 제거 된다. 본 실험에서 아연은 입자가 분말 형태로 제조되어 반응성이 다른 일반 아연 금속보다 크기 때문에 반응 후 1분 만에 제거 효율이 약 80.0% 로 매우 높게 나타났다.

본 연구는 응집제로 calcium alginate를 이용한 질산성 질소 처리에 관한 연구이다. 질산성 질소를 제거하기 위한 방법으로는 역삼투법, 이온교환수지법, 전기투석법, 생물학적 방법 등이 있지만 본 연구에서는 응집 침전시키는 방법으로서 질산성 질소를 처리하고자 하였다. 응집제로 이용한 calcium alginate가 킬레이트 결합을 형성하여 질산성 질소를 응집 침전시킬 것으로 예상하고, 응집제의 성분, 응집 반응시간, 응집제의 몰비, 응집제의 주입율에 따라 질산성 질소가 제거되는 경향을 보았다. 또한 FE-SEM과 EDS(Energy Dispersive X-Ray Spectrometer)를 통하여 응집반응 후 침전물의 구조 및 구성성분비를 분석함으로써 질산성 질소가 Calcium-nitro-alginate 형태로 제거되는지를 확인하였다. 그 결과 반응시간은 60분, 응집제의 몰비는 1:1일 때, 응집제의 주입율은 합성폐수의 2 %일 때 질산성 질소의 제거율이 최대 56.7 %로 나타났다.

본 연구는 구리 아연 금속합금의 산화 환원 반응과 합성 알루미늄 실리케이트의 흡착 반응을 이용한 폐수 중 중금속 처리에 관한 연구이다. 극세사 형태로 제조된 구리 아연 금속합금이 수용액 중에 서 산화 환원반응에 의해 아연보다 이온화 경향이 작은 중금속은 환원 처리되고, 이온화 된 아연 및 미 반응 중금속은 흡착 처리하여 제거하는 연구이다. 극세사 형태로 제조된 금속합금 물질은 표면적이 커서 1회 처리만으로도 반응 평형에 도달하게 하여 효율이 높은 것으로 나타났다. 크롬(Cr+3)은 redox 반응 1 회 처리만으로도 100.0 % 제거 되었으며, 수은은 98.0 %, 주석 92.0 %, 구리는 91.4 % 정도 제거되었 다. 카드뮴, 니켈, 납도 각각 40.0 %, 50.0 %, 58.0 %가 제거 되었다. 크롬(Cr+3)은 아연과 이온화 경향 차이가 거의 없지만 제거 효율이 높은 것으로 나타났는데 이는 3가 크롬은 이온 상태로 존재하면 redox 반응에서 발생한 OH- 이온과 결합하여 수산화물 침전을 형성하는 것으로 판단된다. Redox 반응 후 증 가한 아연 및 미반응 중금속 농도를 알루미늄실리케이트를 1회 통과하여 거의 100.0 % 제거할 수 있었 다. 이는 합성 알루미늄 실리케이트의 비표면적이 크고 금속 이온의 흡착능력이 우수한 것으로 나타났으 며, 반응 후 알루미늄 이온은 증가하지 않는 것으로 보아 이온 교환이 아닌 흡착으로 아연 및 중금속 이 온들을 제거할 수 있는 것으로 나타났다.

IMO에서 규제중인 선박평형수의 처리기술은 현재 대부분 화학적 처리법 및 전기적인 처리방 법을 주로 이용하고 있는데 이러한 방법들은 2차오염의 위험을 가지고 있으며 이를 방지하기 위하여 추 가적인 장치가 필요하다. 본 연구에서는 전단력을 활용한 물리적인 방법을 이용하여 2차 오염 없이 선 박평형수를 처리하는 방법을 연구하였다. 균일장치의 원리를 이용하여 전단응력으로 균을 파쇄시키는 원 리인데, 내부 실린더와 외부 실린더의 표면이 매끄러운 경우에는 미끄럼 현상이 나타나 효율적인 살균 효과를 얻기가 어려워서 전단응력의 크기를 변화시키는 다양한 요인 가운데 표면의 모양을 다르게 하여 두 가지 type의 장치에 대한 살균 성능을 비교하였다. 기본 장치는 cylinder type이나, 내부 실린더와 외 부 실린더에 일정 간격과 깊이로 홈을 파낸 groove type과 멸균성능을 비교하였다. 그 결과 미끄럼을 방지한 groove type에서 cylinder type보다 우수한 결과를 나타내었다.

The purpose of this study is to treat the ballast water by shear stress without an environmental pollution and to find out the optimal treatment conditions. The ballast water problem is issued up as the trade activated and the cargos mobilized. To improve this problem, International Marine Organization(IMO) make the rule about the ballast water treatment with specific restrictions. Although many countries have been studying about the ballast water treatment technology, there is almost no technology that can treat the microorganisms under 50μm withoutany secondary pollution. In this study, we tried to treat ballast water by applying shear stress as the physical treatment for the sterilization and tried to find out the optimal conditions including the 100% sterilizing rate and the best economic condition.

본 연구는 175 mm 포탄추진체로부터 nitrocellulose의 친 환경적 분리에 관한 연구이다. 현재 국내외적으로 폐 탄약의 보유량은 점점 증가되고 있는 추세이며 부분적으로 비군사화가 시행되고 있으나 여전히 누적되고 있는 실정이다. 기존의 소각, 기폭 등의 재래식 방법은 소음, 분진, 진동을 동반한 오염물질 누출로 대기 및 토양오염을 초래하므로 제한을 받고 있다. 따라서 비극성 용매를 이용하여 nitrocellulose를 녹여내고 과량의 물을 가하여, 용해도 차이를 이용하여 고 순도의 nitrocellulose를 고형성분으로 추출하고, 추출된 nitrocellulose와 실험실에서 합성된 nitrocellulose를 IR 및 TLC 법으로 비교분석하여 추출된 물질의 순도를 확인한 결과 거의 순수한 nitrocellulose를 추출해 낼 수 있었다.

본 연구는 통상 muntz metal로 불리는 구리와 아연의 합금 금속의 산화 환원 반응을 이용한 폐수 중 탈인 처리에 관한 연구이다. 연구를 위하여 200 ㎛ 두께의 극세사 형태로 제조된 구리 아연 금 속합금이 수용액 중에서 산화 환원 반응 작용으로 인하여 발생하는 OH radical을 이용하여 금속과 phosphate의 공침 반응에 의해 탈인 처리되는 원리를 이용한 인 처리법에 관한 연구이다. 인 제거 효율은 장시간의 순환 처리보다는 1회 처리에서 가장 제거 효율이 높았으며, 1시간 이후의 순환처리에서는 더 이 상의 제거효율을 보이지 않았다. 이는 금속합금 물질은 표면적이 넓어서 1회 처리만으로도 수용액의 pH 를 평형에 도달하게 하여 반응 효율이 높은 것으로 나타났다. 제조한 합성폐수의 pH 조건은 pH 5 에서 pH 9 사이이며, pH 8일 때 제거 효율이 가장 높았으며 pH 8 이상에서는 효율 증가를 보이지 않았다. 이때 인산염은 H2PO4 -, HPO4 2-의 형태로 가장 많이 존재하는 것으로 조사되었으며, 온도에 따른 인 제 거는 온도만의 영향이 아닌 타 영향인자와의 관계를 고려해야 하며 본 연구에서는 온도가 낮을수록 높은 인 제거 효율을 보였다.

본 연구는 압연공정에서 발생하는 폐수 중에 함유되어있는 난분해성 COD 물질을 80μm 두께의 극세사 형태로 제조된 Cu-Zn 금속합금의 산화 작용으로 인하여 발생하는 OH 라디칼을 이용하여 처리하는 방법에 관한 기초 연구이다. OH 라디칼은 유기화합물(RH) 속에 포함된 수소를 수소추출반응(H Abstraction) 또는 탄소와 탄소(C-C)의 불포화 결합에 첨가됨으로써 빠르고 비 선택적인 반응을 수행하는 것으로 알려진 것처럼 난 분해성 유기화합물의 처리에 효과적인 것으로 나타났다. 금속합금 반응 물질은 극세사 형태로 표면적이 넓어서 1회 처리만으로도 수용액의 pH를 평형에 도달하게 하여서 반응 효율성이 높은 것으로 나타났다. COD처리 효율은 중성 pH에 가까운 pH 7, pH 6에서 최고치를 보였으며 산성분위기인 pH 5이하 및 알칼리성 분위기인 pH 8이상에서는 낮은 효율을 보였다. 실제 압연 폐수의 응집 침전을 이용한 COD 처리에서도 redox 반응장치의 유무에 따라 2배 이상의 처리효율의 차이를 보였다.

본 연구에서는 무격막식 전기분해 처리된 해수를 산화제로하는 NO 산화반응의 특성에 대해 실험적으로 살펴보았다. 폐순환 정전류 전기분해 시스템을 통해전해 시간이 길어질수록 전해수의 유효 염소농도와 온도, 염소산 이온의 비율이 증가함을 확인하였다. 전해수가 채워진 버블링 반응기에서 전해수의 유효염소농도와 온도에 비례하여 NO2로 산화되는 NO의 양이 증가하였다. 또한 산화되어 생성된 NO2는 전해수에 용해되어 HNO3- 이온으로 존재함을 확인하였다.

수침목재유물은 해저, 호저, 저습지등에서 발견되며 물속에서 외부로 아무런 조치 없이 나오게 되면 수축과 변형을 일으키게 된다. 따라서 보존처리는 목재내부의 물을 화학약품과 치환하고 강도와 치수의 안정화를 이루는 것이다. 이중 EDTA와 PEG는 수침목재유물 보존처리에 가장 많이 사용되는 약품중 하나이다. EDTA는 발굴출토된 목재의 흑화현상의 원인인 타닌산제2철에서 Fe-EDTA의 형태로 흑화현상을 제거한다. 보존처리 후 발생하는 폐 EDTA 용액으로부터 HCl을 첨가하여 Fe-EDTA에서 Fe3+를 분리해 내고 강산성에서 EDTA가 석출되는 원리를 이용하여 EDTA의 침전물을 획득하여 재활용하였다. PEG는 수침목재유물의 강화처리에 사용되며 목재 내에서 추출되는 착색유기물에 의해 용액의 색이 검은색으로 변화하게 되며, 폐 PEG 용액을 H2O2를 이용한 산화작용으로 용액 내에 존재하는 착색유기물을 분해하고 색을 되돌려 재활용하였다.

The sterilization of strain and algae in sea water was studied to see the possibility to apply the redox reaction of metal alloy to meet the international marine organization(IMO) regulation, which was to regulate deballasting concentration of strain and algae above 99% of sterilization. Two different kinds of brass were heat treated at different temperature and cooled rapidly to conserve the specific character of β brass. Untreated Muntz metal showed the best result of antimicrobial rate in sea water, and 7:3 brass showed similar result to Muntz metal. Heavy metal elution rate was inversely proportional to the sterilization capability.

This study is focused on the channel design of bipolar plate in the electrode of hydrogen gas generator. The characteristics of hydrogen gas generation was studied in view of efficiency of hydrogen gas generation rate and a tendency of gas flow through the riv design of electrode. Since the flow rate and flow pattern of generated gas in the two phase flow system are the most crucial in determining the efficiency of hydrogen gas generator, we adopted the commercial analytical program of COMSOL MultiphysicsTM to calculate the theoretical flow rate of hydrogen gas from the outlet of gas generator and flow pattern of two phase fluid in the electrode. In this study, liquid electrolyte flows into the bipolar plate and decomposed into gas phase, two phase flow simulation is applied to measure the efficiency of hydrogen gas generation.

Nickel recovery method was studied by the wet process from the catalyst used in hydrogenation process. Nickel content in waste catalyst was about 16%. At the waste catalyst leaching system by the alkaline solution, selective leaching of nickel was possible by amine complex formation reaction from ammonia water and ammonium chloride mixed leachate. The best leaching condition of nickel from mixed leachate was acquired at the condition of pH 8. LIX65N as chelating solvent extractant was used to recover nickel from alkaline leachate. The purity of recovered nickel was higher than 99.5%, and the whole quantity of nickel was recovered from amine complex.

This study is focused on the channel design of bipolar plate in the electrode of hydrogen gas generator. The characteristics of hydrogen gas generation was studied in view of efficiency of hydrogen gas generation rate and a tendency of gas flow through the riv design of electrode. Since the flow rate of generated gas is the most crucial in determining the efficiency of hydrogen gas generator, we adopted the commercial analytical program of COMSOL MultiphysicsTM to calculate the theoretical flow rate of hydrogen gas from the outlet of gas generator.

Scale generation in the inside of a pipe IS restricted by reduction and oxidation(REDOX) reaction of alloyed metal of Cu-Zn. To measure the scale generating rate in the 1.67 mm of inside diameter of stainless steel tube, 300 ppm of CaCO3 solution is circulated in the REDOX reactor and stainless steel tube in the order. In the case of CaCO3 solution treated by REDOX reactor, flowing is maintained without plugging in the stainless steel tube, and the concentration of Cu and Zn in the circulating solution showed less than 1 ppm, which is equal to that of untreated by REDOX reactor. The crystal type of CaCO3 generated by crystalline nucleus of Cu or Zn, mostly showed aragonite type.

This study is focused on the modeling of two phase fluid flow system in the electrode of hydrogen gas generator. The characteristics of hydrogen gas generation was studied in view of efficiency of hydrogen gas generation rate and a tendency of gas flow through the riv of electrode. Since the flow rate of generated gas is the most crucial in determining the efficiency of hydrogen gas generator, we adopted the commercial analytical program of COMSOL MultiphysicsTM to calculate the theoretical flow rate of hydrogen gas from the outlet of gas generator.

This paper is a new method for prevent. The particulate scale. stero-microscope were used for the scale removal experiment to improve mineralogical characteristics and the reduction of scales in heat pipe. Generally, the scale in the heat pipe consists of calcium carbonate minerals, such as calcite and aragonite which are precipitated by the reaction of Ca and CO2 in the water. Copper alloy metal could eliminate the scale and prevent the production of scale in the heat pipe.