본 연구에서는 상용 폴리염화비닐을 개질하여 두 종류의 PVC 기반 이온교환용 고분자를 성공적으로 제조하였다. 이후 개질된 두 이온교환 고분자를 활용한 전기방사 공정과 열 압착 공정을 거쳐 2차원 계면(2D-PVC-BPM)과 3차원 접합부 (3D-PVC-BPM)를 갖는 바이폴라막(BPM)을 제조하였다. 제조된 3D-PVC-BPM은 2D-PVC-BPM에 비해 우수한 물 분해 효율 및 안정성을 보였다. 구체적으로, 300 mA cm-2의 고전류 밀도에서 3D-PVC-BPM은 2D-PVC-BPM가 나타낸 전위보다 4.4 V 낮은 8.05 V의 막 전위를 나타냈다. 더욱이, PVC 주쇄가 가진 내화학성 덕분에 3D-PVC-BPM은 가혹한 조건에서도 높은 화 학적 안정성을 보였고, 이는 4 M H2SO4 및 4 M NaOH 용액에 28일간 침지한 후 관측된 질량 손실이 각각 2.8%와 2.1%에 그친 것을 통해 입증되었다. 끝으로, 3차원 접합부가 3D-PVC-BPM에 맞물림(interlocking) 효과와 넓은 계면면적을 제공해준 덕분에 3D-PVC-BPM의 인장 강도는 36 MPa를 초과했고 신장률 또한 약 50%에 이르는 등 우수한 기계적 물성을 나타냈다.

Proper Orthogonal Decomposition (POD) is applied to analyze the coherent structure of three-dimensional cylinder wake flow. The flow field data, such as velocity and pressure as functions of time, was obtained by the incompressible CFD analysis. The resulting CFD data was then used to determine eigenvalues, POD modes, and time coefficients through POD process. The flow field was approximately reconstructed using some of lower POD modes. The three-dimensional field reconstructed using the low-order model was found to be in good agreement with the original. This verifies that low-dimensional modeling of complex flow fields is fully possible.

2021년 기준 4,339개소의 공공하수처리시설에서 발생하는 하수찌꺼기는 년간 4,271,110톤으로 하수처리장 신·증설 등으로 인해 매년 증가하고 있다. 하수찌꺼기 등 유기성폐자원의 처리를 위해서 퇴비화, 혐기성 소화, 열분해, 소각, 매립 등 다양한 방법이 적용되고 있다. 특히 혐기성 소화는 잔류고형물 저감, 자본비와 운영비 절감, 바이오에너지 생산 및 환경에 대한 영향 최소화 등의 장점을 지니고 있어 실행 가능한 방법 중의 하나로 간주되고 있다. 그러나 하수찌꺼기 등과 같이 고형물을 함유한 유기성폐자원의 혐기성 소화 시 가수분해 반응은 율속단계로 알려져 있다. 따라서 혐기성 소화 시 가수분해 효율을 증진하기 위하여 초음파, 마이크로웨이브, 화학적 전처리, 열가수분해 등의 방법이 적용되고 있다. 특히 열가수분해의 경우 지난 20년간 관련 연구가 꾸준히 이루어져 많은 수의 실 규모 시설이 현장에 적용되었다. 그럼에도 불구하고 높은 에너지 소비, 혐기성 소화 저해물질 생성 및 색도로 인한 자외선 소독 효율 저감 등으로 인해 아직도 관련 연구가 지속적으로 진행 중이다 따라서 본 논문에서는 하수찌꺼기의 안정화와 혐기성 소화조의 효율 향상을 위해 가용화 기술 중 대표적이고 상용화가 가장 많이 이루어진 열가수분해에 대해 고찰하고자 한다. 특히 하수처리시설에서 열가수분해와 혐기성 소화조를 연계 하는 경우 예상되는 문제점과 해결방안에 대한 제시를 통해 혐기성 소화조의 안정성 및 메탄 발생량 향상, 하수처리시설 찌꺼기의 효율적 저감 및 에너지 자립화에 기여하고자 한다.

This study investigated the behavior and environmental impact of expanded polystyrene (EPS) in a simulated marine environment, focusing on the effects of UV exposure. Through a series of controlled experiments, it was found that UV-induced weathering increased the formation of smaller EPS degradation products, leading to higher concentrations of dissolved organic carbon (DOC) in the seawater. Additionally, it was suggested that the assembly behavior of dissolved organic matter (DOM) contributed to the reduction of DOC levels over time. The EPS layer exhibited slightly higher DOC concentrations compared to the seawater, likely due to hydrophobic interactions that retained degradation products near the EPS. Analysis of the soil layer revealed that EPS particles and degradation products settled or adsorbed more extensively under UV conditions, indicating a greater risk of sediment contamination. Soil layer elution experiments further confirmed that EPS particles and their degradation products could migrate through soil pores, posing a potential contamination risk to other environments. UV exposure resulted in a twentyfold increase in DOC release from EPS compared to dark conditions. These findings highlight the persistent pollution potential of EPS in marine environments, especially under UV exposure, and emphasize the need for effective EPS waste management and further research into its environmental impacts.