In this study, the hydrogen sulfide removal performance of materials that can be used instead of NaOH was evaluated to reduce the amount of NaOH, a harmful substance used in chemical cleaning methods. Three alternative chemical agents were evaluated: commercially available chemical-based CB, enzyme-based EB, and natural substance-based NB. The hydrogen sulfide removal performance evaluation consisted of three lab tests: the EL608 method, a method using a bag, a method using a sensor and a chamber, and a field test conducted on a scrubber in operation in the actual field. As a result of evaluation by the EL608 Method, CB was 92.3% (±2.9%), EB 60.5% (±5.8%), and NB 88.3% (±3.6%), similar or somewhat similar to NaOH (5%) 99.8% (0.1%). In the evaluation of the hydrogen sulfide removal performance using Bag, the Michaelis-Menten coefficient was CB 4.30 and EB 5.30, lower than NaOH 6.60, and the affinity for hydrogen sulfide was evaluated to be stronger. Even in the method using the sensor and chamber, CB and EB showed similar hydrogen sulfide removal performance of NaOH, but NB showed low treatment performance. In the evaluation using the scrubber in the actual field, the treatment efficiency of CB and EB was higher than that of NaOH under all hydrogen sulfide inlet concentration conditions. If microorganisms grow on the packing material filled inside the scrubber, treatment efficiency may decrease. In order to prevent this phenomenon, the microbial growth inhibitory function of alternative materials was evaluated, and CB, EB, and NB were all superior to NaOH. As a result of this study, it was shown that CB and EB can replace NaOH because they have excellent performance in removing hydrogen sulfide and inhibiting microbial growth.

본 연구에서는 부산신항에서 스크러버를 장착한 선박이 세정수를 배출하였을 때 인근 해역에 미치는 영향을 검토하기 위해 확산예측을 수행하였다. 세정수에 포함된 용존무기탄소(DIC)의 농도를 통제한 채로 세정수의 pH 조건별로 해역에 미치는 영향을 대조기 와 소조기로 나누어 평가하였다. 선박 1대에서 24시간 동안 세정수를 배출할 때, pH가 최대 0.076, 0.083 감소하였다. DIC의 경우 0.561mg/L, 0.612mg/L 증가하였다. 부산신항에 수용가능한 선박수인 24대를 전부 가정하여 실험하였을 경우 pH는 0.200, 0.545 감소하였고, DIC는 1.464mg/L, 3.629mg/L 증가하였다. 일반적으로 스크러버가 세정수를 처리하였을 때 pH 6.1인 것을 감안하여 선박 1대에서 pH 6.1인 조건으 로 24시간 동안 세정수를 배출하는 경우 우리나라 연근해의 연간 pH 변화량보다 약 33.7배 더 큰 폭으로 감소하는 것으로 계산되었다. 선 박이 24대일 경우에는 하루이상 표층의 성층화를 유발하고 수심 4m까지 영향을 주는 것으로 예측되었다.

In this study, a two-stage electrostatic precipitator (ESP) was developed using a novel automatic dry cleaning device to reduce the ultrafine particles in subway stations. Collection efficiency was evaluated with a pilot scale ESP (1.2m× 1.2m) and the scale of the test duct was half of the subway air handling unit. The maximum collection efficiency for 0.3 μm particles was 96.9%. In addition, we studied a method of automatic dry cleaning for maintenance of the ESP. The cleaning efficiency was analyzed according to the cleaning flow rate for each particle loading amount to achieve a recovery rate over 90%. In addition, we derived the equation to estimate the reduction in collection efficiency according to the particle loading amount. It was confirmed that the performance of the contaminated ESP was restored to the initial state by the automatic dry cleaning in this study and that the electrical energy consumption was 5 times lower compared to utilizing conventional water cleaning.

In this study, chemically enhanced steam cleaning(CESC) was applied as a novel and efficient method for the control of organic and inorganic fouling in ceramic membrane filtration. The constant filtration regression model and the resistance in series model(RISM) were used to investigate the membrane fouling mechanisms. For total filtration, the coefficient of determination(R2) with an approximate value of 1 was obtained in the intermediate blocking model which is considered as the dominant contamination mechanism. In addition, most of the coefficient values showed similar values and this means that the complex fouling was formed during the filtration period. In the RISM, Rc/Rf increased about 4.37 times in chemically enhanced steam cleaning compared to physical backwashing, which implies that the internal fouling resistance was converted to cake layer resistance, so that the membrane fouling hardly to be removed by physical backwashing could be efficiently removed by chemically enhanced steam cleaning. The results of flux recovery rate showed that high-temperature steam may loosen the structure of the membrane cake layer due to the increase in diffusivity and solubility of chemicals and finally enhance the cleaning effect. As a consequence, it is expected that chemically enhanced steam cleaning can drastically improve the efficiency of membrane filtration process when the characteristics of the foulant are identified.

부식은 환경과의 반응에 의한 금속의 열화이다. 이는 완전히 제거하기가 어렵다. 부식은 보호 장벽이 파괴 된 후 빠르게 진행되며 매트릭스로의 금속 양이온 확산, 산화물 형성과 국소 pH 변화 같은 금속 표면과 국소 환경의 조성과 특성을 변경하는 여러 반응이 일어난다. 강과 철의 부식에 대한 연구는 이론적, 실제적 관심사이며 상당한 관심을 받고 있다. 산업용 산세척, 산 스케일 제거, 세척 및 유정 산성화에 널리 사용되는 산 용액은 금속 재료에 대한 부식 공격을 억제하기 위해 부식 억제제를 사용해야한다. 녹을 물리적으로 제거하려면 고가의 특수 장비가 필요하며 이를 화학적으로 제거하면 부식을 유발하거나 금속의 수명을 단축 할 수 있다. 본 연구에서는 퍼머 환원제와 킬레이트 개념을 적용하여 화장품 및 식품 소재를 이용한 친환경 녹 세정제를 개발하였고 산업 및 온수 관, 각종 산업 기기의 녹을 제거하기 위해 적용하여 보았다. 그 결과, 녹 세정제는 기존 처리 방식에 비해 녹을 더 효과적이고 안전하게 제거하는 것으로 나타났다. 동일한 시간에서 녹 제거 효율은 기존의 방법보다 공업용 배관의 경우 1.75 ~ 2.5 배, 보일러 온수용 배관의 경우 1.56 ~ 2.2 배 우수하였다.

The surface of silicon dummy wafers is contaminated with metallic impurities owing to the reaction with and adhesion of chemicals during the oxidation process. These metallic impurities negatively affect the device performance, reliability, and yield. To solve this problem, a wafer-cleaning process that removes metallic impurities is essential. RCA (Radio Corporation of America) cleaning is commonly used, but there are problems such as increased surface roughness and formation of metal hydroxides. Herein, we attempt to use a chelating agent (EDTA) to reduce the surface roughness, improve the stability of cleaning solutions, and prevent the re-adsorption of impurities. The bonding between the cleaning solution and metal powder is analyzed by referring to the Pourbaix diagram. The changes in the ionic conductivity, H2O2 decomposition behavior, and degree of dissolution are checked with a conductivity meter, and the changes in the absorbance and particle size before and after the reaction are confirmed by ultraviolet-visible spectroscopy (UV-vis) and dynamic light scattering (DLS) analyses. Thus, the addition of a chelating agent prevents the decomposition of H2O2 and improves the life of the silicon wafer cleaning solution, allowing it to react smoothly with metallic impurities.

We report the effect of Standard Clean-1 (SC-1) cleaning to remove residual Ti layers after silicidation to prevent Al diffusion into Si wafer for Ti Schottky barrier diodes (Ti-SBD). Regardless of SC-1 cleaning, the presence of oxygen atoms is confirmed by Auger electron spectroscopy (AES) depth profile analysis between Al and Ti-silicide layers. Al atoms at the interface of Ti-silicide and Si wafer are detected, when the SC-1 cleaning is not conducted after rapid thermal annealing. On the other hand, Al atoms are not found at the interface of Ti-SBD after executing SC-1 cleaning. Al diffusion into the interface between Ti-silicide and Si wafer may be caused by thermal stress at the Ti-silicide layer. The difference of the thermal expansion coefficients of Ti and Ti-silicide gives rise to thermal stress at the interface during the Al layer deposition and sintering processes. Although a longer sintering time is conducted for Ti-SBD, the Al atoms do not diffuse into the surface of the Si wafer. Therefore, the removal of the Ti layer by the SC-1 cleaning can prevent Al diffusion for Ti-SBD.

정삼투 공정(forward osmosis, FO)은 역삼투 공정(reverse osmosis, RO)에 비해 저압으로 운영되므로 오염 제어, 유지 보수, 막 세정 및 잠재적 에너지 저감 측면에서 큰 이점이 있어 다양한 분야에 적용할 수 있는 기술이다. 특히, 정삼투 공정의 막오염층이 비교적 느슨하고 분산된 특성을 가지므로 역삼투 공정과 달리 물리세정만으로도 충분한 막오염 제어가 가능하다. 하지만 기존 연구들의 경우 정삼투 물리세정에 적합한 세정 유속을 적용하지 않아 최적화 운전을 하지 못했다는 한계가 있다. 따라서 이 연구는 경제적인 에너지량으로 높은 효율의 세정을 보일 수 있는 적절한 유속의 정당성 평가를 목적으로 한다. 정삼투 공정 막오염 실험을 8.54 cm/s 순환 유속으로 유지하고 세 가지 세정유속으로 회복률과 SEC(specific energy consumption) 비교 평가하였다. 이 실험의 결과로 2배속 세정이 3배속 세정의 수투과도 회복률 만큼의 높은 효율을 보 이는 동시에, 2배속 세정이 높은 세정효율 및 경제적인 SEC를 보이는 적절한 유속이라는 것을 확인하였다.

2020년 1월 1일부터 전세계 배출통제구역을 제외한 전 해역에서 선박에 사용하는 연료유의 황함유량 기준이 현행 3.5% m/m에서 0.5% m/m이하로 강화됨에 따라 최근 대체기술로 주목을 끌고 있는 것이 배기가스세정장치이다. 배기가스세정장치는 선박의 연소기관을 통과한 배기가스를 주로 수처리를 통해 탈황 처리함으로써 황함유량 0.5% m/m 또는 0.1% m/m 등의 기준치 이하의 배기가스를 대기로 배출하는 기술을 지칭하는데 상대적으로 저렴한 전통적 인 연료유를 지속적으로 사용할 수 있다는 장점 측면에서 적용사례가 증가하고 있다. 그러나 개방형 배기가스세정장치의 경우 배기가스를 처리한 세정수가 곧바로 해양으로 배출되기 때문에 배기가스세정장치 승인에 관한 지침서에 언급된 기준 외 추가적인 중금속 등으로 인한 해양생태계에 대한 영향이 정확하게 파악되지 않았다는 점에서 중국, 싱가폴 등 일부 국가에서는 세정수의 배출금지 를 추진하고 있다. 이는 사전배려의 원칙을 실현하는 조치의 일환으로 충분히 인정할만한 조치라고 판단된다. 국제해사기구가 개발한 지침서에 따라 각국이 승인한 개방형 배기가스세정 장치에 대해 만약 향후 세정수의 유해성이 과학적으로 파악되고 모든 해역에서의 배출금지조치를 고려할 때는 선의의 목적으로 선박에 설치된 개방형 배기가스세정장치에 대해 설치당시 승인기준으로 작용한 지침서에 따라 정상적으로 작동한다는 조건하에 사용할 수 있도록 Grandfathering 조항을 명문화하여야 한다. 그리고 세정수의 유해성을 평가하기 위한 환경영향평가를 조속히 시행하여 필요하다면 배기가스세정장치의 지침서를 개정하여 새롭게 설치되는 배기 가스세정장치에 대해서는 보다 엄격한 기준을 적용하는 것이 타당할 것이다.