In response to the water shortage problem, continued attempts are being made to secure consistent and reliable water sources. Among various solutions to this problem, wastewater effluent is an easy way to secure the necessary supply, since its annual output is consistent. Furthermore, wastewater effluent has the advantage of being able to serve various purposes, such as cleaning, sprinkling, landscaping, river management, irrigation, and industrial applications. Therefore, this study presents the possible use of reclaimed industrial wastewater treated with Birm filters and a UF membrane, along with an analysis on membrane fouling. The preprocessing stage, part of the reclamation process, used Birm filters to minimize membrane fouling. Since this study did not consider heavy metal levels in the treated water, the analyses did not include the criterion for irrigation water quality. However, the wastewater reclaimed by using Birm filters and a UF membrane met every other requirement for reclaimed water quality standards. This indicated that the treated water could be used for cleaning, channel flow for maintenance, recreational purposes, and industrial applications. The analysis on the fouling of the Birm filter and UF membrane required the study of the composition and recovery rate of the membrane. According to SEM and EDX analyses of the UF membrane, carbon and oxygen ion composition amounted to approximately 57%, whereas inorganic matter was not detected. Furthermore, the difference in the recovery rates of the distressed membrane between acidic and alkaline cleaning was more than ~78%, which indicated that organic rather than inorganic matter contributed to membrane fouling.

2002년 한일월드컵의 성공적 개최로 인한 축구 열풍으로, 인조잔디구장 조성 붐이 형성되어 급격하게 확대되기 시작한 인조잔디시장은 교육부와 국민체육진흥공단의 생활체육 및 체육시설의 선진화 방안에 따른 인조잔디 조성계획으로 지자체 및 학교 등 공공기관이 수요가 보태지면서 가히 폭발적으로 성장하게 되었다. 인조잔디의 사용연한은 보통 7~8년으로 알려져 있으나, 이용이 빈번한 학교운동장, 공공체육 시설의 경우 평균 3~5년으로 짧은 편이다. 잔디파일의 경우 시간이 지남에 따라 물리적 마모 및 충격에 의해 열화가 진행되며, 파일의 탈락 및 인장강도, 인발력 저하, 고무분말 노출로 인한 분진 발생의 원인이 된다. 인조잔디가 깔린 학교는 전국에 1,580여 곳이며, 이 가운데 200여 곳(12.7%)은 사용연한이 다 됐거나 지났으며, 사용한 지 5년이 넘어 노후된 곳도 613곳(38.8%)이나 되어 폐기 인조잔디 처리가 시급한 문제로 떠오르고 있다. 국내 처리방법은 폐기 인조잔디 발생 시 사업장 폐기물로서 위탁, 소각 후 매립하고 있으며, 소각 후 매립 처분에 있어 대부분의 인조잔디와 충전재(고무분말, 규사)를 구분하지 않고 일괄 소각 후 매립하고 있어 자원의 낭비와 자연환경의 파괴가 우려된다. 이에 본 연구에서는 폐기 인조잔디 충전재의 0.5mm이하 미분쇄 가공을통한 TPV용 소재 개발을 위한 연구를 진행하였으며, 원자재 공급업체와 중가 가공처리업체, 최종 제품 수요업체, 총괄 관리기관 간의 업무분장을 통하여 자원 재활용 네트워크를 구축하였다.

유기성폐기물 내 존재하는 질소를 회수하여 재이용 또는 재활용 하기 위하여 암모니아탈기 방법을 이용한 질소회수 효율 확보 방안을 연구하였다. 고농도 암모니아 함유 폐수에서(매립장 침출수, 식품폐수, 축산폐수 등) 목적으로 암모니아회수를 위한 탈기 기술 개발사례가 있으며 주로 탈기효율을 높임으로서 동력비용을 절감하는 목적으로 개발되었다. 따라서 암모니아 탈기 운영에서 60%이상을 차지하는 pH조절용 약품비용 절감을 위한 기술이 보급되어야 실질적인 상용화 및 보급이 활발해 질 것으로 판단된다. 암모니아 탈기 시 소요되는 공기는 입자성오염원이 존재할 경우 산소전달의 방해인자로 작용하기 때문에 이를 비교 평가하기 위해 고액분리 전･후를 비교 평가하여 이에 따른 탈기 효율 변화를 관찰하였으며 또한 pH에 따른 적정 NH3 /NH4 비율을 선정하여 pH조정용 약품비용 절감을 통해 경제성을 확보 하였다. 탈기 시 온도가 20℃일 때 소요되는 이론적 공기량은 2,400 L-air/L-water이나 70℃일 때는 이보다 약 10배 감소한 262 L-air/L-water 나타낸다. 이에 온도조건 변화를 통해 탈기 공정에서 대부분의 동력비를 소모하는 공기 주입량 절감을 위한 최적 방안을 도출하였다.

To prevent climate change which is thought to be caused by the carbon dioxide emitted from industrial facilities by human activities, the efforts to reduce the concentrations of carbon dioxide in the atmosphere have been widely made. One of the method is to capture carbon dioxide by liquid absorbent. In this method, flue gas containing carbon dioxide is introduced to the absorber where the absorbent captures carbon dioxide selectively. After capturing, carbon dioxide is separated by heat at desorber and separated CO2 is transprted to storage site such as deep ocean or underground. However, stored CO2 is not permanently stable and these can be problematic that can cause ecosystem destruction due to low pH of the gas. By applying metal cation supplying unit after the capture process, carbon dioxide can be converted to metal carbonate salt in solid phase which can be stored stably or can be utilized or reused for industrial application. In this research, the mechanisms of carbon dioxide conversion were suggested and basic properties and conditions of the system were introduced.

Many researchers around the worlds are getting their attention on developing carbon dioxide reduction technologies. In this research, the method to utilize captured carbon dioxide was suggested using industrial wastewater which was produced from refined salt production process. High concentrations of metal carbonates such as calcium, magnesium and so on were contained in them and it could lead to carbon fixation which can lead to utilization of precipitated salts for various purposes. In this research, 30 wt% of monoethanolamine, diethanolamine and methyl-diethanolamine solutions were used as absorbents and precipitated salts were produced as final product. Using X-ray diffraction and Scanning Electron Microscope, crystal structures of the products were verified.

This research deals with carbon dioxide utilization using amino acid salt solution. Energy-efficient CCU (carbon capture and utilization) technology in which no thermal desorption step is required was suggested. Waste concrete was considerd as Ca2+ source. (1.5 M potassium glycinate + 0.15 M piperazine) was used. After solution is saturated with carbon dioxide, 25wt% 100 ml of calcium chloride solution to replace Ca2+ from waste concrete in experiment was added. And then, precipitated calcium carbonate (PCC) was formed. As a result of absorption experiments of (1.5 M potassium glycinate + 0.15 M piperazine), CO2 loading value for the first absorption and reabsorption step was 0.7354 and 0.2848 mol CO2/ mol absorbent, respectively. Also, the yield of PCC formation of (1.5 M potassium glycinate + 0.15 M piperazine) was 43.63%. Based on these data, the amount of CO2 reduction was calculated. Calcium carbonate can be classified into calcite, vaterite, and aragonite according to their crystal structures and morphology. XRD and SEM analysis were performed and the result showed that the morphology of produced PCC salt was vaterite.

A water reuse system was designed for a demonstration plant by combining fiber filtration and electrolysis. A discharged dye wastewater after treated with biomedia was used in this study. It was found that an additional removal of suspended solids (SS) was feasible with 2‐stage filtration while electrolysis was not effective. Also, CODcr and CODMn were not removed with 2 ‐stage filtration but electrolysis resulted in about 26.9% additional removal. This indicates that electrolysis play an important role in organic removal. Removal of T‐N and T‐P was negligible with 1 and 2‐stage fiber filtration and low‐level electrolyte. However, with 2000 ppm of electrolyte, their removal efficiencies were about 83.1 and 60%, respectively, suggesting that the removal rates are well associated with the electrolyte concentrations. With high‐level electrolyte, colority was removed about 82% while chlorine ions were removed only about 10%. Therefore, to treat underground water containing high‐level salinity in the follow‐up study, based on the results in this paper, a combined system with selection of additional unit process and reverse osmosis will be designed.

근래 해수담수화나 하수재이용에서 정삼투와 역삼투 공정을 결합한 FO-RO 공정에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 역삼투 공정은 기본적으로 까다로운 전처리를 거쳐야하는 경우가 많은데 이를 정삼투 공정으로 대체하는 것이 기본적인 개념이다. 정삼투 공정은 멤브레인은 사이에 두고 염도차가 있는 두 용액을 순환시켜주면 두 용액 사이의 삼투압 차이에 의해 염도가 높은 쪽으로 물이 이동하는 현상을 이용한다. 정삼투 공정의 장점은 역삼투 공정과는 다르게 자연적인 삼투압을 이용하기 때문에 가압이 할 필요가 없다. 그렇기에 역삼투 공정의 운전비용의 많은 부분을 차지하는 전력비를 감소시킬 수 있다. 또한 후단의 역삼투 공정의 부하를 감소시켜주는 효과도 있다. 하지만 역삼투 공정과 마찬가지로 정삼투 공정에서도 농축수가 발생하게 되고, 하수가 농축되기 때문에 적절한 처리 없이 배출하지 못하는 단점이 있다. 본 연구는 실험실 규모의 정삼투 장치를 이용하여 회수율 50%를 기준으로 하수 농축수를 생산하고 수질 분석과 유기물 특성분석을 통해 농축수의 생물학적 처리가 가능한지 알아보았다. COD 22.1 mg/L, BOD 9.7 mg/L 수준의 K시 WWTP 2차 침전지 유출수를 원수로 사용하였고, 농축된 후에는 COD 38.6 mg/L, BOD 7.9 mg/L 의 값을 보였다. 이는 2차 침전지 방류수가 농축되면서 난분해성 유기물이 증가하였다는 것을 보여준다. 또한 FEEM을 이용하여 유기물의 intensity를 측정한 결과 aromatic protein-like, fulvic 과 humic acid-like의 intensity가 크게 증가하였다. 이상의 결과로 정삼투 농축수의 생물학적 처리를 위해서는 난분해성 유기물의 분해가 필요할 것이라고 생각된다.

엄격해져가는 수질기준과 수자원 확보를 위하여 정수처리시설 및 하폐수처리시설에 나노막(Nanofiltration, NF)과 RO(Reverse Osmosis, RO) 멤브레인 적용이 증가하고 있다. 멤브레인 공정의 경우 오염물질이 지속적으로 농축됨에 따라 고농도의 농축수를 발생시키는 문제점을 지니고 있다. 이러한 NF/RO 농축수의 경우 용존 고형물로 구성되어 있으며, 유입수 대비 경도 물질(Ca2+, Mg2+), 난분해성 유기물 및 미량오염물질 등이 4~10배 농축되어 고농도이므로 별도의 처리가 요구된다. 본 연구에 적용한 CaCO3 결정화 기법은 유동상 반응기 내 seed를 충진하고, 반응기 하단부에서 상향류식 흐름으로 원수를 주입함과 동시에 NaOH, Ca(OH)2 등의 약품을 주입하는 방법이다. 약품 주입으로 pH는 증가하고, 이 과정에서 CaCO3, Mg(OH)2 의 형태로 경도 유발물질을 결정화시켜 회수가 가능하다. 반응기 내부의 seed는 반응 표면적을 증가시켜 반응속도를 증가시키는 역할을 하며, 이 과정에서 seed 표면에 결정이 성장하게 된다. 성장한 seed는 회수하여 석회생산, 산성폐수 중화제 등으로 재활용이 가능하다. 또한, 후단의 Ozone 산화 공정(1mg O3/mg DOC)을 연계하여 추가적으로 유기물 제거를 위한 연구를 진행하였다. 실험은 NF 농축수와 RO 농축수(G, D)로 진행하였으며, NF 농축수와 G RO 농축수의 경우 Ca 85%, Mg 13~32% 제거율을 나타났다. 그러나 D RO 농축수의 경우 상대적으로 경도 제거가 낮게 확인되었으며, 이는 수중의 알칼리도가 낮아 결정화 반응이 충분히 이루어지지 못한 것으로 판단된다. EDS-SEM 분석으로 seed 표면을 관찰하여 결정물질의 형성과 사용 전․후 seed의 구성 원소 분석을 통하여 Ca함량 변화를 확인하였으며, 경도 제거율이 높을 경우에 seed 표면에서의 Ca함량이 증가하는 것으로 나타났다. 이는 경도 제거시 seed 표면에서 올바르게 결정화 반응이 이루어짐에 따라 회수 가능성을 확인하였다. PS 후단에 오존 산화를 연계하여 농축수를 처리한 후, COD, DOC, LC-OCD, UV254, SUVA, F-EEM 분석을 진행하였다. 그 결과 COD, DOC는 크게 변하지 않았으나, LC-OCD의 경우 biopolymer peak가 감소하고 humic peak가 증가하는 경향을 나타내었다. 이는 유기물의 무기화가 아닌 비교적 고분자 물질인 biopolymer가 상대적으로 저분자 물질인 humic 등으로 저분자화된 것으로 사료된다. 또한, UV254 값은 원수대비 전체적으로 감소하였으며, SUVA 값의 경우 NF 농축수 34.5±2.7%, G RO 농축수 43.2±1.1%, D RO 농축수 45.2±10% 감소한 것으로 확인되었다. F-EEM 경향은 LC-OCD, UV254, SUVA와 유사한 경향을 나타냈으며, 모든 영역(Aromatic protein-like, Tryptophan Protein-like, Humic-like)에서 80% 이상의 높은 intensity 감소율을 보였다. 이는 오존 산화에 의하여 불포화 결함이 깨짐에 따라 저분자화가 이루어진 것으로 보인다. 위와 같은 결과를 통하여, 본 연구에서 멤브레인 농축수에서의 경도 물질의 결정화를 통한 회수 가능성을 확인할 수 있었다. 또한, 오존 산화 공정과의 연계를 통하여 유기물질의 저분자화를 통하여 추후 연구시 고려되어지는 MBR 공정과 같은 생물학적 처리 공정에 긍정적으로 작용 가능할 것으로 예상된다.

광물 탄산화 공정은 CCS 기술 분야 중 하나로써 이산화탄소를 특정 금속 또는 금속화합물과 반응시켜 안정하고 영구적인 탄산염 형태로 저장 및 고정화하는 기술이다. 연간 약 5000만톤 발생하는 산업 부산물은 알칼리성 금속들을 상당량 포함하고 있고 이산화탄소 발생지 근처에서 수급이 가능하므로 탄산화의 원료로 이용하는데 유리하다. 본 연구에서는 산업 부산물중 석탄재를 이용하여 이산화탄소와 액상탄산화 반응 후 탈리액 내 미반응 무기 양이온의 재이용에 대한 가능성 및 특성을 알아보고자 하였다. 탄산화전 석탄재의 무기 양이온 용출 효율을 높이기 위해 용출제로 1N HCl이 사용되었다. 이산화탄소의 공급농도는 질소와 혼합되어 배기가스 농도인 15vol%로 사용되었다. 이산화탄소 흡수제는 널리 쓰이고 있는 30wt%의 MEA(MonoEthanolAmine)수용액을 이용하였고 포화된 이산화탄소의 공급량 및 흡수량을 계산하였다. 탄산화 반응 전후의 무기양이온 용출농도, 이산화탄소 전환율, CaCO3 성분 확인 등은 IC, TGA, XRD 분석을 통해 확인되었다.

최근 휴대전화와 노트북 PC등 휴대전자기기의 보급과 함께 이온전지의 수요가 해마다 늘어나고 있고, 특히 개인용 휴대장비의 발달과 함께 동력원으로 사용되고 있는 이온전지의 기술이 빠르게 발전하여 왔다. 현재 국내에서 상용되고 있는 리튬이온전지(Lithium Ion Battery)는 거의 대부분 사용 후 폐기되고 있는 실정이며, 대기업 중심의 소형 리튬이온전지 양산에 주력해 현재 세계 2위 수준으로 성장하였지만, 여전히 소재와 부품은 상당 부분 수입에 의존하고 있어 상대적으로 산업기반이 취약한 실정이다. 국내에서도 폐전지 재활용을 통하여 전략 광물인 코발트(Co), 망간, 아연, 니켈 등을 국내에서 원료로 확보 가능하며, 폐전지로 인한 환경오염문제를 해결함으로써 전지 산업의 활성화와 더불어 국내 제조 산업의 경쟁력을 향상할 필요성이 대두되고 있다. 이에 본 연구에서는 폐리튬이온전지로부터 코발트(Co)회수 기술개발 및 회수효율 향상을 위하여 공정장비를 제작/최적화 하고, 물리적 처리공정 기술개발을 통한 회수율 향상 및 화학적 처리공정을 통한 최적의 코발트 추출 기술을 도출하였다. 또한 이러한 추출된 코발트(Co)를 이용한 재생 Battery를 제작, 리튬이온전지 평가(Full cell&Coin Cell) 및 인증기관평가(KOLAS)를 통한 검증 과정도 진행하였다. 그 결과 폐이온전지의 물리적 파쇄 공정 기술 및 파쇄기 제작, 추출/회수를 위한 최적의 화학적 처리공정 확립, 폐코발트를 활용한 리튬이온전지 제조기술을 확보하였다. 현재 첨단 소재산업 및 녹색 성장 소재산업에서 희유금속의 수요가 급증할 것으로 예상되며, 이러한 연구개발을 통하여 경제적 효과는 물론, 원료 확보도 가능할 것으로 기대된다.

산업단지에서 발생되는 폐수는 자체 처리 후 하수처리장으로 연계하거나 산업폐수처리장을 통해 처리 후 방류된다. 산업단지 내 공급되는 공업용수는 인근 정수장에서 1차 처리 된 용수를 공급받고 있으며 세정용, 냉각용, 온･습도 조절용수 등으로 이용될 정도의 수질을 나타낸다. 제품생산용이나 공정용수의 경우 수질기준이 공업마다 다르기 때문에 일괄적으로 처리하기에는 다소 무리가 있으며 비경제적이다. 따라서 현재 공업용수의 공급 수질기준에 맞추어 효율적이고 경제적인 다양한 처리 방안이 필요하다고 할 수 있다. 본 연구는 산업단지에서 발생하는 방류수를 공업용수로 재이용하기 위하여 방류수 수질을 현재 공급되고 있는 공업용수의 수질기준과 비교 분석하고 재이용 방안으로 멤브레인공정과 이온교환공정을 적용하여 처리 수질 및 효율을 비교하였다. 먼저 pH, 총 증발잔류물, 총 경도, 철, 망간, 알칼리도, 염소이온, 탁도의 항목에 대한 산업단지 방류수 수질을 분석한 결과 pH, 철, 망간, 탁도의 경우 공업용수 공급기준과 유사하게 나타났지만 총 증발잔류물, 총 경도, 알칼리도, 염소이온의 경우 높은 농도로 분석되어 처리되어야 할 항목으로 나타났으므로 실험실 규모의 반응조를 설치하여 위 항목에 대한 멤브레인공정과 이온교환공정 실험을 진행하였다. 멤브레인 실험 결과 UF막 실험에서는 전반적으로 제거효율이 낮게 나타나 단독공정으로 적용하기에는 부적합하다고 판단되었고 NF막 실험에서는 총 경도, 총 증발잔류물, 알칼리도, 염소이온 항목에서 모두 좋은 제거 효율을 보였으나 염소이온의 경우 37.9mg/l로 다소 높게 유출되었다. 이온교환수지 실험 결과 양이온교환수지의 경우 총 증발잔류물 556mg/l, 염소이온 238.1mg/l, pH 2.9로 나타나 기준을 만족하지 못하였다. 음이온교환수지의 경우 염소이온은 8.0mg/l로 처리가 잘 된 반면 pH 12.2, 알칼리도 598mg/l로 높게 나타났으며 총 증발 잔류물과 총 경도제거에도 좋은 효율을 보이지 못하였다. 두 이온교환수지를 2단으로 구성하여 순차적으로 접촉시켜본 결과 모든 항목에 걸쳐 만족스럽게 나타났으며 특히 두 공정 모두 문제가 되었던 pH의 변화도 기준 범위를 벗어나지 않았다.

Deacidification of waste cooking oil such as, palm oil or soybean oil, using supercritical carbon dioxide (scCO2) extraction has been widely investigated for reusing waste cooking oil. The deacidification process using scCO2 has been carried out under various experimental conditions temperature range between 40 and 100oC, pressure range between 20 and 35 MPa, CO2 flow rate range between 10 and 40 g/min, and extraction time range from 1 to 7 hours. The purified waste oils were characterized by their acid value and peroxide value measured. The optimized conditions were deduced in this paper at the temperature of 80oC, pressure of 20 MPa, and CO2 flow rate of 40 g/min. At the optimized operating condition the peroxide value was existed between 40 and 100. Also 80% of the purified oil was recovered. The properties of the purified oil were shown as similar to those of the pure oil.

This study was carried out to develop pilot plant Net3FM(Net Fit Fiber Filter Module) system and to suggest optimum operating condition for municipal wastewater reuse. SS concentration of biologically treated sewage effluent was reduced from 1.5~5.4mg/L to 0.4~1.0mg/L without coagulant injection in Net3FM system, and the SS removal efficiency was average 84.7%. And also, the removal efficiencies of COD and T-P were decreased slightly due to the SS removal by filtration. Coagulation-Filtration test was conducted to enhance the removal efficiencies of SS and T-P. The optimum dosage of coagulant was injected automatically by auto-controlling system, which is controlled by detecting value of turbidity of secondary sewage effluent. SS, COD and T-P concentrations in filtrated effluent were 0.21~0.57, 1.6~6.2 and 0.137~0.392mg/L with coagulant injection by in-line mixer in Net3FM system, respectively. The removal efficiencies of SS and T-P were highly increased to 92.8% and 89.8%, respectively. It was due to the combined the processes of coagulation and filtration. Net3FM system was evaluated that the removal efficiency of pollutants in secondary sewage effluent and the utilization potential as reclaimed water technology were very high.

The objectives of this research are to investigate the proper coagulation conditions which are a type and doses of coagulants, mixing conditions (velocity gradients and mixing times), pH and so on through Jar-test, to evaluate the flux variations, permeate, backwashing according to characteristics of pretreatment of the wastewater by means of MF membranes for river maintenance water reuse. The effluent water from B-city K-sewage treatment plant are used for this research. Turbidity and suspended solids(SS) are 14.2 NTU and 10.4 mg/L respectively. This condition causes fouling for membrane process. The flux decline could be reduced when coagulation pretreatment was carried out. Optimal coagulations PAC which are commonly used in the sewage treatment plant was observed in this research. The results indicate that an optimal coagulation dose and pH are 80 ppm and pH of 7 respectively, but coagulation efficiency was lower at strong acid or strong base. Results showed that continuous and steady operations in membrane separation process by means of the effective removal of organic matter and turbidity with coagulation pretreatment of sewage secondary effluent were achieved.

The main objectives of this research are to investigate characteristics of ozone solubility due to low solubility of conventional bubbles-ozone generators, evaluate the treatment characteristics of reclaiming textile wastewater for industrial water by means of micro/nano bubbles-dissolved ozone flotation(MNB-DOF) process. The textile wastewater used in this research was obtained from final effluent of the textile wastewater in B city. There is a 400L reactor which consists of a micro-nano bubble system and a ozone generator for experiments. As a result of generating micro-nano bubbles (below 0.5 ㎛) by using of MNB-DOF process, it improved ozone solubility due to higher ozone transfer rates. Consequently, the shorter ozonation time clearly indicates the lower power costs. The reported results clearly indicated that MNB-DOF process can be effectively and inexpensively. Results of the experiments through MNB-DOF process in this study satisfy all reclaiming standards as industrial water: pH 6.5～8.5, SS 10 mg/L or below, BOD_5 6 mg/L or below, turbidity 10 NTU or below, Coliforms 1,000/100 mL or below. Therefore there is a possibility of the reclaiming of the textile wastewater as industrial water.

비디오 게임을 즐기는 인구가 급속히 증가하고 있으며, 이에 따라 비디오 게임 사용자들의 즐거움과 재이용의도에 영향을 미치는 요인들에 대한 관심이 집중되고 있다. 본 연구에서는 게임의 재이용의도에 영향을 미치는 창의성과 지각된 즐거움이라는 요소에 초점을 맞추어 진행되었다. 연구결과는 실증분석을 통해 수행되어 변수들간의 인과관계를 규명하도록 하였다. 연구결과 예술적 창의성, 과학적 창의성, 일반적 창의성이 지각된 즐거움에 긍정적인 영향을 미치는 것을 확인하였다. 또한 지각된 즐거움은 게임의 재이용의도에 유의한 영향을 미치는 역할을 하였다. 특별히 창의성의 종류 중에서 예술적 창의성이 지각된 즐거움에 가장 많은 영향을 미치는 점을 발견하였다.