In this study, an aerosol process was introduced to produce CaCO3. The possibility of producing CaCO3 by the aerosol process was evaluated. The characteristics of CaCO3 prepared by the aerosol process were also evaluated. In the CaCO3 prepared in this study, as the heat treatment proceeded, the calcite phase disappeared. The portlandite phase and the lime phase were formed by the heat treatment. Even if the CO2 component is removed from the calcite phase, there is a possibility that the converted CO2 component could be adsorbed into the Ca component to form a calcite phase again. Therefore, in order to remove the calcite phase, carbon components should be removed first. The lime phase was formed when CO2 was removed from the calcite phase, while the portlandite phase was formed by the introducing of H2O to the lime phase. Therefore, the order in which each phase formed could be in the order of calcite, lime, and portlandite. The reason for the simultaneous presence of the portlandite phase and the lime phase is that the hydroxyl group (OH−) introduced by H2O was not removed completely due to low temperature and/or insufficient heating time. When the sufficient temperature (900°C) and heating time (60 min) were applied, the hydroxyl group (OH−) was removed to transform into lime phase. Since the precursor contained the hydrogen component, it could be possible that the moisture (H2O) and/or the hydroxyl group (OH−) were introduced during the heat treatment process.

The formation of CaCO3 in microalgal culture is investigated and applied for effective separation of microalgae. The presence of several cationic ions in the culture medium mediates the formation of 3 types of mineral precipitates depending on the concentration of mineral precursors, Ca2+ and CO3 2−, amorphous nano-flakes, rhombohedral calcites, and spherical vaterites. While amorphous phased precipitates are formed for all concentrations of mineral precursor, only calcites are formed for 30 mM solutions of mineral precursor, and mixtures of calcites and vaterites are formed for 50 and 100 mM solutions of mineral precursor. The harvesting efficiency is also dependent on the concentration of the mineral precursor: from 90 % for 10 mM to 99 % for 100 mM after 60 mins’ of gravitational sedimentation. The formation of nano-flakes on the surface of microalgal cells induces the flocculation of microalgae by breaking the stable dispersion. The negatively charged surface of the microalgal cell is compatible not only with nano-flake attachment but also with the growth of calcitic crystals in which microalgal cells are embedded.

Microalgae produce not only lipids for biodiesel production but also valuable biochemicals which are often accumulated under cellular stress mediated by certain chemicals. While the microcarriers for the application of drug delivery systems for animal cells are widely studied, their applications into microalgal research or biorefinery are rarely investigated. Here we develope dual-functional magnetic microcapsules which work not only as flocculants for microalgal harvesting but also potentially as microcarriers for the controlled release of target chemicals stimulating microalgae to enhance the accumulation of valuable chemicals. Magnetic microcapsules are synthesized by layer-by-layer(LbL) coating of PSS-PDDA on Fe3O4 nanoparticle-embedded CaCO3 microparticles followed by removing CaCO3 sacrificial templates. The positively charged magnetic microcapsules flocculate microalgae by electrostatic interaction which are sequentially collected by the magnetophoretic separation. The microcapsules with a polycationic outer layer provide efficient binding sites for negatively charged microalgae and by that means are further utilized as a chemical-delivery and flocculation system for microalgal research and biorefineries.

급진적인 산업발전에 따른 무분별한 이산화탄소 배출로 인하여 지구온난화, 이상 기후 등의 문제가 불거지고 있으며 이는 한 나라에만 국한되지 않은 국제적인 문제가 되었다. 위와 같은 문제를 해결하고자 본 연구에서는 이산화탄소에 대해 높은 친화도를 가지고 있는 PEGBEM-g-POEM 가지형 공중합체를 합성하였으며 CaCO3염을 첨가하여 염의 중량에 따 른 혼합매질분리막의 이산화탄소/질소 투과 성능을 관찰하였다. CaCO3염이 고분자 중량 대비 50% 첨가되었을 때 최적의 이 산화탄소/질소 분리 투과성능을 보였으며, 선택도는 염을 추가하기 전 44.7에서 45.42로 크게 변하지 않은 반면 이산화탄소 투과도는 염을 첨가하기 전 22.5 GPU에서 28.16 GPU로 약 25% 향상되었다. 이는 첨가한 염과 이산화탄소간의 상호작용으 로 인하여 향상된 고분자 복합막의 이산화탄소에 대한 용해도에 기인하는 것으로 생각된다. 또한 염을 과량으로 첨가한 경우 에는 고분자가 복합막의 표면을 충분히 메우지 못하여 계면결함이 생성되었으며 이로 인해 이산화탄소 기체 분리성능이 감소하였다. 기체분리성능 향상을 위해서는 적정량의 염 첨가가 필수적인 것으로 분석되었다.

Composites of ceramic powders and an elastomer-based matrix were prepared by mixing CaCO3 powders with polyethylene and polypropylene elastomers, and their mechanical and sound insulation properties were measured. CaCO3 powders with 0.7 μm and 35 μm particle size were added to elastomers up to 80 wt%. Scanning electron microscopy photographs showed uniform distribution of the CaCO3 powders in the matrix. While density and surface hardness increased, melt index, tensile strength and elongation of the composites decreased as the amount of added CaCO3 powders increased. As more CaCO3 powders were added sound transmission loss of the composites increased owing to the increase of density. Addition of 0.7 μm sized CaCO3 powders resulted in a slightly higher transmission loss than the addition of 35 μm sized powders because of the increased interface area between the elastomer matrix and the CaCO3 powders. Composites with a polyethylene matrix showed higher transmission loss than those with a polypropylene matrix because the tensile strength and hardness of the polyethylene-based composites were low and their elongation was high.

To elucidate the effect of feeding differently prepared CaCO3 (industrially purified limestone) on laying performance, egg shell quality and serum calcium and phosphorus concentration, totally 288 layers (52 wks old), with 16 birds per replicate, 3 replicates per treatment for six treatments were employed into the series of CaCO3 treatments followed by feeding study. Six CaCO3 treatment and diet preparation includes mash diet with naturally sized CaCO3 (MNaC), mash diet with coarsely particled CaCO3 (MCoC), mash diet with finely particled CaCO3 (MFiC), pelleted diet with naturally sized CaCO3 (PNaC), pelleted diet with casein coated CaCO3 (PCnC) and pelleted diet with agar coated CaCO3 (PAgC). Hen day egg production of the bird fed both fine CaCO3 and pelleted CaCO3 were lower (p<0.05) than those fed other CaCO3 diets. Although there is no difference in average egg weight among treatments, the weight tended to be heavier once the egg production rate was low. There is no difference in feed conversion ratio (intake/egg) among treatments. Egg shell thickness was the highest (p<0.05) with feeding of MCoC whereas the value was the lowest with feeding of pelleted CaCO3 diet. Although there is some difference in egg shell thickness, the shell breaking forces were not significantly different among treatments. Calcium content of the shell was the lowest (p<0.05) in the egg from the layer fed finely particled CaCO3. Serum Ca content tended to decrease up to 8 hrs after feeding, then tended to increase afterwards. Although both agar and casein coating of CaCO3 tended to retard the recovering increase of blood Ca, the difference needed to be clarified with individual ovulation cycle. Serum P level was generally decreased as time passed after feeding. Crude protein utilizability was the highest with feeding of agar coated CaCO3 and that of fat was higher with hens fed pelleted diets. Both ash and P utilizabilities of diet with finely particled CaCO3 were the highest among treatment although there were no differences in both energy and Ca utilizabilities. Conclusively, both the particle size of CaCO3 and pelleting of CaCO3 diet could affect shell quality of the egg. The effect was more evident by the differentiation of CaCO3 particle size than any other processing such as pelleting and coating.

느타리버섯재배에서 심각한 피해를 주고 있는 푸른곰팡이병을 억제하고 버섯균사의 생장을 촉진하여 버섯의 안정생산을 도모하기 위한 탄산칼슘의 처리효과를 실내 및 실외시험을 실시한 결과. PDA배지에서의 CaCO3의 처리는 버섯균의 균사생장을 촉진하고, 병원균은 억제되었으며, 볏짚배지상의 CaCO3의 처리에서는 버섯균은 무처리에 비하여 균사생장이 증가되었으며, 병원균 대체적으로 0.6%의 처리까지는 증가되나 0.8%처리부터는 감소되는 경향을 나타냈다. 컬럼 내의 볏짚배지에서의 Trichoderma longibrachiatum의 접종구에서는 CaCO3의 처리효과가 있었으나 T. virens의 접종구에서는 CaCO3의 효과가 없었다. CaCO3의 처리에 따른 느타리버섯 품종간의 균사생장의 차이는 없었다. CaCO3는 처리에 따라 느타리버섯의 균사생장은 촉진하고 푸른곰팡이병원균과 붉은빵곰팡이균에 대해 약간의 억제 능력은 인정되었다. 포장시험 결과 수량성은 무처리구에 비하여 높으며, 발병율은 낮은 경향이나 절대적인 방제효과는 없었다.

In this paper the failure mechanisms of polypropylene resin composites filled with calcium carbonate particulates have been studied in the temperature range -50℃ to -50℃ The fillers used are both untreated and surface treated with stearic acid. The impact fracture toughness is evaluated from the impact energy absorbed divided by the uncut ligament area of the specimen. Impact fracture toughness increases as temperature is raised whether the fillers are coated or not. The static fracture toughness of these particular composites is evaluated based on the linear clastic fracture toughness of these particular composites is evaluated based on the linear clastic fracture mechanics. Static fracture toughess decreases with increasing temperature whether the fillers are coated or not. An extended stress whitened zone are observed through a large number of availabel sites for cavitation/debonding along particle matrix interface and matrix deformation.

아라고나이트는 탄산칼슘(CaCO3)의 동질이상 중 하나이며, 해양 생태계를 포함한 다양한 환경에서 생물학적 및 이화학적 침전 과정을 통해 형성된다. 이러한 아라고나이트의 형성 및 성장뿐만 아니라 아라고나이트 내 스트론튬(Sr)과 같은 미량원소의 치환 특성은 화학종의 농도와 온도와 같은 핵심 인자들에 의해 많은 영향을 받는다. 본 연구에서는 해양 생태계와 유사한 용액 온도와 아라고나이트에 대한 이 용액의 다양한 포화도 조건에서 아라고나이트 내 Sr 병합 특성이 규명되었다. 반응 용액의 주입속도(0.085-17 mL/min), 반응 용액의 이온 농도([Ca]=[CO3] 0.01-1M), 혼합 용액의 온도(5-40 oC)의 다양한 실험 조건에서 컨스턴트-에디션 (constant-addition) 방법을 통해 순수한 아라고나이트가 합성되었다. 또한, 모든 Sr 병합 실험 조건(0.02-0.5 M, 15-40 oC)에서도 순수한 아라고나이트가 형성되었다. 합성된 아라고나이트의 결정도와 결정크기는 포화도 및 온도가 증가함에 따라 상대적으로 더 크게 증가하며 아라고나이트 결정이 더 많이 성장하였음을 지시하였다. 그러나 BET-비표면적을 이용하여 계산된 결정성장속도는 결정 형상 변화에 크게 영향을 받는 것으로 나타나 해석에 주의가 요구된다. 아라고나이트 내 Sr의 분배계수(KSr)는 반응이온의 농도가 0.02에서 0.5 M로 증가할 때 2.37에서 1.57로, 온도가 15에서 40˚C로 증가할 때 1.90에서 1.54로 감소하였으며, 모든 조건에서 KSr 값이 1보다 높게 관찰되었다. 이러한 결과는 KSr가 결정성장속도와 역의 상관관계로서 아라고나이트 내 Sr 병합이 호정성 관계임을 나타낸다.

기후변화의 원인으로는 온실가스의 과량 배출이 문제화 되는 현 시점에서 온실가스 중 가장 많은 양을 차지하는 이산화탄소의 경우 기후변화에 미치는 영향이 다른 종류의 온실가스보다 크다는 것은 널리 알려진 사실이다. 여러 분야의 산업과 인간 활동에서 발생하는 이산화탄소를 KOH 흡수제를 통해 흡수된 CO2양을 측정하고 발전소 탈황 공정에서 발생하는 ASH를 첨가하여 반응시켜 생성된 CaCO3를 다른 유용한 물질로 전환하여 자원화하고 재사용하는 것이다. 본 연구에서는 KOH 흡수제 농도에 따른 CO2 흡수량 측정과 KOH 흡수제와 흡수첨가제(piperazine)을 함께 넣고 흡수된 CO2양을 측정하였다. 또한, CO2 loading curve 이용하여 CO2 흡수량을 계산하였으며, 화력발전소의 탈황공정에서 발생하는 ASH와 CO2가 흡수된 KOH를 수용액과 반응시켜 생성된 시간당 CaCO3의 양을 측정하고 분석기기 XRD(X-Ray Diffraction)와 SEM(Scanning Electron Microscope)을 사용하여 결정 구조와 표면 구조를 분석하였다.

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.

The purpose of this study was to evaluate the effects of Ca(OH)2 and CO2 additions on the corrosion of metal coupons (ductile iron, galvanized steel, copper and stainless steel). Corrosion rate and released metal ion concentration of ductile iron and galvanized steel was decreased by adjusting alkalinity, calcium hardness and pH with Ca(OH)2 & CO2 additions named CCPP (Calcium Carbonate Precipitation Potential) index control process. But the effects of Ca(OH)2 & CO2 additions on copper and stainless steel were less than those on ductile iron and galvanized steel. When ductile iron coupon was exposed to water treated with Ca(OH)2 & CO2 additions, the main components of corrosion product formed on its surface were CaCO3 and Fe2O3 or Fe3O4, which often reduce the corrosion rate by prohibiting oxygen transport to the metal surface.

In the present paper, batch and semi-continuous settling characteristics of a binary calcium carbonatewater system were investigated. Using experimental data of batch settling characteristics, a graphical analysis for a semi-continuous thickening column was developed and compared with experimental results on the basis of Kynch theory, only where the feed velocity line was within the limits of Kynch theorem Ⅲ. The analysis showed good agreement with experiments. Quite erroneous results, however, was observed for the analysis of a sludge region on the underloaded operation, which was considered due to the deviation from the limits of theory.