Membrane-Aerated Biofilm Reactor(MABR)는 하수처리 공정의 에너지 효율을 획기적으로 개선할 수 있는 차세대 기술로 주목받고 있다. 기존 활성슬러지 공정의 기포형 산기 시스템은 산소전달효율(OTE)이 낮고 전체 에너지 소비의 80%까지 차지하는 등 에너지 비효율성을 내포하고 있다. 반면 MABR은 기체 투과성 막(membrane)을 통해 생물막으로 산소를 직접 공급함으로써, 이론적으로 100%까지 OTE 달성이 가능하다. 본 논문은 MABR의 산소전달 메커니즘과 구조적 특징을 정리하고, OTE, 산소전달속도(OTR), 폭기 효율(AE) 등의 에너지 효율 지표를 중심으로 파일럿 및 실규모 적용 사례 11건을 분석하였다. 분석 결과, AE는 기존 활성슬러지 공정 대비 약 4-5배 향상된 수치이다. 그러나 OTE와 OTR 간의 상충관계, 공정 규모, 기질 농도 등 다양한 운영 변수에 따라 성능이 상이하게 나타났으며, 현장 적용에서는 이론적 효율을 하회하는 사례도 확인되었다. 이러한 한계를 극복하기 위한 기술적 접근으로는 간헐 공기 공급, 주기적 환기, 막 소재 개선, 막 이완 제어 등이 시도되고 있다. 동시에, 실증 연구들 간 실험 조건 및 효율 지표 산정 기준의 상이함은 결과 해석의 일관성을 저해하는 요인으로 지적된다. 따라서 본 연구는 향후 MABR 기술의 실용화를 위해 에너지 효율 평가 기준의 표준화와 대규모 현장 검증의 필요성을 강조한다.

The Molten Salt Reactor (MSR) is considered one of the most suitable technology for micro mobile reactors due to its low operating pressure (3 ~ 5 atmospheres), which reduces weight and volume compared to pressurized water reactors (PWRs). Unlike PWRs, MSRs use molten salt as both fuel and coolant, enabling compact and transportable designs. This study outlines the conceptual design of a micro mobile MSR and establishes safety criteria for transient states. It proposes strategies for managing the primary loop, intermediate heat transfer system, and air-cooled Balance of Plant (BOP) while addressing thermal and structural constraints, such as maximum temperatures and molten salt freezing points. Control approaches for reactor output and BOP systems are analyzed, highlighting fast response and adaptability to frequent power changes. The study also compares fixed-speed and variable-speed pump operations and provides a framework for operational modes, from high-temperature standby to transport-ready conditions. These findings offer a foundation for efficient, safe, and flexible MSR deployment.

생물학적 탈질반응에서 하폐수의 C/N비가 충분하지 않거나 유출수의 질소농도를 낮은 수준까지 처리하는 것을 목표로 할 경우에는 외부탄소원의 주입이 요구된다. 본 연구에서 연속회분식반응조의 질산화 반응특성을 잘 파악할 수 있고 무엇보다도 탈질반응의 대상물질인 질산염의 양을 추정할 수 있는 호흡률을 활용하여 탈질공정을 제어하고자 하였다. 호흡률을 측정하여 질산화에 의해 생성된 질산염을 추정할 수 있었으며, 추정치는 반응조내 질산염의 약 90% 정도에 해당되어 비교적 정확하였다. 추정한 질산염의 양에 상응하여 외부탄소원으로 초산염의 주입량을 조절하였으며, 운전결과 질산성 질소당 요구되는 COD는 4.25 mg COD/mg N이 적절하였다. 또한 초산염의 주입에 따라 미생물의 세포내에 유기물로 축적되고 이를 이용한 성장에서 호흡률의 변화가 나타나는 것을 파악할 수 있었다. 연구결과 연속회분식반응조에서 호흡률을 활용하여 초산염의 주입량을 조절함으로써 매우 엄격한 수준의 유출수 질소농도까지 효과적으로 처리할 수 있었다.

전 세계적으로 배출되는 폐플라스틱을 석유화학제품으로 재활용하는 순환경제가 본격화되고 있다. 따라서, 화학적 재활용 중 하나인 폐플라스틱 열분해유 생산을 위한 파일럿 규모의 시설도 건설되 고 상업적 생산이 시작되고 있다. 본 연구에서는 파일럿 플랜트에서 조건별로 생산된 총 4종의 폐플라 스틱 열분해유를 활용하기 위해 분리된 각각의 유분의 물성 및 구성성분 분석을 통해 나프타, 선박유 및 보일러유 등 다양한 원료‧연료 등으로 사용이 가능한지 확인해보고자 한다. 폐플라스틱 열분해유의 넓은 비점으로 인하여 경질유분은 상압 및 감압증류를 통해 분리하였고, 중질유분은 감압증류를 통해 분 리하였다. 경질유분(fraction 1)은 나프타를 목적으로 물리적 특성, 탄소분포 및 구성성분을 분석하였는 데, 탄소분포, 비점 등은 적합하지만, 초기 폐플라스틱 열분해유에 비해 염소 함량, 올레핀 및 방향족이 높아 전처리공정이 필요하다, 또한 중질유분(fraction 2)은 보일러유 등을 목적으로 할 때, 적합한 밀도, 동점도, 발열량 및 윤활성 등 물리적 특성을 가졌지만, Si 및 전산가 등이 높았다. 분리하고 남은 잔류물 (residue)은 높은 발열량, 낮은 황 함량, 산소 함량 등은 C중유급 연료로서의 사용이 가능할 것으로 판단되었다. 결론적으로, 분리된 폐플라스틱 열분해유에서 분리되는 모든 유분은 전처리만 가능하다면 나프 타 원료뿐만 아니라 저급 연료로도 활용이 가능하리라 판단된다.

지구온난화 문제에 대응하기 위해 온실가스 배출 저감을 위한 다양한 규제와 정책이 시행되고 있다. 이러한 배경 속에서 탄소중립을 목표로 하는 국가들이 늘어나고 있으며, 이에 따라 소형원자로모듈(Small Modular Reactor 이하 SMR)이 새로운 발전소 모델 로 주목받고 있다. SMR은 전통적인 대형 원자력 발전소 크기의 5~10% 수준이지만, 수백 메가와트(MW)급의 발전 용량을 갖춘 고효율 시스템이다. 이 발전소는 화석 연료 기반 발전소에 비해 탄소 발생을 줄일 수 있으며, 신재생에너지의 불안정한 에너지 공급을 보완할 수 있는 장점이 있다. 하지만, 원자력 발전소는 사고 시 방사선물질 누출의 위험성이 있어 주변 주민의 반대를 받아 왔다. 이러한 문제 를 해결하기 위해 부유식 소형 원자력 발전선이 주목받고 있다. 부유식 소형 원자력 발전소는 해양에 설치되어 부지확보, 인근 거주민 보상, 협의 과정이 간소화되고, 자연재해에 대한 안전성이 높다. 본 연구에서는 SMR 발전선의 파랑 중 예인 안정성을 평가 하였다. 해 상상태 3, 4, 5에서의 운동해석 결과, 해상상태 5 이하에서는 예인하여 목적지까지 이동하는데 필요한 내항성능 기준을 만족시킬 수 있 음을 확인하였다.

Carbon fibers are commonly used in many specialized, high-performance applications such as race cars and aircraft due to their lightweight and high durability. The most important stage in the production of carbon fibers is the carbonization process. During this process, carbon fibers are subjected to high temperatures in the absence of oxygen to prevent fibers from burning. Labyrinth seals are attached to a carbonization furnace to prevent airflow into the furnace and to assist in the elimination of off-gases. This study investigated flow characteristics inside a carbonization furnace and the effects of different geometric parameters of labyrinth seals such as labyrinth tooth shape, number of teeth, and tooth clearance. Varying carbonization furnace operating conditions were also studied in regard to flow behavior, including fiber movement and outlet vacuum pressure. A high working gas flow rate at the furnace inlet resulted in recirculation zones. Properly regulated gas flow from the main and labyrinth inlets enabled uniform flow around the fibers’ inlet and outlet which prevented air from being trapped in the reactor. Flow behavior was minimally effected by changes to labyrinth seal geometry such as tooth length, tooth clearance, and outlet pressure. However, the movement of fibers had a clear effect on flow characteristics in the furnace.

강진 시 원자력발전시설의 비선형 응답이 중요하기 때문에 이 시설의 내진성능에 대한 관심이 증가하였다. 이 연구에서는 원자력 발전소 철근콘크리트 전단벽의 유한요소해석을 위한 재료모델의 적절한 변수를 제시하였다: 최대인장강도, 팽창각, 손상계수. 이를 위해 상용 유한요소 해석프로그램인 ABAQUS를 사용하여 낮은 형상비를 가진 철근콘크리트 전단벽의 비선형 거동과 전단 파괴모드 에 대한 이 주요 변수의 효과에 대한 연구를 수행하였다. 연구결과에 기반하여 비선형 시간이력해석을 통해 강진 하의 원자로건물의 비선형 응답을 평가하였다.

The SnSe single crystal shows an outstanding figure of merit (ZT) of 2.6 at 973 K; thus, it is considered to be a promising thermoelectric material. However, the mass production of SnSe single crystals is difficult, and their mechanical properties are poor. Alternatively, we can use polycrystalline SnSe powder, which has better mechanical properties. In this study, surface modification by atomic layer deposition (ALD) is chosen to increase the ZT value of SnSe polycrystalline powder. SnSe powder is ground by a ball mill. An ALD coating process using a rotary-type reactor is adopted. ZnO thin films are grown by 100 ALD cycles using diethylzinc and H2O as precursors at 100oC. ALD is performed at rotation speeds of 30, 40, 50, and 60 rpm to examine the effects of rotation speed on the thin film characteristics. The physical and chemical properties of ALD-coated SnSe powders are characterized by scanning and tunneling electron microscopy combined with energy-dispersive spectroscopy. The results reveal that a smooth oxygenrich ZnO layer is grown on SnSe at a rotation speed of 30 rpm. This result can be applied for the uniform coating of a ZnO layer on various powder materials.

Although membrane bio-reactor (MBR) has been widely applied for wastewater treatment plants, the membrane fouling problems are still considered as an obstacle to overcome. Thus, many studies and commercial developments on mitigating membrane fouling in MBR have been carried out. Recently, high voltage impulse (HVI) has gained attention for a possible alternative technique for desalting, non-thermal sterilization, bromate-free disinfection and mitigation of membrane fouling. In this study, it was verified if the HVI could be used for mitigation of membrane fouling, particularly the internal pore fouling in MBR. The HVI was applied to the fouled membrane under different conditions of electric fields (E) and contact time (t) of HVI in order to investigate how much of internal pore fouling was reduced. The internal pore fouling resistance (Rf) after HVI induction was reduced as both E and t increased. For example, Rf decreased by 19% when the applied E was 5 kV/cm and t was 80 min. However, the Rf decreased by 71% as the E increased to 15 kV/cm under the same contact time. The correlation between E and t that needed for 20% of Rf reduction was modeled based on kinetics. The model equation, E1.54t = 1.2 × 103 was obtained by the membrane filtration data that were obtained with and without HVI induction. The equation states the products of En and t is always constant, which means that the required contact time can be reduced in accordance with the increase of E.

This study was conducted to evaluate the applicability of a carrier media with natural minerals as packing material in a biofilter to remove odor-causing compounds. The carriers were prepared by mixing powdered zeolite, barley stone, and clay. They have a pellet type with a length of 5m m to 10 mm, 3.2 m2/g of a specific surface area, and 0.04 cm3/g of a pore volume. The adsorption capacity and the biodegradation by biomass formation on the media were experimented with toluene and ammonia as the test compounds. The carrier possessed the ability to adsorb toluene and ammonia. The adsorption capacity of toluene and ammonia at the inlet concentration of 100 ppmv was 58 g/g and 96 g/g, respectively. In the biofilter using the carrier as the packing material, the biofilter performances were different depending on the supply of moisture and liquid-nutrient. The critical loading was found to be 33.13 g/m3/hr for toluene removal and 6.5g /m3/hr for ammonia removal even when no nutrients were supplied. The proposed material has been confirmed to be capable of adsorbing inorganic and organic compounds, and can be effectively applied as packing materials for the biofiltration.