The anaerobic digestion process produces methane while stabilizing sludge. As of 2020, 62 anaerobic digesters in public wastewater treatment plants are operational in Korea. Many researchers have studied to improve digester performance. Thermal hydrolysis technology is one of the pre-treatment methods for treating sludge. Reduced retention time and enhanced biogas production are the main advantages of sludge disintegration at relatively high temperatures and pressures. But nutrients like nitrogen and phosphorus are released from the pre-treated sludge. Phosphorus is a non-renewable resource that is essential to food production. Wastewater receives 20% of the total phosphate discharge, while 90% of the influent phosphorus load is in sludge. For efficient phosphorus recovery, it is essential to comprehend the phosphorus release characteristics during wastewater treatment, including anaerobic digestion. Biological or chemical processes can achieve phosphorus removal to comply with the effluent discharge limits regulations. The three primary sources of phosphorus in sludge are aluminum-bound phosphorus (Al-P), polyphosphate in phosphorus-accumulating organisms (PAOs), and iron-bound phosphorus (Fe-P). Anaerobic digestion is the typical method for recovering carbon and phosphorus. However, previous research has demonstrated that most phosphorus in anaerobic digestion occurs as a solid phase coupled with heavy metals. Therefore, the poor mass transfer rate results in a slow phosphorus release. Due to the recent growth in interest and significance of phosphorus recovery, many researchers have studied to improve the quantity of phosphorus released into the liquid phase through chelation addition, process operation optimization, and disintegration using sludge pre-treatment. The study aims to investigate characteristics of the phosphorus release associated with the thermal hydrolysis breakdown of sludge and propose a method for recovering phosphorus in a wastewater treatment plant. When solubilizing sludge using thermal hydrolysis pre-treatment, organic phosphates, inorganic phosphates, and polyphosphates are converted into ortho-phosphate. Therefore, applying thermal hydrolysis, anaerobic digestion, and phosphorus recovery processes (struvite formation or microbial electrolysis cells) can recover carbon and phosphorus.

본 연구는 남해 연안에서 채취한 퇴적물을 대상으로 수질의 환경변화에 의해 퇴적물이 용출 특성에 미치는 영향을 파악하기 위해 실험실에서 20일 동안 용출 배양실험을 진행하였으며, 퇴적물 인의 존재형태와 수질의 환경 인자, 총 인의 용출률을 측정하였다. 관찰 결과, 수층에서 미생물의 성장에 의해 용존 산소가 감소하여, 퇴적물의 산화환원전 위가 낮아지는 혐기성환경이 진행되었다. 그에 따라 배양 초기일과 20일 후를 비교하면, 퇴적물 인의 존재 형태 중 철 산화물과 결합한 인산염의 감소하는 변동성이 높게 나타났다. 이는 철 산화물이 환원될 경우 금속 이온과 분리된 무기인이 수중으로 이동하는 것을 의미하는데, 분리된 무기인은 플랑크톤에 의해 잘 흡수되는 특성을 가진다. 수층의 총 인을 분석한 결과 20일 차 0.304mg/L까지 지속적으로 증가하였으며, 산정된 용출률의 경우 배양 5일 이후 용존 산소의 감소와 높은 관계성을 보였다. 따라서 본 연구의 결과로부터, 수층의 부영양화를 관리하기 위한 요소로서 수질의 용존 산소와 퇴적물 인의 존재형태 중 철 산화물의 중요성을 확인할 수 있었다.

아스팔트의 점성, 부착성, 점착성 등은 도로포장 재료로서 아스팔트 혼합물이 제 기능을 수행하도록 하는 중요한 특성이다. 그러나 이러한 특성은 아스팔트 혼합물의 생산, 이동, 포설, 다짐 등의 과정에서 아스팔트가 시공장비에 달라붙는 현상을 유발시켜 이로 인하여 부정확한 아스팔트 혼합물량 유발, 아스팔트 함량 저하, 작업성 저하 등과 같은 문제를 야기한다. 아스팔트 포장 시공중에 발생하는 이러한 문제를 해결하기 위해 아스팔트 릴리스 에이전트(Asphalt Release Agent)가 주로 이용된다. 국내에서는 아스팔트 릴리스 에이전트로서 경험적으로 경유와 식물성 오일인 콩기름이 주로 이용되고 있다. 그러나 경유와 콩기름은 아스팔트를 녹이고 여러 가지 환경적인 문제를 야기한다고 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 경유와 콩기름 외에 이멀젼 타입의 아스팔트 릴리스 에이전트 2종에 대한 추가 실내실험을 통해 이들의 아스팔트 릴리스 에이전트로서의 적정성 여부를 파악해보고자 하였다. 연구결과, 경유는 혼합물 운반초기 (10분 이내)에 심각한 수준으로 아스팔트를 녹이며, 콩기름의 경우 혼합물과 접촉 약 1시간 후부터 심각한 아스팔트 박리를 발생시킴을 알 수 있었다. 또한 적용 주기를 파악하기 위한 시험결과, 경유와 콩기름은 1번의 도포로 금속판에 부착된 아스팔트를 연속해서 2회 이상 벗겨내는데 실패하였다. 이는 현장에서 아스팔트가 묻어나지 않도록 하기 위해서는 시공장비 사용시 매번 이들을 도포해야 한다는 것을 의미한다. 그러나 경유와 콩기름은 트럭 바닥판과 혼합물 사이의 윤활제로서의 기능은 충분히 수행하는 것으로 나타났다.

사용후핵연료의 건식 재가공을 위한 핵연료 원격 제조공정중 분말제조를 위한 산화 및 OREOX(산화 환원공정)열처리 공정으로부터 및 핵분열기체의 방출거동을 정량적으로 평가하였다. 특히 사용후핵연료의 평균 연소도가 범위내에서 연소도 변화에 따른 핵분열기체의 방출 분율은 측정한 실험결과와 ORIGEN 코드로부터 계산된 초기 inventory를 상호 비교하여 구하였다. 1차 산화공정(voloxidation)에서 및 의 시간에 따른 방출거동은 핵연료의 으로의 분말화 정도와 밀접한 관련이 있는 것으로 보이며, 입계(grain-boundary)에 분포된 핵분열기체가 대부분 방출되는 것으로 여겨진다. 산화분말을 이용한 OREOX 공정으로부터 핵분열기체의 높은 방출율은 의 환원공정에서 온도 증가에 의한 기체 확산 및 으로의 환원에 의한 U 원자 이동성 증가에 의존하며 주로 inter-grain 및 intra-grain에 분포된 핵분열기체가 방출된 것으로 판단된다. 일차 산화공정시 및 핵분열기체의 방출 분율은 핵 연료 연소도가 증가함에 따라 높게 나타났고 방출 분율 범위는 총 inventory의 정도며, 산화분말의 OREOX 공정처리시 잔류 핵분열기체 대부분이 방출되는 것으로 보인다. 아울러 사용후핵 연료로부터 핵분열기체의 제거를 위해서는 고온 환원분위기보다는 산화에 의한 분말화가 더 효과적인 것으로 여겨진다.

중성자가 조사된 흑연에 내재되어 있는 Wigner 에너지를 배출시키는 방법의 하나인 가열냉각공정의 적용 예로 DSC(미분 주사선 열량계) 측정을 통해 흑연으로부터 Wigner 에너지가 배출되는 열 배출 특성을 연구하였다. 일정온도 상승 방법 에 의한 DSC 운전에서 중성자가 조사된 흑연을 가열냉각(annealing)하는 동안 배출되는 Wigner 에너지의 총량과 처리온도에 따른 배출속도를 측정하였다. 연구로 2호기(KRR-2) thermal column 내에 위치별로 중성자의 조사량에 차이가 나는 흑연 시료를 분말로 만들어 상온에서 까지의 온도 범위에서 DSC를 운전하고 이로부터 Wigner 에너지의 배출 속도를 측정하였다. 가열냉각 동안 중성자가 조사된 흑연에서 배출되는 Wigner 에너지의 배출 특성은 가변적 활성화 에너지 속도 식으로 잘 상관시킬 수 있었다.

Drug delivery system(DDS) applied to various fields, such as medicine, cosmetics, agriculture and necessities of life. Among these application fields, DDS is often used as the method of drug dosage into the epidermic skin. We investigated characters of transdermal therapeutic system(TTS) and the skin permeability of that with applying DDS. Chitosan was selected as material of TTS. We investigated the permeation of chitosan ointment containing drug in rat skin using horizontal membrane cell model. Permeation properties of materials were investigated for water-soluble drug such as riboflavin in vitro. We used glycerin, PEG 600 and oleic acid as enhancers. Since dermis has more content water(hydration) than the stratum corneum, skin permeation rate at steady state was highly influenced when glycerin was used in water-soluble drug. The permeation rate of content enhancer and drug was found to be faster than that of content water-soluble drug only. These results showed that skin permeation rate of drug across the composite was manly dependent on the property of ointment base and drug. Proper selection of the polymeric materials which resemble and enhance properties of the delivering drug was found to be important in controlling the skin permeation rate.

본 연구에서는 안동댐 퇴적물의 일반항목과 중금속의 용출 특성에 대해 조사하였다. 용출 실험은 카드뮴, 구리, 납, 크롬, 아연, 수은, 비소, 철, 망간 등 중금속 9개 및 pH, 총인, 총질소 등 일반 3개 항목에 대해 혐기성과 호기성 조건에서 60일간 실험을 수행하였다. 총질소와 총인은 호기성 조건에 비해 혐기성 조건의 용출이 높게 나타났으며, 일부 시료에서 높은 농도가 검출되었다. 대부분의 중금속의 용출율은 아주 낮았으며, 퇴적물에서 함유량이 높은 비소와 카드뮴도 최대 용출량이 각각 0.028 mg/L, 0.003 mg/L로 낮은 값을 나타낸다. 5단계 연속추출연구에서는 쉽게 용출될 수 있는 이온교환형태나 흡착한 형태의 분율이 전체 함유량의 10% 미만으로 낮게 나타났다. 대부분의 중금속은 왕수에 용해되는 잔류(residual)형태로 존재하고 있으며, 특히 독성이 높고 오염도가 높은 비소와 카드뮴의 경우 잔류형태로 존재하는 비율이 각각 80%와 95%로 오염도에 비해 짧은 시간에 용출되어 유해성을 일으킬 가능성은 낮은 것으로 판단된다.