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칼슘 벤토나이트-모래 혼합차수재의 투수 및 구조 특성에 관한 연구
윤성열(Seong Yeol Yun),안현규(Hyeon Kyu An),오민아(Minah Oh),이재영(Jai-Young Lee) 한국지반신소재학회 2019 한국지반신소재학회 논문집 Vol.18 No.2
본 연구에서는 칼슘 벤토나이트를 차수재로 활용하기 위해 칼슘 벤토나이트-모래 혼합물의 투수특성 및 구조를 평가하였다. 본 연구에서는 칼슘 벤토나이트와 모래에 대한 기본적인 물리·화학적 특성 분석, 다짐시험, 투수시험 및 전자주사현미경 분석(SEM)을 진행하였다. 칼슘 벤토나이트의 혼합 비율이 증가함에 따라 칼슘 벤토나이트-모래 혼합물의 건조 밀도, 투수계수는 낮아지고 최적함수비는 증가하였다. 특히, 전자주사현미경 분석은 칼슘 벤토나이트의 비율이 증가함에 따라 칼슘 벤토나이트내 몬모릴로나이트의 면적이 증가하는 것을 확인하였다. 결론적으로, 칼슘 벤토나이트의 혼합비가 40% 이상일 때 매립시설의 차수재 조건(1.0×10<SUP>-7</SUP>cm/sec 이하)을 만족하였다. 본 연구는 차수재로 칼슘 벤토나이트의 이해도를 향상시킬 수 있다. 칼슘 벤토나이트는 40% 이상 혼합 시 나트륨 벤토나이트 7%와 비슷한 투수 특성을 나타낸다. 따라서 칼슘 벤토나이트는 차수재로써 활용이 가능하다. This study was intended to evaluate the water permeability and structure for calcium bentonite-sand mixtures to utilize calcium bentonite as a liner. This study conducted physico-chemical properties tests, compaction tests, permeability test and Scanning Electron Microscopy analysis (SEM) analysis. It was found the higher the ratio of calcium bentonite, the lower the dry density with coefficient of permeability, and the higher the optimum moisture content. In particular, SEM analysis was found the higher the ratio of calcium bentonite, the higher the area of the montmorillonite particles. In conclusion, the optimum coefficient of permeability that finds the landfill liner condition (must be less than 1 × 10<SUP>-7</SUP> cm/sec) was obtained when the ratio of calcium bentonite was 40% or higher. These findings may improve the understanding of the calcium bentonite as a liner. Calcium bentonite shows a similar permeability to sodium bentonite 7% when mixed at 40% or more. Therefore, it is considered that calcium bentonite can be utilized as a liner.
트리클로로에틸렌(TCE) 선택적 반응에 따른 모래, 칼슘-벤토나이트 및 겔화제 혼합차수물의 투수 특성
윤성열(Seong Yeol Yun),최정우(Jeong Woo Choi),오민아(Minah Oh),이재영(Jai-Young Lee) 한국지반신소재학회 2020 한국지반신소재학회 논문집 Vol.19 No.1
본 연구에서는 기존 차수재가 수분과의 팽윤성을 갖는 특징을 개선하기 위해 모래, 칼슘-벤토나이트 및 겔화제 혼합물의 트리클로로에틸렌(TCE) 반응에 따른 투수 특성을 평가하였다. 이를 위해 연구 재료의 기본적인 특성 분석, 투수시험을 진행하였다. 투수계수는 칼슘-벤토나이트 혼합 비율이 증가함에 따라 감소하였으며, 겔화제 혼합 비율이 증가함에 따라 증가하였다. 결론적으로, 칼슘-벤토나이트 15%, 겔화제 30% 이상 혼합 시 지하수 유동에서의 투수계수는 α × 10<SUP>-4</SUP> cm/sec 이상으로 분석되어 지하수 유동을 차단하지 않는 것으로 분석되었다. 또한 TCE 반응 시 혼합차수물의 투수계수는 α × 10<SUP>-7</SUP> cm/sec 이하로 분석되어, 차단층 투수계수 조건(1.0 × 10<SUP>-6</SUP> cm/sec 미만)을 만족하였다. 따라서 칼슘-벤토나이트와 겔화제는 TCE로 오염된 토양 및 지하수에 선택적 투수능 변환 특성을 보이는 차수재로서 활용이 가능하다. To improvement the swelling characteristics of the existing cutoff wall against the moisture, the permeability of the sand, calcium bentonite and solidifier mixture according to the contact with trichloroethylene (TCE) was evaluated. Characteristics analysis and the permeability test of the research materials were performed. The permeability was decreased as the mixing ratio of the calcium bentonite was increased and it was increased as the mixing ratio of the solidifier was increased. In conclusion, when mixing 15% of calcium bentonite and more than 30% of solidifier, the permeability coefficient in the underground water movement was analyzed as more than α × 10<SUP>-4</SUP> cm/sec showing that it does not block the underground water movement. In addition, as the permeability coefficient of mixtures after TCE reaction was analyzed as less than α × 10<SUP>-7</SUP> cm/sec, it satisfied the condition of blocking layer (less than 1.0 × 10<SUP>-6</SUP> cm/sec). Therefore, the calcium bentonite and solidifier can be utilized as barrier that showing the characteristic of percolation ability conversion in soil and underground water contaminated with TCE.
토착미생물의 MICP 기작을 이용한 폐석고 재활용 연구
윤성열 ( Seong-yeol Yun ),김준하 ( Joon-ha Kim ),박윤수 ( Yoon-soo Park ),이유주 ( Yu-ju Lee ),이재영 ( Jai-young Lee ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2016 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2016 No.-
산업혁명 이후 산업발달과 더불어 폐기물 발생량 또한 크게 증가하였다. 이에 따라 정부에서는 폐기물 발생량을 감소시키는 것과 동시에 폐기물을 효율적으로 처리하고 이용하는 자원순환형 폐기물 관리체계로 전환하기 위해 법적, 제도적 체계를 구축하고 있다. 이러한 체계에 따라 생활폐기물, 건설폐기물, 사업장폐기물이 재활용 되고 있다. 사업장 폐기물 중 폐석고는 건축 공업용 페인트, 인쇄 잉크, 도자기 등을 생산하는 과정에서 발생되는 사업장 폐기물로서 연간 약 400 만톤이 발생되고 있다. 발생된 폐석고는 석고보드 및 농업용으로 재활용 되고 있다. 하지만 재활용되지 못한 잉여분은 매립시설에 매립되고 있는 실정이다. 따라서 다른 추가적인 재활용 방안이 필요하다. 일반적으로 MICP(microbially induced calcite precipitation)는 urea 가수분해 효소를 생성하는 미생물의 urea 분해 메커니즘을 통해 탄산칼슘과 같은 탄산염을 석출시키는 기작을 말한다. 최근 국내·외로 MICP 기작에 대한 연구가 진행되고 있으나 폐석고를 재활용함에 있어 MICP 기작을 이용한 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 매립시설에 매립되는 폐석고의 물리·화학적 전처리를 통해 최적의 칼슘이온 용출 조건을 도출하고, MICP 기작을 통한 탄산칼슘 형성을 확인하여 폐석고를 재활용함에 있어서 MICP 기작을 활용하는 기초자료를 제시하는데 목적을 두었다. 이를 위해 폐석고의 특성을 파악하고자 XRD, XRF, 입도분석을 실시하였으며, 물리·화학적 전처리에 따른 칼슘이온 농도를 ICP-AES로 분석하였다. 특히, 미생물 투입 후 형성된 침전물에 대하여 XRD 및 FE-SEM 이용하여 시료를 분석하였다.
윤성열 ( Yun Seong Yeol ),김정호 ( Kim Jeong Ho ),전상준 ( Jeon Sang Jun ) 한국정보처리학회 2020 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.27 No.2
본 연구에서는 민간기업들이 전체적인 보안관제 인프라를 구축 할 수 있도록 오픈소스 빅데이터 솔루션을 이용하여 보안관제 체계를 구축하는 방법을 기술한다. 특히, 보안관제 시스템을 구축할 때 비용·개발시간을 단축 할 수 있는 하나의 방법으로 무료 오픈소스 빅데이터 분석 솔루션 중 하나인 Elastic Stack을 활용하여 인프라를 구축했으며, 산업에 많이 도입되는 제품인 Splunk와 비교실험을 진행했다. Elastic Stack을 활용해 보안로그를 단계별로 수집-분석-시각화 하여 대시보드를 만들고 대용량 로그를 입력 후 검색속도를 측정하였다. 이를 통해 Elastic Stack이 Splunk를 대체 할 수 있는 빅데이터 분석 솔루션으로서의 가능성을 발견했다.
멕시코 B 광산 슬러지에 존재하는 생물학적 광물화 미생물의 특성에 관한 연구
김준하,윤성열,박윤수,이재영,Kim, Joon-Ha,Yun, Seong-Yeol,Park, Yoon Soo,Lee, Jai-Young 한국지하수토양환경학회 2017 지하수토양환경 Vol.22 No.2
Microbial processes that bind heavy metals and form minerals are widespread, and they represent a basic aspect of biogeochemistry. Some microorganisms can crystallize minerals by secreting a specific enzyme. In particular, calcite ($CaCO_3$) precipitation is an important part of biomineralization, and has been studied extensively because of its wide application in civil engineering technology. This process provides an effective way to stabilize heavy metals within a relatively stable crystal phase. In this study, biomineralization of calcite by three urea-hydrolyzing indigenous bacterial strains was investigated by microbiological analyses. Three bacterial strains were isolated from the sludge of B mine in Mexico and each bacterial strain was identified by the cellular fatty acid composition and 16S rRNA partial sequencing analysis. The results of the identification analysis showed that these strains were closest to Sporosarcina pasteurii, Kurthia gibsonii, and Paenibacillus polymyxa. We found that the optimum conditions for growth of these indigenous bacteria were $30-40^{\circ}C$ and pH range of 7-8. Microbiological analyses showed the possibility that the bioaccumulated heavy metals ions were deposited around the cell as crystalline carbonate minerals under the optimum conditions. The findings of our study suggest that the indigenous bacterial strains play an important role in heavy metal immobilization.
오염된 준설퇴적물의 열수가압탄화 시 중금속 거동 및 처리 특성 변화
안현규 ( Hyeon-kyu An ),윤성열 ( Seong-yeol Yun ),김종빈 ( Jong Bin Kim ),고병오 ( Byeong Oh Ko ),이재영 ( Jai-young Lee ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2018 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2018 No.-
산업활동의 증가로 인해 대량의 오염물질이 국내의 하천 및 호소로 유입되고 있다. 유입된 오염물질은 입자상 물질에 부착되어 퇴적물의 형태로 축적되었다가 다양한 환경요인에 의해 재유출되어 수생태계에 악영향을 미치고 있다. 매년 국내에서는 하천 및 호소 등의 생태 복원 사업으로 인해 준설된 퇴적물이 기하급수적으로 증가하고 있으나 이에 대한 기초자료 부족 및 오염 정화 관리 기준이 미미한 실정이다. 보통 국내 준설퇴적물은 폐기물로 분류되어 외해에 투자하거나 육상매립용 토양으로 처리되었으나, 2012년 런던협약 등 퇴적물에 대한 국제조약으로 인해 해양투기가 금지되어 준설퇴적물의 활용 및 처리가 쉽지 않다. 현재 오염된 준설퇴적물은 안정화제 살포, 토양세척, 열처리 방법 등 처리를 위한 다양한 방법이 개발되고 있으나, 준설퇴적물의 재활용률은 미흡한 실정이다. 열처리 방법 중 열수가압탄화반응은 수분함량 높은 폐기물에 적용하여 처리하는 기술로 수분함량이 높아 처리가 용이하지 않은 오염된 준설퇴적물을 처리하는데 효율적이라고 사료된다. 따라서 본 연구에서는 오염된 준설퇴적물의 열수가압탄화 시 생성된 탄화물의 중금속 거동 및 물성 변화에 대하여 확인하고자 한다. 이를 위해 오염된 준설퇴적물을 다양한 온도에서 탄화시켜 탄화물을 생성하였고, 생성된 탄화물의 물리·화학적 특성 변화를 통해 오염된 준설퇴적물의 열수가압탄화 시 처리 가능성을 평가하였다. 사사: 이 논문은 환경부의 폐자원에너지화 전문인력 양성사업으로 지원되었습니다.
Hydrothermal Liquefaction (HTL)를 이용한 폐플라스틱의 유류자원화 기술에 관한 기초연구
최정우 ( Jeong Woo Choi ),윤성열 ( Seong Yeol Yun ),조우리 ( Woori Cho ),김장영 ( Jang Yeong Kim ),김수향 ( Su Hyang Kim ),이재영 ( Jai-young Lee ) 한국폐기물자원순환학회 2021 한국폐기물자원순환학회지 Vol.38 No.1
Hydrothermal Liquefaction (HTL) was applied to convert plastic into oil resources. Polyethylene, Polystyrene, Polypropylene, which are the most commonly used and discharged of various types of plastics, respectively, in the ratio of 1:9 to water and oil under optimal conditions (PE=240℃-40min, PS=270℃-60min, PP=240℃-60min) Was extracted. Then they evaluated their potential for use as liquid fuel. The characteristics of the liquid fuel changed according to the HTL reaction temperature and time. Therefore, it is believed that HTL can be used to convert plastic into oil resources.