• 유기물자원화
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• 제25권2호
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• pp.27-31
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• 2017

본 연구에서는 자흡식 마이크로버블 발생장치를 운전함에 있어서 수심 변화에 의한 수압이 산소 용해율에 미치는 영향에 대하여 평가하였다. 연구결과, 흡입 공기량의 경우 수압이 증가할수록 노즐 토출부에 작용하는 힘의 증가로 감소하는 경향을 나타내었다. 산소전달계수는 수심이 증가할수록 수압 증가에 의한 흡입 공기량 감소와 반응조 용적의 증가로 감소하는 경향을 나타내었으나 수심이 증가할수록 자흡식 마이크로버블 발생장치에서 발생되는 마이크로버블의 체류시간이 증가하여 산소 용해율은 증가하는 경향을 나타내었다. 그러나 자흡식 마이크로버블 발생장치 용량에 대비하여 수심이 과도하게 깊을 경우 낮은 흡입 공기량 및 산소전달계수로 인하여 산소 용해율은 감소할 것으로 판단된다. 따라서 자흡식 마이크로버블 발생장치 운전 시 수압이 중요한 고려사항이 됨을 확인할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.431-431
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• 2016

J 호소는 1942년도에 충청남도 아산시 선장면에 설치된 농업용 저수지로서, 현재 COD, TN, TP 모두 등급외의 수질상태를 보이고 있다. J 호소 상류 유역은 축산농가가 다수 위치하고 있으며, 설치된 지 70년이 지난 노후화된 저수지로 고농도의 오염물질 유입뿐만 아니라 호소 바닥의 오염 퇴적물에 의한 내부 부하가 중요한 수질오염원이 되고 있다. 호소의 수질은 현재 COD 10.6~16.5 mg/L, Chl-a $75mg/m^3$ 이상으로 수질오염도가 매우 높으며, 특히 늦봄에서 초가을까지 외기온도 상승 및 저수율 저하와 함께 부영양화 증가, 녹조 대발생 등으로 호 내 물고기 대량 폐사 및 악취발생 등으로 민원이 다수 발생하고 있다. 이러한 현상의 직접적인 원인은 수중의 DO 농도 결핍이며, 따라서 수중의 DO 농도를 일정수준 이상으로 유지시켜 주는 것은 호소 수질관리를 위해 매우 필요하다고 판단된다. 본 연구에서는 공기 중의 산소를 호소 수체에 포기시켜 주는 마이크로버블 발생장치를 J 저수지에 설치하여 수체의 DO 농도 변화 등을 분석하였고, 본 연구결과는 농업용 호소의 수질개선을 위한 기술개발 및 계획수립의 기초자료로 활용하고자 하였다. 마이크로버블 포기장치는 수심이 약 4m 되는 저수지 제방 근처에 100m 간격으로 총 3지점에 설치하였다. 버블 발생기는 기액 2상류 선회형 마이크로 버블 발생장치로 3지점에 각 1set(1set에 3기로 구성)씩 구성하여 저수지 바닥 층에서 상부로 1m 떨어진 지점에 고정식으로 설치하였다. 총 공기흡입량은 380 LPM이며, 사용동력은 12.2kW를 사용하였다. 마이크로 버블 포기장치 설치 후 호 내 DO 농도 변화를 평가하기 위하여 호소 전체에 18개 지점을 선정하여 수심 50cm 간격으로 DO 농도를 측정하였다. 가동 전에는 DO 평균농도가 표층에서는 약 7.7mg/L로 나타났고, 수심에 따라 거의 수직적으로 감소하여 바닥층에서는 약 0.2mg/L로 거의 무산소 상태를 보이고 있었다. 마이크로 버블 가동 2주 후에는 수심 3m까지의 모든 수층에서 DO 농도가 약 6.0mg/L 이상을 보였고, 바닥층에서는 DO 약 3.4mg/의 농도를 나타내었다. 가동 3주 후에도 2주 후와 비슷한 수치를 보이고 있었으나 가동 4주가 지나면서부터는 호소 바닥층(수심 3.5m)에서도 DO 농도가 7.0mg/L 이상의 높은 농도를 유지하는 것으로 조사되었다. 호소 저층에서 호기성 상태의 지속적 유지는 퇴적 오염물질이 수층으로 용출되는 것을 예방할 수 있으므로 마이크로버블을 잘 활용하면 호소의 악취제거 및 수질개선에 많은 도움이 될 것으로 판단된다.

• 현장농수산연구지
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• 제19권1호
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• pp.109-117
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• 2017

아직까지 많이 알려지지 않은 마이크로버블을 사용하여 우리나라 대표 작물인 인삼재배에 적용하였다. 고년근에 적용하여 결과를 확인하기 위해서는 비용과 시간 소요가 많아 종묘삼을 활용하여 생리적 변화를 측정하고 분석하였다. 최근 뿌리 작물에 기능성이 있다는 산소수 일반 재배농가에서 사용해보았지만 그 결과가 미미하고 오히려 해를 입는 경우도 생기게 되었다. 다른 작물의 선행결과와 본 연구결과를 볼 때 마이크로 버블을 사용한 인삼재배는 파급효과 있을 것으로 사료된다. 중화제 및 약제를 활용하여 만든 산소수와는 다른 개념으로 마이크로 버블은 공급 장치를 통해 우리가 이용하는 공기를 아주 작은 버블로 압축하여 인삼에 제공함으로써 저해 없이 특이성 성장을 이끌어 내었다. 연구결과로부터 설정된 종묘삼의 생장 특성 및 세분화별 적정범위 및 적정치를 결과와 비교하면, 그동안 이루어졌던 관행농법에서 사용되는 일반수와 마이크로 버블(Micro bubble)수를 사용하여 재배한 결과는 10%에서 15%의 인삼생장을 나타내었다. 이후로 마이크로 버블수를 생산할 때 시간별 용존 산소량을 측정하여 마이크로 발생장치의 최적 시간을 설정하고 최적화 설정을 위해서는 관계시간과 에너지 효율 및 토양의 영양환경에 대한 변화에 대해서도 더욱 많은 연구가 필요하고 사료되며, 더불어 생체 및 중량이 증가된 만큼 인삼의 주요 성분인 진세노사이드의 증감에 대한 분석 등 추가 연구가 활발하게 이루어져야 할 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권9호
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• pp.6397-6402
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• 2015

본 연구는 lab-scale로 제작된 가압식 마이크로버블 발생장치의 버블크기 분포를 분석하여 장치의 최적 운전조건을 검토하고 벤튜리 노즐 제원에 따른 마이크로버블 발생 특성을 확인하였다. 실험결과, 실험실 규모의 가압식 마이크로버블 발생장치의 운전조건은 공기 주입율 0.3 LPM, 가압탱크압력 3 bar, 벤튜리 노즐을 수조와 직접 연결 하였을 때, 상대적으로 우수한 성능을 나타내었다. 벤튜리 노즐 제원을 달리한 마이크로버블 발생 특성에서는 노즐의 제원에 따른 버블크기 분포에 미치는 영향은 낮지만, 버블 발생의 성능적 측면에서는 노즐의 목 직경이 3-4 mm 일 때, $D_{50}$이 $54.98-61.19{\mu}m$(D3L15, D4L15), $50{\mu}m$이하의 버블 분율은 각각 0.326, 0.345(D3L15, D4L15)로 상대적으로 우수함을 확인하였으며, 노즐 목 길이의 경우 목 길이가 20 mm인 노즐의 $D_{50}$이 $49.40-54.98{\mu}m$, $50{\mu}m$이하의 버블 분율은 0.447로서, 마이크로버블을 비교적 안정적으로 발생시키는 것을 확인 할 수 있었다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제3권4호
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• pp.263-271
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• 2016

본 연구에서는 호소 수체에 산소를 포기시켜 주는 마이크로 버블 발생장치를 충남 아산에 위치하고 있는 죽산호에 설치하여 수체에 미치는 수리학적 영향반경과 용존산소 (DO) 농도 분포를 조사하였다. 수체에 미치는 수리학적 영향반경은 로다민 염료를 이용한 추적실험을 하였으며, 마이크로 버블 제트류의 수평방향으로 총 160 m 길이의 가이드라인을 설치하여 10 m 지점마다 수심 1 m, 2 m, 3 m에서 로다민 농도, 수온, DO 등을 측정하였다. 죽산호의 로다민 배경농도는 $0.3-0.5{\mu}g/L$이었고, 용액 주입 후 15분 이내에 20-40 m 거리까지 확산되었으며, 거리 50-120 m의 수심 2 m 지점에서 로다민 농도가 $3.1-12{\mu}g/L$를 나타냈다. 본 연구결과로부터 마이크로 버블 발생장치의 제트류에 의한 직접적인 영향 범위는 40-50 m이고, 그 이후에는 이류 및 확산에 의한 영향으로 120 m까지 이동하는 것으로 나타났다. 수중 DO 농도는 경과시간과 이격 거리에 상관없이 7.4-12.6 mg/L의 농도를 유지하였고, 마이크로 버블 적용 전의 호소 바닥층 DO 0.2 mg/L에서 운영 후 8.0 mg/L 이상으로 DO가 개선되는 것으로 나타났다. 본 연구 결과에 의하면 마이크로 버블 포기 기술은 농업용 호소의 수질 관리와 개선에 기여할 것으로 기대된다.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2011년도 추계학술논문요약집
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• pp.353-354
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• 2011

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.251-259
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• 2016

본 연구는 가압식 마이크로버블 발생장치를 이용하여 공기를 마이크로화 시켜 공급하면서 pilot-scale 규모의 폭기조내 DO 농도 및 ORP 변화를 살펴보았다. 마이크로버블에 의한 폭기조 내 교반 및 산소전달 능력을 확인한 결과, 폭기조 횡(橫)방향으로 마이크로버블 공급위치에 따라 폭기조 내액의 순환으로 인하여 단일반응조 내에서 측정위치별 DO 농도가 다르게 나타남을 확인할 수 있었다. 또한, 마이크로버블 공급위치에 따른 교반현상을 파악하고 마이크로버블 공급위치의 적정성을 확인하고자 유체유동해석을 한 결과, 마이크로버블 공급위치가 폭기조 횡(橫)방향으로 1/2지점일 경우, 좌측면에서 공급될 때보다 폭기조 내부의 교반이 잘 이루어져 사영역이 적게 발생되는 것을 확인되었다. 실험 및 유체유동해석 결과를 바탕으로 마이크로버블 공급위치에 따라 단일반응조에서 DO 농도를 변화시켜 격벽이 없는 영역분리가 가능하므로 혐기, 무산소, 호기를 한 공간에서 운영할 수 있는 가능성을 확인할 수 있었다. 마이크로버블을 공급했을 경우, 산기관을 사용할 때와는 다르게 MLSS가 부상농축되는 고액분리 현상이 발생하였는데 마이크로버블이 생물학적 처리를 위하여 부상의 목적이 아닌, MLSS의 혼합과 적절한 DO 농도 유지를 목적으로 사용되기 위해서는 폐수 종류에 따른 적절한 크기의 버블선택이 중요함을 확인할 수 있었다.

• 한국습지학회지
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• 제17권2호
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• pp.118-123
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• 2015

제강산업의 냉연 산회수 설비공정을 검토하였고, 공정에서 발생되는 염화수소 가스를 처리하기 위하여 마이크로버블이 발생되는 DIWS 시스템을 운전하였다. 염화수소 가스의 대기배출허용기준을 만족하기 위해서는 추가공정의 도입이 필요한 것으로 나타났다. DIWS 장치로 유입되는 평균 염화수소 가스의 농도는 22.3 ppm, 배출가스의 농도는 0.59 ppm으로 평균 제거율은 97.3%였다. TMS 장치에 의한 10시간 5분 간격 측정에서도 평균 0.69 ppm으로 안정적이었으며, 수동으로 측정하여 TMS 장치의 신뢰도를 검증하였다.

• 한국습지학회지
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• 제18권3호
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• pp.286-291
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• 2016

고농도의 암모니아 함유 공장 폐수를 대상으로 마이크로버블이 발생되는 장치를 이용하여 암모니아 탈기에 의한 처리 가능성을 평가하였다. 기존 처리장은 pH를 12.5로 유지하면서 반응 조내의 온도를 $30^{\circ}C$에서 $70^{\circ}C$로 상승시켜 72시간 동안 고온 탈기 시켰을 경우 T-N의 제거효율은 70.3%에서 90.5%로 증가하였다. 온도를 $30^{\circ}C$로 유지하면서 유입수의 T-N 농도가 9,120~12,955 mg/L인 폐수를 20시간 동안 마이크로버블에 의한 지속적인 접촉으로 상온 탈기 시킨 결과 T-N 제거율을 90.5~91.9%로 확보하였으며, 운전기간 동안의 pH는 12.3에서 10.1로 소폭 감소하였다.

• 유기물자원화
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• 제31권3호
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• pp.93-102
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• 2023

본 연구는 NOx, SOx를 동시 제거하는 방법에 추가로 대기 중에 존재하는 중금속 오염물질에 대해 처리가능한지를 스크러버에 산화제와 환원제를 마이크로버블 장치에 투입하여 2차 오염물질이 발생 되지 않는 친환경적인 처리방식을 연구하고자 하였다. 마이크로버블로 처리하고자 하는 대기 중 중금속 물질은 납화합물(Pb)을 선정하여 제거효율을 확인하였다. 마이크로버블을 스크러버에 연결하여 처리함으로써 NOx, SOx 뿐만 아니라 대기 중 중금속 물질 저감효과 및 비용 절감과 2차 환경오염물질이 발생 되지 않는 것을 확인하였다. 본 연구를 통하여 기존에 SCR과 같이 고비용의 처리방식이 아닌 친환경적인 방법을 적용하여 저비용으로 NOx, SOx, 중금속을 동시 제거가 가능하였으며, 산화제와 환원제 및 마이크로버블을 적절히 사용하면 경제적이고 효율적인 대기오염물질 처리가 가능하였으므로 환경방지시설의 기술 발전에 도움이 될 것으로 기대된다.