• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.239-243
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• 2011

우리나라 주요 수자원인 댐 저수지는 여름철 성층현상으로 인해 많은 수질문제가 발생하여 산기식 수중폭기장치를 설치하고 있다. 그러나 산기식 수중폭기장치의 설계인자들은 대부분 lab-scale의 실험연구를 통해 검토되고 설계에 반영되고 있어 실제 댐 저수지에 적용하기 위해서는 현장적용성을 고려하여 개선될 필요가 있다. 따라서 본 연구는 실제 댐 저수지의 현장조건을 고려하여 CFD 모의실험을 통해 산기식 수중폭기장치의 설계인자인 무차원변수 DN (Destratification Number)과 탈성층 영향반경 및 효율을 검토하였다. 그 결과 현장조건에서의 DN값은 lab-scale 실험조건보다 더 넓은 범위를 가지며, 단위수심당 탈성층 영향반경은 DN값이 증가할수록 감소하는 것으로 분석되었다. 또한 탈성층 효율은 DN값이 증가할수록 선형적으로 증가하다가 증가율이 감소하면서 일정해지는 것으로 분석되었다.

• 환경기술인
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• 통권169호
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• pp.74-78
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• 2000

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제5권3호
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• pp.16-22
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• 2002

호수의 온도성층 파기를 위하여 이용되는 수체순환용 공기공급장치의 효과와 최적운용방법에, 거제도의 연초호의 경우에 초점을 맞추어 살펴보았다. 폭기장치의 효과를 가동 전후의 수질을 평가함으로써 고찰하였고 Schladow[1993]의 방법에 기초한 산기장치의 최적설계법 또한 연초호의 상태와 비교를 통하여 제안하였다 전반적인 혼합효과의 파악을 위하여 단순화된 수체모델에 대한 모사시험도 수행하였다 연초호의 경우 폭기장치의 효과가 나타나는 것으로 판단된다.

• 환경기술인
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• 제25권통권258호
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• pp.20-23
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• 2008

• 환경기술인
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• 제25권통권259호
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• pp.20-24
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• 2008

• 대한환경공학회지
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• 제34권6호
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• pp.414-420
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• 2012

에너지 절감형 산기장치의 상용화를 목적으로 국내 J사의 인장강도 $400kg_f/cm^2$ 이상, 두께가 0.5 mm의 폴리 우레탄 시트를 확보하고 고무 시트의 천공에 가장 널리 이용되는 방식인 needle을 이용한 천공방법을 택하여 기공의 크기가 $100{\mu}m$ 정도의 판형 멤브레인 산기장치를 제작하였다. 판형 산기 모듈 제작 후 실험실 및 파일롯 규모의 테스트 결과, 수조 450 L, 수온 $20^{\circ}C$, 공기량 40 L/min인 실험실 테스트에서 3분 내에 DO가 5 mg/L을 넘었고, 8분 내에 DO가 포화치에 가까운 8 mg/L 이상이 됨을 알 수 있었다. 이때의 $K_{La(15)}$는 $16.34hr^{-1}$, 표준산소전달효율은 54.7%, 표준폭기효율는 7.88 kg/kwh로 상당히 높은 효율의 실험결과를 보였다. 수조 2 $m^3$, 수온 $19^{\circ}C$, 공기량 30 L/min인 파이롯 규모의 테스트에서는 8분 내에 DO 농도가 5 mg/L를 넘었고, 이때의 $K_{La(15)}$는 $5.8hr^{-1}$, 표준산소전달효율은 42.1%, 표준폭기효율는 6.41 kg/kwh로 기존 산기관의 2~2.5배 높은 효율의 실험결과를 보였다. 특히 단위 동력당 산소전달률이 높아 경제성이 높음을 나타내었다. 기존 산기관의 적용에서 청수에서의 산소전달효율이 실제 폐수에서의 산소전달률의 차이로 인한 문제가 빈발하여 실제 $40^{\circ}C$ 축산폐수에서 테스트한 결과 $OTE_f$는 22.1% $OTE_{pw40}$이 39.6%로 매우 높은 효율을 보였다.

• 대한환경공학회지
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• 제33권6호
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• pp.447-452
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• 2011

본 연구에서는 고분자 중공사막 모듈을 산기 도구로 사용하여 미세 기포 발생을 도모하였고 영상정보를 기반으로 하는 이미지 분석 기법을 적용하여 발생한 기포 특성을 파악하고자 하였다. 기포의 이미지 분석 결과, 고분자 중공사막 모듈을 통해 수중에 분사된 기포는 산기석을 통한 기포보다 약 30~64% 작은 크기로 발생되는 것을 관찰하였고, 기포의 70% 이상이 0.2~0.82 mm 범위에 분포된 반면, 산기석의 경우는 0.77~1.08 mm의 범위에 속한 기포가 80% 이상이었다. 산기석과 고분자 중공사막모듈을 각각 기포발생 장치로 사용한 부상조를 운영하였을 때 반응조에 잔존하는 플록의 크기는 산기석을 이용했을 때가 고분자 중공사막 모듈의 경우보다 더 큰 것으로 나타났다. 이는 고분자 중공사막 모듈에 의해 발생한 미세기포가 충돌 효율의 증가 때문에 크기가 작은 콜로이드 입자들까지 응집/부상할 수 있는 기회를 제공하였기 때문이다. 따라서 부상공정에 고분자 중공사막모듈을 산기장치로 활용하였을 경우 응집부상 제거효율이 증가할 수 있는 가능성을 보였다. 또한 본 연구에서 사용한 이미지 분석기법은 제공된 영상정보를 기반으로 기포의 기초 특성들과 관련된 정보습득을 위한 분석도구로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권11호
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• pp.772-779
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• 2012

본 연구에서는 원뿔형으로 개발된 미세기포형 산기관의 성능향상을 위하여 운용적 측면에서 실험과 전산모사적 방법을 이용하였다. 산기관 잠김깊이의 변화에 대해 성능실험이 용이한 실증 규모의 타워형 생물반응기에 산기관을 장착하여, 잠김깊이가 표준산소전달계수($K_{L}a_{20}$) 및 표준산소전달효율(SOTE) 등 산소전달 성능에 미치는 영향을 실험적으로 연구하였다. 또한, 2상 유동에 관한 유체역학적 전산모사를 이용하여 산기관 수와 잠김깊이에 대한 유동현상을 파악함으로써 산소전달 성능변화에 대한 원인을 규명하였다. 산소전달 성능실험결과, 산기관의 잠김깊이를 6 m에서 12 m로 증가시킴에 따라 표준산소 전달계수는 7% 증가하였으나 표준산소전달효율은 39~72% (5.6 %/m)로 대폭 상승하였다. 유동 해석결과, 산기관의 수가 증가함에 따라 공기 체적분율 및 공기와 시험수의 유속 모두 증가하였으며, 공기와 시험수의 유속 경향은 유사하게 나타났다. 잠김깊이가 증가함에 따라서 공기 체적분율, 공기 및 시험수의 유속은 조금씩 감소하는 경향을 나타냈다. 선회 병류유동은 기포류의 확산과 상승속도를 결정하는 주요 인자로서 선회강도가 과도하게 큰 경우에는 기포 체류시간과 체류량이 감소되므로 산소전달 성능을 저하를 예측할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권8호
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• pp.633-643
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• 2015

본 연구의 목적은 고효율 미세기포 공급장치인 산기관을 개발하기 위하여, 미세기포를 이용하여 하폐수에 용존산소를 효율적으로 공급하고 슬러지에 의한 기공의 막힘을 최소화함으로써 호기성 미생물에 의한 유기물 분해공정의 효율성과 내구성을 개선하고자 하였다. 종래의 미세기포 산기관을 개선하기 위하여, 실험과 전산해석 방법을 이용하여 미세기포를 발생시키면서 슬러지에 의한 막힘현상이 없는 원뿔형 산기관을 개발하였다. 전산해석을 통하여 단위 산기관 내부의 공기유동패턴을 확인하여 산기관 설계를 보완하고, 모의 생물반응기에 단위 산기관을 적용하여 발생 기포 거동 실험과 2상유체유동에 대한 전산해석을 수행하였다. 실험 결과로서 모의 생물반응기 내에서 발생기포 수직 길이 및 상승속도 등 기포거동에 대한 통계치를 도출하였으며, 전산해석 결과로서 기포군의 거동을 포함한 유동특성에 대한 메커니즘을 규명하였다. 이를 통하여 고효율 산기관 설계를 체계화하였고 모의 생물반응기 내에서 기포거동과 내부유동 현상을 규명함으로써, 실증 수처리장 규모 생물반응기에 산기관 군체를 적용하여 산소전달특성 및 내부유동특성을 파악하고 시스템을 설계하는데 중요한 근거를 제시하였다.

• 전기저널
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• 통권254호
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• pp.53-61
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• 1998

오존은, 그 강력한 산화력에 의하여 살균, 탈취, 탈색과 유기물 제거 등의 효과를 복합적으로 얻을 수 있고 또한 신속하게 산소로 분해되어 잔류하지 않기 때문에 환경개선에 사용하기에 이상적인 물질이다. 미쓰비시전기에서는 이러한 오존의 이점에 착안하여 1970년부터 오존발생기와 오존처리설비의 개발, 제품화를 추진하여 왔다. 오존에 의한 고도처리가 널리 일반에게 인정되어 그 수요가 높아지고 있는 오늘날에 있어서도 보다 많은 오존설비의 보급을 위하여 오존기술의 개발에 힘쓰고있다. 본고에서는 상하수도 오존고도처리의 기술동향의 일부로 시도되고 있는 다음의 세 가지 내용을 소개한다. (1)오존처리시스템의 자에너지, 고효율화 기술 방전갭의 단축화, 관분내압력의 고압화로 고농도$\cdot$고효율의 오존발생을 실현하여 자전력화를 가능케 한 신형오조나이저를 개발 제품화하였다. (2)오존 반응조 내에서의 산기장치특성의 파악 모델화가 곤란한 신기장치에 대하여 실설비규모의 실험설비를 사용하여 그 산기특성을 분명히 하였다. (3)과산화수소첨가 오존처리법에 의한 하수처리수의 재생이용 과산화수소첨가 오존처리법에 의하여 장기간에 걸쳐 하수처리수를 전유기탄소(TOC)3mg/$\ell$이하로까지의 처리를 달성하여 하수처리수를 수도수레벨로까지 고도로 정화할 수 있음을 실증하였다.