• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.22 no.6
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• pp.1011-1019
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• 2000

The purpose of this study is to examine the basis of design condition of existing treatment processes, namely, Extended Aeration Process, Conventional Activated Process, High Rate Aeration Process and Modified Aeration Process, by clarifying the correlations of influent wastewater concentration, hydraulic retention time, food-to-microorganism ratio and sedimentation of sludge, as well as to ascertain the feasibility of design, regardless of the existing design condition. In particular, this study made a priority investigation of hydraulic retention time and sludge sedimentation, because sludge sedimentation is the main factor$^{1)}$ which determines the operating conditions of existing treatment processes. Therefore, it is generally known that in case exceeds the sphere of design presented for each treatment, sludge bulking may occur. The results of Lesperance's test$^{1)}$, which formed the basis of design, showed the sphere of loading without security of sludge sedimentation, as in Fig. 1. The reason for sludge bulking in a certain condition, as above, is due to failure in application of optimum loading corresponding to each retention time by employing a few operating condition, which proved to be consecutively workable after years of trials and failures by Lesperance, for test conditions. However, the result of this test showed that in case of proper maintenance of loading. sludge sedimentation can be ensured under 120 SVI. Therefore, this study suggested hydraulic retention time and its corresponding optimum loading, and identified the hydraulic retention time as a determinant of sludge sedimentation. And. on the basis of these findings, this study suggested the feasiblity of UHR(Ultra High Rate), a new operating process, exceeding several times the applicable loading value of High Rate Aeration Process under one hour retention time which has not yet applied to the existing treatment processes.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.29 no.2
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• pp.229-234
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• 2007

In the present work, the sequencing batch reactor process of two-sludge type was optimized. The effects of solid retention time, hydraulic retention time, length of biosorption phase and temperature variation were investigated, respectively. In the T-N removal, the long solid retention time was favored. It was speculated that SCOD biosorption efficiency was higher in long solid retention time than in short solid retention time. In the comparison of hydraulic retention time, the removal efficiency of $NH_4^+-N$ and T-N were almost same in all applied hydraulic retention times which were 8 hr, 10 hr and 15 hr. It was observed that there was no need to have the hydraulic retention time more than 20 min in biosorption phase for enhancement of T-N removal efficiency. An experimental comparison of removal efficiencies with different temperature conditions was carried out. Decrease of temperature didn't affect the performance of the process, however, phosphorus removal efficiency was a little higher at low temperature than high temperature. Consequently, the process developed in this study was much amenable to wastewater treatment which was conducted in the low temperature and high loading rate.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.181-181
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• 2022

상수도 관망은 비정상상황에서도 안전한 물을 안정적으로 공급하는 것을 목표로 한다. 따라서 상수도 관망의 최적 설계는 수리학적 제약조건 (i.e., 절점의 압력, 관의 유속)을 만족하는 설계안을 제시한다. 하지만 점차 커지는 도시 규모에 따라 수질적으로 안전한 물을 공급하지 못하는 문제가 발생하고 있다. 또한, 상수도시스템의 형식 (i.e., 수지상식, 혼합식, 순환식)에 따라 용수의 체류 시간, 절점의 압력 등이 상이하다. 따라서, 본 연구에서는 도시 규모 및 형식과 잔류염소 농도를 고려한 상수도시스템 최적 설계를 진행하였다. 절점의 개수에 따라 도시의 규모를 분류하였으며, BI(BI; Branch Index) 지수를 통해 상수도시스템의 형식을 분류하였다. 또한, 수리학적 제약조건(i.e., 절점의 압력)과 수질적 제약조건 (i.e., 잔류염소 농도)을 설정하여 수리-수질을 동시에 만족하는 최적 설계안을 도출하였다. 비상시에도 물을 안정하게 공급하기 위하여 시스템의 탄력성과 설계비용을 목적함수로 설정하여 다목적 최적 설계를 진행하였다. 이러한 연구는 압력만을 고려한 기존 설계단계에서 수질적 측면을 동시에 고려하여 수질 측면의 안전성을 향상할 수 있다. 또한, 시스템의 탄력성을 고려하여 비정상상황에서도 물을 공급하여 사용성을 향상하는 설계안을 도출하여 수리학적 안정성을 만족하며, 경제적 측면도 향상할 수 있다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.127-127
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• 2023

지표수와 하상 경계층에서 발생하는 흐름 교환은 하천, 호소, 연안, 해안 등 자연계에 존재하는 수환경시스템에서 일반적으로 나타나는 수리학적 특성으로서, 흐름 교환이 발생하는 경계층 아래 하상층 영역을 혼합대(hyporheic zone)라 부른다. 수질오염사고 등에 의해 외부의 오염물질이 하천 내 유입될 경우, 혼합대 흐름에 의해 하상층으로 침투되고 지표수 대비 유속이 느린 하상 내 공극 흐름에 의해 거동함에 따라 이들의 하천 내 체류시간이 증가하게 된다. 따라서, 본 연구에서는 지표수와 하상 흐름을 연계한 수치해석 방법을 적용하여 혼합대가 지표수 내 용질 체류시간에 미치는 영향을 분석하였다. 먼저 연직 2차원 Reynolds 평균 Navier-Stokes(RANS) 방정식과 Darcy 방정식을 연계하여 지표수와 하상 내 흐름을 해석하였다. 지표수 영역은 RANS 방정식을 이용하여 모의하였고, 지표수 흐름해석에서 얻어진 하상의 압력장을 경계조건으로 하여 Darcy 방정식과 함께 하상 내 흐름을 모의하였다. 여기서 하상의 형태는 자연계 하천에서 일반적으로 관찰되는 사련하상(Ripple bed)으로 모사하였다. 이후, 지표수-하상 연계모의를 통해 얻어진 흐름 결과를 바탕으로 지표수-하상 경계층에서 용질거동을 모의하였다. 흐름 모의결과를 과거 실험자료와 비교한 결과, 지표수 영역 내연직흐름 분포를 정확하게 재현하였고, 동시에 혼합대 흐름 구조에 큰 영향을 미치는 지표수-하상 경계층 압력 분포 역시 관측값과 유사하게 나타났다. 용질거동 해석을 통해 얻어진 용질의 체류시간을 분석한 결과, 혼합대 흐름이 고려된 경우(투수성 하상)와 고려되지 않은 경우(불투수성 하상)를 비교했을 때 전자에서 체류시간 분포의 감수곡선이 길어지고 첨두농도가 감소하는 것으로 나타났다. 아울러, 지표수 영역의 유입부 경계의 평균 유속이 증가함에 따라 최대 체류시간이 감소하는 것으로 나타났는데, 이는 지표수-하상 경계층에서의 압력 경사가 커져 혼합대 내 유속이 증가함에 기인하는 것으로 분석되었다.

• Journal of the Korean GEO-environmental Society
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• v.8 no.5
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• pp.15-21
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• 2007

This study was investigated to evaluate the effect of electric fields application for the reduction of membrane fouling, the inactivation of microorganisms and the enhancement of particle coagulation in microfiltration/coagulation. Cumulative permeate in the case with electric field treatment showed high value compared to the case without electric field. Particularly, the increase of HRT (Hydraulic retention time) showed the increase of cumulative permeate as well as the decrease of total resistance. By electric field treatment, the amount of small particle size less than 100 ${\mu}m$ is increased and the survival fraction is reduced by the increase of electric field intensity. This may be attributed to the cleavage of particle or cytological destruction resulting from the inactivation of microorganism. Coagulant dosage of PAC compared with no electric field application could also be saved about 75% for the 95% of turbidity removal at 10 kV/cm.

• Journal of Energy Engineering
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• v.9 no.2
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• pp.123-129
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• 2000

Mg(OH)$_2$를 흡수제로 이용한 습식탈황에서 페슬러리에 대한 산화반응 특성을 고려하였다. SO3-2 전환율 (MgSO3 폐슬러리의 산화반응 전환율) 과 산소의 물질전달특성을 고찰하기 위해 회분식 및 연속식 실험을 수행하였따. 3리터 용량을 갖는 직사각형모양의 아크릴 반응기에서 공기/슬러리 공급비(20-60) , 수리학적 체류시간(HRT)(1-3hr), SO3-2 유입농도(1000-3000ppm)등의 변화조건에서 실험이 행하여졌다. 실험결과 SO3-2 전환율은 공기공급량과 체류시간에 비례하여 증가하였다. 또한 슬러리 공급에 대한 최적공기공급비 0.02ι/(ι.ppm)에서 MgSO3 폐슬러리는 90%이상 산화되었다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.3 no.3
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• pp.117-127
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• 1983

An experimental research was performed employing the two stage anaerobic digestion of the mixture of the nightsoil and septic tank sludge to determine the effects of various hydraulic retention time of the digestion on chemical characteristics and treatment effeciency, thus determining the proper retention time. Results of the research are as follows, 1. Volatile-acid decreased as HRT increased. 2. Alklinity and ammonia-N tended to increase as HRT increased as did pH values, however, were observed to be constant at higher HRT values than 15 days. 3. The removal efficiencies of TBOD, TCOD and VS increased as HRT increased. 4. The removal efficiency of volatile solid decreased as VS loading increased. 5. It was observed that the rates of gas production were: 0.33 with HRT of 5 days, 0.58 with HRT of 15 days and $0.57m^3/kg$ VS fed/day with HRT of 25 days respectively. It is believed that the highest rate of gas production was at HRT of 15 days. 6. The sludge settling experiment showed that the minimum settling time required to ensure the desired underflow concentraton was estimated to be 8.6 days.

• Proceedings of the Korean Society of Fisheries Technology Conference
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• 2000.05a
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• pp.185-186
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• 2000

순환여과식 양식 시스템은 주위 환경에 영향을 최소로 할 수 있는(Ackefors and Enel, 1992) 환경친화적 양식 방법으로, 대부분의 순환수를 버리지 않고 재 이용하기 위해서는 사육시스템 내 생성된 어류 노폐물을 처리하기 위한 인위적인 처리 장치가 필수적이다. 이들 노폐물 중 암모니아 농도는 시스템 내 생산성을 제한하는 인자로서, 생물여과조를 이용한 수질관리가 이루어지고 있다. (중략)

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.179-179
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• 2022

최근 화두가 되고 있는 환경문제 중 하나로 녹조현상을 꼽을 수 있다. 녹조란 남세균이 대량 증식함으로써 물빛이 녹색으로 변하는 현상으로, 영양염류 및 수온 등 이화학적 요소뿐만 아니라체류시간과 같은 수리학적 요인까지 모두 충족되었을 때 발생한다. 심하면 고밀도의 스컴(scum)을 형성하며 독소와 악취를 동반하기도 한다. 유해 남세균이 생성하는 마이크로시스틴(microcystin, MC)이 함유된 물을 입 또는 코로 섭취시 간을 손상시킨다는 보고가 있으며, 최근 해외에서는 MC가 미세먼지처럼 공기 중에 떠다니다 수변에서 생활하는 사람의 호흡기로 들어가 건강 피해를 줄 수 있다는 연구가 속속 나오고 있다. 본 연구는 우리나라 최초의 수질개선용 댐인 영주댐을 연구 대상으로 삼아 수질 모델링을 구축하고 영주댐 운영에 따른 댐 상·하류 조류 변화를 정량적으로 분석하였다. 조류의 강도를 추정하는데 클로로필-a 농도를 사용하였으며, 분석 도구로는 국립환경과학원이 수질예측 및 평가 시 사용하는 EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code) 모형을 활용하였다. 대상 구간의 실제 폭, 하상고 분포 등을 고려하여 수표면 격자망을 구현하였으며, 환경부에서 제공하는 수위 및 DO, TN, T-P, 클로로필-a 등을 활용하여 EFDC 모형의 수리 및 수질 재현성 검토를 하였다. 검·보정된 EFDC 모형으로 영주댐의 방류량 변화 및 댐의 개방과 같은 수리학적 요인을 제어하여 특정 지점의 조류 변화를 분석하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.274-274
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• 2018

최근 지표수-지하수 혼합대 흐름은 하천의 지형학적 및 생태학적으로 그 중요성이 인지되고 있으며, 이에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 혼합대 흐름 특성에 영향을 미치는 다양한 요소들 중 하상형태 변화는 혼합대 흐름의 체류시간 및 이동경로에 가장 큰 영향을 미친다. 따라서 하상형태는 혼합대 흐름 특성 분석을 위한 수리학적 변수로 활용 될 수 있다. 일반적으로 다양한 지형측량 장비를 활용하여 종횡단으로 하상형태를 확인할 수 있으며, 최근 온도 센서를 활용하여 장기간 하상형태를 모니터링 하는 방법이 제시된 바 있다. 온도 센서를 이용하여 하상변화를 예측하는 방법은 하상변화 측정의 지속성 및 효율성을 고려한 적절한 측정 방법 중 하나이다. 온도 센서를 활용한 하상변화 예측 방법은 하상에 온도 분포 센서를 설치한 후 하상 온도 및 수온을 일정한 간격으로 장기간 측정하여 기존에 제시된 공식을 통해 시간에 따른 하상 변동고를 산정하는 방식이다. 이러한 온도 분포 센싱을 활용한 계측방법은 하천에서 발생하는 침식 및 퇴적의 시간적 변화를 모니터링 하는데 매우 경제적이며 효과적인 것으로 알려져 있다. 따라서, 온도 분포 센서를 활용하여 시간에 따른 하상형태 변화를 계측하고, 측정 결과는 하상형태에 따른 혼합대 흐름체류시간 및 이동성 분석을 할 수 있는 기초자료로 활용할 수 있다. 이에 본 연구에서는 온도 센서를 활용하여 하상형태 예측 및 하상 변동고를 산정하기 위해 한국건설기술연구원 안동하천실험센터 급경사수로에 온도 센서를 설치하여 하상 온도와 수온을 약 72시간 측정하였고 유량을 공급하기 전과 후에 Total Station으로 지형 측량을 수행하였다. 온도센서로부터 측정된 결과로 하상 변동고를 산정하였고 이를 Total Station으로 측량한 결과와 비교분석하였다. 또한, 하상 온도와 수온의 시간에 따른 변화 패턴을 확인하였다.