• 한국수자원학회논문집
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• 제55권spc1호
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• pp.1283-1293
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• 2022

본 연구는 정수장의 수처리 공정에서 계측되고 있는 수량 및 수질데이터의 활용과 수처리 공정제어의 지능화를 위한 것으로 정수장에서 전염소 공정이 수반되는 처리공정에서 침전지 유출수 잔류염소농도 안정화를 위하여 이를 추정할 수 있는 모형을 구축하고자 하였다. 정수장 침전지 유출수의 잔류염소농도를 예측하기 위하여 중회귀모형과 인공지능 알고리즘 중 다층퍼셉트론 신경망, 랜덤포레스트 및 장단기기억(Long Short Term Memory; LSTM) 모형을 활용하였고 그 결과를 비교, 평가하였다. 모형의 입력변수로는 전염소 공정이 도입된 정수장에서의 잔류염소농도, 수온, 탁도, pH, 전기전도도, 유량, 알칼리도 등이 사용되었고 전염소에 따른 침전지의 안정적 운영을 위해 요구되는 침전지 잔류염소농도를 출력변수로 구성하였다. 적용 결과에서는 랜덤포레스트 모형이 가장 양호한 결과를 보여 주었으며 다음으로 LSTM, 다층퍼셈트론 신경망 순으로 나타났다. 수학적 모형인 중회귀모형은 적합도 측면에서 가장 낮은 결과를 보여 주었는데, 이는 수량과 수질데이터의 수치적인 규모나 차원의 차이뿐만 아니라 계절별 수질특성에 따라 염소소비 특성이 매우 다양하게 반응하기 때문으로 판단된다. 따라서 정수장 수처리 공정에서 인공지능 알고리즘의 적용을 위해서는 랜덤포레스트와 같이 의사결정 트리구조의 도입과 적용이 타당한 것으로 나타났다. 본 연구에서 분석된 결과를 근거로 전염소 공정이 도입된 정수장 수처리 공정에서 염소주입량을 실시간으로 예측 가능하게 함으로써 침전지 유출수에서 잔류염소농도를 일정하게 유지하는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 1997년도 가을 학술발표회 프로그램
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• pp.67-67
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• 1997

정수공정은 "원수 -1 침사지 1 전염소 -1 전오존 -1 침전지 1 여과지 1 후오존 1 GAC 4 후염소 1 가정수"로 이루어져 있으며 전처리 공정으로 염 소와 오존을 주입하게 되는데, 여기서 전염소 처리 공정으로 인해 잔류 유리염 소가 수중의 유기물질과 반웅하여 유해성 유기염소 화합물 (i.e.. Trihalomethane, Haloacetonitriles, Chlorophenol 등)을 생성하는 것으로 알려져 있다. 이러한 이유로 고도 정수처리 공정에서는 강한 산화력을 지닌 대체 산화 제로서 오존을 이용하고 있다. 전오존 처리공정은 OOC와 탁도 제거에 있어 응 집제 주입량을 감소시키는 것과 더불어 전오존 효과 (산화, 생분해 증대, 살균 등)를 얻을 수 있는 것으로 알려져 왔다. 그러나 낙동강과 같이 유기물이 많은 원수에 과다한 오존이 주입되면 수중 의 유기물이 저분자화 또는 응집이 어려운 오존 산화물로 변화하여 응집제의 소비가 많아지게 된다. 실제, 오존을 응집 효과에 대해서 pilot plant로 운전한 결과 전오존에 의해 입자성 물질의 제거 효율은 향상된 반면에 유기물 제거는 뚜렷한 효과를 볼 수 없었다고 보고되었다 (류, 1997). 본 연구에서는 물금 지역의 원수와 응집-침전 공정까지 거치는 각각의 처 리수에 대해서 전처리가 응집에 미치는 영향을 천연유기물질 (NOM)의 조성 변화로 파악하였다. 그 방법으로 천연유기물질 (NOM)을 XAD-1, -4 수지를 이 용하여 소수성 물질 (hydrophobic components)과 친수성 물질 (hydrophilic components)로 분리 및 농축하여 용존 유기물이 처리 과정에서 어떻게 변화하 는지를 조사하여 개선된 상수 처리 시스템을 설계하는데 기초 자료를 제공하고 수질 관리 분야에서도 적용하고자 하였다. 상수원수인 물금 지역의 소수성 물질(hydrophobic components)은 75~80%, 친수성 물질(hydrophilic components)은 30~33%정도의 분포를 보였고, 전염소 및 전오존 공정을 거친 처리수에서는 각각 62.2-62.8%, 43.9~49.0% 및 50~ 55%, 40~57% 정도의 분포를 보였다. 그리고 웅집-침전을 거친 처리수에서는 그 분포가 77~82%, 24-48%였다. 전주리 공정을 통하여 소수성 물질(byoghobic components)의 분포가 감 소하는 것을 볼 때 전염소 및 전오존 처리가 용존유기물의 응집에는 오히려 역 효과를 나타내는 것으로 판단된다. 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권6호
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• pp.567-572
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• 2005

본 연구에서는 용존공기부상법(DAF)을 이용한 정수처리 공정에 오존을 도입하기 위하여 실험실 규모의 실험이 수행되었다. 오존의 수처리 적용시 공정제어 인자로 활용할 수 있는 I.D, $k_c$, 오존-Ct 및 OH 라디칼-Ct 등에 대한 반응속도론적 연구를 실시하였다. 또한 원수, DAF 처리수 및 여과수에 대한 오존처리 실험을 실시하여 오존공정의 최적 위치 및 주입량을 도출하였다. 실험 결과 오존-Ct와 OH 라디칼-Ct는 DAF 처리수에서 가장 높게 측정되었으며, DAF 공정의 체류시간인 30분 이후에도 계속적으로 유지되었다. 또한 각 공정수에 대한 오존처리 실험을 실시한 결과, 중오존이 전 후오존에 비해 높은 효율을 기대할 수 있을 것으로 나타났으며, 최적 오존주입농도는 $1{\sim}2\;mg/L$로 판단되었다. 이러한 결과로부터 중오존 / DAF(ozoflotation) 공정 도입을 위한 기초자료로서 활용하고자 하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권3호
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• pp.516-520
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• 2008

우리나라는 상수도시설의 노후화와 그 동안의 상수원 수질변화에 대응한 정수처리공정의 개량과 개선이 요구되어지고 있는 상황에 있어서, 기존의 정수처리공정에 어떠한 시설개량이나 설비의 보완 없이 DAF 공정을 추가하여 점토와 조류입자를 효과적으로 제거할 수 있는 DAF hybrid 공정의 적용성을 살펴보고자 일련의 실험을 실시하였다. DAF 공정의 설치위치는 조류입자의 제거에는 응집지나 침전지 전단을 이용하는 DAF-CGS 공정조합보다는 침전지 후단 또는 여과지 전단을 이용하는 DAF-CSF 방식이 더 효과적인 것으로 나타났다. 또한, DAF-CSF hybrid 공정을 도입함으로써 기존의 상수처리조건과 동일한 처리속도(수리학적 부하량)에서 처리효율이 향상될 것이며, 높은 수리학적 부하에서도 재래식 상수도시설에 적용하여 안정된 처리효율을 얻을 수 있을 것으로 판단되었다.

• 상하수도학회지
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• 제19권3호
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• pp.323-329
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• 2005

Advanced processes such as ozonation or activated carbon filtration (ACF) in water treatment plants have been used in Korea since 1994. At present, seventeen drinking water treatment plants are currently operating. This survey compares the treatment performance of advanced processes in eight plants which have comparable water quality data. The three parameters (DOC, $UV_{254}$, and $KMnO_4$ consumption) of water quality were selected as an indicator of treatment efficiency. The treatment efficiency of ozonation and ACF processes was found to vary with large deviations in each plant. Treatment efficiency of DOC, $UV_{254}$, and $KMnO_4$ consumption by post ozonation ranged from 3 to 11%, 6 to 33%, and 12 to 28% respectively. On the other hand, for ACF, treatment efficiency of DOC, $UV_{254}$, and $KMnO_4$ consumption ranged from 7 to 38%, 8 to 48%, and 16 to 66% respectively. These large deviations indicate the advanced processes of water treatment plants to be further optimized.

• 대한환경공학회지
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• 제30권7호
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• pp.743-750
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• 2008

본 연구에서는 용존오존부상법(Dissolved Ozone Flotation; DOF)을 이용한 정수처리 효과를 파악하기 위하여 적정 오존 주입 농도와 오존 주입 농도별 처리 특성에 대해서 연구하였으며, 또한 용존공기부상법(Dissolved Air Flotation; DAF) 및 중력식 침전법(Conventional Gravity Sedimentation; CGS)과 DOF의 처리 성능을 비교하였다. 최적 오존 주입 농도를 산정하기 위한 실험에서 최적 오존 주입농도는 2.7 mg/L로 나타났으며, 오존 주입 농도가 증가할수록 탁도 및 KMnO$_4$ 소모량, UV$_{254}$ 흡수도, TOC 등과 같은 제거효율이 낮아지는 것으로 나타났다. DOF와 DAF, CGS의 처리성능을 비교한 결과 오존 주입 농도 2.7 mg/L로 운전한 DOF시스템의 탁도 제거효율은 88.9%, 유기물질 항목의 경우 KMnO$_4$ 소모량은 62.9%, TOC 47%, 그리고 UV$_{254}$ 흡수도 77.3% 그리고 THMFP 제거율의 경우 51.6%로 다른 두 공정보다 높거나 비슷하게 나타났다. 따라서 응집 부상 공정과 오존 산화 공정이 하나의 반응기에서 일어나는 DOF 시스템은 정수처리시설의 소유부지 감소와 기존 CGS 시스템에서 처리가 어려운 조류 및 용존성 유기물질의 제거를 통해 소독부산물의 생성을 감소시킴으로 향후 고도정수처리시스템으로 적용 가능성이 충분한 것으로 판단된다.

• 한국상하수도협회지
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• 통권4호
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• pp.60-65
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• 2003

최근 우리나라에서 수처리(음용수, 오폐수 포함)분야에서 막분리 공정에 대한 관심도가 비등하고 있다. 신기술의 등장은 기존 기술의 보완내지는 대체를 통하여 자동화, 경제성, 처리수질, 제어방식 등에서 큰 변화를 줄것임에 틀림이 없다. 그러나 모든 신기술이 다 그러하지만 막분리기술도 그 정체를 바로알고 현명하게 채택 활용해야지 과도한 기대감이나 불필요한 저항감에서 신기술의 장점을 살리지 못하면 큰 손실이 아닐 수 없다. 본 난에서는 독자들의 수처리용 막분리기술에 대한 이해를 돕기 위하여 앞으로 3회에 걸쳐 1회: 막과 막분리 공정의 기본 설명, 2회: 막과 정수처리, 3회 막과 오/폐수처리의 순으로 연재할 것이다. 독자들의 이해를 돕기위하여 평이한 용어와 문장을 쓰려고 노력하였으며 3회의 연재가 이 기술의 정체를 파악하는데 도움이 되길 기대한다.

• 분석과학
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• 제29권3호
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• pp.126-135
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• 2016

상수원으로 유출될 가능성이 높은 잔류의약물질 대상으로 정수처리공정의 단위 공정별 잔류의 약물질 제어 효율을 평가하였다. 응집 공정에서는 Sulfonamide계 항생제는 22.6~42.1 % 제거 되었으며, Naproxen 28.2 %, Acetaminophen 20 %가 제거되었다. Trimethoprim은 4.4 %, Erythromycin은 2.4 %로 낮은 제거율을 보여 주었으며, Aspirin은 전혀 제거되지 않았다. 염소처리와 응집 혼합 공정을 적용하였을 때, 염소 주입량이 증가할수록 제거율이 증가되었다. 염소주입농도 3 mg/L일 때 Sulfonamide계 항생제, Acetaminophen, Naproxen은 100 %, Trimethoprim은약 98%로높은제거효율을나타내었으며 Erythromycin은 약 55 %, Aspirin은 약 10 %로 낮은 제거율을 보여 주었다. 분말활성탄 흡착 공정을 적용하였을 때, 분말활성탄 주입 농도가 증가할수록 제거율이 증가되었다. Sulfonamide계 항생제의 경우 1 mg/L에서 약 18~50 % 제거율을 보였으며, 25 mg/L에서는 약 80 % 이상으로 제거율이 증가하였다. 정수처리 공정에서 잔류의약물질의 효율적인 처리를 위한 염소처리와 흡착, 응집 공정의 적정 주입농도를 평가한 결과 염소 3 mg/L, 분말활성탄 10 mg/L, 응집제 15 mg/L을 적용했을 때 약 90 % 이상이 제거되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권1호
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• pp.52-58
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• 2005

국내 정수장의 약품공정을 향상시켜 저비용 고효율의 정수처리 공정을 확립할 목적으로 약품 분사용 초음파 분사 노즐의 적용가능성을 평가하였다. 초음파 분사노즐은 압전세라믹스를 이용하여 제작하였으며, 이 장치를 사용하여 상수 원수를 처리한 결과와 현재 대부분의 정수장에서 사용되고 있는 기존의 약품 혼화방식에 의한 오염물질의 처리효율을 비교 평가하였다. 그 결과 혼화방식에 따른 혼화지 내 응집제 혼화특성은 초음파 노즐에 의한 혼화방식이 기계식(back-mixing) 혼화방식보다 응집제의 확산속도가 빠른 것으로 조사되었다. 오염물질 별 제거효율 역시 기계식(back-mixing) 혼화방식보다 초음파 노즐에 의한 혼화방식의 제거효율이 높은 것으로 조사되어, 초음파 분사노즐을 이용한 약품 혼화방식을 실제 정수처리 공정에 적용할 경우 응집제의 과량 주입에 의한 처리효율의 저하를 방지할 수 있고, 후속 공정에 대한 부하량을 줄임으로서, 정수공정에 사용되는 약품을 절감시키고, 혼화지가 필요없게 되어 이로 인한 경제적 효과 뿐만 아니라 보다 순도가 높은 음용수를 생산 할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국섬유공학회:학술대회논문집
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• 한국섬유공학회 1998년도 가을 학술발표회논문집
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• pp.473-476
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• 1998

활성탄소는 입자내 공극이 잘 발달된 무정형 탄소로서 흡착성 및 촉매성이 뛰어나 대기오염의 주범인 유독성 배기가스의 흡착이나 폐수처리, 정수처리 등에 널리 사용되고 있다. 환성탄소 제조공정은 크게 보아 탄화 및 활성화 공정으로 나눌 수 있으며 활성화 방법에 따라 화학적 활성법과 물리적 가스 활성법으로 나눌 수 있다. 가스 활성법은 고온에서 수증기나 $CO_2$,O$_2$ 그 외의 산화성가스를 char와 접촉시키는 방법이고, 화학적 활성법은 염화아연, 인산, 수산화칼륨등과 같은 탈수, 산화, 침식성이 큰 화학약품으로 탄소질을 침식시키는 방법이다. (중략)