• Journal of Korean Society of Water and Wastewater
• /
• v.34 no.1
• /
• pp.45-52
• /
• 2020

Even though sewers have been conventionally designed to prevent from sediment deposition using a specified minimum velocity or shear stress at a particular depth of flow or with a particular frequency of occurrence, it was appreciated that these methods do not consider the characteristics and concentration of the sediment and the specific hydraulic conditions of the sewer with sediment. In this study, a densimetric Froude number formula was suggested considering particle diameter and volumetric concentration of the sediment as well as flow depth and flowrate, based on several domestic field inspections, which was compared with other formulas proposed by previous investigators. When the sediment concentration was not considered, the calibration coefficient of 0.125-1.5 to the densimetric Froude numbers of this study was needed to obtain the similar ones with previous investigators'. For the densimetric Froude number formula obtained with consideration of sediment concentration, the exponent value of term C_v was almost the same as that of previous results and that of d₅₀/R_h was similar for F_r < 2.2.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
• /
• 2003.09a
• /
• pp.318-321
• /
• 2003

비소로 오염된 토양, 하천 퇴적물 및 광미의 복원할 때, 토양 세척 공정에서 중요한 인자인 비소의 화학적 결합형태와 세척제에 따른 용출특성과 고효율 세척 및 세척액의 재활용도를 높이기 위한 공정을 바탕으로 토양세척장비를 설계하였다. 화학적 결합형태에 있어서 토양은 잔류 결합형태가 주되고, 퇴적물의 경우는 철산화물과의 결합형태가 강하며, 광미는 황화물과의 결합에 따른 잔류형태와 철산화물과의 결합형태가 상당부분을 차지한다. 세척제에 따른 용출특성으로부터, 철산화물과 황화물과 결합하고 있는 비소의 화학적 결합형태를 파괴하면서 비소를 추출할 수 있는 용제로 HCl, Oxalate, EDTA, M$_2$O$_2$를 사용하였다. 추출 결과, 비소가 철산화물과 결합한 형태가 비중이 높을수록 EDTA 나 Oxalate가 효율이 높으며, 황화물에 대해서는 HCl과 $H_2O$$_2$이 상대적으로 높은 추출 효율을 보였다. 구성된 세척조는 밀폐실린더형과 스크류이송형 세척조로 구성되어 각각 혼합교반에 의한 세척과 토양입자 분급에 따른 세척이 가능하다. 세척 공정중 최적 산도 조절이 중요한 인자가 되며, 세척액의 재활용도를 높일때, 세척수에 용해되어 있는 비소 및 중금속과 미립자의 동시 제거를 위한 응집 침전조에서 응집제에 의해서 미립자와 함께 제거하는 응집, 침전 및 분리공정을 배치하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2019.05a
• /
• pp.106-106
• /
• 2019

많은 도심의 하천들은 오염물질의 유입에 취약하다. 최근 신소재 공학 등 첨단산업이 발전하게 되면서 유해화학물질의 유입문제는 더욱 대두되고 있으며, 실제로 최근 유해화학물질 유입사고 발생건수가 늘어나고 있다. 특히 국내 취수량의 90%는 지표수에서 취수하고 있어, 하천오염사고는 직접적인 피해로 이어지게 된다. 따라서 이러한 사고에 대응하기 위하여 수환경에 유입된 유해물질의 거동 매커니즘을 반영한 수질해석이 필요하다. 수체 내에 유입된 유해화학물질은 기본적으로 흐름에 따른 이송 확산을 하며 흡 탈착, 휘발, 침전 부유, 생화학 반응과 같은 다양한 반응과 함께 혼합거동을 한다. 특히 소수성물질의 경우 용해된 상태뿐만 아니라, 유사에 흡착된 상태로 수체에 존재하게 된다. 결국 유해화학물질의 거동을 해석하기 위해서는 유체의 흐름 해석뿐만 아니라 수체에 존재하는 유사의 이송 또한 해석해야한다. 본 연구에서는 흐름해석을 위하여 서울대에서 개발한 흐름모형(HDM-2D)을 사용하였으며, 부유사 거동모의를 위해 부유사거동모형(STM-2D)을 개발하였다. 또한 유해화학물질의 거동모의를 위해 서울대에서 개발한 수질모형(CTM-2D)에 생성/소멸항을 추가하였으며 흐름모형과 부유사모형과의 연계를 통해 유해화학물질의 혼합거동 수치모형을 개발하였다. 각 반응항(흡 탈착, 휘발, 침전 부유, 생화학 반응)을 수치모형에 반영 시에는 보통 두 계(물-토양, 물-공기) 사이의 선형 물질교환으로 이해된다. 따라서 물질의 각 반응 별 평형농도와 물질교환속도계수를 추정식을 통해 산정하여 사용하게 된다. 하지만 각 기작이 반영유무에 따라 계산시간 및 필요입력변수가 늘어나게 되므로, 유해화학물질 유입사고와 같은 빠른 대처가 필요한 경우 각 반응 텀의 유의성을 판단하여 모형에 반영여부를 결정을 통해 경제적인 모의를 할 수 있어야 한다. 이에 따라 본 연구에서는 개발된 모형의 각 매개변수들의 민감도를 분석하고, 흐름조건 및 물질의 특성에 따른 반응항의 유의성을 판단하였다. 본 연구에서는 개발된 모형(부유사거동모형, 유해화학물질의 혼합거동모형)은 해석해 및 현장 데이터와 비교검증을 통해 개발을 완료하였으며, 각 반응항의 민감도 분석을 통해 매개변수의 임계값을 결정하였다.

• Journal of Korea Water Resources Association
• /
• v.38 no.2
• /
• pp.133-142
• /
• 2005

The settling concentration of fine suspended solid particles(alumina(Al$_2$O$_3$) and quartz(SiO$_2$)) is investigated with the physico-chemical effects(initial concentration, pH and NaCl). Laboratory tests have confirmed the significant influence of increasing initial concentration and salinity which can lead to flocculation due to the intermolecular attraction. Furthermore, the influence of the pH value on the concentration-time corves of alumina has been on firmed. Besides a numerical model to predict the behaviour of cohesive deposit under still water is analyzed by solving the unsteady one-dimensional diffusion-advection equation with a explicit, implicit, Crank-Nicolson and finite difference scheme. The model predicts the existence of an equilibrium concentration. Application of the model with implicit centered difference to data from settling experiments shows a similar distribution.

• Proceedings of KOSOMES biannual meeting
• /
• 2006.11a
• /
• pp.239-244
• /
• 2006

As an effective means to convey crushed materials from seabed to onboard ship, air-lift pump provides a reliable mechanism due to its simple configuration and easy-to-operate principle. The present study is focused on fundamental investigation of related performance through analysis program based on the gas-liquid two-phase flow in circular pipes. It is summarized as important result that an optimum air mass flow rate exists for the maximum lifted liquid mass flow rate in terms of a given submergence rates.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2012.05a
• /
• pp.491-493
• /
• 2012

우리나라는 농업용수, 생활용수 등의 목적으로 여러 개의 호소 등을 설치하여 운영 중에 있다. 하지만 몇몇 호소들은 인구증가 및 산업발달로 인하여 매년 오염도가 증가하는 것으로 알려져 있으며, 특히 부영양화 현상으로 인하여 남조류가 과다번식 할 경우 호소 수질 및 수생태계에 악영향은 미치는 것으로 알려져 있다. 따라서 호소의 부영양화 현상을 제어하기 위한 많은 연구가 이루어지고 있으며, 부영양화 현상을 발생시킬 수 있는 여러 제한인자 중 인(P)에 대한 관심이 많아지고 있는 실정이다. 부상분리의 일종인 DAF는 침전공정의 대안으로서 25년 전부터 유럽과 미국을 중심으로 정수 및 하수처리 공정에서 이용되어 왔다. 가압부상공법에서 발생되는 기포의 크기는 $50{\sim}100{\mu}m$ 정도로 부상물질인 스컴이 파괴될 가능성이 낮고 기포의 크기가 작아 공기의 용해효율이 높으며 대전작용, 물리적 흡착효과 등의 특징을 가진다고 알려져 있다. 또한 공기와 물 뿐만 아니라 Al 성분의 응집제인 PAC를 이용하여 버블을 발생시킬 경우 인의 제거 효율이 크다고 알려져 있다. 가압부상공법의 경우 응집 침전 공정과는 달리 발생되는 처리과정에서 발생되는 부산물을 외부로 유출 시킬 수 있기 때문에 호소 수질정화에 이용될 수 있다고 판단된다. 따라서 본 연구에서는 저수지의 형태와 유사한 반응조를 설계하여 DAF를 주입하는 실내실험을 진행하였으며, 이를 통해 호소수질 정화를 위한 DAF의 타당성에 대해 평가하기 위해 이루어졌다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2019.05a
• /
• pp.247-247
• /
• 2019

수력발전 사업에 있어 Desander 구조물은 주로 고산지대 수력발전댐의 Run-of-river 형식의 발전방식에서 유사로 인한 터빈의 손상을 방지하기 위한 목적으로 설치된다. Desander의 적정 규모는 터빈의 손상을 일으킬 수 있는 유사 입경에 대해 안정적으로 침전을 시킬 수 있는 폭/길이/깊이로 평가할 수 있으며 상대적으로 Desander의 규모가 크게 설계된 경우 초기 공사비 증가하고 반대로 규모가 작게 설계된 경우 터빈의 교체 주기 단축으로 인한 유지관리비가 증가된다. 현재까지 일반적인 Desander 구조물의 설계 방식은 제거 입경의 침전 속도, 유입유량 및 깊이를 변수로 사용하여 경험식(L. Sudry method, Guicciardis method 및 Rouse method)을 통해 규모를 결정해 왔다. 하지만, 3-D 전산유체해석을 통해 유속 흐름 분석으로 직 간접적 Desander 규모의 적정성을 평가할 수 있는 현 시점에서 경험식으로부터 도출된 결과의 신뢰성과 객관성을 검증할 필요가 있다고 판단된다. 본 연구에서는 노르웨이 NSTU에서 개발한 유사의 이송 및 확산해석 기능이 내장된 범용 소프트웨어인 SSIIM을 이용하였다. SSIIM(Simulation of Sediment movements In water Intakes with Multiblock)은 개수로 흐름 상태에서 유사 이동 및 하상 변동을 분석할 수 있도록 개발된 3-D 해석 프로그램이다. SSIIM은 수치해석 방법으로 유한체적법(Finite Volume Method)를 채택하였으며 Navier-Stokes equations을 통해 유체의 흐름을 해석한다. 입력 자료는 유입 유량($m^3/sec$), 유입 유사량(kg/sec), 유출부 수위 및 해당 Desander Structure grid 자료가 사용되며 해석 결과로 Desander 내 grid 별 유속, 수위, 유사 농도 변화 등을 제공한다. 본 연구에서는 SSIIM을 이용하여 제거 목표 유사 입경의 차집 효율(Trap efficiency)로 Desander의 적정 규모를 평가 할 수 있는 설계법을 제안하며 설계 단계에서 결정되는 최소 제거유사 입자와 차집 효율에 의한 Desander의 적정 규모 평가 분석을 파키스탄 A 프로젝트를 대상으로 수행하였다. 연구 성과로 (1)SSIIM을 통해 해석된 차집 효율을 기초로 Desander의 적정 규모를 계획할 경우 경험적 방식에 비해 설계의 객관성과 신뢰성을 제고할 수 있으며 (2)3-D 수치해석을 통해 grid 별 유사농도를 확인 할 수 있어 Desander 형상과 규모에 대한 평가가 가능하다.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
• /
• 2017.04a
• /
• pp.97-97
• /
• 2017

천일염의 생산공정은 바닷물(나트륨 농도: 2~3%)을 저수지로 유입시킨 바닷물을 농축하는 1차 증발지(난치)와 2차 증발지(누태)로 보내 일반적으로 2주 정도 증발시켜 나트륨 농도 12~15% 소금물을 만든다. 온도가 낮은 겨울철에는 결정지를 거치거나 2차 증발지의 농축시켜 창고(해주)에서 보관 하는 동안 나트륨 농도 25~27%정도로 상승되어 소금 결정을 이루고 채염하여 창고로 운송한다. 보관창고에서 천일염에서 쓴맛을 내는 간수를 제거한 뒤 선별, 건조 및 포장하는 유통하는 단계로 이뤄진다. 천일염의 생산과정 중 해주는 함수를 저장하여 고농도의 함수를 저장하여 불용분 및 이물질을 자연 침전시켜 맑은 함수를 다음 공정으로 이송시켜 천일염 품질향상에 중요한 공정 중에 하나이다. 그러나 일반적인 염전의 해주는 지붕의 복사열로 인하여 저장중인 해수의 대류로 인하여 침전물이 상승되고 이물질이 부유함으로 인하여 품질저하의 원인이 되고 있다. 또한 해주 구조 및 해주 품질에 대한 자료는 전무한 실정이다. 따라서, 본 연구의 목적은 해주의 깊이에 따른 해수의 대류 방지 깊이 및 품질 변화를 측정하여 고품질 천일염 생산공정에 적용하는데 목적이 있다. 해주분석을 위한 염전은 결정지 채염공정을 공유하는 2개지역 3개 염전을 대상으로 하였으며, 무안, 운남 및 만품지역의 3개소를 선정하여 생산방식이 비교적 동일한 염전을 선정하여 조사 및 분석하였다. 해주의 깊이는 1.0, 3.0, 3.5m인 해주의 시료를 채취하여 Calcium, Magnesium, Sulphate, Chloride 의 함량 분석은 Arena 20 XT 자동흡광분석기 (Automated photometric analyzer)을 이용하여 분석을 하였다. 각 염전에서 채취한 해수의 평균 탁도 값은 해주의 깊이가 깊을수록 탁도 값이 낮은 것으로 나타났다. 해수의 색상 "b" 값은 해주 깊이가 깊을수록 낮은 결과를 보였다. Mg 함량은 전반적으로 15,000~40,000 mg/L 범위의 값을 나타냈으며, Sulphate 함량은 약 30,000~65,000 mg/L 범위의 값을 나타났으며, 깊이가 깊을수록 Mg, Sulphate 함량이 낮아지는 결과를 보였으나 Chloride 함량은 뚜렷한 경향을 보이지 않았다. 실험 결과 해주 깊이에 따른 함수의 품질 차이가 발생하는 것을 확인 할 수 있었으며, 해주의 바닥 깊이가 깊을수록 함수의 불용분 침전, 분리에 효율적인 것으로 판단되었다.

• Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
• /
• v.19 no.1
• /
• pp.1-6
• /
• 2016

Ballast water in ship operation is essential for a safe voyage. However ballast water can contain unwanted organisms that are the cause of disturbing the ecosystem by the transfer of potential invasive species. To prevent the destruction of the environment, the International Convention for the Control and Management of Ship's Ballast Water and Sediments(BWM Convention) was adopted in 2004. BWMS (Ballast Water Management System) has been developed to prevent the transportation of organisms to another region in order to fulfill the requirements IMO (International Maritime Organization) regulations. Nowadays there are about 50 approved Ballast Water Management Systems of various types globally. The most common BWMS types are UV (Ultra Violet), Electrolysis and Ozone. Among these types there are many difficulties in determining the optimum type of BWMS which can be suitable for the user and designer's requirements. The main objective of this research is to select the best BWMS type by using AHP. To apply AHP, the most important criteria for the BWMS development are derived by users and designers. From our results, we can give a guide BWMS type to the developers of BWMS.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
• /
• v.9 no.7
• /
• pp.1588-1593
• /
• 2005

In coagulant control of water treatment plants, rule extraction, one of datamining categories, was performed for coagulant control of a water treatment plant. Clustering methods were applied to extract control rules from data. These control rules can be used for fully automation of water treatment plants instead of operator's knowledge for plant control. To perform fuzzy clustering, there are some coefficients to be determined and these kinds of studies have been performed over decades such as clustering indices. In this study, statistical indices were taken to calculate the number of clusters. Simultaneously, seed points were found out based on hierarchical clustering. These statistical approaches give information about features of clusters, so it can reduce computing cost and increase accuracy of clustering. The proposed algorithm can play an important role in datamining and knowledge discovery.