• 대한기계학회논문집B
• /
• 제29권11호
• /
• pp.1229-1238
• /
• 2005

The objective of the present study was to investigate the efficacy of physical water treatment (PWT) technologies using different catalytic materials and an electronic anti-fouling device in the mitigation of mineral fouling in a once-through flow system with mini-channel heat exchanger. Effects of flow velocity and water hardness on the effectiveness of PWT technologies were experimentally studied. The artificial water hardness varied from 5.0 to 10 mo1/m$^{3}$ as CaCO$_{3}$. For 10 mo1/m$^{3}$ solution, fouling resistance reduced by 13-40$\%$ depending on flow velocity and types of PWT devices. On the other hand, fouling resistance reduced by 21-29$\%$ depending on the PWT devices for 5 mo11m3 solutions. The PWT device using alloy of Cu and Zn as catalyst (CM2) was slightly more effective than the others. SEM photographs of scale produced from the 10 mol/m$^{3}$ solution at 1.0 m/s indicated that calcium carbonate scales without PWT devices were needle-shaped aragonite, which is sticky, dense and difficult to remove. Scales with the PWT devices showed a cluster of spherical or elliptic shape crystals. Both the heat transfer test results and SEM photographs strongly support the efficacy of PWT technologies using catalytic materials and an electronic anti-fouling device in the mitigation of mineral fouling.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제18권4호
• /
• pp.13-21
• /
• 2017

자갈궤도는 100여년 이상 전세계적으로 널리 사용되는 궤도구조로 저렴한 초기 건설비용, 유연한 유지보수와 진동 및 소음의 저감효과가 있지만, 열차운행에 따라서 지속적인 침하가 발생하는 단점이 있다. 이로 인해 지속적인 유지보수가 필요하며, 최근 열차의 속도, 용량, 중량의 증가로 유지보수비용이 증가하고 있는 실정이다. 파울링(fouling)은 노반 세립분이나 자갈입자가 파쇄되면서 발생한 세립분이 자갈 사이의 공극을 메우는 현상으로 배수가 나빠지고, 자갈궤도의 침하를 가속화시키는 등 자갈도상의 열화의 주원인으로 지목되고 있다. 본 논문에서는 GPR(Ground Penetrating Radar)을 이용하여, 도상의 상태를 평가 할 수 있는 분석방법을 제안하였다. 경험에 의존하는 기존의 분석기법을 대신하여, 고속선에 사용되는 자갈의 감쇠 특성을 반영한 이득함수(gain function)를 제안하였다. 실내 박스 실험과 실모형 실험을 통해 제안한 이득함수로 증폭한 GPR신호에 힐버트 변환을 추가로 적용하여 자갈층과 노반층에서 반사된 신호의 세기변화를 깊이에 따라 계산하였다. 이로부터 신호의 세기가 비교적 크게 변화하는 곳을 파울링층과 노반층의 경계로 구분할 수 있었다. 다만 현장적용을 위해서는 침목의 영향을 분리하고 전자기파 분산특성 등에 대한 추가 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• 동력기계공학회지
• /
• 제14권1호
• /
• pp.22-26
• /
• 2010

Generally, it is a method to remove the fouling cleaning the plate heat exchanger with chemicals or polishing with a brush or cloth after stopping the equipment and disassembling heat exchanger. However, the equipment must be stopped and taken apart when using this method, which causes an unnecessary work to assemble again after cleaning it. In this study, it has developed and tested the equipment which can automatically clean the fouling on plate heat exchanger at regular intervals with air bubbles. It indicated that the overall heat transfer coefficient had decreased without significant differences similar to that calculated without air bubbles until after 72 hours when making air bubbles to remove fouling ingredient on the surface of heat transfer area every 10 minutes per 2 hours. However, it showed that there was a 10% higher of heat transfer effect compared to the case without air bubbles of after 192 hours.

• 상하수도학회지
• /
• 제18권5호
• /
• pp.588-597
• /
• 2004

In this research, we investigated the variation of transmembrane pressure and permeate water quality with pre coagulation and sedimentation with iron based coagulant and chlorination of feed water for PVDF (polyvinylidene fluoride) based MF membrane filtration. NaCIO was fed to the membrane module with dosage of 0.5mg/L and maintained during filtration. To observe the effect of raw water, three types of raw and processed waters, including river surface water, coagulated water and coagulated-settled water, were applied. In case of river surface water, the transmembrane pressure increased drastically in 500 hours of operation. On the contrary, no significant increase in transmembrane pressure was observed for 1,200 hours of operation for coagulated water and coagulated-settled waters. The turbidity of permeate was lower than a detection limit of equipment for all raw waters. The removal efficiency of humic substances of coagulated water and coagulated-settled water was approximate ten times of that of surface river water. And, the removal efficiency of TOC and DOC was approximate two times of that of surface river water. From the results of plant operation, stable operation was maintained at $0.9m^3/m^2{\cdot}day$ filtration flux through the combination of pre-coagulation and pre-chlorination. However, the water quality of permeate was the best when pre-coagulation-sedimentation process was combined with pre-chlorination.

• 대한환경공학회지
• /
• 제33권5호
• /
• pp.332-339
• /
• 2011

본 연구는 자력분리와 중력분리의 특징을 가진 산화철 나노입자 표면개질 분말활성탄에 의한 MF막 분리 공정의 운전 및 NOM 제거 효율에 미치는 영향을 알아보았다. MF막의 전처리로 표면개질 PAC 유동층 칼럼을 구성하였으며, 표면개질 PAC층은 63 m/d의 유속에서 표면개질 PAC 입자가 유출되지 않은 최대의 유속을 유지하였고, 이 때 접촉시간은 29분이었다. 유동상칼럼 상단에는 경자성체(magnet)를 설치하여 부유하는 미세한 입자의 유출을 방지하였다. 직렬로 구성한 표면개질 PACMF 결합공정에서 표면개질 PAC 칼럼을 통하여 MF막의 파울링 저감과 NOM 제거효율의 상당한 향상을 보였다. MF막만을 이용하였을 때에 막 차압은 98시간 만에 적정운전범위인 40 kPa이 초과되었으나, 표면개질 PAC 칼럼을 함께 구성하였을 때 막 차압은 여전히 12 kPa의 안정적으로 유지되었다. NOM의 제거효율 또한 표면개질 PAC의 전처리를 통해서 DOC와 $UV_{254}$가 각각 46%와 51%에서 75%와 84%로 상승하였다. 시스템 내 NOM의 제거현상을 알아보기 위한 HPLC-SEC 분석을 통해서 표면개질 PAC는 광범위한 분자량을 가진 유기물의 효과적인 제거가 가능한 것을 알 수 있었다.

• 상하수도학회지
• /
• 제18권5호
• /
• pp.598-607
• /
• 2004

In this study, the effects of two pre-treatment processes were observed prior to membrane filtration: pre-coagulation and pre-ozonation. To compare the effect of two above-mentioned pre-treatments, we adopted the four schemes: first one is direct membrane filtration of river surface water, second one is membrane filtration after pre-coagulation, third one is membrane filtration after pre-ozonation and fourth one is membrane filtration after pre-coagulation and pre-ozonation. There are two exceptional characteristics in applied processes. One is the usage of the MF membrane which has high ozone resisting characteristic. Therefore, ozone resides in membrane module during filtration. The other is adoption of Jet Mixed Separator (JMS) as coagulation-sedimentation process. The change in transmembrane pressure and permeate water quality were also examined. As a result, considering the filtration performance efficiency and permeate water quality, the process composed of filtration with combination of both pre-coagulation and pre-ozonation was proved most effective. The improved efficiency was due to the reduction of loading rate of fouling inducing materials to membrane module by coagulation process as well as variable reactions, such as degradation, particle destabilization and coagulation, occurred by residual ozone in membrane module. The additional effect of pre-coagulation before pre-ozonation is suppression of AOC, one of the by-products induced by ozonation. Therefore, combination of pre-coagulation and pre-ozonation is the effective process to overcome the major de-merit of ozonation i.e. by-products formation.

• 한국염색가공학회:학술대회논문집
• /
• 한국염색가공학회 2012년도 제46차 학술발표회
• /
• pp.119-119
• /
• 2012

섬유염색산업 중 면섬유의 염색과정에서 발생되는 머서라이징 폐액은 폐수처리장의 pH(수소이온농도)를 올리는 주원인이 되고 있어, 높은 pH에 따른 폐수처리 부과금이나 황산을 이용한 폐수 중화에 사용되는 약품비용이 과다하게 소요되고 있으며, 머서라이징공정에 사용되는 약품인 가성소다 비용이 계속 증가하고 있어, 기업의 환경처리비용 및 약품소모비용에 대한 부담이 매우 큰 실정이다. 본 기술은 머서라이징 폐액에 멤브레인 공정에 적용하여 폐가성소다로부터 가성소다를 회수할 뿐만 아니라, 회수된 가성소다를 다시 머서라이징 공정에 재이용할 수 있도록 하여 약품 절감효과 뿐만 아니라 폐수의 발생량과 오염물질의 농도의 획기적인 저감이 가능한 것이다. 본 연구에서는 서로 다른 기공크기를 갖는 막을 적용하여 투과플럭스, 부피회수율, 부유물질 및 유기물 제거율, 가성소다회수율, 파울링지수 등을 고려하여 폐수 특성에 맞는 가장 적합한 막을 선정하고, 각각의 막에 대하여 온도조건, 압력조건, 화학세정 등의 운전변수를 최적화, 고효율 폐알카리 회수 장치의 경제성 및 기술적 타당성 평가를 통한 가성소다 회수공정을 구성하였다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제34권6호
• /
• pp.406-413
• /
• 2012

막오염을 감소시킬 수 있는 첨가제로서 chitosan, 염화제이철, MPE50의 막오염 저감 효과를 비교하여 연구하였다. 세가지 첨가제를 다양한 농도로 활성슬러지에 주입한 후 회분여과실험을 수행하여 막오염 특성의 변화를 평가하였다. Chitosan 20 mg/g-MLSS, 염화제이철 70 mg/g-MLSS, MPE50 20 mg/g-MLSS의 주입량에서 여과저항과 케이크 비저항이 모두 최소화되었는데, 케이크 여과저항 뿐 아니라 파울링 여과저항도 함께 감소하는 양상이 관찰되었다. 그러나 서로 다른 활성슬러지에 chitosan을 첨가하는 세 차례의 실험에서 최적 주입농도는 10, 20, 30 mg/g-MLSS로 서로 다르게 나타나, 최적 주입농도가 상수치가 아니라 활성슬러지의 특성에 영향을 받는 것으로 확인되었다. 세 첨가제 모두 최적 주입농도보다 더 많은 양을 주입한 경우 오히려 막여과 특성이 악화되었다. 첨가제의 주입에 따른 여과저항 감소의 기작을 분석하기 위하여 미생물 플록의 제타 전위, 소수성, 입도분포, 상징수 탁도, 용존성 EPS 등의 다양한 분석을 수행하였다. 최적 주입농도에서 제타전위는 0에 가깝게 그리고 입자크기는 가장 크게 나타났는데, 이러한 결과는 음전하를 띠는 슬러지 플록에 양전하의 첨가제가 주입되면서 미세입자의 불안정화 및 재안정화 메커니즘을 보이는 것으로 해석할 수 있다. 또한 최적 주입농도에서 용존성 EPS 농도와 상징수 탁도는 가장 작은 값이 관찰되었는데, 미생물 플록이 응집하며 성장하는 과정에서 고분자의 EPS와 미세 입자가 포집된 결과로 해석된다. 또한 이러한 효과는 고분자성 양이온물질인 chitosan과 MPE50에서 염화철보다 더 크게 나타났다.