• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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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.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2006.05a
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• pp.1333-1337
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• 2006

표층수를 주요 취수원으로 활용하는 우리나라의 경우 저수지 내 남조류 대발생시 주로 인공순환에 의한 제어방안을 적용하고 있다. 본 연구에서는 간헐식 폭기장치를 사용중에 있는 H호를 대상으로 식물플랑크톤 제어 효과를 평가하고, 이에 따른 식물플랑크톤의 수직적 분포와 선택 취수와의 연관성을 규명하여 정수장 유입 원수의 수질을 향상하고자 하였다. 2005년 H호의 남조류 농도는 최대 $1.2mg/m^3 $ 수준으로 낮은 분포로 조사되었다. 남조강에 대한 폭기 효과는 6월에는 워낙 그 농도가 낮아 효과 분석 자체가 무의미 하였으나, 10월에는 비영향지점 보다 영향지점의 최대 농도가 약 28% 저감되는 효과를 확인하였다. 조사 기간 중 가장 높은 농도를 보인 조류강은 Cryptophyta이었으며 6월9일에 약 $5mg/m^3$ 농도로 측정되었다. 10월6일에는 Diatom, Bluegreen, Green algae, Cryptophyta가 비슷한 농도 분포로 혼재된 양상을 보였다. 다른 조류강의 경우 조사 기간 중 $3mg/m^3$ 이하의 농도로 측정되었다. 취수탑을 중심으로 설치하여 운영하는 간헐식 폭기장치 1기의 유효 영향 범위를 조사하기 위하여 폭기 영향권에서 식물플랑크톤 분포를 submersible fluorescence probe로 현장에서 실시간으로 조사한 결과 식물플랑크톤 밀도는 감소하고 수직적인 분포층은 깊어지는 현상을 보였다. 이러한 효과를 보이는 거리는 폭기 장치로부터 약 50m로 나타났으며 pH, DO, 수온항목의 결과에서도 같은 현상을 보였다. 이 결과에 따르면 현재 설치된 총 7기의 폭기 장치의 유효영향 범위는 최대 $0.07km^2$ 면적에 그 효과를 기대할 수 있을 것으로 판단되어, 남조 수화현상이 심화될 경우 인공순환에 의한 저감효과가 크지는 않을 것으로 예측된다. 조사 기간중 H호의 현존 식물플랑크톤량의 $60%{\sim}87%$가 수심 10m 이내에 분포하였고, 녹조강과 남조강이 우점하는 하절기에는 5m 이내에 주로 분포하였다. 취수탑 지점의 수심이 연중 $25{\sim}35m$를 유지하는 H호의 경우 간헐식 폭기장치를 가동하는 기간은 물론 그 외 기간에도 취수구의 심도를 표층 10m 이하로 유지 할 경우 전체 조류 유입량을 60% 이상 저감할 수 있을 것으로 조사되었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.469-473
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• 2009

저수지에서 잠재적 대규모 조류발생을 감소시키기 위하여 인공적 성층파괴 장치가 2006년 용담댐에 설치되었다. 본 연구는 저수지에서 여름철 발생하는 성층파괴에 대한 대류순환식 폭기장치의 효과를 검토하기 위해 수행되었다. 성층파괴 장치의 성능을 분석하기 위하여 반경 25m, 높이 45m의 실린더 용기에 34.6만개의 격자로 구성된 CFD모형을 적용하였다. 적용결과, 사면체 격자는 온도와 유속에서 실측자료와 밀접하게 일치하였다. 이와 같은 결과는 난류확산항이 제거되었을때 보다 태양광 열전도를 고려한 경우가 보다 좋은 결과를 보였다. 결과적으로 성층파괴 장치의 지속적인 운영은 인공적 외부력을 통하여 성층화된 수체를 혼합시키는데 유용할 것으로 나타났으나 현재 설치되어 있는 장비로는 크기나 숫자에서 충분하지 못해 원래 목적을 달성하기에는 부족한 것으로 나타났다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.2 no.1
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• pp.33-44
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• 1982

In Order to study for the aeration characteristics which is one of the most important unit processes for the activated sludge process, a pitched blade type aeration model of octagonal shape with a draft tube in it was made as a pilot plant. Oxygen transfer rates, power consumptions and fluid velocities and behaviers were measured and evaluated with the various turbine shapes. And with these results, the dimensionless model analysis using the Buckingham ${\pi}$ theorem was discussed for a proper turbine shape determination.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.19 no.1
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• pp.59-65
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• 2013

In recent years, the crisis of energy is growing seriously and also the contamination of ecology has been reverberated as international problem. The social concerns on energy crisis have been growing for the last several years and also the interests in new and renewable energy have been increased. Therefore, in order to solving these problems, as solution of one, this paper is investigated using the aeration system at the fish farm, etc from nature energy such as wind power. This study suggests the fundamental data of designing for these similar apparatus and examines the parameters of wind velocity and wind receiving area. Especially, the water outlet position was mainly investigated with optimum outlet angle of wind pump.

• Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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• v.5 no.3
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• pp.16-22
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• 2002

The effect and the overall optimal operation of artificial aeration devices for mixing of thermally stratified water reservoir are under study, and its brief introduction is made. The study site is Yeoncho Lake in Geojae island, which is well known for its eutrophication problems in the summer. A few samplings have been made before and after the operation of two types of artificial aerators, and the effect is believed to be positive. Also, design methodology for such artificial aerators is reviewed and a few are applied to the case of Yeoncho Lake. Schladow's[1993] proposal is believed most proper based on the information we have gathered by now. In addition, a simple numerical experiment is also peformed to see the overall effect of the device on the flow and temperature profile.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.12 no.2
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• pp.275-284
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• 1992

A generated problem in treated highly concentrated organic wastewater by activated sludge process is the limitation of biomass concentration and oxygen transfer capability in aeration tank. To overcome the limitation, the deep shaft activated sludge process which has high oxygen transfer capability was applied to the wastewater treatment process. This paper investigated the characteristics of liquid circulation, oxygen transfer and biological treatment of paper mill wastewater by the deep shaft activated sludge process. From the obtained results, it was found that the oxygen transfer capability in the deep shaft system was much greater than those in the conventional aeration systems and almost tantamount to the pure oxygen system. The deep shaft system could treat highly concentrated organic wastewater by higher biomass concentration and organic loading rate.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.8 no.1
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• pp.13-24
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• 1988

This paper is concentrated on the development of oxygen transfer system by U-tube deep shaft in biological fluidised bed process. The depth of the shaft is 32 m, it is composed of downcomer and riser. Not only flow pattern and oxygen transfer in the deep shaft but also oxygen limitation in biofilm and oxygen utilization in biological fluidised bed are investigated. In this investigation, driving force for liquid circulation in the deep shaft is affected by air injection depth and gas hold-up in downcomer. Flow pattern of the deep shaft is revealed to plug flow. When flow velocity in the deep shaft is maintained to 0.52 m/sec, $K_La$ value is peak at 25~30 m depth in riser. The efficiency of dissolved oxygen supply which passed from the deep shaft to biological fluidised bed is estimated to 56~81 % in the organic wastewater treatment using the deep shaft and when dissolved oxygen concentration is 9.2 mg/l and over, limiting factors of flux and substrate within biofilm are organic materials. Terefore, organic loadings could be increase without decreasing of BOD removal efficiency.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 2001.11a
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• pp.558-559
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• 2001

생물학적 폐수처리 (biological treatment)의 슬러지의 활성도 측정을 위하여 슬러지의 대사 열을 측정하는 장치와 소프트웨어를 개발하였다. 슬러지의 활성을 측정하는 호흡계와 같이 간헐식으로 폭기와 침전을 반복하연서 슬러지의 대사열의 monitoring 을 통하여 슬러지의 활 성진단올 할 수 있었다.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.42 no.3
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• pp.183-189
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• 2005

A modeling of a hydraulic-gun-aerator is proposed to set up a design procedure for such devices. The aerators are used to destroy any thermal stratification that are responsible for the degradation of water qualify of lakes. The aerator produces ascending flow by using air bubbies released instantly near the bottom of the lake into a cylindrical pipe installed vertically. Differently form the diffuser-aerators, they can pull up the cold, oxygen depleted water directly to the region of the free surface, and they are believed to work effectively especially for relatively deeper lakes. Their design procedure has not been established yet though, and we propose a model focusing on the exit flow velocity at the top of the aerator through the examination of presently operating devices.