• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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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.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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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.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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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.

• 대한토목학회논문집
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• 제2권1호
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• pp.33-44
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• 1982

활성(活性)슬러지법(法)에 의한 폐수처리(廢水處理)에서 가장 중요(重要)한 단위조작(單位操作)의 하나인 폭기특성(曝氣特性)을 연구(硏究)할 목적(目的)으로 드라프트 튜브가 부착(附着)된 팔각형(八角形) 폭기조(曝氣槽)와 piched blade형(形)의 터빈을 설치(設置)한 폭기장치(曝氣裝置) 모델을 제작(製作)하여 터빈의 모양을 여러가지로 변화(變化)시켜 이 모델에서의 산소이동속도(酸素移動速度), 소비동력(消費動力) 및 유속(流速)과 유태(流態)를 실험(實驗)에 의하여 측정(測定) 및 조사(調査)하고 평가(評價)했다. 그리고 그 결과(結果)를 무차원(無次元)으로 수식화(數式化)하여 폭기조(曝氣槽)에서 폭기특성(曝氣特性)을 연구(硏究)함으로써, 폭기조(曝氣槽)에서의 터빈의 합리적(合理的)인 모양 결정(決定) 시도(試圖)하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제19권1호
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• pp.59-65
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• 2013

최근 몇 년간 에너지 위기에 대한 우려가 급격히 증가하고 있으며, 방대한 에너지소비에 따른 환경오염도 큰 문제로 대두되고 있다. 사회적으로 에너지 위기가 고조되고 있는 가운데 새로운 에너지나 신재생에너지에 대한 관심이 증가하고 있다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하기 위한 하나의 해결책으로 양어장 등에서 사용되는 폭기장치를 구동하기 위한 에너지를 자연으로부터 얻을 수 있는 가능성을 타진해 본 연구이다. 연구의 목적은 풍력에너지를 이용한 폭기장치의 개발에 있으며, 다양한 풍속 및 수풍면적에 대한 풍력폭기장치의 가능성을 살펴보고 있다. 또한, 최대의 효율을 얻을 수 있는 풍력펌프의 각도에 대한 토출구의 높이를 유도하여 유사한 장치의 설계에 있어 도움을 줄 수 있는 데이터를 제공하고 있다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제5권3호
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• pp.16-22
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• 2002

호수의 온도성층 파기를 위하여 이용되는 수체순환용 공기공급장치의 효과와 최적운용방법에, 거제도의 연초호의 경우에 초점을 맞추어 살펴보았다. 폭기장치의 효과를 가동 전후의 수질을 평가함으로써 고찰하였고 Schladow[1993]의 방법에 기초한 산기장치의 최적설계법 또한 연초호의 상태와 비교를 통하여 제안하였다 전반적인 혼합효과의 파악을 위하여 단순화된 수체모델에 대한 모사시험도 수행하였다 연초호의 경우 폭기장치의 효과가 나타나는 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.275-284
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• 1992

활성(活性)슬러지법(法)에 의하여 고농도(高濃度) 유기성(有機性) 폐수(廢水)를 처리(處理)할 경우에 발생(發生)되는 문제점(問題點)은 폭기조내(曝氣槽內)의 미생물농도(微生物濃度)와 산소전달능력(酸素傳達能力)이 제한(制限)받고 있는 점이다. 이러한 문제점(問題點)을 극복(克服)하기 위하여 높은 산소전달능력(酸素傳達能力)을 나타내는 심층폭기(深層曝氣) 활성(活性)슬러지법이(法) 폐수처리현장(廢水處理現場)에 적용(適用)되고 있다. 따라서 본(本) 연구(研究)는 심층폭기(深層爆氣) 활성(活性)슬러지법(法)의 액체순환특성(液體循環特性)과 산소전달특성(酸素傳達特性) 및 제지폐수(製紙廢水)의 유기물(有機物) 제거특성(除去特性)에 대하여 연구(研究)하게 되었다. 연구결과(研究結果), 심층폭기장치(深層曝氣裝置)는 일반(一般) 산기식(散氣式) 폭기장치(曝氣裝置)에 비하여 산소전달능력(酸素傳達能力)이 매우 높고 순산소(純酸素) 폭기법(曝氣法)과 거의 같은 산소전달특성(酸素傳達特性)을 나타낸다. 또 폭기조내(曝氣槽內) 미생물농도(微生物濃度)와 유기물부하(有機物負荷)를 높게 유지할 수 있어 고농도(高濃度) 유기성(有機性) 폐수(廢水)를 처리(處理)할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제8권1호
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• pp.13-24
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• 1988

생물학적(生物學的) 유동층(流動層)에 있어서 산소전달(酸素傳達) 시스템을 개발하기 위하여 수심(水深) 32 m 인 U자형 심층폭기장치(深層曝氣裝置)에 대한 관내(管內)의 유체(流體)흐름 특성 및 산소전달(酸素傳達) 특성과 생물학적(生物學的) 유동층내(流動層內)에서의 생물막(生物膜) 특성 및 산소이용(酸素利用) 관계를 연구한 결과, 심층폭기장치(深層曝氣裝置) 관내(管內)의 액체순환을 위한 추진력은 하향관(下向管) 공기주입 위치와 하향공기량(下向空氣量)의 영향을 받으며 액체의 흐름은 플러그류(流) 특성임을 확인하였다. 또한, 관내(管內) 순환유속을 0.52 m/s로 유지시킬 때 $K_La$ 값은 상향관(上向管) 25~30 m 구간에서 최대치를 나타내었고, 심층폭기장치(深層曝氣裝置)로부터 생물학적(生物學的) 유동층(流動層)에 이용될 용존산소 공급효율은 56~81%로 계산되었다. 심층폭기장치(深層曝氣裝置)를 이용한 생물학적(生物學的) 유기폐수(有機廢水) 처리에 있어서 용존산소 농도가 9.2 mg/l 이상인 경우, 생물막(生物膜) 내부의 물질확산 및 대사의 제한인자는 유기물(有機物)이었으므로 처리효율의 저하됨이 없이 유기물(有機物) 부하량(負荷量)을 효과적으로 증대시킬 수 있다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2001년도 추계학술발표대회
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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.

• 대한조선학회논문집
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• 제42권3호
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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.