• Journal of Forest and Environmental Science
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• 제23권2호
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• pp.119-122
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• 2007

Actually, about 45% of total costs for wastewater treatment in a papermaking mill is spent for sludge disposal and the cost of chemicals used to improve the dewaterability of sludge takes much part of it. In order to reduce sludge disposal cost and to improve the efficiency of sludge treatment, it is necessary to minimize the amount of water contained within the sludge and hence to improve the dewaterability of the sludge. The objective of this study was to elucidate the way of improving the dewaterability of sludge. Three types of wastewater from a tissue paper mill, a printing paper mill and a newsprint mill were used and two types of high molecular weight flocculants (anionic PAM and cationic PAM) were used to treat the wastewater. Dewaterability of sludge was evaluated by measuring floc strength.

• 대한환경공학회지
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• 제27권6호
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• pp.581-589
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• 2005

최근, 하 폐수 처리에 있어서 처리수의 보다 나은 수질과 엄격한 기준의 만족을 위해 기존의 공정외에 덧붙여 막분리 공정이 이용되고 있다. 그러나, 수처리 과정에서 막분리 공정의 사용은 막의 막힘 현상과 용존 유기오염물 제거의 어려움 등의 문제점이 있다. 본 연구에서는 막분리 공정에 응집제 alum과 PAC을 이용한 응집공정을 첨가하여 막 투과유속과 처리효율을 증가시켰다. 그리고 응집제 주입효과와 최적운전조건은 투과유속, 누적부피, 막의 총저항, 입자크기, 용존성 유기오염물, 용존성 알루미늄, 처리수의 수질을 분석하여 연구하였다. alum 응집에 비교해 PAC 응집은 큰 입자를 형성하여 여과 매체의 막힘현상을 줄이고 높은 투과유속과 누적 부피량을 보였다. 또한 PAC 응집에서 낮은 용존 유기오염물과 용존성 알루미늄은 투과유속 감소율을 낮추었다. $0.2\;{\mu}m$ 막 사용시 케이크여과의 모습을 보였으며, $0.45\;{\mu}m$ 막 사용시 순환운전으로 인한 플럭 깨짐 현상으로 공극보다 작은 플럭의 투과가 발생하여 투과유속이 계속 감소하고 막의 총저항이 증가하는 모습을 보였다. PAC과 alum 모두 약 $300{\pm}50\;mg/L$가 최적 응집주입량이었으며, PAC 응집과 $0.2\;{\mu}m$ 막 사용시 처리 효율이 가장 높고, $0.45\;{\mu}m$ 막 사용시 투과수량이 가장 많았다. 처리 효율은 탁도 99.8%, SS 99.9%, $BOD_5$ 94.4%, $COD_{Cr}$ 95.4%, T-N 54.3%, T-P 99.8%이었다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권12호
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• pp.689-697
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• 2017

자성기반 가중응집제를 적용한 새로운 응집/침전법을 정수처리공정에 적용하기 위한 기초연구로써 반응표면분석법(RSM)을 이용하여 반응에 큰 영향을 주는 것으로 알려진 pH, 일반 응집제 사용량, 가중 응집제 사용량에 관한 최적의 반응조건을 도출하고자 하였다. 이때, 일반 응집제는 Poly aluminium chloride (PAC)를 사용하였고 가중응집제는 Magnetite 기반의 자성체를 사용하였으며, Kaolin으로 제조한 합성원수를 Jar-tester를 이용하여 응집실험을 실시하였다. 사전에 Box-Behnken design에 의하여 계획된 17가지 실험조건으로 상기 3개의 독립변수들이 반응변수(탁도 제거율 및 플럭의 평균 침강속도)에 미치는 영향과 최적 반응을 유도하기 위한 독립변수의 최적치를 얻고자 하였다. 실험 후에는 2가지 반응변수의 이차 회귀모델을 도출하였으며, 이를 이용하여 독립변수와 반응변수 간의 상관관계를 도출하고자 반응표면분석을 실시하였다. 반응표면 분석결과 탁도 제거율 및 플럭의 평균 침강속도에 대한 $R^2$값은 0.9909, 0.8295이었고 두 가지 반응변수를 모두 고려한 최적의 반응조건은 pH 7.4, PAC 사용량 38 mg/L, 가중응집제 사용량 1,000 mg/L이었으며 이때 탁도 제거율 97%, 평균 침강속도가 35 m/h 이상의 효율에 도달하였다.

• 청정기술
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• 제18권4호
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• pp.404-409
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• 2012

본 연구는 교반강도 및 응집제 주입량의 변화에 따라 플럭의 성장특성이 인의 제거에 미치는 영향을 파악하고자 수행되었다. 본 연구에서는 Al/P 몰비를 1.0, 1.5와 2.0으로 급속혼화강도 G값을 100, 300과 500 $s^{-1}$로 변화시켜 수행하였다. 응집시 발생되는 응집지수(floc size index, FSI)와 크기가 다른 여과지를 이용하여 인의 제거율을 측정하여 성장 특성을 파악하였다. 연구결과 교반강도가 높을수록 용존인의 제거효율이 증가하였으며 Al/P 몰비가 낮을수록 교반강도의 영향이 컸다. T-P의 제거율은 Al/P 몰비 1.0 이하에서는 급속혼화 교반강도가 높을수록 높았으나 Al/P 몰비 1.0 이상에서는 G값 300 $s^{-1}$에서 가장 높은 제거 효율을 나타내었다. Al/P 비 1.0 이하에서는 G값 500 $s^{-1}$에서 가장 큰 FSI값을 나타내었으며, Al/P 몰비 1.0 이상에서는 G값 300 $s^{-1}$에서 가장 큰 FSI값을 나타내었다. 실제하수처리장 유출수를 대상으로 응집에 의한 인 제거에 Al/P 몰비와 급속혼화 강도의 영향은 인공조제수의 결과와 유사하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.3336-3344
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• 2014

본 연구의 목적은 소규모 응집침전모듈의 개발 및 lab-scale 테스트를 통한 실증이다. 최근 하수처리율이 높아짐에 따라 비점오염원 관리에 대한 관심이 높아지고 있어 소규모 처리장치 개발의 필요성이 증대되고 있다. 본 연구의 응집침전모듈은 응집공정 이후 외부 영역에서 선회류를 통한 플럭(floc)의 추가 성장 및 미세 플럭 수의 감소, 내부 침전 영역에서 수직 수평류 복합침전방식을 통한 침전효율 증대로 효과적인 고액분리가 가능토록 하였다. 응집침전모듈은 수직 수평류 복합침전 방식을 통해 재래식침전조에 비해 같은 체적에서 침전면적 및 표면부하율을 4.4배 증가시킬 수 있었다. 본 연구에서 외부 및 내부 침전 영역에서의 선회류 형성 유지와 내부 침전영역에서의 균등한 유량분배를 본 공정의 중요한 설계인자로 선정하였고, 이의 도출을 위해 유체유동해석 모델인 FLUENT를 이용하였다. 선회류 유동경향 모사를 통해 유입속도, 외부조의 규격, 하부콘호퍼 깊이 등을 결정하였고 속도분포 및 유량분배 해석을 통해 유출공 직경과 개수, 유출홀 직경 등 내부 침전영역의 세부 규격을 도출하였다. $60{\ell}/hr$규모의 파일럿 테스트 결과 20분의 체류시간 동안(표면부하율은 $37.3m^3/m^2$일)탁도 300~800 NTU의 폐수를 고분자응집제 주입 없이 10 NTU 이하로 처리할 수 있었으며, 유체유동해석 모델을 활용한 설계인자 도출의 가능성을 확인하였다.

• 한국수산과학회지
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• 제32권5호
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• pp.649-653
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• 1999

자성 미분체와 부유 고형물사이에 작용하는 응집력에 의해 부유 고형물의 표면에 다수의 자성 미분체가 부착된 형태의 자성 플럭을 형성하고 이들을 자력 분리하는 방식의 자성 유체분리 기술이 양어장 순환수내 부유 고형물의 제거에 적용 가능함을 확인하였다. 자성 유체분리에 의한 순환수내 부유 고형물의 제거에 있어서 조업변수인 자석의 세기, 공탑 액체유속, 마그네타이트/부유 고형물의 질량비, 그리고 부유 고형물의 농도의 영향 평가에서는, 1. 자성 유체분리에 의한 부유 고형물의 제거에서는 사용하는 자석의 세기가 부유 고형물의 제거효율은 물론 설비의 처리 용량을 결정하는데 지배적임을 확인하였으며, 2. 공탑 액체유속의 증가, 즉 유체력의 상승에 따른 제거효율의 저하는 마그네타이트/부유 고형물의 질량비가 증가, 즉 자성 플럭자체의 자화력이 보다 강하게 작용하면서 감소하였다. 본 실험조건에서는 공탑 액체유속과 자성 미분체의 투입량, 그리고 처리수내 부유 고형물의 농도 등을 고려시 마그네타이트/부유 고형물의 적정 질량비는 약 1.0 임을 알 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.673-677
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• 2009

현재 상수시설의 경우 갈수록 악화되는 수질과 정수장의 유지관리 인원 상주의 어려움, 기존의 응집, 침전, 여과 정수처리 시스템의 처리성능 증대에 따른 한계성에 직면한 상황이다. 안정적으로 수질의 개선을 통한 장치의 컴팩트화, 유지관리가 편리한 고도정수 수질기준에 만족하는 정수처리 시스템이 필요하다. 본 연구에서는 기존의 정수처리 시설인 혼화지에 응집제와 함께 다양한 비중을 가지고 있는 모래입자를 투입하여 응집제와 모래의 결합에 따른 탁도 제거효율과 슬러지의 양을 비교하였으며, 침전지내에 정류벽을 설치하여 침전지 초반에 가라앉을 수 있도록 유도하여 탁도 및 슬러지양을 비교하였다. 응집제만 투입한 경우보다 시료를 투입한 경우가 탁도제거율과 슬러지양이 상승하는 것을 볼 수 있으며 그중에서도 규사의 경우가 가장 많은 탁도제거율의 상승을 나타냈다. 또한 이중 정류벽을 설치하여 탁도 및 슬러지양을 측정한 결과 이중정류벽을 설치하지 않은 경우보다 탁도제거율 및 슬러지양 또한 높게 측정되었으며 슬러지의 양 또한 침전지 앞부분에 집중되는 것으로 나타났다. 이러한 경우 상기 플럭의 질량이 증가하기 때문에 처리속도를 높이고, 체류시간을 줄이고, 처리를 효율적으로 안정되게 수행하는 것이 가능하다. 본 연구결과를 바탕으로 정수시설의 설치에 있어 시료와 이중정류벽을 함께 사용할 경우 응집제의 절감 또는 침전지의 컴팩트화를 가져올 것으로 예상된다.

• 상하수도학회지
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• 제20권4호
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• pp.559-571
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• 2006

The overall objective of this research was to find out the interrelation of coagulant and organic matter during rapid mixing process and to identify the change of organic matter by mixing condition and to evaluate the effect of coagulation pH. During the coagulation, substantial changes in dissolved organics must be occurred by coagulation due to the simultaneous formation of microflocs and NOM precipitates. Increase in the organic removal efficiency should be mainly caused by the removal of microflocs formed during coagulant injection. That is, during the mixing period, substantial amount of dissolved organics were transformed into microflocs due to the simultaneous formation of microflocs and NOM precipitates. The results also showed that 40 to 80% of dissolved organic matter was converted into particulate material after rapid mixing process of coagulation. During the rapid mixing period, for purewater, formation of dissolved Al(III) (monomer and polymer) constant by rapid mixing condition, but for raw water, the species of Al hydrolysis showed different result. During the rapid mixing period, for high coagulant dose, Al-ferron reaction increases rapidly. At A/D(Adsorption and Destabilization) and sweep condition, both $Al(OH)_3(s)$ and dissolved Al(III) (monomer and polymer) exist, concurrent reactions by both mechanism appear to cause simultaneous precipitation.

• 한국전산유체공학회지
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• 제21권3호
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• pp.24-30
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• 2016

In the water purification plant, the mixture of water and chemical from the mixing basin enters the flocculation basin. The rotating flocculators are generally used for the efficient flocculation of dregs. In this paper, the performance of flocculators of a vertical paddle type, widely used in the typical flocculation basins, and a hydro-foil type, recently disseminated in the field, are compared with each other by use of the numerical method. Also the characteristics and the efficiency are analyzed with CFD techniques. The strain rate and the eddy viscosity are compared for two types to predict the mixing efficiency, and the maximum speed and its location are pursued from the computed data. The hydrofoil type shows that the eddy viscosity is enhanced 1.66 to 3.03 times larger than that of vertical paddle type, and also produced 1.87 to 1.95 times larger flocs for each stage. However, the rapid rotation of hydrofoil may chop the floc to small size due to the higher turbulence intensity. From the result of computation, the strong and weak points of each type have been analyzed for the decision making.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권6호
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• pp.696-703
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• 2005

케이크 여과에서 케이크에 대한 정의가 아직 마련되어 있지 않다. 특히 침전된 플럭(floc)의 여과에서는 케이크를 전혀 정의하지 못하였다. 본 연구에서는 '여과-투과(filtration-permeation)' 실험을 사용하여 모든 경우의 케이크를 명확히 정의하였다. 이 케이크의 정의에 대한 고찰을 통해 케이크 여과에 의해 이룩될 수 있는 케이크 함수량의 한계에 대한 연구를 수행하였다. 여과에 의해 형성된 케이크의 수분 함량을 줄이기 위한 압착조작(expression) 과정을 '고액분리 통합이론'으로 계산하고 실제 압착조작 데이터와 비교하였다. 여과와 압착조작 전체를 분석하여, 압착의 중요성을 검토했다. 그리고 회분식으로 조작되는 필터 프레스의 케이크 배출과 세척시간을 포함하여 가장 효율적인 조작조건을 계산하는 방법을 제안하였다.