• 멤브레인
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• 제8권3호
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• pp.130-137
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• 1998

막결합형 활성슬러지 시스템의 운전에서 운전 시간에 따른 막 여과 특성의 변화를 살펴보았다. 슬러지의 순환 과정에서 전단력에 의한 플럭 크기의 변화가 여과 저항에 미치는 영향을 살펴보기 위해 여과 저항 모델식을 사용하였으며 또한 케이크 층의 특성 변화를 살펴보기 위해 입자의 비저항을 측정하였다. 플럭의 크기는 운전 초기 4~6시간 내에 급격한 감소 양상을 보였으며 이후 서서히 감소하여 20$\mu$m 부근의 값을 유지하였다. 운전 시간에 따른 입자의 비저항의 증가는 시간에 따른 입자 크기의 감소로부터 예상되는 결과와 잘 일치하였다. 플럭의 구성 성분 중에서 용존 유기물과 미생물이 플럭스 감소에 미치는 영향은 상대적으로 작았으며 콜로이드성 입자가 가장 큰 플럭스 감소 요인으로 작용하였다. 미생물 플록과 비교하여 콜로이드성 입자는 높은 비저항을 가졌으며 이로 인해 상대적으로 높은 케이크 저항을 나타내었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.551-555
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• 2015

본 연구는 수체 내 오염물질을 직접적으로 처리할 수 있는 친자연형 소재와 생물을 통한 처리의 다양한 기술 및 공법 중 식생을 이용한 수질의 정화효율에 대해 조사 하였다. 사용된 식생은 환경부 '하천식물자료집'을 바탕으로 수질정화능력이 있고 다년생으로 안정적인 생육특성을 갖는 식생으로 노랑꽃창포, 부들, 수크령, 질경이택사, 창포를 선정하여 약 13 L 크기의 원통형 반응조내에서 실험을 진행하였다. 선별된 식생들은 물가에 서식하는 식물로 15 cm 마사토를 식재 기반으로 하여 반침수 조건으로 실험을 진행하였다. 유입수는 경기도 용인시 기흥구에 위치한 기흥저수지 샘플과 경기도 화성시에 위치한 황구지천 샘플 혼합액 7 L를 주입하여 유입수 대비 유출수의 COD, T-N, T-P에 대한 저감 효율을 검토하였다. 노랑꽃 창포와 창포의 경우 침수된 부분에 플럭이 발생하여 투명도가 낮은 것으로 확인되었고, 수크령과 질경이택사의 경우 노랑꽃 창포와 창포에 비해 플럭의 발생은 적었지만 투명도는 비교적 높은 것으로 확인되었다. 특히 부들은 다른 식생에 비해 성장이 왕성한 것을 관찰할 수 있었으며, 수체의 탁도 또한 매우 낮아 투명한 것으로 확인되었다. 실험 종료 시점에는 창포의 경우 수체 내에서 잎 자체가 분해되어 식재기반 상부가 검정색으로 혐기화 된 것으로 나타났고, 부들의 경우 플럭이 약간 형성되었으나 투명도가 좋고 성장이 왕성한 특징을 나타내었다. 부들의 경우 COD, T-P의 평균 제거효율이 각각 47.1%, 46.0%로 조사되었고, 노랑꽃창포의 경우 T-N의 평균 제거효율이 63.9%로 선별 된 식생 중 가장 높게 조사되었다. 따라서 수질정화를 위한 공법으로는 부들과 노랑꽃창포가 적용 가능할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.169-169
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• 2015

유사 입자의 크기는 유사의 특성 및 그에 따른 거동 변화에 중요한 영향을 미친다. Stokes 침강 속도 모형에서 유사의 침강 속도에 가장 많은 영향을 주는 인자는 유사의 크기인 것 또한 확인된다. 유사 입자의 크기가 약 $60{\mu}m$보다 작은 유사들은 알갱이 사이의 점착력을 무시할 수 없다. 이로 인해 유사들은 응집 현상을 겪으며 입자 본래의 크기보다 크기가 큰 플럭을 형성하는 점착성 유사로 분류된다. 응집 현상이란, 흐름 내 점착성을 띠는 일차입자(Primary Particle)가 응집과 파괴를 반복하며 플럭을 형성하는 현상을 뜻한다. 입자 간의 충돌을 통해 응집이 진행되며 난류 전단으로 인해 형성된 플럭의 파괴가 발생한다. 많은 연구에서 점착성 유사의 충돌을 야기하는 가장 지배적인 원리는 난류라 알려져 있다. 이러한 응집 현상으로 인하여 플럭의 크기와 밀도는 지속적으로 변화를 겪으며 비점착성 유사와 다른 특징들을 보인다. 흐름에 존재하는 유사의 이동은 이송-확산 방정식을 통해 표현된다. 이송-확산 방정식은 시간 변화에 따른 농도의 변화를 입자의 침강과 난류 및 유사 자체의 특징에 의한 확산으로 해석한다. 침강속도로 대변되는 이송과 달리, 확산은 난류흐름 내에서 유사가 확산되는 정도를 정량화하기 위한 인자가 요구된다. 난류에 의한 유사의 확산은 유사 자체 특성에 따른 물질 확산에 비하여 매우 큰 값을 가지며, 이를 확산 계수로 개념화 한다. 확산계수는 와점성계수와 Schmidt 수(${\sigma}_c$)의 비로 정의된다. ${\sigma}_c$는 난류의 점성과 난류로 인한 부유과정에 의해 유사가 확산되는 정도를 나타낸다. 이에 따라 ${\sigma}_c$의 변화가 유사의 부유 및 침강거동에 많은 영향을 미칠 것이라 판단되나, 국내외에서 수행된 연구 동향에서는 ${\sigma}_c$를 0.5부터 1.0 사이의 상수를 적용하여 수행되었다. 이에 본 연구에서는 ${\sigma}_c$의 크기에 따라 달라지는 유사의 부유 및 침강 변화에 의한 총 부유량을 살펴보고자 한다. 유사의 점착성을 고려할 수 있는 1DV 수치 모형을 이용하여 비점착성 유사와 점착성 유사를 대상으로 수치연구를 수행하며, 유사의 크기 및 ${\sigma}_c$의 변화에 따른 총 부유량 경향을 살펴본다. 그 결과, 점착성 유사는 ${\sigma}_c$의 증가에 따라서 유사의 총 부유량이 증가하는 현상이 나타난 반면 비점착성 유사는 ${\sigma}_c$의 증가에 따라 유사의 총 부유량이 감소하는 경향이 나타났다. 그러나 크기가 아주 작은 비점착성 유사를 대상으로 수치 연구를 수행한 결과, ??에 따른 총 부유량의 경향은 유사의 점착성에서 기인하는 것이 아닌 입자의 크기로부터 야기되는 특성이라는 결론이 도출되었다.

• 상하수도학회지
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• 제20권2호
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• pp.245-255
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• 2006

Dissolved air flotation is a solid-liquid separation system that uses fine bubbles rising from bottom to remove particles in water. In order to enhance the flotation velocity and removal efficiency of flocs in the flotation process, we tried to obtain pretreatment conditions for the optimum DAF process operation by comparing and evaluating features of actual floc formation and flotation velocity etc, according to coagulant types and conditions for flocculation mixing intensity by using PIA, PDA, and FSA. Accordingly, generating big flocs that have low density at low flocculation mixing intensity may reduce treatment efficiency. In addition, generating small flocs at high flocculation mixing intensity makes floc-bubbles smaller, which reduces flotation velocity, In this study, it was found that high flocculation mixing intensity could not remove the remaining micro-particles after flocculation, which had negative effects on treated water quality, Therefore, in order to enhance treatment efficiency in a flotation process, flocculation mixing intensity around $50sec^{-1}$ is effective.

• 청정기술
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• 제7권1호
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• pp.75-80
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• 2001

본 연구에서는 강산성 상태에 있는 고농도의 6가 크롬 도금 폐수를 환원 및 중화의 방법으로 처리하였다. 환원제로는 강산성 상태에서 급격히 빠른 속도로 6가 크롬을 3가 크롬으로 환원시키는 황산제일철($FeSO_4$)이 사용되었고, 원수의 크롬농도에 대해 몰비로 3배의 양이 필요한 것으로 확인되었다. 환원된 3가 크롬은 석회석이 충진되어 있는 회분식 석회석탑에서 폭기에 의해 중화되었고, pH 5.0 이상으로 중화되었을 때 효과적으로 불용성의 크롬수산화물 플럭으로 형성되어 제거되는 것을 확인할 수 있었다. 이와 같은 결과들을 기초로 환원조, 석회석탑, 침전/여과조로 이루어진 6가 크롬 제거 연속공정을 개발하였고, 이 공정을 통해 6가 크롬 폐수의 연속적인 처리를 실행하였다. 석회석탑 내에서의 pH 조건이 pH 5.0 부근에서 일정하게 유지되었고, 그것으로 인해 불용성의 크롬 수산화물 플럭이 효과적으로 형성되었다. 석회석탑에서 침전조로 유도된 플럭은 침전조 내부에 부착된 1450 매쉬 크기의 기공을 지닌 금속 분리막에 의해 최종 처리수와 분리되었고, 막 여과 가동 30분 후부터 배출 허용기준을 만족시키는 크롬 농도 0.25~0.90 mg/l의 최종 처리수를 얻을 수 있었다. 막의 역세척 주기는 초기에 급격히 감소하였고, 이후에는 안정적으로 유지되었다.

• 멤브레인
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• 제17권3호
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• pp.191-196
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• 2007

본 연구에서는 경도 이온의 화학적 침전을 위하여 지하수에 과량의 Lime-Soda ash를 주입하여 플럭(floc)을 형성한 다음 침전과정을 십자흐름(Crossflow) 방식의 관형 세라믹 분리막을 이용한 한외여과(UF) 공정으로 대체하였다. 그 결과 두유 포장팩 세척수로 사용하고 있는 지하수의 총경도를 10 mg/L as $CaCO_3$ 이하로 감소시킬 수 있었다. 한편, TMP(Trans-membrane pressure) 및 유량 변화 실험에서 투과선속(Permeate flux, J) 및 무차원한 투과선속($J/J_0$) 변화를 조사하여, TMP 및 유량이 무기물로 형성된 응집 플럭에 의한 막오염에 미치는 영향을 알아보았다. 그 결과, 본 실험 범위에서 TMP 및 유량 변화가 막오염과 총경도 제거율에 미치는 영향은 거의 없었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권10호
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• pp.917-928
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• 2020

본 연구는 점착성 부유사의 입도분포에 적합한 이론적 확률분포형을 찾는 것을 목적으로 수행되었다. 유의수준 5%에 대해 적합도 검정을 수행한 결과, 실험실 실험자료와 현장실험 자료에서 측정된 플럭입도분포는 다른 결과를 나타냈다. 현장실험으로부터 얻어진 표본자료의 경우 왼쪽으로 치우친 지수분포의 형태를 나타내며, Gamma 분포가 가장 우수하였다. 실험실실험 자료의 경우 표본자료가 양의 왜도를 가지며 GEV 분포가 가장 적합하였다. 많은 연구에서 점착성 유사의 입도분포로 가정되는 2매개변수 Lognormal 분포의 경우 현장실험 자료와 실험실실험 자료 모두 적합하지 않았으며, 위치매개변수를 추가하여 3매개변수 Lognormal 분포 적용 시 점착성 유사의 입도분포를 모사할 수 있는 것으로 나타났다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권2호
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• pp.334-342
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• 2012

새로 개발된 '고액분리 통합이론'의 핵심 개념인 '케이크 첫 입자층이 받는 압력 $p_d$'의 역할을 인식하기 위해, 고압축성 케이크에 대해 다음과 같은 세 가지 고액분리 분야를 새로운 개념으로 분석하였다. 첫째, 침전된 플럭의 케이크 여과에서 여과 대상이 되는 침전 플럭의 두께 계산에서 $p_d$의 역할과, 케이크의 형성 두께 계산에서의 $p_d$의 역할. 둘째, 압착 과정에서의 $p_d$의 역할, 그리고 마지막으로 간섭침전 결과 쌓이는 높이에 미치는 $p_d$의 역할과 간섭침전 과정에서의 $p_d$의 중요성을 보였다. 이로써 고액분리 통합이론의 적용 가능성과, 그에 있어 $p_d$의 중요성을 밝힐 수 있었다. 이 과정을 통하여 케이크 여과, 압착, 간섭침전의 이론적인 새로운 정의가 가능해졌다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제44권2호
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• pp.207-215
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• 2006

본 연구의 목적은 응집공정에서 생성되는 플럭의 성상을 가시화하여 PACC의 응집 특성을 고찰하였다. 인공 원수내탁질 입자의 제타전위는 pH 8~9에서 영으로 수렴하였고 이 영역에서 TDS와 전기전도도가 최소값을 나타내 주었다. 급속 및 완속 교반의 최적 혼화강도가 관측되었으며, 특히 탁도의 제거에 있어서는 급속교반의 속도경사가 가장 낮은 $95.1sec^{-1}$에서 최대의 제거율을 나타내었다. 급속교반 후에는 $3{\sim}5{\mu}m$의 작은 입자가 급격히 생성되었으며 교반강도가 클수록 더 많은 수의 입자가 생성되었다. 완속교반이 진행될수록 $3{\sim}5{\mu}m$의 작은 입자의 수는 급격히 감소하였고 $7{\sim}21{\mu}m$의 중간 크기의 입자는 증가하는 경향을 나타내주었다. $23{\mu}m$ 보다 큰 입자의 경우는 급속교반의 속도경사가 $95.1sec^{-1}$에서 가장 많은 수가 생성되었고, $3{\sim}5{\mu}m$의 작은 입자의 경우에는 급속교반의 속도경사가 $760.7sec^{-1}$에서 가장 많이 생성되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.246-246
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• 2019

점착성 유사는 비점착성 유사보다 작은 입자 크기를 가지며 전자기적 점착력에 의해 연속적인 응집과 파괴의 과정인 응집현상을 겪는다. 응집현상에 의해 생긴 유사 덩어리를 플럭(Floc)이라고 하며 유사의 응집현상은 점착성 유사가 가지는 입자 크기, 침강속도, 밀도를 변화시킨다. 유사의 이동은 크기, 침강속도, 밀도에 영향을 받는다. 따라서 점착성 유사의 여러 특성에 관여하는 입자의 크기에 대한 충분한 이해는 점착성 유사의 이동을 파악하는 데에 필수적이다. 본 연구에서는 점착성 유사의 여러 특성 중, 입자 크기 분포에 대한 특성을 분석하는 것을 수행하였다. 일반적으로 점착성 유사의 연구에서 입도 분포는 Log-normal 분포로 가정하여 사용되고 있다. 그러나 그 적합성에 대해서는 검증된 바가 없다. 따라서 과거 연구에서 조사된 점착성 유사의 입도 분포 자료를 현장에서 측정된 자료와 실험실에서 측정된 자료로 나누어 수집한 후, 표본에 통계학적인 방법인 적합도 검정을 사용하여 실제 어떠한 분포를 모사하는지 살펴보았다. 적합도 검정은 Kolmogorov- Smirnov (K-S)검정을 이용하였으며 K-S 검정의 결과가 유의수준 5%를 통과하는 경우 가정된 분포가 실제 표본을 잘 모사하는 것으로 판단하였다. 적합도 검정 결과, 점착성 유사의 입도 분포는 현장 실험과 실험실 실험에서 다른 특징을 나타내었다. 현장 실험의 경우 입도 분포의 형태가 지수 분포의 형태를 나타내는 경우가 많았으며 Gamma 분포가 우수하게 모사하였다. 실험실 실험의 입도 분포는 일반적인 양의 왜곡도를 가지는 분포를 그렸으며 GEV 분포와 Gamma 분포가 우수하게 모사하였다. 두 경우 모두 Log-normal 분포가 적합하다고 판단되는 경우는 많지 않았다. 그러나 Log-normal 분포에 위치 매개변수를 추가하여 3 매개변수의 분포로 모사한 경우 유의수준 5%를 통과하는 경우가 크게 증가하였다. 향후에는 점착성 유사의 입도 분포를 모사하고 사용함에 있어 Log-normal 분포를 무조건적으로 이용하는 것은 지양해야할 것으로 판단된다. 2 매개변수의 분포를 점착성 유사의 입도분포로 사용할 경우, Gamma 분포를 추천하며, 기존에 사용되던 Log-normal 분포를 사용할 경우 위치 매개변수를 추가하여 3 매개변수의 Log-normal 분포를 이용할 것을 추천한다. 또한 점착성 유사의 입도를 모사하는 분포를 개발하여 사용한다면 점착성 유사의 이동과 특성을 연구할 때 가장 중요한 크기 특성에 대한 많은 정보를 제공할 수 있다고 판단된다.