• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
• /
• v.33 no.10
• /
• pp.731-738
• /
• 2011

In this study AOPs of $O_3/UV$ radiation, $O_3/Mg(OH)_2/UV$ radiation and $O_3/MgO/UV$ radiation system for phenol treatment in aqueous solution was performed in a laboratory scale circulating batch reacter. Flow rate of ozone 1.0 L/min, ozone concentrations $150{\pm}10mg/L$ was maintained constantly at the above-mentioned oxidation processes. During the oxidation processes the $COD_{Cr}$ and TOC was measured in the composition. The pseudo first-order rate constants of the processes was $5.12{\times}10^{-5}$, $1.19{\times}10^{-4}$ and $1.79{\times}10^{-4}sec^{-1}$, and the activation energy was 3.03, 1.79 and $2.32kcal{\cdot}mol^{-1}$ at $20^{\circ}C$, respectively. It was found that both $Mg(OH)_2$ and MgO had remarkable accelerations on degradation of phenol and removal of COD in water. On this basis, $O_3/MgO/UV$ system is an effective and feasible routes for catalytic ozonation of phenol in water.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
• /
• v.33 no.12
• /
• pp.868-873
• /
• 2011

Oxygen transfer rate generally determines the performance of an aerobic wastewater treatment process that treats high strength wastewater such as food wastewater, animal wastewater and landfill leachate. In this paper, OUR and $K_L{\cdot}a$ were evaluated by using Jet Loop Reactor (JLR) according to the concentration of a mixed liquor volatile suspended solid (MLVSS), oxygen (air) flow rate and energy input as the variable of the operating conditions. Also, a nonlinear regression model was proposed by the statistical methods with the calculated $K_L{\cdot}a$. As a results, in case of applying the high strength wastewater which has to maintain high MLVSS, the energy input and the air flow rate are major parameters oxygen transfer rate in JLR. Finally, the final nonlinear regression model had been developed as a function of E/V, $Q_g$, and ${\mu}_c$.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
• /
• v.36 no.9
• /
• pp.648-658
• /
• 2014

We examined the effects of pollutants into sub-basin on the water quality and loading based on data surveyed during January-December 2013 from 13 sites of 5 streams in the Jinwi watershed. We used the contour plot and Kruskal-Wallis rank sum test to analyze seasonal variation of water quality and loading and Pearson correlation analysis to assess the relationships between pollutants and loadings. The significantly higher seasonal variation were SS, TN and TOC as compared to other water quality constituents (P < 0.001). A significant interaction existed between the effects of human population and the effects of discharge of Sewage Treatment Plant (STP) on water quality and loading, especially for the spring and winter seasons. It is necessary to control discharge water of sewage and wastewater from industrial facilities and to make full use of the watershed management system such as TMDLs in operation since 2012 for improvement in stream water quality.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
• /
• v.30 no.3
• /
• pp.293-301
• /
• 2008

A study on the operational variables of the UV-TiO$_2$ based photocatalytic air cleaning system was tried. In this study, to examine effects as various air cleaning system conditions, a duct-type reactor was made, and TiO$_2$ was immobilized on a stainless mesh. Benzene was chosen as a target compound. Removal experiments for benzene were done under different initial benzene concentration, air velocity, TiO$_2$ loading, area coated TiO$_2$ as the same TiO$_2$ loading, and UV light intensity conditions. During the experiments, relative humidity was 55%, and reactor temperature was 45$^{\circ}C$. As a result, the photocatalytic degradation of benzene decreased as the inlet concentration increased. But the photocatalytic degradation increased as the concentration boundary layer thickness, amount of TiO$_2$, area coated TiO$_2$ as the same amount of TiO$_2$, and UV light intensity increased. Based on results of current study, they can be applied to the design of air cleaning system over low level VOCs in the indoor air.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
• /
• 2016.11a
• /
• pp.158-158
• /
• 2016

최근 화석연료의 고갈과 환경 보전 및 에너지 절약에 대한 관심이 높아짐에 따라 화석연료의 소비를 최소화하고 실내조건을 쾌적하게 유지하려는 연구가 진행되고 있다. 국내의 경우 전체 에너지 소비의 30%이상을 차지하고 있는 건물부문에서의 에너지 소비를 줄이기 위한 활발한 연구가 진행되고 있으며 이에 따른 에너지절약 소재개발이 활발하게 진행되고 있다. 1975년 이후 여러 차례에 걸친 단열강화 조치를 통해 건물에서의 에너지 소모를 줄이고 있었으나 건물의 외벽에 대한 사항으로 한정되어있었고, 또한 건물의 창 면적이 증가함에 따라 창을 통한 열손실량과 열획득량이 더욱 증가하게 되었다. 이러한 문제를 해결하기 위해 열반사유리에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 열반사유리는 근적외선(열선)영역의 빛을 반사시켜 실내의 열손실량 및 외부에서의 열획득량을 감소시켜 에너지의 소비를 줄일 수 있는 유리을 말한다. 이러한 열반사유리은 fresnel 방정식을 통해 빛의 파장대에 따른 반사율 및 투과도를 예측할 수 있는데, 다층박막구조인 Oxide-Metal-Oxide(OMO)구조는 Oxide의 높은 굴절률과 Metal의 낮은 굴절률을 통해 가시광영역대의 높은 투과도와 근적외선 영역의 높은 반사율을 얻을 수 있다. 또한 Metal층을 삽입함으로서 flexible한 코팅이 가능하고, 높은 carrier density와 mobility로 표면 플라즈몬 공명을 통해 특정 파장대의 반사율을 높일 수 있으므로 많은 연구가 진행되고 있다. $TiO_2$는 고굴절률 및 낮은 광흡수성의 특성을 가지는 산화물반도체로 기존의 $In_2O_3$계 산화물에 비해 값이 싸고 높은 안정성과 광촉매특성을 보이므로 외부에 노출된 환경에 적합한 재료이다. Ag는 저굴절률과 낮은 광흡수성을 가지는 재료로 금속층에 적합하다. 본 연구에서는 fresnel 방정식을 통해 반사도 및 투과도를 예측하고 마그네트론 스퍼터링법으로 다층박막을 열선인 적외선 영역에서의 반사율 및 반사 효율을 평가하였다. Index-matching 시뮬레이션을 통해 $TiO_2/Ag/TiO_2$ 다층박막의 투과도와 반사도를 이론적으로 검토하였다. 시뮬레이션 프로그램은 Macleod프로그램을 이용하였고 재료 각각의 굴절률은 Ellipsometry를 이용하여 측정하였다. 두께 40 nm 와 8 ~ 16 nm를 가지는 $TiO_2$층과 Ag층을 각각 RF/DC 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 Glass기판 위에 증착하였다. 직경 3 in 의 $TiO_2$, Ag 소결체 타깃을 이용하였고 스퍼터링 파워는 각각 200 W, 50 W로 설정하였고, 스퍼터링 가스는 Ar가스의 유량을 20 sccm으로 설정하였다. 작업압력은 모두 1 Pa로 설정하였고 타깃 표면의 불순물 및 이물질 제거를 위해 Pre-sputtering을 10분 진행하였다. 박막의 두께는 reflectometer와 Alphastep을 이용하여 측정하였고 Hall effect measurement를 이용하여 비저항, carrier density, mobility등 전기적 특성을 측정하였다. 또한 UV-VIS spectrometer와 USPM-RU-W NIR Micro-Spectrophotometer를 통해 광학적 특성을 측정하였고 계산 값과 비교분석하였다. 또한 열반사 특성을 평가하기 위해 직접 set-up한 장비를 이용하였다. 단열 박스에 샘플을 장착해 적외선 램프를 조사하였을 때의 열 반사효율을 평가하였고, IR Camera를 이용하여 단열 박스 내부의 온도 변화를 관찰하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2023.05a
• /
• pp.514-514
• /
• 2023

댐 건설은 하천의 유황, 유사량을 변화시켜 이·치수 및 생태계에 영향을 미치고 있다. 그러나 현재 댐 운영에 사용하고 있는 하천 기본계획은 10년마다 수립하고 있어 하천 지형 측량자료, 식생 및 수생태를 고려한 하천 관리 계획은 대부분 과거자료이다. 또한 홍수소통에 영향을 미치는 하도식생에 대한 연구가 거의 없어 최근 기후변화로 인해 빈번하게 발생하는 홍수 등 물재해에 적극적 대응이 어려운 실정이다. 따라서 최신의 하천 기초조사 자료 기반, '20년 댐 하류하천에 홍수가 발생한 4개 댐(대청, 합천, 용담, 섬진강댐)을 대상으로 하상변동, 식생 영향 등을 고려한 댐 직하류 하천관리방안을 마련하는 연구를 진행하였다. 최신 하천 기초조사 자료 확보를 위해 하천기본계획 등 문헌정보를 수집하고 댐 직하류의 수중부·육상부 측량, 유사량·하상재료 조사, 식생조사, 홍수흔적조사 등을 실시하였다. 확보한 기초자료를 바탕으로 하상변동 분석 모델 및 물리적 서식처 모의 모델을 통해 이수, 치수, 생태 측면으로 분석을 진행하였다. 이수 분석으로 HEC-RAS의 유사이송 분석을 통해 현재부터 20년 뒤의 하상변동을 분석하였다. 치수 분석으로 HEC-RAS 2D 등의 유사이송 분석을 사용하여 한 개의 홍수기 사상 발생 시 하상변동을 분석하였으며, 식생의 유무가 하상변동에 미치는 영향을 함께 분석하였다. 생태 분석으로는 PHABSIM을 사용하여 대상어종에 대한 하상변동 및 식생 유무에 따른 환경생태영향의 영향을 분석하였다. 분석을 바탕으로 각 대상 댐 직하류에 이수, 치수, 생태 측면의 하천관리방안을 수립하였다. 이수 분석을 통해 20년 뒤의 취양수장의 제약수위를 예측, 검토하고 취약구간 모니터링 구간을 산정하였다. 또한 침식과 퇴적이 크게 일어나는 구간을 산정하여 장·단기 하상변동 모니터링 구간을 제시하였다. 치수 분석을 통해 식생이 댐 하류에 미치는 영향을 분석하여 식생 저감 구간을 선정하는 등 적정 식생 밀도 조절 방안을 제시하였다. 또한 하상변동량이 큰 구간은 하상 안정 유지를 위한 수제 설치를 모델 결과를 통해 검토하였으며 제방 정비가 필요한 구간은 드론을 활용한 모니터링을 제안하였다. 생태 분석을 통해 대상 어종이 서식하기 가장 적합한 환경생태유량을 산정하고 댐 하류 하천의 자연성 회복을 위한 증가방류, 유사환원 등의 방안을 검토하였다.

• Economic and Environmental Geology
• /
• v.48 no.5
• /
• pp.409-420
• /
• 2015

The Sangdae-ri riverside around Musimcheon stream, flowing through Gadeok-myon of Cheongju City, is one of the representative strawberry fields employing water curtain cultivation (WCC) in Korea. In this area, annual groundwater use for WCC has been calculated by a few methods. On the assumption that all the water flowing through the final ditch may be mostly composed of groundwater, the discharge rate in it can be used as a good proxy for assessing the groundwater use. However, in the study area, the final ditch was set up in an unpaved state near and parallel to Musimcheon stream. Under such circumstances, the drainwater is likely to be influenced by infiltration and/or inflow of nearby stream. Hence, we examined whether or not stream water has influenced water flowing out through the final ditch in respect of ion concentrations or field parameters such as T, pH and electrical conductivity (EC) values. The period of measuring field parameters and sample collection was from February 2012 through February 2015. The drainwater in the final ditch did not show the average quality of groundwater, but similar quality of stream water in respect of pH, EC, ion contents and water type. From this, it is suggested that measuring the flow rate of the final ditch should not be directly used for assessing groundwater use in the study area. In addition, because of its sensitivity to ambient temperature, water temperature proved not to be appropriate for estimating the interaction between ditch and stream. For accuracy, additional methods will be needed to calculate mixing ratios between stream and ground water within drainage system.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• v.52 no.5
• /
• pp.581-586
• /
• 2014

Main objects for wastewater treatment operation are to maintain effluent water quality and minimize operation cost. However, the optimal operation is difficult because of the change of influent flow rate and concentrations, the nonlinear dynamics of microbiology growth rate and other environmental factors. Therefore, many wastewater treatment plants are operated for much more redundant oxygen or chemical dosing than the necessary. In this study, the optimal control scheme for dissolved oxygen (DO) is suggested to prevent over-aeration and the reduction of the electric cost in plant operation while maintaining the dissolved oxygen (DO) concentration for the metabolism of microorganisms in oxic reactor. The oxygen uptake rate (OUR) is real-time measured for the identification of influent characterization and the identification of microorganisms' oxygen requirement in oxic reactor. Optimal DO set-point needed for the micro-organism is suggested based on real-time measurement of oxygen uptake of micro-organism and the control of air blower. Therefore, both stable effluent quality and minimization of electric cost are satisfied with a suggested optimal set-point decision system by providing the necessary oxygen supply requirement to the micro-organisms coping with the variations of influent loading.

• Journal of Energy Engineering
• /
• v.23 no.2
• /
• pp.49-56
• /
• 2014

It is important to keep stable effluent water quality and minimize operation cost in biological wastewater treatment plant. However, the optimal operation is difficult because of the change of influent flow rate and concentrations, the nonlinear dynamics of microbiology growth rate and other environmental factors. Therefore, many wastewater treatment plants are operated for much more redundant oxygen or chemical dosing than the necessary. In this study, the optimal control scheme for dissolved oxygen (DO) is suggested to prevent over-aeration and the reduction of the electric cost in plant operation while maintaining the dissolved oxygen (DO) concentration for the metabolism of microorganisms in oxic reactor. For optimal control, The oxygen uptake rate (OUR) is realtime measured for the identification of influent characterization and the identification of microorganisms' oxygen requirement in oxic reactor. Optimal DO seT-Point needed for the microorganism is suggested based on real time measurement of oxygen uptake of microorganism and the control of air blower. Therefore, both stable effluent quality and minimization of electric cost are satisfied with a suggested optimal setpoint decision system by providing the necessary oxygen supply requirement to the microorganisms coping with the variations of influent loading.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2012.05a
• /
• pp.691-695
• /
• 2012

수위표의 영점에서 수면까지의 높이로 정의되는 해발수위는 유량 및 유사량 등과 같은 관련 수문자료를 생산하는데 기본이 되는 자료이며, 하천 및 수공구조물의 설계 등에 기초자료로 이용될 뿐만 아니라 수자원의 효율적인 관리 및 수문순환 해석을 위한 가장 중요한 기초자료로서 국가 차원의 올바른 수자원 계획과 정책을 수립하는데 널리 활용된다. 이와 같이 해발수위자료의 이용 분야가 다양하고 그 자체로서도 중요한 의미를 가지는 점을 고려할 때 무엇보다도 중요한 것은 자료의 품질이 확보되어야 하는 것이다. 그러나 영점표고검정수준점 및 기준 수위표의 설치 이후 오랜 시간이 경과됨에 따라 노후화와 수위관측소 주변의 환경변화가 발생하게 되어 자료의 정확도가 매우 낮아지고 있다. 본 연구에서는 해발수위 자료의 품질향상을 위해 수위관측소의 영점표고검정수준점 및 수위표 영점표고에 대하여 수준측량 및 RTK(Real Time Kinematic) GPS(Global Positioning System) 측량을 병행하여 수행하였으며, 조사측량된 값을 활용하여 기존에 측량된 영점표고검정수준점 및 수위표 영점표고에 대한 검토를 수행하였다. 금강 및 삽교천 수계에 위치한 50개 수위관측소 대하여 기존 측량값과 비교 검토한 결과 영점표고검정수준점은 0.10m 이하(54.0%), 0.10m 초과 ~ 0.50m 이하(26.0%), 0.50m 초과 ~ 1.00m 이하(6.0%), 1.00m초과 ~ 1.50m 이하(2.0%), 1.50m 초과 ~ 2.00m 이하(2.0%), 2.00m 초과 ~ 3.00m 이하(4.0%), 3.00m 초과(6.0%)의 값을 나타냈으며, 수위표 영점표고는 0.10m 이하(50.0%), 0.10m 초과 ~ 0.50m 이하(32.0%), 0.50m 초과 ~ 1.00m 이하(10.0%), 1.00m초과 ~ 1.50m 이하(2.0%), 1.50m 초과 ~ 2.00m 이하(2.0%), 2.00m 초과 ~ 3.00m 이하(2.0%), 3.00m 초과(2.0%)의 값을 가졌다. 이와 같이 기존과 금회 측량자료를 비교 검토한 결과 대부분이 안정적으로 유지되고 있으나 일부 수위관측소에서 변동량이 크게 발생한 원인은 영점표고검정수준점의 노후화, 기준 수위표의 교체 및 위치 변동, 인위적인 하천공사 등으로 인하여 발생한 것으로 판단된다.