• 상하수도학회지
• /
• 제32권6호
• /
• pp.479-485
• /
• 2018

Large amounts of oily wastewater discharged from various industrial operations (petroleum refining, machinery industries and chemical industries) cause serious pollution in the aquatic environment. Although dissolved air flotation (DAF) separating oil pollutants using microbubbles represents current practice, bubble size cannot be selectively controlled, and lots of power is required to generate microbubbles. Therefore, to investigate performance of the DAF process, this study examined the distribution of different sizes of microbubbles resulting from changes in physical shear force via modifying shapes of a slit-nozzle without an additional power supply. Three types of slit-nozzles (different angle, shape and length of the slit-nozzle) were used to analyze the distribution of bubble size. At a slit angle of $60^{\circ}$, shear force was 4.29 times higher than a conventional slit, and particle size distribution (PSD) in the range between 2 and $20{\mu}m$ more than doubled. Treatment efficiency of synthetic oily wastewater through the coagulation-DAF process achieved 90% removal of COD by injecting $FeCl_3$ and PACl of 250 mg/L and 100 mg/L, respectively, and the same performance resulted using $FeCl_3$ of 200 mg/L and PACl of 80 mg/L employing a slit-nozzle angle of $60^{\circ}$. This study shows that a coagulation-DAF process using a modified slit-nozzle can improve the pre-treatment of oily wastewater.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제22권2호
• /
• pp.296-301
• /
• 2021

GPR은 전자파를 지반 또는 대상물에 방사시켜 반사체에서 돌아온 반사파를 이용하는 탐사법으로써 광산의 지반침하나 건설현장의 비파괴 조사, 지반조사, 지하시설물 탐사 등에 활용되고 있다. 본 연구에서는 네트워크 RTK와 연계한 GPR을 이용한 비금속 상수관의 탐사에 대한 활용성을 제시하고자 하였다. GPR을 이용하여 연구대상지 상수관에 대한 데이터를 취득하였으며, 상수관로에 대한 위치 및 매설 심도를 측정하였다. 정확도 평가를 위해 GNSS 관측 성과와 GPR 탐사 결과를 비교하였으며, -0.16m ~ 0.15m의 편차를 확인하였다. 이러한 결과는 공공측량 작업규정의 기기성능을 만족하는 것으로 GPR을 이용한 상수관의 탐사가 가능함을 제시하였다. GPR은 기존 금속관로탐지기에서와 같은 접지 설치가 필요하지 않기 때문에 지하시설물 탐사를 위한 작업의 효율성 증대에 기여할 것이며, GPR을 이용한 탐사는 금속 및 비금속 지하시설물에 대한 위치와 심도를 동시에 취득할 수 있어 GIS 시스템 구축을 위한 데이터로 이용이 가능하다. 향후 추가적인 연구를 통해 금속 및 비금속관로 탐사와 콘크리트, 아스팔트 등 지면 매질에 따른 탐사 특성비교 연구가 이루어진다면 GPR을 이용한 지하시설물 탐사의 다양한 활용성을 제시할 수 있을 것이다.

• 멤브레인
• /
• 제32권5호
• /
• pp.283-291
• /
• 2022

재생에너지의 보급과 기후변화를 대응하기 위한 해결책으로 수소에너지에 대한 관심이 늘어나고 있다. 수소는 미이용 전력을 대용량 장주기로 저장하기에 가장 적합한 수단이며 이러한 수소를 생산하는 기술 중 수전해는 물에 전기에너지를 인가하여 수소를 생산하는 친환경적 수소생산 기술로 알려져 있다. 수전해의 구성 요소 중 분리막은 음극과 양극을 물리적으로 분리할 뿐만 아니라 생성되는 수소와 산소의 섞임 현상을 방지하며 이온의 전달을 가능하게 하는 복합적인 역할을 수행한다. 특히 기존의 수전해 기술들의 단점을 보완할 수 있는 차세대 음이온 교환막 수전해에서의 핵심은 우수한 음이온 교환막을 확보하는 것이다. 높은 이온 전도성과 알칼리 환경에서 우수한 내구성을 동시에 가지려는 많은 연구들이 진행되고 있으며 다양한 소재에 대한 탐색이 이루어지고 있다. 본 총설에서는 상용 블록 공중합체인 Polystyrene-b-poly(ethylene-co-butylene)-b-polystyrene (SEBS)를 기반으로 하는 음이온 교환막에 대한 연구에 대해 살펴보며 최신 연구 동향과 앞으로 나아가야할 점에 대해 논하고자 한다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제34권5호
• /
• pp.1477-1488
• /
• 2014

도심지 불투수성 포장의 증가로 지하수위 저하, 생활용수 부족 등의 물과 관련된 다양한 환경문제가 점차 심화되고 있으며, 이를 해결하기 위해 빗물 저류조가 설치되어지고 있다. 빗물 저류조는 지반 저류층에 강우 유출수를 저장하여 향후 갈수기에 이용할 수 있어 도심지의 원활한 물순환에 도움이 된다. 그러나 도심지의 초기 강우는 다량의 비점오염물질을 포함하고 있으므로, 초기 강우를 빗물 저류조에 저류하기 전에 빗물에 포함된 오염물질을 정화하기 위한 시스템이 필요하다. 본 연구에서는 초기 강우의 오염물질 정화를 위해 경제성과 비점오염물질 제거효율 측면에서 우수한 토양여과기술을 적용한 빗물 저류조의 전처리시설인 모래 여과층에 대한 정화효율 및 적용성을 실내 시험과 현장 시험을 통해 평가하였다. 실내 시험은 $20cm{\times}30cm{\times}60cm$의 규격으로 제작된 챔버에 3종류의 각기 다른 모래 여과층을 조성한 후 인공 강우를 유입하는 과정으로 진행되었으며, 유출된 오염수의 TSS (총 부유물질)와 COD (화학적 산소요구량)를 측정하여 모래 여과층의 정화효율을 평가하였다. 또한 폐색 현상으로 인한 모래 여과층의 투수계수 변화를 간접적으로 평가하였다. 실내 시험을 통하여 비점오염물질 정화에 적합한 여과층을 제시하였으며, 이를 현장 빗물 저류조에 시험 시공하여 선정된 여과층의 적용성을 검증하였다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제38권6호
• /
• pp.475-482
• /
• 2014

본 연구는 스프레이 열전달을 이용한 저온도차 스털링 엔진의 실험적 개념 연구를 제시한다. 스프레이 열교환기는 노즐을 통하여 엔진 작동 공간에 직접 물을 분사함으로써 엔진 성능을 저해하는 불용 공간을 최소화하고 열전달 효율을 높였다. 직접 구현된 실험 스털링 엔진의 실증 실험은 운전 시점의 기동 특성, 정상 상태의 운전 특성, 엔진의 출력 특성에 대하여 진행하였다. 실험 결과, 열수 유량 증가에 대하여 엔진 기동 시 작동 최소 온도는 감소한 반면, 고온부 온도와 고온부-저온부 온도차는 대체로 일정하였다. 정상 상태 운전의 경우 열수 온도 및 유량 증가에 대하여 작동 주파수는 증가하였다. 엔진 출력은 열수 온도 및 유량 증가에 따라 사이클당 일 및 작동 주파수 증가로 인하여 증가하였다. 본 연구에서 구현된 실험 스털링 엔진은 열수 유량 30 ml/min, 열수 온도 $65^{\circ}C$, 고온부-저온부 온도차 $6^{\circ}C$ 이상에서 엔진 출력 0.05W 수준으로 안정된 기동 및 운전 특성을 보였으며, 향후 출력 증가 및 다양한 적용 연구를 지속할 계획이다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제41권1호
• /
• pp.35-47
• /
• 2008

저수분석(low flow analysis)은 수자원공학에서 중요한 분야 중 하나이며, 특히 저수량 빈도분석(low flow frequency analysis)의 결과는 저수(貯水)용량의 설계, 물 수급계획, 오염원의 배치 및 관개와 생태계의 보존을 위한 수량과 수질의 관리에 중요하게 사용된다. 그러므로 본 연구에서는 저수량 빈도분석을 위한 점 빈도분석을 수행하였으며, 특히 빈도분석에 있어서의 불확실성을 탐색하기 위하여 Bayesian 방법을 적용하고 그 결과를 기존에 사용되던 불확실성 탐색방법과 비교하였다. 본 논문의Ⅰ편에서는 Bayesian 방법 중 사전분포(prior distribution)와 우도함수(likelihood function)의 복잡성에 상관없이 계산이 가능한 Bayesian MCMC(Bayesian Markov Chain Monte Carlo) 방법과 Metropolis-Hastings 알고리즘을 사용하기 위한 여러 과정의 이론적 배경과 Bayesian 방법에서 가장 중요한 요소인 사전분포를 구축하고 이를 비교 및 평가하였다. 고려된 사전분포는 자료에 기반하지 않은 사전분포와 자료에 기반한 사전분포로써 두 사전분포를 이용하여 Metropolis-Hastings 알고리즘을 수행하고 그 결과를 비교하여 저수량 빈도분석에 합리적인 사전분포를 선정하였다. 또한 알고리즘의 수행과정에서 필요한 제안분포(proposal distribution)를 적용하여 그에 따른 알고리즘의 효율성을 채택률(acceptance rate)을 산정하여 검증해 보았다. 사전분포의 분석 결과, 자료에 기반한 사전분포가 자료에 기반하지 않은 사전분포보다 정확성 및 불확실성의 표현에 있어서 우수한 결과를 제시하는 것을 확인할 수 있었고, 채택률을 이용한 알고리즘의 효용성 역시 기존 연구자들이 제시하였던 만족스러운 범위를 가지는 것을 알 수 있었다. 최종적으로 선정된 사전분포는 본 연구의 II편에서 Bayesian MCMC방법의 사전분포로 이용되었으며, 그 결과를 기존 불확실성의 추정방법의 하나인 2차 근사식을 이용한 최우추정(maximum likelihood estimation)방법의 결과와 비교하였다.

• 한국물환경학회지
• /
• 제27권2호
• /
• pp.200-209
• /
• 2011

The purpose of the study is to optimally manage sewage treatment plant with analysis of phosphorus contribution and improvement of water quality contributing rate in the effect of inflowing point of effluent and Pal-Dang lake after reducing T-P discharge from large scale public sewage treatment plant at upstream of Pal-Dang lake. Also, this study, for enforcement of T-P in effluent, plans optimal management of effluent T-P through examining propriety of environmental, technological, and economical aspect such as water quality standard of domestic and foreign T-P and related policy. In regarding optimal management of T-P discharged from public sewage treatment plant located in upstream of Pal-Dang lake, the study drew following conclusions. With the optimal management of public sewage treatment plant, it showed that a pollution level became higher in the order of Sumgang E in South-Han river, C in Dalcheon, B1 B2, A in North-Han river, and J in Kyungancheon, and it is required reduction of T-P first. The highest value in analysis of benefit-costs from sewage treatment plant in the selected research area was Kyungan B, and the others are with the order of Jojong A, Bokha A, Kyungan A, and Yanghwa A. With result of this study, all 14 areas are required more enforced phosphorus treatment. The study resulted that the most top priority areas were Hangang F, Sumgang B, and Gyungan A, top priority areas were Bokha A, Dalcheon B, and Cheongmi A, priority areas were Hangang E, Heukcheon A, Gyungan B, and Jojong A, and potential areas were Sumgang A, Yanghwa A, Dalcheon A, and Hangang D. It seems to be appropriate to apply 0.2 mg/L of T-P treatment for water supply source reservation, 0.5 mg/L for the other areas by locally, and 0.2~0.5 mg/L for biological nitrogen phosphorus treatment method and 0.5~1 mg/L for Conventional Activated Sludge by technologically. Also, it may be appropriate to apply 0.2 mg/L for the most top priority area(I), 0.3 mg/L for the top priority area(II), 0.4 mg/L for priority area(III), and 0.5 mg/L for potential area(IV) by the separation of priority area.

• 한국축산시설환경학회지
• /
• 제2권1호
• /
• pp.27-39
• /
• 1996

낙농 전업농의 최적 기계장치 모델을 설정하는데 필요한 자료를 수집하고자 경기도 낙농가 중 사육규모 별로 經産牛 30두 미만, 30~50두, 50두 이상 각 5농가씩 15농가를 현지 방문하였다. 작업공정별 작업방법, 노동투하시간, 작업 비용 분석자료를 조사, 분석하고 관련 자료들을 수집하여, 經産牛 30두 내외규모, 40두 내외규모, 50두 내외규모에서의 최소 작업비용 기계장치 사육체계를 설정하여 우리나라의 절반 이상 낙농가에서 이용하고 있는 繫留式 牛舍, 양동이식 착유기 중심의 관행 작업 체계와 비교 분석한 결과는 다음과 같다. 1. 관행작업체계에서는 가족 노동 1.5인 기준 년 2,700시간으로 經産牛 15두까지 사육 가능하며, 이 때 필요한 총작업비용은 734천원/년ㆍ두로 산출되었다. 2. 繫留式 牛舍에서 최소작업비용을 구한 결과 호퍼식 농후사료 급여, 워터컵 급수, 파이프 라인 착유, 반크리너 분뇨청소에서는 經産牛 28두까지 사육 가능한 것으로 나타났으며, 총작업 비용은 520천원/년ㆍ두로 산출되었다. 3. 放飼式 牛舍는 繫留式 牛舍 보다 30두 내외로 사육하는 경우에는 총작업 비용이 더 높았다. 放飼式 牛舍의 최소 작업비용체계는 1열$\times$5두식 헤링본 착유실 착유, 농후사료 자동급여, 무가온보온급수, 스키로더 분뇨청소의 체계로, 經産牛 30두까지 사육 가능한 것으로 나타났으며, 총 작업 비용은 582천원/년ㆍ두로 나타났다. 4. 放飼式 牛舍 40두 내외 규모에서의 최소 작업비용체계는 2열$\times$4두식 헤링본 착유실 착유, 농후사료자동급여, 무가온보온급수, 스크레퍼 분뇨청소 체계로, 經産牛 41두까지 사육 가능하고 작업 비용은 501천원/년ㆍ두로 나타났다. 5. 放飼式 牛舍 50두 내외 규모에서의 최소 작업비용체계는 2열$\times$3두식 탠덤 착유실, 농후사료 자동급여, 무가온 보온급수, 스크레퍼 분뇨청소체계로, 經産牛 52두까지 사육가능하고 작업 비용은 500천원/두로 나타났다.

• 한국환경농학회지
• /
• 제26권4호
• /
• pp.306-312
• /
• 2007

토마토의 생육, 수량, 물과 질소 이용율 등에 미치는 질소 관비 처리효과를 살펴보기 위하여 토양검정시비량의 0%, 40%, 60%, 80%, 100%에 해당하는 질소량은 15회에 걸쳐 토마토에 점적관비 하였으며, 질소 점적관비 효과는 질소관행시비구(기비와 추비를 60:40의 비율로 표층시비)와 비교하였다. 질소관비량 증가로 토마토의 초장과 건물중은 증가하였으나, 경경은 현저한 차이가 없었다. 질소관비량 증가에 따른 상품과실수 증가로 토마토수량은 증가하였다. 질소관비처리구의 과실수량은 질소관비처리량에 따라 $9{\sim}33%$ 가량 증가하였으며, 토양검정시비량의80%(NF80처리구)에 해당하는 $176kg\;ha^{-1}$의 질소 관비시(96.6 mg $L^{-1}$) 과실은 최대수량을 보였다. 질소관비량 증가로 토마토 부위별 건물중과 질소흡수량은 증가하였다. 전체건물중 대비 과실 중량의 비율은 관행에 비해 질소관비처리구들에서 $2.6{\sim}5.3%$ 증가하였고, 과실중 질소분배량은 $3.7{\sim}21.7%$ 가량 증가하여 질소 관행처리에 비해 질소 관비처리구에서 과실로의 질소분배 및 동화산물 전이가 효과적으로 진행되는 것으로 판단되었다. 한편 질소 관비량 증가로 인한 질소흡수량은 증가하였으나, 질소 흡수율은 감소하는 경향이었다. 그럼에도 불구하고 질소관비처리구의 질소흡수율은 $71.8{\sim}102.3%$ 범위로서 질소관행 처리구의 45%와 비교할 때 현저하게 높았다. 반면에 질소관비처리구의 물이용효율성은 $327{\sim}361kg/ha\;cm^{-1}$로서 관행 질소 처리구의 $324kg/ha\;cm^{-1}$보다 높았으며, NF80 처리구의 경우 $361kg/ha\;cm^{-1}$으로 가장 효율적으로 물을 이용한 것으로 나타났다. 결과적으로 과실의 상품수량, 상품율, 물 이용효율성 등을 고려할 때, 토양검정시비량의 80%에 해당하는 질소량을 관비시 토마토의 생육 및 수량 증가에 가장 효과적인 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제38권9호
• /
• pp.513-520
• /
• 2016

수중에 용존된 가스뿐 아니라 소독부산물과 같은 휘발성 화합물은 탈기에 의해 효과적으로 제거할 수 있는 것으로 알려져 있다. 탈기공정에 사용되는 미세 기포는 수백~수천 ${\mu}m$이지만 부상 공정의 기포는 수 ${\mu}m$ 정도로 작다. 이에 따라 부상공정에서의 마이크로 기포는 수중의 휘발성 화합물이 대기로 방출될 수 있는 매우 넓은 기-액 비표면적을 제공한다. 또는 마이크로 기포는 상승 속도가 느려서 휘발성 화합물이 방출될 수 있는 긴 체류시간을 갖게 된다. 본 연구에서 일련의 탈기와 부상 실험을 실시한 결과, THMs의 제거율에서 상당히 큰 차이가 있었다. THMs의 물질전달계수 $K_La$ 역시 큰 차이를 보였다. 따라서 부상공정에서 THMs과 같은 휘발성 화합물을 제거하기 위해서는 일반적으로 입자제거를 위하여 적용되는 통상적인 운전범위보다 더 높은 기포체적농도가 필요함을 알 수 있다.