• Title/Summary/Keyword: DO (Dissolved Oxygen)

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부산광역시 온천천 유역의 RNN-LSTM 알고리즘을 이용한 DO농도 예측 (Prediction of the DO concentration using the RNN-LSTM algorithm in Oncheoncheon basin, Busan, Republic of Korea)

  • 임희성;안현욱
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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    • pp.86-86
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    • 2021
  • 온천천은 부산광역시 금정구, 동래구, 연제구를 흐르는 도심 하천으로 부산 시민들의 도심 속 산책길, 자전거 길 등으로 활용되는 도시하천이다. 그러나 온천천 양안의 동래 곡저 평야가 시가지화 되고 온천천 발원지인 금정산 주변에서 무허가 상수도를 사용하고 각종 쓰레기와 하수의 유입으로 인해 하천 전체가 하수관으로 변해왔다. 이에 따라 부산광역시는 온천천 정비 계획을 시행하여 하천 정비와 함께 자동측정망을 설치하여 하천의 DO (dissolved oxygen), 탁도, TDS농도 등 자료를 수집하고 있다. 그러나 자동측정망으로 쌓여가는 데이터를 활용하여 DO농도 예측은 거의 이뤄지지 않고 있다. DO는 하천의 수질 오염 정도를 판단하는 수질인자로 역사적으로 하천 연구의 주요 연구 대상이 되어 왔다. 본 연구에서는 일 자료 뿐만 아니라 시 자료를 기반으로 RNN-LSTM 알고리즘을 활용한 DO예측을 시도하였다. RNN-LSTM은 시계열 학습에 뛰어난 알고리즘으로 인공신경망의 발전된 형태인 순환신경망이다. 연구에 앞서 부산광역시 보건환경정보 공개시스템으로부터 받은 자료 중에서 교정, 보수 중, 비사용, 장비전원단절 등으로 인해 누락데이터를 2014년 1월 1일부터 2018년 12월 31일의 데이터 전수조사 후 이상데이터를 확인하여 선형 보간하여 데이터를 사용하였다. 연구에서는 Google에서 개발한 딥러닝 오픈소스 라이브러리인 텐서플로우를 활용하여 부산광역시 금정구 부곡동에 위치한 부곡교 관측소의 DO농도를 시간 또는 일 예측을 하였다. 일 예측 학습에는 2014년~ 2018년의 기상자료(기온, 상대습도, 풍속, 강수량), DO농도 자료를 사용하였고, 시 예측 학습에는 연속된 자료가 가장 많은 2015년 3월 ~ 12월까지의 데이터를 활용하여 연구를 진행하였다. 모형의 검증을 위해 결정계수(R square)를 이용하여 통계분석을 실시하였다.

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Effect of Oxygen and Shear Stress on Molecular Weight of Hyaluronic Acid Produced by Streptococcus zooepidemicus

  • Duan, Xu-Jie;Yang, Li;Zhang, Xu;Tan, Wen-Song
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제18권4호
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    • pp.718-724
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    • 2008
  • Dissolved oxygen (DO) and shear stress have pronounced effects on hyaluronic acid (HA) production, yet various views persist about their effects on the molecular weight of HA. Accordingly, this study investigated the effects of DO and shear stress during HA fermentation. The results showed that both cell growth and HA synthesis were suppressed under anaerobic conditions, and the HA molecular mass was only $(1.22{\pm}0.02){\times}10^6 Da$. Under aerobic conditions, although the DO level produced no change in the biomass or HA yield, a high DO level favored the HA molecular mass, which reached a maximum value of $(2.19{\pm}0.05){\times}10^6 Da$ at 50% DO. Furthermore, a high shear stress delayed the rate of HA synthesis and decreased the HA molecular weight, yet had no clear effect on the HA yield. Therefore, a high DO concentration and mild shear environment would appear to be essential to enhance the HA molecular weight.

낙동강 중류부의 자정능력에 대한 연구 -용존산소를 중심으로- (Study on Natural Purification in the Midstream of Nakdong River)

  • 이홍근;한진석
    • 물과 미래
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    • 제17권2호
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    • pp.85-97
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    • 1984
  • Measuring the river flow and water quality in the midstream of the Nakdong River, the natural purification status in examined through the analyses of the elements which affect the variation of dissolved oxygen, and DO model is evaluated to the midstream reach of the river. The major results of this study are as follows; the pruification factor of the of the river is relatively high, it is worried over eutrophication considering much production of algae, and it is evaluated that important factor affecting the DO value computed by the proposed DO model are in order of reaeration coefficient, carbonaceous BOD and deoxygenation constant.

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Factors Affecting Biofouling in Membrane Coupled Sequencing Batch Reactor

  • Lee, Chung-Hak
    • 한국막학회:학술대회논문집
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    • 한국막학회 2003년도 The 4th Korea-Italy Workshop
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    • pp.7-10
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    • 2003
  • Factors affecting filtration performance were investigated in a Sequencing Batch Reactor (SBR) coupled with a submerged microfiltration module. Special bioreactors for aerobic and anoxic phases, respectively, were specifically designed in order to differentiate tile effect of Dissolved oxygen (DO) from that of mixing intensity on membrane filterability. DO concentration as well as mixing intensity proved to have a major influence on the membrane performance regardless of the SBR phase. A higher DO concentration resulted in a slower rise in TMP, corresponding to less membrane fouling.

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다기능 DO 센서용 계측시스템 개발 (Development of the Measurement System for the Multi-Functional DO Sensor)

  • 이동희;김태진;최복길
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1996년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.86-88
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    • 1996
  • A method is presented for the development of the PC-based measurement system on the 6 cathodes-single anode type multi-functional oxygen electrodes for detecting various components of the solution by measuring the dissolved oxygen(DO) concentration. The system is consisted with the 6 channel sensor signal modyfing circuits for the sensor and the PC interface circuits using the single chip microprocessor 80c196kc. Typical polarograms for the DO probes under test using this sensor circuits are presented. This system covers wide range of measuring time from 300sec to over 16 hour in one measurement step by programming the 9 monitor disply mode.

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전이함수잡음모형에 의한 공주지점의 용존산소 예측 (Forecasting of Dissolved Oxygen at Kongju Station using a Transfer Function Noise Model)

  • 류병로;조정석;한양수
    • 한국환경과학회지
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    • 제8권3호
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    • pp.349-354
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    • 1999
  • The transfer function was introduced to establish the prediction method for the DO concentration at the intaking point of Kongju Water Works System. In the mose cases we analyze a single time series without explicitly using information contained in the related time series. In many forecasting situations, other events will systematically influence the series to be forecasted(the dependent variables), and therefore, there is need to go beyond a univariate forecasting model. Thus, we must bulid a forecasting model that incorporates more than one time series and introduces explicitly the dynamic characteristics of the system. Such a model is called a multiple time series model or transfer function model. The purpose of this study is to develop the stochastic stream water quality model for the intaking station of Kongju city waterworks in Keum river system. The performance of the multiplicative ARIMA model and the transfer function noise model were examined through comparisons between the historical and generated monthly dissolved oxygen series. The result reveal that the transfer function noise model lead to the improved accuracy.

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Dissolved oxygen concentration regulation using auto-tuning PID controller in fermentation process

  • Hwang, Young-Bo;Lee, Seung-Chul;Chang, Ho-Nam;Chang, Yong-Keun
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1989년도 한국자동제어학술회의논문집; Seoul, Korea; 27-28 Oct. 1989
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    • pp.790-794
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    • 1989
  • A novel control method involving an automatic tuning of digital PID controller parameters has been developed for better regulation of DO (dissolved oxygen) concentration in batch fermentation processes. Heuristic reasoning allows the PID controller to reach improved tuning decisions based upon the supervision of certain control performance indices in the same cognitive manner as in an expert control.

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Germination and Seedling Growth Response of Sprouts and Leafy Vegetables after Applying Oxygen Nanobubble Water

  • Lee, Seo Youn;Jung, Seo Hee;Cho, Ah Ram;Shim, Myung Syun;Chung, You Kyung;Kim, Yoon Jin
    • 인간식물환경학회지
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    • 제24권6호
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    • pp.609-617
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    • 2021
  • Background and objective: The nanobubbles remain stable in water, and it increased dissolved oxygen (DO) in the water that promotes the seed germination and the plant growth. We evaluated the seed germination and growth of sprouts (radish, wheat, and barley) and leafy vegetables (red mustard and pak choi) when irrigated with various DO of nanobubble water (NB). Methods: The oxygen NB was generated by surface friction and treated in 4 levels: NB 0% (control, DO 9.21 mg·L-1), NB 20% (DO 15.40 mg·L-1), NB 33% (DO 20.93 mg·L-1), and NB 100% (DO 39.29 mg·L-1). Results: The root length of radish and wheat increased more in NB 33% than the control plot. The fresh weight increased in NB 33% compared to the control plot in radish and wheat, and both fresh and dry weight increased more in NB 20%, NB 33%, and NB 100% than the control plot of barley. The leaf length and width of red mustard decreased more in NB 33% and NB 100% than the control plot and NB 20%, which indicated the leaf compactness. The fresh and dry weight of shoot and root increased more in NB 100% than the control plot in red mustard. In pak choi, the shoot fresh weight increased more in NB 100% than the control plot. In leafy vegetables, the germination rate of red mustard in NB 100% was higher than the control plot, however, it was not significantly different between oxygen NB plots in sprout vegetables. Conclusion: The results showed that the root growth and biomass increased after applying NB 33% in sprout vegetables. The leaf growth properties as the number of leaves and leaf size were not significantly different or decreased in NB treatments compared to control plots, but NB 100% (DO 39.29 mg·L-1) effectively increased the root growth and plant biomass in leafy vegetables.

넙치, Paralichthys olivaceus의 종묘수송중 수중 용존산소의 변화 (Changes of Dissolved Oxygen Concentrations During the Transportation of the Olive Flounder (Paralichthys olivaceus) Seedlings)

  • 고영식;장영진;권준영
    • 한국양식학회지
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    • 제8권4호
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    • pp.251-260
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    • 1995
  • 넙치 종묘수송시 수송수의 용존산소 변화 및 수송후 생존율과 회복시 섭식활성을 파악하여 효과적인 수송방법에 대한 기본자료를 얻고자, 밀폐식 비닐에 실험어를 수용하여 수송거리 272km, 수송시간 11시간에 이르는 장거리 수송실험을 실시하였다. 해수 10l에 넙치 종묘 40마리를 수용하여 수송개시 수온 $15.6\~17.8^{\circ}C$로, 인위적인 산소 보충 없이 용존산소 농도 5ml/l의 조건으로 수송한 실험에서 수송중 용존산소량(Y)은 수송 개시 3시간 이내에 급격히 감소하였으며, 시간(X) 경과에 따른 감소경향은 $Y=2.7444X^{-0.4780}$ (r=0.8071)의 역지수함수식으로 나타났다. 산소봉입유무별 수송실험에서 수송후 어체의 섭식활성은 얼음만을 단독으로 넣어 준 것에 비하여 얼음과 산소를 동시에 넣어 준 실험구에서 유의하게 높았다(P<0.05) 수송용 종묘는 수송전 36시간 이상 절식시켜 공복상태로 수송하는 것이 효과적이었다. 수송종묘의 생존을 위한 수송종료시 용존산소량의 임계 범위는 $0.77\~0.94\;ml/l$로 나타났다.

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동적상태의존모델을 이용하여 복합적 환경영향이 어류의 초기 생활사에 미치는 영향 분석 (Analysis of Effects of Multiple Environmental Factors on Early Life-history for Growth and Stress Accumulation Using a Dynamic-state-dependent Model)

  • 이후승
    • 환경영향평가
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    • 제28권1호
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    • pp.49-62
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    • 2019
  • 환경변화는 생물의 성장과 번식 등의 생활사에 영향을 주며, 생물은 살아가는 서식환경에서 생태적 적합도를 가장 극대화 시킬 수 있도록 적응되어 왔다. 본 연구에서는 동적상태의존모델을 이용하여 수온과 용존산소량의 변화가 어류의 초기 성장과 체내 스트레스 누적 과정에 미치는 영향을 분석하였다. 본 연구에서 제시한 어류의 생활사 모델은 취식 행동이 성장과 체내 스트레스 누적에 영향을 받는다고 가정하였다. 또한 수온과 용존산소량의 임계점은 가장 빠른 성장속도를 유도하는 수온과 용존산소량으로 가정하였다. 이에 모델은 수온과 용존산소량의 임계점에서 성장속도가 가장 빨랐으며 임계점보다 크거나 낮은 경우 성장속도는 느렸다. 용존산소량의 저산소 상태는 체내에 누적된 스트레스양의 증가로 성장속도는 느렸고, 고산소 상태는 성장속도를 향상 시켰으나 누적된 스트레스로 신체 크기를 감소시켰다. 본 연구를 통해 환경변화가 생물에 미치는 영향을 예측하는데 있어 단일 또는 독립적인 환경요인 보다 복합적 요인들의 영향이 높음을 보였다. 따라서 환경영향평가에서 환경변화에 대한 영향 예측을 향상시키기 위하여 생리생태학적 측면에서의 복합적 환경 요인을 평가에 도입이 필요하고 또한 관련된 기법 개발에 대한 연구가 후속 되어야 한다.