• 대한환경공학회지
• /
• 제39권10호
• /
• pp.549-555
• /
• 2017

본 연구는 오존용해탱크 구조에 따라 마이크로오존버블의 분포, 에너지 소비, 수처리 효율이 어떻게 변하는지를 알아보고자 하였다. 오존용해탱크 내부의 격판은 압력의 변화, 전단력, 선회유동을 발생시키고 이는 버블 직경의 크기에 변화를 준다. 버블 직경의 크기는 내부의 격판에 따라 10.5%까지 차이가 났다. 오존 버블 직경의 변화는 에너지 소비와 관련이 깊다. 오존 버블이 작아질수록 버블생성에너지는 높아지지만 용존 효율이 올라가면서 오존생산에너지는 줄어들게 된다. 따라서 버블생성에너지와 오존생산에너지의 합이 최소인 마이크로오존버블을 생성하는 오존용해탱크를 선정하여야 한다. 동일한 양의 오존가스을 방류수에 주입하기 위해 소비된 에너지는 내부의 격판에 따라 2.5%까지 차이가 났다. 하지만 수처리 효율까지 고려한다면 오존용해탱크 선정 조건이 달라진다. 오존 버블이 작아질수록 증가하는 자유라디칼이 수처리에 매우 효율적이기 때문이다. 동일한 오존주입농도에서도 내부의 격판에 따라 수처리 효율이 10.4%까지 차이가 났다. 따라서 수처리 효율과 에너지 효율을 고려하여 합리적인 마이크로오존버블을 생성하는 오존용해탱크 구조에 대하여 연구하였다.

• 한국산업융합학회 논문집
• /
• 제26권6_2호
• /
• pp.1047-1053
• /
• 2023

An experimental study was performed on the collision nozzle system that generates microbubble by air self-suction using a venturi nozzle. This study experimentally investigates the pressure of a pump and a dissolution tank, water flow rate, air self-suction amount and microbubble generation amount. The experimental conditions were varied by changing the diameter of the collision nozzle (d_e=4,5,6,7,8mm), the pumping power(0.5hp, 1.0hp) and the capacity of the dissolution tank(4.4L, 8/8L). The pressure change of the pump according to the outlet diameter of the collision nozzle showed that the 1.0hp pump power operated more stably than the 0.5hp pump. The pressure change in the dissolution tank was shown to decrease rapidly as the outlet diameter of the nozzle increased. The flow rate of recirculating water was shown to increase as the nozzle diameter increased. Additionally, it was shown that the pump capacity of 1.0hp increased the flow rate more than that of 0.5hp. The self-suction air flow rate was shown to occur above d_e=6mm, and the air flow rate increased as the nozzle diameter increased. Also, as the pump capacity increased, the self-suction amount of air increased. It was shown that the amount of microbubble less than 50mm generated was maximum when the nozzle diameter was 6mm, the pump power was 1.0hp, and the dissolution tank capacity was 8.8L.

• 한국유체기계학회 논문집
• /
• 제12권6호
• /
• pp.47-53
• /
• 2009

Ozone is a strong oxidant and a powerful disinfectant. In general, it has been used in drinking water treatment during last 100years. Ozone dissolution features are defined by the two categories of ozone contactors, bubble-diffuser and sidestream ozone contactor. Currently, sidestream-injection systems are gaining in popularity but operating cost might be slightly higher. Sidestream ozone system dissolve ozone into a sidestream flow via an injection setup or in the main process flow stream in some sidestream arrangements. The sidestream flow is subsequently mixed with the main process flow stream, which is directed to a reation tank or pipeline for oxidation and disinfection reactions. The purpose of this study is to suggest optimal operating pressure, to figure out the static-mixer effect and to understand the microbubble characteristics of ozone to improve dissolution efficiency.

• 상하수도학회지
• /
• 제23권6호
• /
• pp.763-768
• /
• 2009

Ozone is a strong oxidant and a powerful disinfectant. In general, it has been used in drinking water treatment during last 100years. Ozone dissolution features are defined by the two categories of ozone contactors, bubble-diffuser and sidestream ozone contactor. Currently, sidestream-injection systems are gaining in popularity but operating cost might be slightly higher. Sidestream ozone system dissolve ozone into a sidestream flow via an injection setup or in the main process flow stream in some sidestream arrangements. The sidestream flow is subsequently mixed with the main process flow stream, which is directed to a reation tank or pipeline for oxidation and disinfection reactions. The purpose of this study is to suggest optimal operating pressure, to figure out the static-mixer effect and to understand the microbubble characteristics of ozone to improve dissolution efficiency.

• Membrane and Water Treatment
• /
• 제10권4호
• /
• pp.307-311
• /
• 2019

The ejector type microbubble generator, which is the method to supply air to water by using cavitation in the nozzle, does not require any air supplier so it is an effective and economical. Also, the distribution of the size of bubbles is diverse. Especially, the size of bubbles is smaller than the bubbles from a conventional air diffuser and bigger than the bubbles from a pressurized dissolution type microbubble generator so it could be applied to the aeration tank for wastewater treatment. However, the performance of the ejector type microbubble generator was affected by hydraulic pressure and MLSS(Mixed Liquor Suspended Solid) concentration so many factors should be considered to apply the generator to aeration tank. Therefore, this study was performed to verify effects of hydraulic pressure and MLSS concentration on oxygen transfer of the ejector type microbubble generator. In the tests, the quantity of sucked air in the nozzle, dissolved oxygen(DO) concentration, oxygen uptake rate(OUR), oxygen transfer coefficient were measured and calculated by using experimental results. In case of the MLSS, the experiments were performed in the condition of MLSS concentration of 0, 2,000, 4,000, 8,000 mg/L. The hydraulic pressure was considered up to $2.0mH_2O$. In the results of experiments, oxygen transfer coefficient was decreased with the increase of MLSS concentration and hydraulic pressure due to the increased viscosity and density of wastewater and decreased air flow rate. Also, by using statistical analysis, when the ejector type microbubble generator was used to supply air to wasterwater, the model equation of DO concentration was suggested to predict DO concentration in wastewater.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제16권4호
• /
• pp.339-344
• /
• 2010

빈산소 수괴는 산소 부족뿐만 아니라, 용존산소의 결핍에 따른 혐기 상태에서 생성된 황화수소와 암모니아 등 유독가스가 어 패류를 직접 폐사시키거나, 저서생물 군집의 출현종과 개체 수에도 심각한 영향을 마친다. 본 연구에서는 빈산소 수괴가 발생한 해역의 저층 해수를 펌핑하여, 액체산소를 용해시켜 용존산소 농도를 20 mg/L 이상으로 상승시킨 해수를 다시 저층으로 주입하는 장치를 개발하여 그 효능을 검토하였다. 이 장치를 이용하여 해수를 $3.6\;m^2$/min 용량으로 저층에 주입하면서 액체산소를 분당 4.8~26.3 L 범위로 공급할 때, 단시간에 해수 중 용존산소 농도는 7~25 mg/L로 상승하였다. 이때 공급한 액체산소는 해수 중에 90% 이상 용해되는 것으로 나타났다 본 장치는 산소를 용해시키기 위한 별도의 탱크가 필요 없고, 해수를 수면위로 퍼 올리는 높이가 낮아도 되므로 적은 동력을 이용하여 높은 효율로 고농도의 산소를 저층에 공급할 수 있는 것으로 나타났다. 그러므로 본 장치는 연안 및 호소의 저층 빈산소 수괴 발생을 저감시킬 수 있어 빈산소 수괴 발생으로 인한 양식피해를 저감시킬 수 있을 것으로 기대된다.

• 상하수도학회지
• /
• 제22권3호
• /
• pp.373-378
• /
• 2008

The pH & alkalinity adjustment method by lime and carbon dioxide($CO_2$) for corrosion control in water distribution system was investigated to determine the optimum operational condition in lime adding process in water treatment plant(WTP). The mixing time at dissolution tank and sedimentation time at saturator for maintaining optimal turbidity condition of lime supernatant were 60~75 minutes and 75~95 minutes, respectively. There was no difference according to $CO_2$ adding methods such as $CO_2$ saturated water or $CO_2$ gas. But, $CO_2$ saturated water could be convenience at WTP in terms of pH control and quantitative dosing. To minimize generation of calcium carbonate products, the short time interval between adding of lime and $CO_2$ is most important. The lime should be added below 32 mg/l for preventing pH rising and generation of calcium carbonate products at the heating condition.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제54권5호
• /
• pp.612-620
• /
• 2016

산화 칼슘 수용액을 통해 이산화탄소를 포집하는 수성 광물 탄산화 공정은 안정적으로 이산화탄소를 고립시킬 뿐 아니라 생성물의 부가 가치를 기대할 수 있는 대표적인 CCU (Carbon Capture & Utilization) 기술이다. 이 공정의 핵심은 고체 반응물인 산화칼슘의 용해 속도를 최대로 높이는 것인데, 이를 위해 반응기 전체에 고체 반응물이 균일하게 분포되도록 혼합하는 적절한 반응기의 설계가 필요하다. 본 논문에서는 하루에 40ton의 이산화탄소 포집이 가능한 파일럿 규모의 광물 탄산화 반응기를 대상으로, 반응기의 내부 구조 설계에 따라 고체 반응물의 분산도가 어떻게 변하는지에 대해 전산 유체 역학적 모델링(Computational Fluid Dynamics (CFD) modeling)을 통해 연구하였다. 교반 탱크 반응기(stirred tank reactor) 형태를 기반으로 외부 구조는 고정한 상태에서 교반기의 종류/갯수/지름/유격/회전 속도, 칸막이의 높이/너비를 변수로 선정하여 다양한 조합의 경우(case)들을 해석하였다. 각 설계 변수에 대한 민감도를 분석함으로써 각 변수의 영향을 파악하고, 중요한 변수를 판별할 수 있었다. 동시에 고체 부피 분율(solid volume fraction)의 높이 방향 표준 편차가 0.001에 가까운 균일한 분포를 만들 수 있는 내부 설계안을 제안하였다.

• 생물환경조절학회지
• /
• 제21권3호
• /
• pp.163-169
• /
• 2012

관비재배 및 수경재배시 비료를 녹일 때 소요되는 시간과 노동력을 절감하고, 작업의 안전성 확보와 자동화를 가능하게 할 수 있는 장치의 개발을 위해 본 실험을 실시하였다. 실험은 세 종류로 수행되었다. 먼저, 효과적인 비료용해 방법을 구명하기 위해 수중펌프를 양액 통 속에 두고 양액 통의 입구에 삼베포를 깐 거름망을 설치하여 물을 스프레이하여 비료를 녹이는 방법(Spray), 수중프로펠러를 이용하는 방법(Propeller), 수중펌프를 양액 통 속에 넣어 물의 흐름을 만들어 주는 방법(Submerged), 에어컴프레서를 이용하여 양액 통 속에 공기흐름을 만들어 비료를 용해하는 방법(Airflow) 등 4개의 처리를 두고 실험하였다. Spray 처리에서 가장 시간이 짧게 소요되는 것으로 조사되었으나 농가가 실제로 적용하는데 어려움이 있어서, Spray 처리 다음으로 비료를 녹이는 시간이 짧고, 노동력을 절감할 수 있으며 양액제조 과정을 자동화 하는 것이 용이할 것으로 사료되는 Airflow 처리를 선택하였다. 두 번째 실험에서는 Airflow 처리에서 사용한 재질과 분지관수를 개선한 6지관 및 8지관 장치를 제작하여 비교 실험했는데, 6지관 장치가 비료용해시간이 짧고, 양액탱크의 입구 크기에 관계없이 사용이 가능하며, 제작이 용이하여 가장 효과적인 장치로 판단되었다. 세 번째 실험에서는 개발된 6지관 장치를 이용하여 비료를 용해하는데 소요되는 시간을 조사하여 경제성을 분석하였는데, 농가에서 수중펌프를 이용하여 비료를 용해하는 방법보다 시간은 1/8배 절약할 수 있으며 경제성이 큰 것으로 나타났다. 아울러 $KNO_3$, $Ca(NO_3)_2{\cdot}4H_2O$, Fe-EDTA 등의 용해특성을 조사했다.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
• /
• 한국방사성폐기물학회 2005년도 춘계 학술대회
• /
• pp.21-29
• /
• 2005

30 MW의 연구용 원자로인 하나로는 1995년 2월 초임계에 도달한 이후, 정상적으로 가동하고 있다. 가동 후 약 10년이 경과하여 1차 냉각펌프를 분해 점검하기 위해 펌프에 대한 화학제염이 2004년에 수행되었다. 제염을 수행하기 이전에 4개의 point를 설정하여 방사선량율 및 표면오염도를 측정하였고, 최종제염이 수행된 이후 같은 point에 대하여 방사선량율 및 표면오염도를 재측정 하였다. 펌프 외부는 노출되어 있어 쉽게 제염할 수 있으나 케이싱 내부에는 2중 볼류트가 있어 접근이 용이하지 않았다. 이를 제염하기 위하여 제염장치를 개발하였다. 이 장치는 일정 농도의 제염제 (DX-300)를 케이싱 내부에 담아 밀폐시킨 후 펌프의 임펠러를 저속으로 회전함으로서 제염제가 순환된다. 제염제의 유화작용에 의해 표면의 입자성 방사선 물질이 이완되고, 화학 작용에 의해 부식력과 용해성으로 표면 오염이 제거된다. 이 장치를 이용하여 하나로 1차 냉각펌프의 케이싱 내부를 제염하였다. 그 결과 1차 냉각펌프의 케이싱 내부는 반출허용표면오염도 이하로 낮출 수 있어 성공적으로 제염할 수 있었다.