• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권9호
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• pp.6397-6402
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• 2015

본 연구는 lab-scale로 제작된 가압식 마이크로버블 발생장치의 버블크기 분포를 분석하여 장치의 최적 운전조건을 검토하고 벤튜리 노즐 제원에 따른 마이크로버블 발생 특성을 확인하였다. 실험결과, 실험실 규모의 가압식 마이크로버블 발생장치의 운전조건은 공기 주입율 0.3 LPM, 가압탱크압력 3 bar, 벤튜리 노즐을 수조와 직접 연결 하였을 때, 상대적으로 우수한 성능을 나타내었다. 벤튜리 노즐 제원을 달리한 마이크로버블 발생 특성에서는 노즐의 제원에 따른 버블크기 분포에 미치는 영향은 낮지만, 버블 발생의 성능적 측면에서는 노즐의 목 직경이 3-4 mm 일 때, $D_{50}$이 $54.98-61.19{\mu}m$(D3L15, D4L15), $50{\mu}m$이하의 버블 분율은 각각 0.326, 0.345(D3L15, D4L15)로 상대적으로 우수함을 확인하였으며, 노즐 목 길이의 경우 목 길이가 20 mm인 노즐의 $D_{50}$이 $49.40-54.98{\mu}m$, $50{\mu}m$이하의 버블 분율은 0.447로서, 마이크로버블을 비교적 안정적으로 발생시키는 것을 확인 할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권11호
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• pp.7227-7236
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• 2015

수산물 가공폐수의 배출특성 결과, 불규칙한 유입부하로 안정적인 처리에 어려움이 있는 것으로 조사되었다. 수산물 가공폐수와 같은 고농도 유기성 폐수처리에는 가압부상조 운영이 매우 중요하다. 가압부상조의 운전 factor를 조사한 결과, A/S ratio 0.05(설계기준 0.01), 가압공기 압력은 8bar(설계기준 6bar), 가압탱크 압력은 6bar(설계기준 4.5bar), HRT는 60sec(설계기준 10sec)로 운영하였다. 또한 재순환율은 40% 이상(설계기준 30%), 표면 부하율은 $13.7m^3/m^2{\cdot}hr$ 이하(설계기준 $17.7m^3/m^2{\cdot}hr$ 이하)로 변경하여 최초 설계기준에 비하여 운전 factor를 유입특성에 따라 변화시켜 가압부상조의 성능을 향상시켰다. 유입부하 검토결과, BOD는 유입 설계기준 대비 140.7%, $COD_{Mn}$는 120.32%, SS는 106.3%로 조사되었으며, T-N은 135.5%, T-P는 173.3%로 설계기준보다 높게 유입되고 있었다. 처리시설의 연간 운영비를 조사한 결과, 슬러지 처리비(27.7%)와 약품비(26.0%)가 높은 비중을 차지하였으며, 슬러지 처리비는 해양투기 금지로 더욱 상승할 것으로 판단된다. 수산물 가공폐수 처리단가는 1톤당 3,858원으로 하수처리비용(142.6원/ton)에 비해 27배 이상으로 높게 조사되었는데, 이는 고농도의 유기물과 영양염류를 포함하고 있기 때문으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제50권4호
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• pp.303-311
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• 2017

본 연구에서는 국내 $CO_2$ 지중저장 후보지인 장기분지에서 덮개암층으로 대표되는 이암과 응회암 코아에 대하여, 초임계이산화탄소(supercritical $CO_2$; $scCO_2$) 초기 주입압력을 측정하고 90일 동안 지화학 반응 실험 결과에 근거하여 두 암석의 $scCO_2$ 차폐능(sealing capacity)을 평가하였다. 장기분지 $CO_2$ 주입 예정부지 주변에서 수행한 대심도시추코아 중 깊이 800 m 이상 되는 이암과 응회암 코아를 대상으로 $scCO_2$ 초기 주입압력을 측정하였다. 스테인레스 강철로 제작한 고압셀(100 mL 용량)을 이용하여 지중저장 조건(100 bar, $50^{\circ}C$)에서 $scCO_2$-지하수-암석 반응을 실시하여 반응 전/후 광물 변화를 관찰하여 덮개암의 지화학적 안정성을 평가하였다. 덮개암에 대한 초기 $scCO_2$ 주입압력을 측정하기 위하여 원통형 스테인레스강철 고압셀 내부에 암석 코아를 고정시키고, 코아 상부와 하부의 압력 차이(100 - 300 bar)를 이용하여 증류수로 포화시킨 후, 고압셀 외부에 부착된 압력계를 이용하여 코아 내에 포화된 공극수압을 100 bar로 유지시켰다. 지중저장 현장에서 덮개암 내부로 $scCO_2$가 이동하는 경계조건을 모사하기 위하여 고압셀 출구를 $scCO_2$와 증류수로 채워진 대형 고압탱크(5 L 용량; 100 bar, $50^{\circ}C$ 유지)에 연결시켜, 고압셀에 고정된 암석 코아 공극 내로 침투하는 경우 지중저장 조건 하에서 일정량의 $scCO_2$가 코아를 통과할 수 있도록 하였다. 셀 입구에서는 코아의 공극수압인 100 bar보다 높게 유지시켜 $scCO_2$를 주입하되, 주입이 지속적으로 진행되기 시작하는 최소 주입압력($100bar+{\Delta}p$)을 암석에 대한 주입압력으로 측정하였다. 90일 반응 후 응회암과 이암의 큰 광물학적 변화는 없는 것으로 나타나 두 암석 모두 $scCO_2$ 주입 시 지화학적으로 안정한 것으로 나타났다. 응회암의 경우 공극수압과 $scCO_2$ 주입압력 차이(${\Delta}p$)가 15 bar에서 $scCO_2$의 내부 침투가 시작되어 20 bar 이후부터는 지속적인 $scCO_2$ 주입이 이루어졌다. 이암의 경우에는 ${\Delta}p$를 150 bar까지 증가시켜도 $scCO_2$가 주입되지 않아 응회암보다 $scCO_2$ 차폐효과가 약 10 배 높은 것으로 나타나, 장기분지에 $CO_2$ 주입 시 응회암보다는 이암층이 덮개암 역할을 할 것으로 판단되었다.