• 대한토목학회논문집
• /
• 제28권3C호
• /
• pp.143-148
• /
• 2008

점토질 입자를 다량으로 포함하는 준설토의 매립 시 발생하는 침강 및 압밀 거동에 대하여 조사하고자 일련의 실내실험을 수행하였다. 카올린 점토를 사용하여 초기함수비, 전해질의 종류 및 농도 등 다양한 조건에서 침강실험을 실시하였으며, 침강을 촉진하고 압밀에 의한 체적감소를 극대화하기 위하여 동전기프로세스를 채택하여 자연 상태의 침강 및 압밀 거동과 비교 분석하였다. 실험 결과 전해질 용액에 존재하는 다양한 양이온의 영향으로 침강속도가 증가하였으며, 자연 상태의 침강거동에 비해 동전기적 침강의 경우 더 많은 침하량을 유발시켰으며 함수비의 감소를 확인하였다.

• 유기물자원화
• /
• 제14권1호
• /
• pp.151-159
• /
• 2006

런던협약의 영향으로 슬러지 처리의 중요성이 대두되고 있는 실정이므로 본 연구는 슬러지 처리에 대한 개선방안의 제시를 목적으로 유기성 폐수 및 하수처리장 슬러지를 대상으로 JAR test 및 교반장치를 부착한 침강 column을 이용하여 응집효율이 침강특성에 미치는 영향에 대한 실험을 실시하였으며 다음과 같은 결과를 얻었다. 최적의 침강효율을 얻기 위한 최소의 응집제 투여농도는 200mg/L의 경우로 나타났으며. 200mg/L 이상으로 PAC가 투여될 경우 각각의 임계슬러지 영역의 크기에서는 큰 변화가 없는 것으로 나타났다. 따라서 200mg/L로 투여되었을 때의 Clarification Rate(CR)은 임계슬러지 침강높이 비율이 0.4로 나타났으므로 CR = (Ho-Ht) / Ho = 1-0.4=0.6 로 산정되었다. MLSS농도가 높아질수록 슬러지 계면 침강속도는 감소하였으나 MLSS농도가 1,000mg/l 이상으로 증가하면 오히려 침강속도는 증가하는 것으로 나타났다. 이는 슬러지 농도가 1,000mg/l 이상으로 증가하게 되면 압밀침전영역으로 전이되어 상호작용에 의한 응집에 영향을 미치게 됨으로써 오히려 floc 형성에 긍정적인 영향을 미치기 때문이다. 슬러지 응집계면의 침강속도는 유기폐수 활성슬러지의 평균 침강속도 $4.25{\times}10^{-3}/min$보다 하수처리장 슬러지의 평균 침강속도가 $28.66{\times}10^{-3}/min$로 6.7배 높은 것으로 나타났다. 유기성 폐수 활성슬러지는 PAC의 투여량이 200mg/l 이하일 때는 침강속도 증가율보다 CR의 증가율이 더 컸으나 200mg/l 이상일 때는 CR의 증가율보다 침강속도 증가율이 더 커졌음을 알 수 있었다. 그러나 하수슬러지의 경우는 PAC 투여량이 증가함에 따라 CR의 변화율에는 차이가 적었으나 침강속도는 200m/l 이상일 때 차이가 급격히 증가하였다. 따라서 응집제 투여효과는 상등수의 SS제거율 효과보다는 MLSS의 침강속도에 더 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제16권10호
• /
• pp.33-38
• /
• 2015

본 논문에서는 물속에서의 조립입자 침강속도에 대한 특성을 파악하기 위해 다양한 재료 및 입자크기에 대한 실험적 관찰을 수행하고 그 결과들을 재료별로 비교함과 더불어 기존에 발표된 입자침강속도 예측을 위한 경험식들과 상호비교하였다. 본 연구에서는 폴리아세탈, 유리 및 스틸의 세 가지 서로 다른 재료 및 크기로 구성된 구모양의 입자를 이용하였으며, 입자의 직경은 1mm에서 20mm까지 다양한 직경을 고려하였다. 실험결과, 조립입자의 침강속도는 아주 작은 크기(약 $50{\mu}m$ 이하)의 입자에만 적용된다고 알려진 Stokes 식과는 상당한 차이를 나타냈으며, 또한 입자의 크기에 관계없이 침강속도를 예측하는 다른 연구자들의 경험식들과도 입자의 크기 및 재료의 종류(밀도)에 따라 서로 상이한 결과를 나타냈다. 실험에서 관찰된 조립입자의 침강속도는 재료의 종류에 관계없이 입자의 크기가 상대적으로 작을 때는(약 3mm 이하) 기존의 입자 침강속도에 대한 경험식들과 유사하였으나 그 이상에서는 입자의 크기가 증가할수록 기존 경험식들과의 차이도 더 크게 발생하였다. 본 연구를 통해서 조립입자의 침강속도는 입자의 크기 및 재료밀도에 따라 상당한 차이가 발생할 수 있다는 것을 알았으며 기존 경험식들은 실제로 발생하는 조립입자의 침강속도를 잘 예측하지 못해 향후 조립입자의 침강속도를 예측하기 위해 기존 경험식들을 있는 그대로 적용하지는 말아야 하고 실험 등을 통해 검증 및 확인하는 과정이 반드시 필요하다는 것을 파악하였다. 본 연구결과는 향후 물속에서의 조립입자의 침강속도를 이해하는 데 유용한 정보를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국물환경학회지
• /
• 제26권2호
• /
• pp.215-224
• /
• 2010

This study was carried out to estimate effects of sediment reduction with net type sediment settling pond at highland agricultural areas. Flow and sediment monitoring system with rainfall gauge were installed at the study area for real-time monitoring and analysis. It was found that amount and intensity of rainfall events strongly affect sediment yield from the study area. With net type sediment settling pond, it was expected that approximately 61% of sediment could be removed. The correlation between heavy metals and SS were analyzed in this study. $R^2$ values were 0.644, 0.876, 0.945, and 0.928 for Fe, Mn, Al, and Si, respectively. This results indicate that heavy metals also could be removed with net type sediment settling pond. As shown in this study, the sediment settling pond will be an efficient sediment reduction facility at highland agricultural areas. For maximum reduction efficiencies of sediment and other pollutants at agricultural fields, simplified sediment settling pond should be designed and implemented.

• 한국해안해양공학회지
• /
• 제11권2호
• /
• pp.107-115
• /
• 1999

정수 또는 유수중 투하 석재의 이동거리를 산정하기 위한 간편한 방법을 도출하기 위하여 간단하면서도 어느 정도 정밀성을 갖고 있는 항력계수 산정식을 도입하였다. 도입된 항력계수 산정식은 매끈한 구형체인 경우 정밀식의 해와 거의 유사한 산정치를 제공하고 있음을 확인하였으며, 투하 석재의 형상이나 조면의 상태에 따라 경험계수의 조정으로 산정치를 제공하고 있음을 확인하였으며, 투하 석재의 형상이나 조면의 상태에 따라 경험계수의 조정으로 흐름상태를 반영할 수 있었다. 정수중의 침강속도 또는 낙하거리를 산정하기 위한 이론식을 유도하였으며, 항력계수의 조정으로 관측결과와 일치하는 산정결과를 얻을 수 있었다. 유수중의 이동거리 산정을 위하여 2차 상미분방정식을 유도하였고, 이의 해를 Runge-Kutta법으로 구하는 수치모형을 개발하였다. 또한 여러 가지 조건에 대한 산정치를 구하여 비교하였다.

• 한국물환경학회지
• /
• 제22권3호
• /
• pp.557-565
• /
• 2006

Proper operation of clarifier partly depends on outlet conditions. Effluent has to be uniformly withdrawn to prevent scouring of settled sludge and carry over of settling sludge from the clarifier. In this paper, 3-D numerical model was employed to analyze the flow and settling performance of the rectangular clarifier. There were two simulation conditions of which in the same clarifier, the first one was assumed to have a 11.5 meter weir length and the second has 8.5 meters. Shape, location and placement of the weir structure were different, but both of those outlets meet weir loading design criteria. Simulation results indicate that clarifier with longer weir generally gave strong and unstable currents at the mid-stream where the weir starts while in the clarifier with short and relatively simple weir, uniform and stable flow was observed in most parts of the settling zone, and especially at the weir region. These flow conditions affected settling performance. Effulent SS concentration from clarifier equipped with the long and complicated placement of weir was 24.5 mg/L, but 7.0 mg/L from the clarfieir having short weir length. From this study, it can be concluded that as reported from other studies, weir loading does not guarantee settling performance and 3-D numerical model can be a useful tool for determining and validating outlet structure.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제12권5호
• /
• pp.29-36
• /
• 2011

본 연구에서는 침강압밀특성을 분석하기 위하여 준설투기가 예상되는 대표시료 중 점성토와 사질토를 대상으로 침강시험을 실시하였다. 분석결과 침강압밀계수($C_s$), 함수비와 계면고의 관계에서 점성토와 사질토는 뚜렷한 차이를 보이고 있다. 그러나 준설매립 직후 초기 체적변화 예측결과 점성토에서는 시간에 따른 함수비변화가 급감하였으나 사질토층에서 함수비변화에 따른 차이를 보이지 않았다. 또한 본 실험에서 적용한 실험조건에 대한 타당성 검토를 위해 실질토량고에 따른 침강압밀계수와 초기침강 속도를 분석한 결과 실험조건은 적정한 것으로 판단되며, 이와 같은 분석으로 재료 각각에 대하여 압밀침강특성치의 범위와 평균 및 대표적인 관계식을 제안하였다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제55권11호
• /
• pp.955-967
• /
• 2022

기존의 입자추적모델에서 입자의 연직방향 변위 예측은 정지 수체에서의 최종침강속도를 바탕으로 계산되었다. 그러나 난류 수체에서의 침강속도에 관한 선행 연구들은 난류가 입자의 침강속도에 영향을 미치는 것으로 보고하고 있다. 본 연구에서는 난류에 따른 침강속도의 변화 특성을 규명하고자 개수로 흐름에서 입자의 침강 실험을 수행하였다. 입자의 침강속도와 난류 특성은 각각 PTV, PIV 기법을 통해 측정하였고, 측정된 침강속도 증가율과 입자 및 난류 특성에 따른 난류 수체에서의 침강속도의 변화 특성을 분석하였다. 그 결과, 입자 직경이 Kolmogorov 길이 스케일의 1~2배가 될 때, 침강속도 증가율이 커지기 시작하였다. 본 실험 결과를 선행 연구들과 비교하였을 때, Stokes 수와 침강속도 증가율의 그래프가 입자의 밀도에 따라 각각 최댓값을 보이는 곡선 형태를 가지는 것으로 나타났다. 결론적으로, 입자의 침강속도는 개수로 흐름에서 정지 수체에서보다 빠르기 때문에, 기존의 정지 수체에서의 침강속도를 이용한 입자추적모델은 연직방향으로 바닥에 도달하는 시간을 과대산정하게 될 수 있다. 이러한 측면에서 본 연구의 결과는 입자추적모델의 성능 개선에 도움을 줄 것으로 기대된다.

• Environmental Engineering Research
• /
• 제14권4호
• /
• pp.238-242
• /
• 2009

This study investigated the effects of organic loading rates on simultaneous carbon and nitrogen removal in an innovative fixed-film aerobic bioreactor. The fixed-film bioreactor (FFB) was composed of a two-compartment aeration tank, in which a synthetic filamentous carrier was submerged as biofilm support media, and a settling tank which polyvinylidene media (Saran) was used as settling aid for suspended solids. Three different organic loading rates, ranging from 0.92-2.02 kg chemical oxygen demand/$m^3$/day were applied by varying hydraulic retention time (HRT). The total soluble organic carbon removal efficiencies were in the range of 90-97%. The removal efficiency of ammonia was found to be in the range of 70-84%. Total nitrogen removal efficiency was found to be in the range of 40-45%, which indicates that denitrification reactions occurred simultaneously in the attached biofilm on the fibrous media in the aeration tank. The settling performance of suspended solids was significantly improved due to the presence of Saran media in the settling compartment, even for a short HRT. The fixed-film aerobic bioreactor used in this study demonstrated efficient treatment efficiency even at higher organic loading rates and at short HRTs.

• 상하수도학회지
• /
• 제22권2호
• /
• pp.219-225
• /
• 2008

Evaluating and designing secondary clarifier require to define characteristics of influent MLSS (Mixed Liquor Suspended Solids). In this study, bioflocculation and settling characteristics for MLSS from a Biological Nutrient Removal (BNR) plant located in near Seoul were measured. MLSS concentrations in bioreactor were about 2,500mg/L in summer and about 4,000mg/L in winter, respectively. Tests showed that there was not much bioflocculation occurred in secondary clarifier. Average ESS/DSS (Effluent Suspended Solids/Dispersed Suspended Solids) was 100%. From the settling tests, ZSV (Zone Settling Velocity) and settling constant (n) in Vesilind equation were estimated at different MLSS temperatures. SVI (Sludge Volume Index) and SSVI (Stirred Sludge Volume Index) were also measured at different temperatures. It was found that ZSV was positively correlated with temperature and n was inversely proportional to temperature. SVI and SSVI had very similar values at about $25^{\circ}C$ of MLSS, However, SVI had more than 2 times higher values than SSVI at below $20^{\circ}C$ of MLSS. Temperature effect must be considered to design and evaluate secondary clarifier.