• 한국양식학회지
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• 제18권3호
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• pp.189-195
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• 2005

By testing the separation performance for a fine settleable solid removal system in an aquaculture system using polystyrene particles as an experimental substitute, the optimal geometric dimensions for a Low-Pressure Hydrocyclone (LPH) were obtained. The design approach far the LPH took into consideration two inflow diameters (Di: 30, 50 mm), three overflow diameters (Do: 60, 70, 100 mm) and four cylinder lengths (Lc: 250, 345, 442, 575 mm), while the cylinder diameter (Dc) at 335 mm, the underflow diameter (Du) at 50 mm and the cone angle (${\theta}$) at $68^{\circ}$ were kept constant. The separation performances of 19 different dimension combinations of LPH were tested, ranging from 300 to 1200 ml/sec of inflow rate using substitute polystyrene particles (0.4-0.7 mm dia., ${\rho}_s=1.05g/cm^3$). These polystyrene particles exhibit a similar density and settling velocity to the fine fecal debris of the common carp. The total separation efficiency for the inflow rate ranged from a high of 97% to a low of 20%. Experimental results obtained by ANCOVA and the Tukey test (${\alpha}=0.05$) showed that the separation performances of the LPH were significantly affected (P<0.05) by the fi, Di, Do and Lc. The maximum separation performance was detected at a dimension combination of 30 mm of inflow diameter (Di), 60 mm of overflow diameter (Do), 442 and 575 mm of cylinder length (Lc). The dimension proportions were 0.09, 1.32-1.72, 0.18 and 0.15 for Di/Dc, Lc/Dc, Do/Dc and Du/Dc respectively.

• Water Engineering Research
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• 제5권4호
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• pp.195-206
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• 2004

This paper deals with oxygen transfer by air entrainment and energy dissipations by flow characteristics at the stepped drop structure. Nappe flow occurred at low flow rates and for relatively large step height. Dominant flow features included an air pocket, a free-falling nappe impact and a subsequent hydraulic jump on the downstream step. Most energy was dissipated by nappe impact and in the downstream hydraulic jump. Skimming flow occurred at larger flow rates with formation of recirculating vortices between the main flow and the step comers. Oxygen transfer was found to be proportional to the flow velocity, the flow discharge, and the Froude number. It was more related to the flow discharge than to the Froude number. Energy dissipations in both cases of nappe flow and skimming flow were proportional to the step height and were inversely proportional to the overflow depth, and were not proportional to the step slope. The stepped drop structure was found to be efficient for water treatment associated with substantial air entrainment and for energy dissipation.

• 연구논문집
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• 통권30호
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• pp.67-77
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• 2000

This study was performed to investigate the characteristics and performance of model Decanter for separating swine wastewater to solid and liquid which is slurry state with 12.6% TS. Swine wastewater of the slurry tank was pumped into model Decanter which capacity was $2m^3$/hr in 10% TS Slurry inside of bowl was separated to solid-liquid by centrifugal acceleration. Sampling was done in the section of slurry feed pipe, supernatant outflow pipe, cake discharge pipe. After solid-liquid separation TS, $COD_cr$ and slurry volume reduction effect represented 38%, 40%, 19.6% respectively. Relation factor of model Decanter operation slurry concentration, optimum retention time of slurry, overflow velocity of supernatant, supernatant concentration, sludge removal rate etc. Optimal operation conditions can be set and evaluated efficiency based on the experimental results in the case of Decanter adopted for solid-liquid separation in highly concentrated swine wastewater.

• 한국수자원학회논문집
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• 제41권2호
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• pp.197-212
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• 2008

최근 하천의 흐름해석 분야에서는 수위 및 하상변동 양상과 오염된 지류유입으로 인한 본류에서의 유속분포 양상 및 혼합과정 등의 실제적인 문제를 해결할 수 있는 1, 2차원적 해석이 이루어지고 있으며, 이는 복잡한 하천을 균일화된 모양과 단순화된 방정식으로 일괄 적용함으로써 많은 한계점을 나타내고 있다. 본 연구에서는 서울시 관내 지방 2급 하천인 우이천 시험유역을 대상으로 하천의 물리적인 특성 변화에 따른 흐름해석을 수행하기 위하여 3차원 RANS (Reynolds Averaged Navier-Stokes Equation)를 지배방정식으로 하는 CFD (Computational Fluid Dynamics)모형인 FLOW-3D를 이용하였고, ${\kappa}-{\varepsilon}$, RNG (Renormalized Group) ${\kappa}-{\varepsilon}$, LES (Large Eddy Simulation) 등의 난류모형을 적용하여 각각의 수치모의 결과를 비교 분석 하였다. 또한, 수치 해석을 통한 교량 설치부와 하류 횡단월류형 구조물에서의 난류영향 및 유속분포, 수위 압력분포, 와류특성 등을 분석하였고, 구조물의 철거에 의한 영향을 비교하여 분석하였다. 이는 향후 도시하천의 기능을 상실한 횡단 구조물 철거에 의한 장기적인 하상변동과 토사의 퇴적, 세굴 및 수질악화 등의 영향을 파악해 볼 수 있는 기초자료로 활용될 수 있으리라 사료된다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권10호
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• pp.685-690
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• 2014

하수처리시설 초과유량에 대한 처리 규제 입법 예고로 인해 강우 월류수 처리에 대한 관심이 증가하고 있다. 본 연구에서는 강우 월류수 염소(차아염소산나트륨) 소독 시 소독제 농도(0.11-4.0 mg $Cl_2/L$), pH (6.5-8.0), 온도($15-25^{\circ}C$), 암모니아 농도(10-41 mg N/L), 부유물질(91-271 mg SS/L)이 대장균군수 감소 속도에 미치는 영향을 고찰하였다. 차아염소산나트륨 농도 효과는 반속도 상수가 1.212mg $Cl_2/L$인 saturation-type model로 잘 모사되었다. 소독 반응 속도는 SS와 pH 증가에 따라 감소되는 반면, 온도에 따라서는 증가하였고, 암모니아 농도에는 영향을 받지 않았다. 월류수 유입 조건을 $1{\times}10^5MPN/mL$, 271 mg SS/L, $15^{\circ}C$, pH 8.0로 가정할 때, 염소 주입 농도 1 mg/L, 수리학적 체류시간 1.25 분인 염소 소독조를 통해 입법예고 된 수질 기준의 1/3 수준인 대장균군수 1,000개/mL를 달성할 수 있을 것으로 계산되어, 염소 소독이 강우 월류수 소독에 유효하게 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국환경농학회지
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• 제18권2호
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• pp.191-195
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• 1999

유입폐수의 $BOD_5$가 1차연못에서 88%가 제거되고 있어 Pit의 $BOD_5$ 제거효율이 60%에 달할 것으로 예측된다. 메탄발효 Pit의 환경조건으로 용존산소가 없고, 혐기성 및 중성 pH가 유지되어야 하며, 충분한 체류시간이 확보되어야 하고, 온도변화가 적어야 한다. 분석결과 실험 메탄발효 Pit는 이런 조건들을 만족시키고 있어 Pit설계가 적절함을 알 수 있다. 실험결과 메탄발효 Pit의 설계인자로 폐수체류 기간이 2day, 월류유속은 $1.5m^3m^{-2}day^{-1}$가 적합하며, Pit바닥의 수심은 슬러지층의 온도와 밀접한 관계가 있어 3-3.5m 정도가 적합한 것으로 사료된다. Pit 바닥의 슬러지층 온도가 $16^{\circ}C$ 이상으로 유지되어야 메탈발효가 원활히 일어난다. 우리나라 중부지방과 기후조건이 유사한 지역에 위치한 연못시스템 연구에 의하면, 연못바닥의 온도가 메탄박테리아 활동이 거의 정지하는 $14^{\circ}C$ 이하로 내려가는 기간이 약 7개월이 된다. 온대권의 연못시스템은 연간 슬러지 침전량이 분해량보다 많아 어느 정도 슬러지가 쌓이게 된다. 따라서 여분의 30㎝ 수심을 두어 10-20년에 한번 슬러지를 제거하도록 설계한다. 실험 연못시스템이 설치된 장소는 중부지방보다 평균기온이 약 $3-4^{\circ}C$ 높은 지역으로 연못바닥 지하 1.5m에 위치한 Pit의 수온이 14℃이하가 되는 기간이 Fig.5에서 약 6개월이 된다. 실험 메탄발효 Pit는 좁은 면적의 연못에 설치하기 위해 콘크리트구조로 만들었으나, 1차연못의 규모가 크면 토공만으로 Pit설치가 가능하며 비용이 적게 든다. Pit에서 발생한 가스가 연못상층으로 이용하면서 $CO_2$가 해리되어 정제된 메탄을 회수할 수 있다. 메탄발생이 왕성한 기간에 연못상층에서 포집한 가스는 거의 메탄으로만 구성되어 있어 축산폐수를 처리하면서 메탄가스를 회수하여 연료로 사용하는 것이 가능하다. 메탄발효 Pit가 생태적으로 적응하면 초기보다 처리효율이 증가할 것으로 기대되어 지속적인 실험을 수행할 예정이다.

• 상하수도학회지
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• 제34권3호
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• pp.211-220
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• 2020

When domestic sewage and rainwater runoff are discharged into a single sewer pipe, it is called a "combined sewer system." The sewage design standards in Korea specify the flow velocity based only on the volume of rainfall; therefore, sedimentation occurs on non-rainy days owing to the reduced flow rate and velocity. This sedimentation reduces the discharge capacity, causes unpleasant odors, and exacerbates the problem of combined sewer overflow concentration. To address this problem, the amount of sewage on non-rainy days, not just the volume of rainfall, should also be considered. There are various theories on sedimentation in sewer movement. This study introduces a self-cleansing velocity based on tractive force theory. By applying a self-cleansing velocity equivalent to the critical shear stress of a sand particle, sedimentation can be reduced on non-rainy days. The amount of sewage changes according to the water use pattern of citizens. The design hourly maximum wastewater flow was considered as a representative value, and the velocity of this flow should be more than the self-cleansing velocity. This design method requires a steeper gradient than existing design criteria. Therefore, the existing sewer pipelines need to be improved and repaired accordingly. In this study, five types of improvement and repair methods that can maximize the use of existing pipelines and minimize the depth of excavation are proposed. The key technologies utilized are trenchless sewer rehabilitation and complex cross-section pipes. Trenchless sewer rehabilitation is a popular sewage repair method. However, it is complex because the cross-section pipes do not have a universal design and require continuous research and development. In an old metropolis with a combined sewer system, it is difficult to carry out excavation work; hence, the methods presented in this study may be useful in the future.

• 한국수자원학회논문집
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• 제42권9호
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• pp.715-724
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• 2009

경사수제는 수위에 따라 흐름축소의 정도가 달라지기 때문에 폭이 좁은 수로나 수제설치로 인해 발생하는 수위상승으로 월류의 위험성이 있는 지점에 적용하기에 적합하다. 본 연구는 수제 선단부가 경사를 이루는 경사수제에 대한 수리실험을 수행하였다. 경사수제 실험의 주요 인자는 수제의 선단부 각도와 수심변화이며 이들 주요인자에 의한 수제주변의 유속을 LSPIV (Large Scale Particle Image Velocimetry)기법을 이용하여 측정하였다. 수제주변 흐름영역은 주흐름영역과 재순환영역으로 구분하여 분석하였다. 실험결과, 흐름중심선 변화는 환산길이에 영향이 크지 않았으나 재순환영역 폭은 환산길이가 클수록 증가하였다. 재순환영역의 길이는 환산수제길이의 약 12 $\sim$ 16배 정도 발생하였다. 주흐름영역에서의 최대유속은 상류접근유속에 1.45 $\sim$ 2.1배 내외로 수제경사에 의한 영향은 크지 않았다. 재순환영역의 역류속은 확연히 감소하는 것으로 나타나 제방부 호안에 안정된 흐름이 형성되는 것으로 나타났다.

• 생태와환경
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• 제34권4호통권96호
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• pp.342-348
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• 2001

본 연구는 호소내 오염된 퇴적물 처리를 위한 분리 및 농축을 위한 전처리 장치로서 hydrocyclone의 이용 가능성을 평가하는 실험이다. 외국의 선행 연구자인 Rietema의 표준 규격을 참고하여 제작된 Hydrocyclone을 이용하여 분리 및 농축 실험과 유입 및 배출 시료의 물리화학적 특성을 조사하였다. 실험결과 Hydrocyclone의 장치특성 실험에서 분리 및 농축에 가장 큰 영향요소는 몸통직경이며, 유입속도, 유입시료의 농도에 영향을 받는 것으로 조사되었다. 분리 및 농축에 필요한 한계 유입속도는 1.5 m/s로 조사되었으며, Cyclone의 몸통 직경이 작고, 유입 속도가 빠르며, 유입되는 시료의 농도가 낮을수록 분리 및 농축 효율이 높은 것으로 조사되었다. 재활용 가능성 평가를 위한 오염도 평가 결과 입자의 입경이 작을수록 오염도가 높은 것으로 조사되었으며, 분리 처리 결과 현저하게 높은 유기물 제거율을 보였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제49권9호
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• pp.773-787
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• 2016

본 연구에서는 시나리오 기반의 홍수위험도를 산정하기 위해 하천-제내지 통합수리 해석모형이 적용되었다. 적용대상 유역으로 낙동강 및 금호강이 위치한 대구 성서공단 인근을 선정하여 하천홍수 발생으로 인한 시간별 범람수심 및 범람유속을 산정하였다. 하천-제내지 통합수리해석에 의한 2차원 범람해석은 100년/200년 빈도 신뢰구간 상한치(97.5%)에 의한 제방월류 시나리오와 100년/200년 빈도 신뢰구간 평균치(50%)에 의한 파제 시나리오로 구성하여 수행되었다. 또한 제내지 범람에 의한 위험도 산정을 위해 2차원 홍수범람도로부터 예측된 각 절점에 대한 최대 침수심 및 유속에 대한 정보를 이용하여 등급화를 실시하였다. 본 연구결과는 제방월류 및 파제에 따른 제내지의 비상대처계획(EAP) 수립에 정량적인 근거자료로 제시하는데 매우 유용할 것으로 사료된다.