• Environmental Engineering Research
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• 제19권2호
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• pp.165-174
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• 2014

A model combining multi-dimensional discretized population balance equations with a computational fluid dynamics simulation (CFD-DPBE model) was developed and applied to simulate turbulent flocculation and sedimentation processes in sediment retention basins. Computation fluid dynamics and the discretized population balance equations were solved to generate steady state flow field data and simulate flocculation and sedimentation processes in a sequential manner. Up-to-date numerical algorithms, such as operator splitting and LeVeque flux-corrected upwind schemes, were applied to cope with the computational demands caused by complexity and nonlinearity of the population balance equations and the instability caused by advection-dominated transport. In a modeling and simulation study with a two-dimensional simplified pond system, applicability of the CFD-DPBE model was demonstrated by tracking mass balances and floc size evolutions and by examining particle/floc size and solid concentration distributions. Thus, the CFD-DPBE model may be used as a valuable simulation tool for natural and engineered flocculation and sedimentation systems as well as for flocculant-aided sediment retention ponds.

• 한국습지학회지
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• 제12권1호
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• pp.75-82
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• 2010

본 연구는 인천광역시에 위치한 A 유수지의 효율적인 수환경 개선 방안을 모색하기 위해 수행되었다. 유수지 수질 및 저니질의 개선을 위해서 약품 응집과 해수 응집, 펜턴 처리 실험 등을 수행하였다. 실험 결과 해수 응집을 위한 최적 pH는 11이었으며, 해수 응집에 의해 SS, TP 항목 모두 높은 제거효율을 얻을 수 있었다. 저니토의 오염물질 제거를 위해서는 펜턴 산화 처리를 수행하였다. 저니토를 직접 펜턴 처리하는 경우와 용출 후 펜턴 처리하는 경우에 대한 처리효과를 비교한 결과, 제거-COD/$H_2O_2$는 단순 펜턴 처리하는 경우 0.55인 반면 용출 후 펜턴 처리하는 경우 0.69를 나타내어 용출 후에 산화 처리하는 방법이 처리효율 면에서 약 25% 보다 우수한 것으로 나타났다. 이들 두 처리로 유수지 수질을 호소수질기준 VI등급(매우 나쁨)에서 III등급(보통)의 수준으로 개선할 수 있었다.

• 자원환경지질
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• 제30권4호
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• pp.341-352
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• 1997

Retention ponds have been dug along some of the motorways in France to minimize environmental pollution by keeping pollutants from spreading over the surrounding area. In order to study heavy metal pollution and diagenetic behaviour of sediments, eight core samples were collected from the bottom of a retention pond located along the A-71 motorway in Sologne. The metal concentrations in interstitial waters and extractable metal concentrations in sediment layers using sequential chemical extraction method were determined. The depth distributions of Pb, Zn and Cd concentrations in interstitial water and particulate sediments were studied, and distribution coefficients (KD) were also determined to investigate the environmental mobility of these elements. In addition. the index of geoaccumulation and the Fe-normalized enrichment factor were calculated to differentiate the natural accumulation from the anthropogenic pollution. The vertical concentration profiles of heavy metals in core sediments indicate that surface enrichments (0~2 cm) of Pb, Zn, Cd and organic carbon were always observed at each core sample, due to the early diagenesis. However, the major factor contributing to the accumulation of Cd at the sediment surface is attributed to the dissolution of Cd from polluted roadside soil during periods of rainstorms and its subsequent redeposition on the sediment surface after being carried to the retention pond. A comparison of the KD values indiactes that a decrease in the KD values for Pb and Zn was observed with depth while KD values for Cd increase. According to the KD values. the relative mobility of studied metals was determined as following: Mn>Zn>Cd>Pb, for the upper layer, and Mn>Cd>Zn>Pb, for the lower layers.

• 한국토양환경학회지
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• 제2권1호
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• pp.21-34
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• 1997

고속도로변에 설치된 간이정화시설은 drainage system의 일부분으로 우기에 빗물의 양을 조절하고 고속도로 노면에서 운반되어 간이정화시설에 유입된 오염된 입자를 침전, 제거시키기 위해 설치되었다. 빗물에 입자상태로 이동된 납, 아연, 카드뮴를 제거하기 위해 설치된 간이정화시설의 효과를 평가하기 위해 수리지질학적 연구 및 부유퇴적물의 물리화학적 특성을 규명하기 위한 연구가 수행되었다. 부유퇴적물과 비교하기 위해 심하게 오염된 도로변토양과 오염되지 않은 background soil에 대해서도 연구가 수행되었다. 부유퇴적물의 중금속함량은 background Sologne soil에 비해 원소에 따라 2~8배 높게 나타났다. 그러나, 도로변토양의 중금속함량은 부유퇴적물에 비해 7~26배 높게 나타났다. Sequential extraction methods (Tessier et al., 1979)를 이용하여 분석한 결과 심하게 오염된 도로변토양에 존재하는 납, 아연, 카드뮴은 대부분 쉽게 용해될 수 있는 상태 (Fraction FII, FIII)로 존재하며 반면에 규산염광물과 수반되는 금속함량의 비율은 매우 낮았다. 부유퇴적물에서는 규산염광물과 수반되는 금속함량이 전체 금속함량의 113까지 크게 증가하였다. 납과 아연은 fraction FI에서 거의 용해되지 않았는 반면에 (전체 함량의 약 3%) 카드뮴은 가장 용해성이 높은 fraction FI("exchangeable" )에서 상당량이 용해되었으며 특히 도로변토양의 경우 전체 카드뮴 함량의 1/4을 차지하였다. 도로변토양과 부유퇴적물사이의 중금속함량 차이가 매우 큰 것은 중금속의 대부분이 간이정화시설에 이르기전에 고속도로변과 배수로 일부에 축적되어 모두 상실되었기 때문이다.

• 한국물환경학회지
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• 제28권5호
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• pp.686-692
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• 2012

This study illustrates how to design and evaluate a non-point sources management detention pond using SWMM. In particular, special attention is given to the orifice design. In SWMM, orifice properties that need to be defined include its height above the bottom of the storage unit, its type, its geometry and its hydraulic properties. Among the various characteristics of orifice, the orifice hole size which is closely related to hydraulic retention time is focused in this study. Sensitivity analysis of orifice size in annual non-point sources reduction efficiency is carried out. In addition, a methodology which can be used to design a virtual junction in SWMM has been proposed to quantify water quality improvement triggered by the detention pond installation. As a result, it is recommended that a detention outlet should be designed to be about 2 to 3 days of hydraulic retention time.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제3권2호
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• pp.53-65
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• 2000

The objectives of this study are to develop a stormwater management system that would contribute to improving water circulation, recycling storm water and promoting biodiversity in urban areas, to apply the system in an actual site, and to verify its effectiveness in order to generate a stormwater management system applicable in Korea. This study reviewed former researches and case studies, categorized stormwater management system into pre-treatment, retention and infiltration phases, and analyzed the strength and weakness of the techniques by synthesizing unit techniques of each stage. As a result, the process of the stormwater management system includes the following phases: 1) a rubble filtration layer; 2) a retention pond; 3) a infiltration pond; and 4) a stormwater retention pool (recirculation and recycling). Then, an empirical study to design and create the generated system according to the features of a site and to verify its effectiveness was conducted. The future study direction is to verify the effectiveness of the developed stormwater retention and infiltration ponds. To this end, it is planned to perform hydrological monitoring using automatic measuring equipment and monitoring on habitat bases and the biota living on the base. Based on its outcome, the applied model would be refined and improved to develop an alternative stormwater management system that would allow to achieve the improvement of urban water circulation, increase of biodiversity and efficient use of water resources.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권3호
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• pp.105-115
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• 2008

도시화로 인한 유출량의 증가 및 도달시간의 단축은 도시재해의 한 원인이 되고 있다. 이를 막기 위하여 도시 배수유역내에 저류지를 설치하여 첨두도달시간을 지연시키고 방류량은 하수관거의 통수능 이하로 조절하는 방안을 활용하고 있다. 저류지를 설계 운영함에 있어서 사용되는 수문모형은 일반적으로 계획모형, 설계모형 및 운영모형으로 분류되고 있다. 본 연구에서는 재해영향평가서 22개소의 기 설계된 저류지를 분석대상으로 하여 여러 가지 저류지 계획모형의 적합성을 검토하였다. 저류지 계획모형으로는 삼각형, 사다리꼴 설계수문곡선과 경험적 공식을 이용한 11가지의 모형을 적용하였다. 저류지 계획모형의 분석에서 on-line 저류지의 경우는 사다리꼴 형태 설계수문곡선을 채택하고 있는 이종태 등 모형(1991)의 결과가 대상 저류지의 실저류량과 가장 유사함을 보였고, off-line 저류지의 경우는 삼각형 형태 설계수문곡선을 채택하고 있는 Abt and Grigg 모형(1978)의 결과가 비교적 양호한 결과를 보이는 것으로 나타났다.

• 지질공학
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• 제13권1호
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• pp.29-50
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• 2003

광양 폐 금-은 광산지역의 소규모 하천(초남리천과 사곡리천)에 흐르는 산성광산폐수의 수질 특성을 환경지구화학적 방법을 이용하여 조사하고 비교 연구하였다. 중금속(카드뮴, 구리, 납, 아연) 오염은 초남리천에서 훨씬 심한 것으로 나타난 반면, 용존 알루미늄과 철 함량은 오히려 사곡리천에서 높았는데, 두 하천간의 이러한 차이는 광산폐수의 기원물질, 즉 광석광물의 함량과 특성이 서로 다르기 때문인 것으로 판단된다. 두 하천에서 흐르는 산성광산폐수의 자연정화 기작에 대해 고찰하여 보았다. 주로 단일하천으로 이루어진 초남리천의 경우, 석회석을 사용하여 광산폐수를 정화시키는 소규모의 소택지가 조성되어 있어 소택지 내에서의 pH 증가에 따른 중금속의 흡착과 공침에 의해 중금속이 제거되고 있다. 초남리천에서 채취한 적황색 침전물에 대하여 XRD, SEM-EDS. EPMA 분석 및 화학적 분해법을 이용한 분석 결과, 적황색 침전물은 대부분 침철석으로 구성되어 있으며 알루미늄, 망간, 구리, 아연 등이 부화되어 있음을 확인하였다. 따라서 이들 금속들은 주로 적황색 침전물의 생성에 수반된 흡착이나 공침과 같은 지구화학적 반응에 의해 제거되는 것으로 판단된다. 한편, 소택지의 중금속 제거능은 계절적으로 변화하는 하천의 유량에 의해 영향을 받고 있다. 반면, 사곡리천의 경우에는 오염되지 않은 여러 지류와의 혼합에 수반된 pH 증가에 따라 철수산화물이 침전하면서 중금속의 제거가 일어나고 있다. 오염 하천과 비오염 지류와의 합류 지점에서 발생하는 중금속 제거의 기작은 '특성-특성도(property-property plot)'를 활용한 해석에 의해서도 뒷받침된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권5B호
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• pp.535-546
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• 2008

도시화는 유출량의 증가와 도달시간의 감소에 영향을 미치고 있으며, 이는 하류 지점의 빈번한 범람을 야기시키고 있다. 따라서 유역내에 침투시설과 저류시설 등 유출저감효과를 기대할 수 있는 여러 가지 시설을 이용하여 유출량을 저감시킬 수 있는 각종 규모의 지체저류시설을 활용하게 되었다. 본 연구에서는 세가지의 형태(세장형(SF=0.204), 집중형(SF=0.782), 중간형(SF=0.567))로 유역을 가정하여 일반적으로 유역 말단에 설치하던 유수지(저류지)를 유역내의 임의의 위치에 설치하여 단일저류지와 복수 저류지에 대해 각각 유출저감효과를 분석하고, 이들 저류지의 위치관련변수와 수문학적으로 분석하였다. 단일 저류지의 위치에 따른 유출저감효과를 분석하기 위해 유역의 형상에 따라 저류지의 위치는 전체 유역면적에 대한 저류지 상류부 면적의 비(이하 저류지 상류부 면적비, DUAR(Dimensionless Upstream Area Ratio)이라 한다)를 20%, 40%, 60%, 80%로 변동시키면서 모의분석을 수행하였으며, 복수 저류지의 위치에 따른 유출저감효과를 분석하기 위해 단일 저류지 분석시 적용한 유역형상 중 중간형 유역을 대상으로 하여 방류구조와 유역의 제반사항은 단일 저류지의 모의시와 동일하게 가정하였고, 저류지가 분담하는 유역의 면적비를 바탕으로 하여 DUAR 60%, 80%, 100%, 120%, 140%의 경우에 대해 분석하였다. 이 때 저류지 바닥면적(Ab)의 크기는 유역면적에 대해 각각 1%와 0.5%를 취하는 경우의 두 가지로 구분지어 모의분석을 실시하였다. 저류지의 위치에 따른 유출저감효과를 분석한 결과 세장형의 유역이 적은 저류량에 대해 유출저감효과가 우수하였으며, 저류지의 위치 관련변수의 관계도 및 관계식을 제시하였고, 이를 시험유역에 적용시켜 검증하였다. 저류지 위치 관련변수의 관계도 및 관계식을 이용하여 단일 저류지와 복수 저류지의 개략적인 위치선정 기준을 제안하였다.

• Membrane and Water Treatment
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• 제10권3호
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• pp.191-199
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• 2019

In this study, we investigated the cultivation possibility using Hydrodictyon reticulatum in a continuous raceway pond as a tertiary sewage treatment plant. The cultivation possibility was evaluated by varying the light quantity, wavelength, and hydraulic retention time (HRT). Experimental results showed that the growth rates of algae and the removal efficiencies of nutrients increased as the light quantity increased, and the maximum photosynthetic rate was maintained at $100{\mu}mol/m^2{\cdot}s$ or higher. When wavelength was varied, nutrient removal efficiency and growth rate increased in the following order: green light, red light, white light, and blue light. The nutrient removal efficiencies and algae productivity in HRT 4 d were better than in HRT 8 d. We conclude that if Hydrodictyon reticulatum is cultivated in a raceway pond and used as a tertiary treatment facility in a sewage treatment plant, nutrients can be effectively removed, and production costs can be reduced.