• 상하수도학회지
• /
• 제25권3호
• /
• pp.399-405
• /
• 2011

In a desalination technology using RO membranes, chemical cleaning makes damage for membrane surface and membrane life be shortened. In this research cleaning technology using direct osmosis (DO) was introduced to apply it under the condition of high pH and high concentration of feed. When the high concentration of feed is injected to the concentrate side after release of operating pressure, then backward flow occurred from treated water toward concentrated for osmotic pressure. This flow reduces fouling on the membrane surface. Namely, flux of DO was monitored under pH 3, 5, 10 and 12 conditions at feed concentrations of NaCl 40,000 mg/L, 120,000 mg/L and 160,000 mg/L. As a result, DO flux in pH 12 increased about 21% than pH 3. DO cleaning was performed under the concentrate NaCl 160,000 mg/L of pH 12 during 20 minutes. Three kinds of synthetic feed water were used as concentrates. They consisted of organic, inorganic and seawater; chemicals of SiO2 (200 mg/L), humic acid (50 mg/L) sodium alginate (50 mg/L) and seawater. As a result, fluxes were recovered to 17% in organic fouling, 15% in inorganic fouling and 14% of seawater fouling after cleaning using DO under the condition of concentrate NaCl 160,000 mg/L of pH 12.

• Environmental Engineering Research
• /
• 제24권4호
• /
• pp.582-590
• /
• 2019

Currently, the waterfront facility was constructed in New Songdo City, South Korea. It has the various water leisure areas and especially an artificial urban canal with filtered seawater by re-circulating flow system. However, due to excessive amount of nutrients from seawater combined with complicated geometry, it is highly vulnerable to deterioration of water quality. In this study, flow characteristics and pollutant transport were analyzed with comprehensive numerical models, MIKE 3 FM and ECO-lab. Based on these numerical results, notable sampling points were selected for field measurements and comparison between modeling and measured results were conducted. In addition, the integrated water quality evaluation index, Water Quality Index was applied to analyze various water quality issues. We also set up scenarios to control the two kinds of water quality factors, dissolved oxygen (DO), and total phosphorus (TP). As a result, the effect of 20% reduction of TP was less than 10% and it was almost ineffective for a year but it was reduced by up to 40% in case of scenario which DO is increased by 20%. Therefore, it was recommended to control the DO concentration, usually by applying re-aeration facility, rather than TP in artificial urban canal with seawater.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제48권12호
• /
• pp.1023-1035
• /
• 2015

본 연구에서는 해수-담수-해안대수층의 비선형 상호작용을 직접 해석할 있는 PBM(Porous Body Model) 기반의 3차원 N-S Solver인 LES-WASS-3D ver 2.0을 적용하며, 해안대수층의 해수침투모의를 수행하였다. 이와 같은 N-S Solver를 적용한 해안대수층의 해수침투모의는 국내 최초 수행되는 것일 뿐만 아니라, 국외적으로도 찾아보기 어려운 새로운 수치해석방법이라고 할 수 있다. 먼저 적용하는 수치모델을 검증하기 위하여 해안대수층의 해수-담수 경계면에 관한 수리모형실험결과와 비교 검토하여 수치모델의 타당성 및 유효성을 확인하였다. 그리고 해수위 및 지하수위 변화를 고려한 해안대수층 내의 해수침투모의를 수행하여 해수위-지하수위 차와 해수위의 비(${\Delta}h/h$)의 증가에 따른 해안대수층 내의 유동장 그리고 해수-담수 경계면 분포 특성에 관하여 논의하였다. 또한 기존의 비확산 수치모델에서 도출할 수 없었던, ${\Delta}h/h$에 따른 해안대수층 내의 연직 염분농도로 부터 해수침투 특성을 파악하였으며, 최종적으로 지표화 할 수 있는 ${\Delta}h/h$가 해안대수층 내의 해수침투거리에 미치는 영향에 대하여 분석하였다. 이 결과로부터 ${\Delta}h/h$가 작을수록 해안대수층 내의 해수침투가 약해지는 메커니즘을 이해할 수 있었다.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
• /
• 대한설비공학회 2009년도 하계학술발표대회 논문집
• /
• pp.1256-1261
• /
• 2009

Seawater amounts to 70% of the earth and represents a quite unlimited resource for the production of fresh water by desalination processes and for the extraction of dissolved salts present in it. Recently, the falling film evaporation has increased in interest as an efficient method for seawater desalination system. In the desalination system, the flow characteristics of the falling film is very important issue to make highly efficient system. So, this study is taken to investigate numerically the falling film thickness on the inlet Renold Number ranges are 400 to 700. Numerical simulations are performed using FLUENT6.3.26, a commercial CFD code.

• 한국해양공학회지
• /
• 제15권3호
• /
• pp.35-42
• /
• 2001

The characteristics of tidal circulation with the flow-control structures using the three-dimensional numerical model (POM, Princeton Ocean Model) of Chinhae Bay, Korea were investigated. To confirm th efficiencies of flow-control structures, the training wall and submerged training wall were constructed at the mouth and narrow channel in Chinhae Bay. On the basis of the present investigation, the tidal circulation induced by the construction of flow-control structures could enhance the water exchange improvement appropriately. And, th training wall at the central is more dominated than the other structures for the efficient of water exchange. The sites and types of structure and flow patterns seem to be very sensitive in tidal simulation and changes in flow fields.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제23권4호
• /
• pp.400-406
• /
• 2017

선박용 입형 편흡입 원심 해수펌프의 회전체와 파이프 시스템 내부에 발생한 과도한 손상의 원인을 분석하고자 실제 모델을 역설계 하였다. 이를 위해 전산유체역학(CFD)을 이용하여 해수냉각펌프의 내부유동 분석을 실시하였다. 결과적으로 역설계를 통한 대상펌프의 형상 및 경계조건을 설정하여 설계 운전점인 $125m^3/h$에서의 펌프 효율은 85.3 %, 양정 32.0미터로 계산되었다. 대상 펌프의 최고 효율점은 $150m^3/h$에서 약 86.2 %로 예측되었으나 실제 운전점과는 차이가 있었다. 최저 유량점인 $112.5m^3/h$에서는 저 유량점 특성상 유동이 불안정하여 해석의 수렴이 좋지 않았다. 선박에서 운전 중인 해수펌프 및 파이프 시스템 전반에 걸쳐 진행 중인 공동현상의 원인 규명을 통해 개선방안을 도출하고자 하였으나, 입 출구 전체 파이프 시스템의 계산, 각 지관들에 대한 유량 및 유속 측정 등을 통해 보다 명확한 원인분석을 위한 후속연구가 필요하다.

• 자원환경지질
• /
• 제54권6호
• /
• pp.699-707
• /
• 2021

동해안에 위치한 화진포 석호는 담수와 염수가 혼합되는 환경으로 생물 다양성이 풍부하여 높은 보존 가치를 지니고 있어 체계적인 관리가 필요하다. 석호의 현재 환경에 대한 분석을 위해 호소수에 영향이 큰 주변 대수층의 지하수 수위 분포와 지하수 흐름의 특성을 파악하였다. 또한 호소수의 염분도가 유지되는 기작으로 추정되는 대수층으로의 해수침투의 영향을 파악하기 위해 수리지구 화학적 변동을 분석하였다. 연구 결과 사주지역의 대수층에 쐐기형태의 담수-염수 경계면이 분포하며, 강우가 적은 기간이 지속되고 온도가 높아 석호의 증발이 일어날 경우 담수-염수 경계면이 상승하여 지하수를 통한 해수의 유입 가능성이 높은 것으로 판단된다. 수리지구 화학적 특성으로는 이온델타(혼합된 지하수의 이론적인 화학조성과 실제 시료가 가지는 값과의 차이) 값을 산출하여 해수 침투에 따른 대수층 내에서 양이온 교환반응 및 침전 반응이 일어난 것으로 추정하였다. 각 지점별로 해수가 혼합된 비율을 계산하기 위해서 산소동위원소와 염소이온을 추적자로 사용하였으며 혼합비의 평균값은 0.3, 최대값은 0.87을 나타내었다. 전체적인 혼합비 결과는 해안에서의 거리에 따라 분포하는 것으로 판단되나, 이론적인 예상과는 상이한 결과가 일부 존재하는데 그 부근의 대수층 특성이 반영된 것으로 판단된다. 더욱 구체적인 분석을 위해서는 계절적인 변화와 해수침투 기작을 모사하는 등 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• Environmental Engineering Research
• /
• 제15권3호
• /
• pp.141-147
• /
• 2010

The objective of this study was to assess the biofouling characteristics of the Bacillus biofilm formed on reverse osmosis (RO) membranes. For the study, a sporogenic Bacillus sp. was isolated from the seawater intake to a RO process, with two distinct sets of experiments performed to grow the Bacillus biofilm on the RO membrane using a lab-scale crossflow membrane test unit. Two operational feds were used, 9 L sterile-filtered seawater and 109 Bacillus cells, with flow rates of 1 L/min, and a constant 800 psi-pressure and pH 7.6. From the results, the membrane with more fouling, in which the observed permeate flux decreased to 33% of its initial value, showed about 10 and 100 times greater extracellular polymeric substances and spoOA genes expressions, respectively, than the those of the less fouled membrane (flux declined to 20% of its initial value). Interestingly; however, the number of culturable Bacillus sp. in the more fouled membrane was about 10 times less than that of the less fouled membrane. This indicated that while the number of Bacillus had less relevance with respect to the extent of biofouling, the activation of the genes of interest, which is initiative of biofilm development, had a more positive effect on biofouling than the mass of an individual Bacillus bacterium.

• 한국군사과학기술학회지
• /
• 제20권6호
• /
• pp.767-773
• /
• 2017

Infrared stealth is an important technology for naval ships. This technology helps improve the anti-detection performance and survivability of naval ships. In general, the infrared signature of naval ships are categorized into internal and external heat source. External signature are generated by ship surface heating by solar flux as well as the complicated heat transfer process with the surrounding weather condition. Modern naval ships are equipped with seawater injection nozzles on the outside for nuclear, biological and, chemical, and these nozzles are used to control external signature. Wide nozzle placement intervals and insufficient injection pressure, however, have reduced seawater dispersion area. To address this problem, nozzle installation standards must be established. In this study, an actual-scale experimental system was implemented to provide the evidence for nozzle installation standards in order to reduce the infrared signature of naval ships. In addition, the environmental conditions of the experiment were set up through computational fluid dynamics considering the ocean climate data and naval ship management conditions of South Korea. The dispersion distance was measured using a high-resolution thermography system. The flow rate, pipe pressure, and dispersion distance were analyzed, and the evidence for the installation of seawater injection nozzles and operation performance standards was suggested.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
• /
• pp.1044-1048
• /
• 2010

해수를 이용한 세계최초의 해수수로인 송도 신도시 중앙공원 해수수로는 서해안에서 집수된 해수를 $5{\mu}m$의 공극 크기를 가지는 해수처리시설 (STF, seawater treatment facility)에 의해 여과된 뒤 2곳의 해수공급 지점에서 해수수로로 공급된다. 여과된 해수는 수로로 155L/sec의 유량으로 1.8km를 흐른 뒤 서해로 방류된다. 이러한 인공 해수수로에서는 흐름정체에 따른 수질 문제와 영양염에 의한 적조를 유발하는 조류 성장이 문제가 된다. 따라서 본 연구에서는 3차원 수치모형을 이용한 인공 해수수로내의 흐름특성 모의와 수질 모니터링의 통한 조류 생성 특성 및 장소를 비교하여 그 상관성을 분석하고자 한다. 수치모의 실험은 3차원 수치모형인 FLOW-3D를 이용하였으며, 격자망 형태는 직사각형 직각 격자가 사용되었다. 현장 모니터링을 통하여 획득한 수질 데이터와 비교 분석을 통하여 해수수로 내 해수 흐름 특성변화(유속, 와도 등)와 조류생성에 미치는 영향을 비교 분석하였다. 해수 수로내의 평균 유속은 0.01m/s 이었으며, 수로의 형상에 따라서 정체수역이 발생하였다. 이러한 정체수역은 현장 모니터링을 통하여 예측된 조류 발생 지역과 일치하였다. 이러한 흐름 특성과 조류생성과의 상관성 규명을 통하여 인공수로의 물순환 시스템 설계시 조류 생성을 억제할 수 있는 최적 관리를 위한 설계의 기초 자료를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.