• 대한환경공학회지
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• 제35권12호
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• pp.929-936
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• 2013

DAF (Dissolved air flotation) 공정에서 공기포화장치(Saturator)와 미세기포 발생노즐은 미세기포 형성에 중요한 영향을 미치는 장치이다. 미세기포 발생 효율을 증가시키기 위해서는 공기포화장치 용기 안에서 기-액 접촉 효율을 증가시키고, 미세기포 발생노즐까지 이송 배관 내 압력을 일정하게 유지해 주어야 한다. 본 연구에서는 공기포화장치 내 순환수 유입 분사노즐과 포화수 이송 배관, 미세기포 발생노즐에 의한 미세기포 발생에 미치는 영향을 공기체적법과 기포 크기, 기포의 잔류시간 측정을 통해 비교해 보았다. 순환수 유입 분사노즐을 설치하고, 포화수의 이송 배관 내 압력손실이 발생하지 않는 구조, 미세기포 발생노즐의 통과유속을 증가시킬 경우 미세기포 발생 성능이 증가하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제33권6호
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• pp.447-452
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• 2011

본 연구에서는 고분자 중공사막 모듈을 산기 도구로 사용하여 미세 기포 발생을 도모하였고 영상정보를 기반으로 하는 이미지 분석 기법을 적용하여 발생한 기포 특성을 파악하고자 하였다. 기포의 이미지 분석 결과, 고분자 중공사막 모듈을 통해 수중에 분사된 기포는 산기석을 통한 기포보다 약 30~64% 작은 크기로 발생되는 것을 관찰하였고, 기포의 70% 이상이 0.2~0.82 mm 범위에 분포된 반면, 산기석의 경우는 0.77~1.08 mm의 범위에 속한 기포가 80% 이상이었다. 산기석과 고분자 중공사막모듈을 각각 기포발생 장치로 사용한 부상조를 운영하였을 때 반응조에 잔존하는 플록의 크기는 산기석을 이용했을 때가 고분자 중공사막 모듈의 경우보다 더 큰 것으로 나타났다. 이는 고분자 중공사막 모듈에 의해 발생한 미세기포가 충돌 효율의 증가 때문에 크기가 작은 콜로이드 입자들까지 응집/부상할 수 있는 기회를 제공하였기 때문이다. 따라서 부상공정에 고분자 중공사막모듈을 산기장치로 활용하였을 경우 응집부상 제거효율이 증가할 수 있는 가능성을 보였다. 또한 본 연구에서 사용한 이미지 분석기법은 제공된 영상정보를 기반으로 기포의 기초 특성들과 관련된 정보습득을 위한 분석도구로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2010년도 추계학술발표논문집 2부
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• pp.542-545
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• 2010

통상 분 당 $0.6{\ell}$, 최대 $2{\ell}$의 유량과 토출 압력 5atg의 운전 조건을 만족시키는 미세기포발생기용 소형 왕복동식 공기압축기를 개발하는 것이 본 연구의 목적이다. 미세기포발생기는 현재 농업, 어업, 미용, 수질오염방지 등 여러 방면에서 매우 널리 사용되고 있는데, 이러한 미세 기포를 발생시키기 위해서는 고압의 소형 공기압축기가 요구 된다. 이를 위해 비교적 간단한 구동방식의 왕복동식 압축방법을 선정하여 핵심 설계 항목인 실린더와 피스톤형상, 간극체적, 압축비, 구동모터 출력을 이론적 예측과 실험적 방법을 통하여 최적화하였다. 그 결과 미세기포 발생장치 시스템에서 가장 큰 공간을 차지하고 있는 압축기를 소형화시켰으며 압축기 개발 목표 성능을 달성하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권3호
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• pp.172-177
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• 2014

가압형 부상법에 비해 낮은 압력에서 미세기포를 발생시키는 저압형 부상법을 슬러지 부상 농축에 적용하여 그 성능을 검증하고 실제 적용가능성을 확인하였다. 파일롯 규모의 저압형 부상조를 충남 N.S. 하수처리장에 설치하여 혼합슬러지의 농도, 응집제 주입량 및 혼합슬러지 대비 미세기포수의 비율과 같은 운전 변수가 혼합슬러지 농축에 미치는 영향을 확인하였다. 미세기포는 내부 압력이$1.5kgf/cm^2$으로 유지된 미세기포발생기에서 공기와 기포조제가 포함된 물을 고속 충돌 방식으로 발생시켰으며, 이를 부상농축 실험에 사용하였다. 장기운전 시 유입된 혼합슬러지의 SS 농도는 평균 14,400 mg/L였으며, 응집제 농도 27.6 mg/L, 기포조제 농도 4.0 mg/L, 혼합슬러지 대비 미세기포수의 비를 9.7%로 하여 저압형 부유부상조를 운전한 결과, 60,300 mg/L의 농축슬러지 고형물함량과 99% 이상의 고형물 회수율을 얻었다. 이 경우의 고형물 표면적 부하율은 $30kg/m^2/hr$로 2011년 환경부에서 제정한 하수도 상압 부상농축 시설기준 25 $kg/m^2/hr$을 상회하였다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2002년도 추계학술발표회
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• pp.99-102
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• 2002

전기분해에 의한 부상현상을 이용하여 토양세정 후 발생되는 유출수 중의 유수를 분리하기 위한 적정 운전조건에 관하여 고찰하였다. 전압에 의한 유수분리 효율을 관찰한 결과, 전기분해 1시간 후 3V의 전압만으로도 88% 정도의 제거율을 나타내었으며 6V 이상의 전압에서는 90% 정도로 거의 비슷한 제거율을 나타내어 대부분의 에멀젼이 분리됨을 확인할 수 있었다. 동일조건에서는 전기분해 시간이 경과될 수록 분리효율이 향상되었으며, 전극 간격이 넓어질수록 같은 효율을 얻기 위해 소요되는 전압의 크기가 커짐을 알 수 있었다. 전기분해 시 양극에서는 OH$^{-}$의 방전으로 발생되는 산소에 의해 산화반응이 일어나며, 음극에서는 H$^{+}$가 방전되어 발생되는 수소에 의해 환원반응이 일어나며 미세한 기포가 형성된다. 유분의 부상분리 현상은 유분의 (-)charge와 전기분해에 의해서 발생되는 양이온의 결합으로 인한 중화반응 및 음극에서 발생되는 미세 수소기포로 인만 부상분리가 대부분을 차지하며, 전압 및 전기분해 시간이 증가하고 전극 간격이 좁을수록 음극에서 발생되는 미세기포의 양이 증가되어 부상효과가 크게 나타나는 것으로 판단된다. 전극 종류는 구리 > 알루미늄 > 철 > 티타늄 순으로 효율을 나타내었으며, 이는 양극으로 사용된 이러한 금속들의 전기전도도 차이에 의해 일어나는 현상으로 판단된다

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권8호
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• pp.633-643
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• 2015

본 연구의 목적은 고효율 미세기포 공급장치인 산기관을 개발하기 위하여, 미세기포를 이용하여 하폐수에 용존산소를 효율적으로 공급하고 슬러지에 의한 기공의 막힘을 최소화함으로써 호기성 미생물에 의한 유기물 분해공정의 효율성과 내구성을 개선하고자 하였다. 종래의 미세기포 산기관을 개선하기 위하여, 실험과 전산해석 방법을 이용하여 미세기포를 발생시키면서 슬러지에 의한 막힘현상이 없는 원뿔형 산기관을 개발하였다. 전산해석을 통하여 단위 산기관 내부의 공기유동패턴을 확인하여 산기관 설계를 보완하고, 모의 생물반응기에 단위 산기관을 적용하여 발생 기포 거동 실험과 2상유체유동에 대한 전산해석을 수행하였다. 실험 결과로서 모의 생물반응기 내에서 발생기포 수직 길이 및 상승속도 등 기포거동에 대한 통계치를 도출하였으며, 전산해석 결과로서 기포군의 거동을 포함한 유동특성에 대한 메커니즘을 규명하였다. 이를 통하여 고효율 산기관 설계를 체계화하였고 모의 생물반응기 내에서 기포거동과 내부유동 현상을 규명함으로써, 실증 수처리장 규모 생물반응기에 산기관 군체를 적용하여 산소전달특성 및 내부유동특성을 파악하고 시스템을 설계하는데 중요한 근거를 제시하였다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 1999년도 정기총회 및 춘계 공동 학술발표회
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• pp.97-99
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• 1999

본 연구에서는 디젤로 오염된 토양을 효율적으로 정화하기 위해, 알칼리제와 과산화수소를 이용하는 새로운 방식의 토양세척기법에 대하여 일련의 회분식 실험을 통하여 최적의 운전조건을 검토하고자 하였다. 알칼리제인 NaOH를 이용하여 세척수의 pH를 상승시켜, 강알칼리 상태에서 과산화수소를 주입하면 미세기포가 발생되며, 이 미세기포에 의해 토양에 흡착되어 있는 유류 오염물질이 효과적으로 탈착.부상된다. #60(0.25mm) 이하의 자연토양을 6,500 mg TPH/kg dry soil로 오염시켜 사용하였으며, 세척수의 pH, 진탕비(토양 중량 : 세척용액 부피), 과산화수소 주입량, 세척시간에 의한 영향을 살펴보았다. 세척수의 pH는 12, 진탕비는 1:5, 과산화수소 주입량은 1%, 세척시간은 1시간으로 적용한 결과 최대효율(60%)을 얻을 수 있었다.

• 한국음향학회지
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• 제28권1호
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• pp.10-18
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• 2009

이동하는 수상 운동체는 반경 $8{\sim}200{\mu}m$ 크기의 미세기포군을 포함하는 기포항적을 발생시킨다. 경우에 따라 10여분 이상 지속되는 수중 미세기포는 음향산란을 일으키는 요인이 되며, 기포가 존재하는 동안 능동소나에 의한 지속적인 탐지가 가능하다. 본 논문에서는 기포항적에 존재하는 미세기포의 사공간적인 분포변화에 따라 산란되는 음파를 모의하는 잔향음 모델을 제시하였다. 기포항적 산란신호의 모델은 음향학적 모델과 운동학적 모델로 이루어져 있으며 음향학적 모델에서는 미세기포의 공간분포를 체적산란강도로 변환하여 공간에 대한 적분을 수행하고, 운동학적 모델은 해양공간의 고정좌표계와 능동소나에 고정된 국부좌표계 사이의 좌표변환을 위한 오일러변환을 기반으로 구현되었다. 구현된 모델의 점증을 위해 2007년 9월 한국해양대학교 앞 해상에서 실제 선박을 운항하여 기포항적을 발생시킨 후 일정간격으로 신호를 획득하여 분석하였고, 이를 모델에 적용하여 타당성을 검증하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권12호
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• pp.1292-1297
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• 2005

상수나 하수처리장에서 쓰이는 오존처리는 물질전달에 제약을 받는 공정임은 알려져왔다. 이런 물질전달의 한계를 극복하는 방법으로 매우 효과적인 것은 오존가스를 함유한 기포의 크기를 줄임으로써 물질전달에 필요한 접촉면적을 넓히는 것이다. 오존의 전달을 크게 하기 위한 방법으로서 본 연구에서는 전기장분사(Electrostatic spraying: ES)를 사용하였다. 실험에서는 ES와 기포발생판을 비교하였는데 ES실험에서는 전압을 0 kV에서 4 kV 범위까지 높여주어 물질전달효과를 살펴보았고 기공크기가 다른 두 가지 기포발생판(미세기공: 기공크기 $10{\sim}15{\mu}m$, 중간기공: 기공크기 $40{\sim}60{\mu}m$)을 사용하여 물질전달효율을 비교 분석 하였다. 물질전달효율은 시간의 경과에 따른 용존오존농도의 측정과 페놀의 산화시간으로 간접 계산하였다. 실험 결과 ES의 경우 전압을 0 kV에서 4 kV까지 올렸을 때 기포의 크기가 작아짐으로 인해 오존전달율을 약 40% 정도 향상시킬 수 있었다. 또한 ES와 기포발생판의 물질전달 비교실험에서 미세기공 기포발생판보다 4 kV의 ES가 더 효과적임을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권6호
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• pp.519-526
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• 2015

본 연구에서는 핵비등 시 미세액막층의 증발에 의한 열유속과 열전달률 계산을 위한 simple microlayer model 의 물리적 변수들을 측정하기 위하여 미세액막층의 형상을 실험적으로 조사하였다. 레이저를 이용한 전반사 및 간섭 기법을 이용하여 simple microlayer model 을 구성하는 인자들인 미세액막층의 초기 두께 및 수평 이동속도를 측정하였다. 대기압 포화상태의 물을 이용하여 수평 벽면에서 단일기포 핵비등 실험을 수행하였고, 평균 열유속 $200kW/m^2$ 조건에서 동일한 위치에서 발생하는 기포들의 미세액막층의 구조적 특성을 분석하였다. 본 연구의 범위에서 측정한 미세액막층의 최대 초기 두께는 $5.4{\mu}m$ 이었으며, 증발에 의한 미세액막층의 수평 이동속도는 0.12 m/s 이었다.