• 제목/요약/키워드: 수중입자

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상수도관망에서 입자성 물질의 특성분석 및 영향조사 (Characteristic Analysis and Effect of Particulate Material in Drinking Water Distribution Networks)

  • 김도환;이두진;황진수;최두용
    • 대한환경공학회지
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    • 제35권5호
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    • pp.312-320
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    • 2013
  • 상수도관망에서의 입자성 물질들은 대부분 금속관로의 내부부식 및 퇴적물에 의한 영향으로 이를 해결할 수 있는 방법은 제한적이라 할 수 있다. 수중의 입자성 물질들은 입자크기, 화합물 성분 및 성상들이 다르며, 이들 특성은 시설별 종류, 관 상태, 외부적 요인 및 공급과정 등에 의해서 차이가 발생하게 된다. 본 연구에서는 상수도관망의 수질조사를 수행하면서 수중의 입자성 물질들에 대한 조사를 실시하고자 하였으며, 정수를 공급하는 각 계통들의 배수지 및 관말지역을 대상으로 실시하였다. 각 조사지점에서 입자성 물질을 포집하기 위해 $47{\phi}$ 의 유리섬유여지(GF/C)를 이용하여 여과를 수행하였다. 수중의 탁도에 영향을 미치는 물질들이 입자성 부유물질과 무기물질들에 의한 것으로 관말지역으로 갈수록 입자성 물질이 증가하는 것으로 조사되었다. XRD를 이용한 입자성 물질의 화합물 성분분석결과 상수도관망의 관말지역에서 가장 많은 화합물은 Goethite (${\alpha}$-FeOOH), Magnetite ($Fe_3O_4$) 등이고 정수와 각 배수지 유출수에서는 Quartz ($SiO_2$)와 Yeelimite ($Ca_4Al_6O_{12}SO_4$) 등도 있는 것으로 조사되어 각 상수도 시설별 용출되거나 잔존하고 있는 화합물 성분이 다르며, 침적물들에도 차이가 있었다.

역세척 Hydrodynamic Separator Filter를 이용한 미세입자 제거 특성 분석 (Performance Evaluation of Backwash Hydrodynamic Separator Filter for Treatment of Micro Particles)

  • 이준호;방기웅
    • 대한환경공학회지
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    • 제34권10호
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    • pp.694-701
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    • 2012
  • 본 연구는 여재를 장착한 수리동역학적 여과분리장치(HSF)와 태양전지 구동형 수중펌프를 조합한 장치의 여재 역세척 가능성에 대하여 분석하였다. 수중펌프는 12볼트 직류모터로 구동되며 태양전지와 축전지로 가동된다. 수리동력학적 분리장치와 펄라이트 여재를 충진한 카트리지에 역세척용 노즐을 장착하였다. 입자물질들은 인공입자들을 이용하여 강우유출수내 입자농도를 모의 실험하였다. 인공입자들을 물에 분산시켜 강우유출수를 재현하였는데 사용한 입자들은 이온교환수지 입자, 실리카젤 입자, 그리고 상업지역 맨홀퇴적물질 입자 등이다. HSF장치는 아크릴 수지를 이용하였는데 여과조의 직경은 250 mm이고 전체적인 높이는 800 mm로 제작하였다. 유입수 SS 농도와 입경, 다양한 수면적 변화를 변화에 대한 역세척 방법별 SS 처리효율을 산정하였다. 전체적인 수면적부하율 범위는 308~$1,250m^3/m^2/day$이다. 태양전지를 이용한 최소한의 전력으로 구동되는 펌프를 이용하여 역세척을 실시한 결과 2대의 수중 펌프를 가동하여 역세척 시 역세척하지 않은 여재와 비교하여 약 18% 처리효율 증가효과를 나타내었다. 비점오염 처리장치에 소규모 태양전지를 활용하여 여재를 역세척할 경우 처리효율을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

여재구성에 따른 탁질입자 제거특성 및 효율 비교 (Pilot-Scale Evaluation of Granular Filters Using Particle Distribution Analysis)

  • 안종호;윤재흥
    • 대한환경공학회지
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    • 제22권5호
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    • pp.919-926
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    • 2000
  • 정수장 여과지 모형실험장치를 이용하여 수중입자입도분석에 의한 모래 및 이중여재 여과지에 대한 여과특성 및 효율 평가를 탁도분석과 비교하여 실시하였다. 수중입자입도분석은 여과지의 효율 평가를 위한 훌륭한 평가방법으로 탁도분석에 비해 민감도가 뛰어나 여과유출수의 탁질누출 현상을 뚜렷이 관찰할 수 있었다. 모래여과지의 경우는 여과지속시간 내내 비교적 양호한 수질을 보여, 허용수두하에서는 초기탁질누출보다는 여과말기의 수위상승에 대한 주위가 필요하다. 반면에 이중여재 여과지의 경우는 내부여과에 의한 탁질의 침투가 이루어지므로 최적운영을 위해서는 적절한 여재구성과 각 여과지별로 연속적인 수질모니터링에 의한 탁질누출제어가 요구된다. 또한 보다 안정적이고 효율적인 수질의 확보를 위해서는 여과보조제의 사용도 고려되어야 할 것이다.

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갯벌생태계의 수질정화기능 -여과식성 저서동물군집에 의한 입자성 유기물의 제거-

  • 이창근;홍재상
    • 한국어업기술학회:학술대회논문집
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    • 한국어업기술학회 2001년도 춘계 수산관련학회 공동학술대회발표요지집
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    • pp.501-502
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    • 2001
  • 갯벌의 수질정화기능에 대하여 다양한 정의를 내릴 수 있으나 본 연구에서는 갯벌의 여과식성 저서생물에 의해 수중의 동ㆍ식물 플랑크톤과 데트리터스를 포함하는 입자성 유기물 (POM)이 포집되어 제거되는 기능으로 그 범위를 한정하였다. 갯벌생태계에서 수질정화기능의 핵심적 역할은 단연 이매패류가 담당하고 있다. 이들은 탁월한 여과능력으로 먹이 섭식과정에서 많은 양의 해수를 아가미로 걸러내기 때문에 결과적으로 수층의 입자성 유기물을 물리적으로 제거시키는 자연 여과시스템에 견주어진다. (중략)

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수중 자갈의 전단 및 파쇄 특성에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on the Shearing and Crushing Characteristics of Subaqueous Gravels in Gravel Bed River)

  • 김소라;정승원;이광수;유동근
    • 한국지구과학회지
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    • 제42권2호
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    • pp.164-174
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    • 2021
  • 본 연구는 육상 기원 조립질 하상 퇴적물의 높은 이동성에 영향을 미치는 전단과 파쇄특성을 조사하기 위하여 링전단실험을 수행하였다. 평균 입경 6 mm 자갈에 대하여 링전단시험장치를 사용하여 전단시간(shear time)과 전단속도(shear velocity)에 따른 전단-변형률 역학특성과 입자파쇄 특성을 조사하였다. 특히 배수(장시간 전단)와 비배수(단시간 전단)조건을 고려하기 위하여 초기 전단속도(0.01→0.1→1 mm/sec와 0.1→0.01→1 mm/sec)에 따른 링전단실험을 수행하였다. 실험결과에 따르면, (i) 배수와 비배수조건 모두에서 입자파쇄 특성이 확인되었지만, 비배수조건에서 상대적으로 큰 전단저항을 받는 것으로 나타났다. (ii) 배수조건에 관계없이 수중 자갈의 초기 전단속도는 전단응력-전단변형률 관계곡선을 결정하는 중요한 요인으로 나타났다. (iii) 입자파쇄는 평균 입경에 영향을 받으며 사용된 수중 자갈은 상대적으로 큰 입자파쇄 특성을 보였다. 그리고 (iv) 전단응력 결정에서 가장 크게 영향을 미치는 영향인자는 전단시간과 초기 전단속도임을 확인할 수 있었다. 결론적으로 모래와 자갈을 다량 함유한 조립질 하상 퇴적물은 입자-입자 간 상호접촉, 마모, 맞물림, 마찰 등의 물리적 이동과정을 통해 입자파쇄와 세립토 함량이 증가되고 이러한 현상은 하상 퇴적물의 고유동성을 초래하는 원인이 되는 것으로 판단된다.

시화호 중 다환방향족탄화수소(PAHs)의 농도와 매질별 분배 특성 (Concentration and Partitioning of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons(PAHs) in the Lake of Sihwa)

  • 김종국;김형섭;김경심;이동수
    • 대한환경공학회지
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    • 제27권7호
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    • pp.690-696
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    • 2005
  • 시화호를 대상으로 수계 중 다환방향족탄화수소(PAHs)의 농도와 분포특성을 조사하였다. 용존상과 입자상으로 분리된 물시료와 저질 시료를 분석한 결과 시화호의 상류인 반월지역과 하류인 시화지역의 물 시료 중 PAHs 농도는 각각 $21.9{\sim}49.6\;ng/L$, $19.4{\sim}99.7\;ng/L$로 나타났으며, $85{\sim}90%$ 정도가 용존상에 존재하였다. 또한 저질시료에서는 반월지역이 $51.7{\sim}325\;ng/g-dry$, 시화지역이 $13.4{\sim}72.3\;ng/g-dry$으로 다소 지역적 차이가 있는 것으로 나타났다. 수중 용존상은 저분자와 중간 분자량대 화합물이 주를 이루고 수중 입자상과 저질은 중간 분자량과 고분자량대 화합물이 주를 이루고 있었다. 옥탄올/물 분배계수에 대한 수중 용존상/입자상 분배계수로부터 얻어진 회귀직선의 기울기는 $0.73{\pm}0.12$로 나타났으며, 물/저질 분배계수로부터 얻어진 기울기는 $0.59{\pm}0.10$으로 나타났다. 이러한 결과로부터 저질/물 사이의 분배현상 뿐만 아니라 수중 용존/입자 상 분배 현상도 평형에 도달하고 있지 못한 것을 알 수 있었다.

수중 장애물의 하부틈새 크기가 하류 유동장에 미치는 영향 (The Effect of Bottom Gap Size of Submerged Obstacle on Downstream Flow Field)

  • 조대환
    • 해양환경안전학회지
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    • 제14권4호
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    • pp.333-338
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    • 2008
  • 해안 지역은 해수의 운동에너지의 대부분은 해안에서 소산되며 이 과정에서 해안의 토사 등이 유실된다. 수면에 돌출된 방파제에 비해 수중구조물은 해수의 유통을 가능하게 하고 해안선을 따라 해수순환을 가능케 한다. 이 연구에서는 해안 침식을 방지 기능을 갖는 수중구조물을 하부틈새를 갖는 수중장애물로 형상화 하고 후방의 흐름특성을 규명하였다. 실험은 Re =$1.2{\times}10^4$ 조건에서 2프레임 입자영상유속계를 이용하여 속도장을 계측하여 고찰하였다. 측정된 시간평균 속도분포를 분석한 결과 유선의 곡률 효과가 현저히 나타났으며 전단층 주위 유체의 유입 등의 영향으로 박리 전단층 내에서 커다란 와구조가 연속적으로 발생하였다. 또한 하부틈새의 크기가 증가할수록 재순환 영역의 중심이 후류로 이동하고 재순환영역의 강도도 약해지는 결과를 보였다.

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입자 부상 제트에서 오리피스 길이가 입자 분포에 미치는 영향에 대한 연구 (Effect of Orifice Length on Particle Distribution in Particle-laden Jet)

  • 윤정수;백경엽;길태옥;윤영빈
    • 한국추진공학회지
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    • 제16권6호
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    • pp.9-15
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    • 2012
  • 추력변화를 초공동 수중운동체의 추진체로 사용되는 수반응성 금속입자와 해수는 연소챔버 내에서 균질하게 혼합될 때 비추력이 극대화 된다. 본 연구의 목적은 상사성의 관점에서 분사기 형상이 입자 분포에 미치는 영향을 알아보는 것이다. 이를 위해 PIV기법을 이용하여 반경방향의 입자 분포와 입자 평균속도의 상사성에 대하여 알아보았다.

OpenMP 병렬프로그램을 이용한 그물의 수중형상 시뮬레이션 구현 (Implementation of Underwater Simulation of a Net using OpenMP)

  • 박명철;박석규
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제13권2호
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    • pp.11-17
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    • 2008
  • 수중에서 그물의 형상변화는 다양한 벡터에 의해 영향을 받게 된다. 그러나 그물의 각 입자마다 모든 벡터의 영향을 계산하는 것은 정확성과 사실성은 증대하지만, 방대한 계산량으로 처리 시간이 많이 소요된다. 기존의 시뮬레이션 방법들은 물리적 사실성을 희생하고 시각적인 사실성을 유지하는 범위에서 수중 가상현실을 시뮬레이션으로 구현하였다. 본 논문에서는 입자들의 병렬처리를 통하여 물리적, 시각적 사실성을 모두 만족하는 시뮬레이션을 제안한다. 병렬처리를 위해서는 OpenMP를 이용하였고, 사실적 그래픽 표현은 OpenGL을 사용하여 구현하였다. 본 논문에서 구현한 시뮬레이션은 게임 및 해양수산 분야에서 모델분석이나 전문가 시스템구축을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

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