• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.28 no.3
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• pp.337-344
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• 2006

Characteristics of flocculent aggregates have great effects on membrane fouling. Floc from kaolin particles gave higher permeate throughputs than floc from natural particles at the same conditions. Therefore, the objectives of this study are to thoroughly analyze characteristics of flocculated aggregates and to investigate effects of flocculated aggregates on membrane fouling. Image analysis, specific rake resistance and cake compressibility were used for characterization of flocs. Different flocculent aggregates formed with natural and kaolin particles were employed in this study. The fractal dimensions from the image analysis were $D_2=1.79{\pm}0.07$ for floc from natural particles and $D_2=1.84{\pm}0.06$ for floc from kaolin particles. The lower fractal dimension($D_2$) of floc from natural particles indicated that the aggregates were more porous and less compact than floe from kaolin particles. In addition, both the specific cake resistances and compressible degrees of flocs from natural particles showed greater values than those of flocs from kaolin particles. The results implied that the porous and loose flocs from natural particles were more easily compressed on membrane surface than the dense and compact flocs from kaolin particles. The compressed flocs yielded the great hydraulic resistances by hindering the water flow through the cake layer.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.11a
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• pp.41-41
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• 2008

제지산업은 다량의 용수를 사용하면서 또한 많은 양의 폐수를 배출하고 있다. 기존의 폐수처리 공정에서는 침전처리를 위한 큰 저수조와 오랜 침강 시간이 요구되어 제한된 공장 내에서의 처리에 어려움이 많다. 이러한 기존 기술의 문제점을 보완하면서도 새로운 고도처리가 가능한 초전도 마그네트를 이용한 자기분리 기술을 적용하고자 하였다. 자기문리의 기본 원리는 강력한 자기력에 의하여 액체에 포함된 자성입자를 분리해내는 것으로 자성입자들이 자계의 힘에 의하여 잡아당겨지고 포획됨으로서 제거되는 것이다. 자기분리용 솔레노이드 마그네트로 초전도마그네트를 적용하게 되면 아주 높은 고구배의 자장(HGMS; High Gradient Magnetic Separation) 을 발생시킬 수 있다. 초전도마그네트와 체(sieve) 형 자기필터를 이용하면 대공간에 전력손실 없이 고자장을 발생시킬 수 있기 때문에 미립자를 효과적으로 고속으로 분리하는 것이 가능해지며 또한 상자성 미세입자까지도 처리할 수 있다. 본 연구에서는 주로 유기물로 구성된 제지며|수의 부유물을 자성체와의 응집반응에 의해 플록을 형성하여 자성 플록의 자기분리 효과를 연구하였다. 자성응집반응의 특성을 평가하기 위하여 전자석 시스템을 제작하였으며 배치타입의 자기필터를 설계 제작하였다. 또한 응집제의 종류와 응집반응 공정에 따른 자성플록의 형성 정도를 조사하였으며 자기분리 후 폐수의 탁도, SS 등의 특성을 분석하였다. 그림 1은 자성응집반응의 특성을 평가하기 위하여 제작한 전자석 시스템을 나타내고 있으며 전자석의 자장해석 결과를 보이고 있다.

• Journal of Korean Society of Water and Wastewater
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• v.18 no.6
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• pp.785-793
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• 2004

Coagulation has been investigated for pretreatment of low-pressure membrane systems such as microfiltration and ultrafiltration. Coagulation pretreatment can reduce foulants (particles and organic matter) prior to membrane filtration. However, when in-line coagulation or submerged type of filtration is used, flocculent aggregates could act as a foulant depending on concentrations and specific properties of floc. A natural water and three synthetic waters were used to investigate effects of coagulation pretreatment and presence of flocculent aggregates on membrane fouling. Coagulation pretreatment shows that foul ants were effectively removed during coagulation and the formed cake layer on the membrane surface had less resistances compared to raw natural water. In addition, little difference in membrane fouling was found by flocculent aggregates from the natural water. Interestingly, however, the results by three synthetic waters indicated that flocculent aggregates could have adverse effects on membrane fouling in a specific condition.

• Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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• v.19 no.4
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• pp.341-348
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• 2016

Micro-algae, one of the biological resources for alternative energy, has been heavily studied. Among various methods to analyze the status of the micro-algae including counting, screening, and flocculation, the flocculation approach has been widely accepted in many critical applications such as red tide removal study or microalgae resource study. To characterize the flocculation status of the micro-alga. A traditional optical modality, i.e., photospectrometry, measuring the optical density of the flocs has been frequently employed. While this traditional optical method needs shorter time than the counting method in flocculation status analysis, it has relatively lower detection accuracy. To address this issue, a novel real-time micro-algae flocculation analysis method based on the lens-free shadow imaging technique (LSIT) is introduced. Both single cell detection and floc detection are simultaneously available with a proposed lens-free shadow image, confirmed by comparing the results with optical microscope images. And three shadow parameters, e.g., number of flocs, effective area of flocs, and maximum size of floc, enabling quantification of the flocculation phenomenon of micro-alga, are firstly demonstrated in this article. The efficacy of each shadow parameter is verified with the real-time flocculation monitoring experiments using custom developed cohesive agents.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.298-298
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• 2008

제지산업은 다량의 용수를 사용하면서 또한 많은 양의 폐수를 배출하고 있다. 기존의 폐수처리 공정에서는 침전처리를 위한 큰 공간과 오랜 시간이 요구되어 처리비용이 비교적 많이 드는 단점이 있다. 이러한 기존 기술의 문제점을 보완할 수 있는 새로운 고도처리가 가능한 초전도 마그네트를 이용한 자기분리 기술을 적용하고자 하였다. 자기분리의 기본 원리는 강력한 자기력에 의하여 액체에 포함된 자성입자를 분리해내는 것으로 자성입자들이 자계의 힘에 의하여 잡아당겨지고 포획될으로서 제거되는 것이다. 자기분리용 전자석으로서는 아주 이상적으로 이러한 초전도마그네트와 체(sieve) 형 자기필터를 결합시키면 아주 높은 고구배의 자장(HGMS; High Gradient Magnetic Separation)을 발생 시킬 수 있다. 초전도마그네트를 이용하면 대공간에 전력손실 없이 고자장을 발생시킬수 있기 때문에 미립자를 효과적으로 고속으로 분리하는 것이 가능해지며 또한 상자성 미세입자까지도 처리할 수 있다. 본 연구에서는 주로 유기물로 구성된 제지며|수의 부유물을 자성체와의 응집반응에 의해 플록을 형성하여 자성플록의 자기분리 효과를 연구하였다. 응집제의 종류와 응집반응 공정에 따른 자성플록의 형성 정도를 조사하였으며 자기분리 후 폐수의 탁도, COD 등의 특성을 분석하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.842-846
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• 2008

원수의 탁질 중에서 입경이 $10^{-1}$mm이상인 것은 보통침전으로 제거가 가능하지만, 입경이��$10^{-3}mm$이하가 되면 일반적으로 콜로이드입자라고 총칭하며 그대로의 상태로서는 거의 침강되지 않을 뿐만 아니라 급속여과기구에서도 포착되지 않는다. 따라서 급속여과 방식에서는 이와 같은 탁질을 효과적으로 제거하기 위한 전처리로서 응집조작으로 인한 콜로이드상의 탁질을 플록화하여 약품침전이나 급속여과에서 포착되도록 탁질의 성상을 변화시키는 조작이 반드시 필요하다. 또한 양호한 플록을 효과적으로 형성시키는 약품혼화와 플록형성 등을 강구해야 한다. 이에 본 연구에서는 현재 국내에서 운영하고 있는 정수처리시스템의 일부인 혼화지내에 혼화지점의 단면적을 축소시켜 약품혼화효과를 극대화하고 혼화기의 소요동력을 감소시켜 혼화효과를 개선하며 혼화지내 혼화기 운용의 비용 절감 효과를 증가시키기 위한 저에너지형 CF혼화장치를 개발하는데 연구 목적이 있다. 연구결과 CF혼화장치의 설치시 약품 투입 위치에 따라 $2{\sim}6%$정도의 탁도제거율의 상승과 슬러지 높이의 차이를 보이는 것으로 나타났으며 이 실험 결과 약품투입장소에서 혼화지의 Compact화로 인해 급속 혼화를 이룰 경우 더 많은 플록화로 인해 탁도 제거율이 높아지는 것을 알 수 있다.

• Proceedings of the Korean Environmental Sciences Society Conference
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• 2005.11a
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• pp.137-140
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• 2005

Alum과 PDDA에 대하여 각각 휴믹산의 플럭 형성-파괴-재형성을 관찰 한 결과 sweep flocculation에 의해 휴믹 플럭을 형성하는 alum은 플럭의 파괴 및 재형성은 비가역적이이나 유기응집제인 PDDA 플럭의 파괴는 가역적이라는 것을 알 수 있었다. 그리고 플럭 강도지수 측정으로부터 PDDA는 alum보다 높은 강도를 가지는 것을 알 수 있었다. 그리고 플럭강도에 미치는 이온강도의 영향을 살펴 보면 alum은 플록강도에 미치는 영향이 거의 없었지만 유기응집제인 PDDA는 플럭 강도가 크게 감소함을 알 수 있었다.

• Membrane Journal
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• v.16 no.3
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• pp.182-187
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• 2006

The purpose of this study was to investigate effect of coagulation on filtration performance of membrane in submerged MBR system and influence of continuous aeration to reduce fouling of membrane surface on coagulated floc. For this purpose, aeration tank sludge of MBR system was compared with jar-test sludge. The experimental results were analysed in terms of floc size and SRF (Specific resistance of Filtration). The more alum was added, the more content of floc below $10{\mu}m$ reduced and SRF decreased. But compared with jar-test results, it was found that effect of coagulation on MBR floc was reduced. Operation time of membrane in alum added MBR was longer than that in control MBR. But operation time was not proportional to alum dose. It was thought that the result was reason that floc below $10{\mu}m$ was not reduced sufficiently by shear force of continuous aeration. Moreover it was founded that if alum is added more than proper dose, it brings filtration resistance to increase.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.50-50
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• 2020

하천, 강어귀 및 해안 지역의 점착성 유사는 흐름 내에 입자의 충돌에 의한 흡탈착으로 인해 다양한 크기의 플록을 형성한다. 이 플록은 오염물과도 군집을 형성하여 하상이 퇴적되는 경우가 많으며 홍수 등과 같은 외부 충격으로 인해 재부 되어 하천 환경 및 생태계에 악영향을 미친다. 군집의 형성은 화학적인 결합과 물리적인 응집으로 분류할 수 있는데, 미세 점착성 유사의 군집형성에 대한 연구는 주로 화학적인 결합에 대한 연구가 활발하다. 반대로 물리적인 결합 혹은 외부 충격에 대한 플록형성 매커니즘에 대한 연구는 미비한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 교반기를 활용한 실험을 통하여 점착성 유사에 대한 물리적인 흡탈착 과정을 분석하였다. 유입된 점착성 유사를 교반기로 외부충격을 주어 흡착과 탈착하는 정도를 탁도와 농도를 통해 정량화하였다. 실험은 원통 수조에서 수행되었으며, 교반기의 RPM을 조절하면서 외부충격의 강도를 조절하였다. 초기 실험을 통해 탁도-농도의 관계를 제시하였고 이를 활용하여 교반강도와 점착성 유사의 농도를 분석하였다. 실험 결과 교반강도가 증가할수록 플록 형성이 활발하게 진행되었으나, 일정 교반강도 이상에서는 다른 흡착 과정을 보였다. 이를 토대로 점착성 유사의 흡탈착의 임계값을 제시하였다. 향후 본 연구결과와 유속 혹은 난류강도 등의 하천특성과 연관성을 분석한다면 하천 내 오염물 관리에 효과적으로 사용될 것으로 기대된다.

• Journal of Korean Society of Water and Wastewater
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• v.18 no.5
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• pp.689-695
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• 2004

Electrocoagulation has been suggested as a promising alternative to conventional coagulation. The process is characterized by reduced sludge production, no requirement for chemical use, and ease of operation. However, this coagulation has scarcely been studied in water purifying process. This study was performed several batch experiments to compare turbidity removal between electrocoagulation and chemical coagulation. In addition, characteristics of floe were evaluated with zeta potential and particle size distributions. Electrocoagulation showed a relatively higher removal of turbidity (approximately 5%) with the same aluminum amount than conventional chemical coagulation. In addition, turbidity removal by electrocoagulation was less sensitive to pH and was greater for more extensive pH range than chemical coagulation. The results of zeta potential and floc size distributions illustrated that electrocoagulation provided the preferable conditions for coagulation such as zeta potential close to zero millivolt and increased portions of particles in the range of 40 and $100{\mu}m$.