• 대한환경공학회지
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• 제35권3호
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• pp.171-178
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• 2013

본 연구는 CSOs의 처리를 위해 개발된 응집침전시스템의 운전초기에 발생하는 침전슬러지를 응집반응조에 반송하였다. 슬러지 반송을 통해 생성되는 플록의 형성특성 및 침전특성을 분석하고, CSOs 유입초기의 고농도 입자성 물질이 가중응집제로 활용될 수 있는지 그 가능성을 평가하고자 하였다. 그 결과, CSOs는 유입초기 고농도의 오염물질을 포함하며, 특히 20 ${\mu}m$ 이상의 입자성 물질이 다량 유입되었다. 응집침전시스템을 통해 처리된 유출수는 고농도의 오염물질이 유입되는 시기에는 처리수질이 낮아졌으나, 이후 유입오염물질의 농도가 감소되는 시점에서는 처리수질이 증가하는 현상을 보였다. 슬러지반송 운전에서 생성되는 플록은 마이크로샌드를 주입한 플록에 비해 크기는 비슷하고, 침강속도는 55.1 cm/min에서 21.5 cm/min으로 감소하였다. 반송에 사용되는 침전조 하부에 축적된 슬러지의 SVI값은 72로 침강성이 양호하였으며, 침전된 슬러지가 압밀침전으로 인해 부피가 급격히 감소하는데 걸리는 시간은 10분 정도로 분석되었다. 반송슬러지는 인발 0.3%에 반송 0.1%의 조건에서 지속적인 슬러지 발생에 따른 침전과 인발의 균형이 형성되는 것으로 분석되었으며, 이때, 응집반응조의 평균 TS농도는 100~200 mg/L, VS농도는 50~100 mg/L 정도를 유지하도록 슬러지를 반송하는 것이 적절한 것으로 분석되었다. CSOs의 입자성물질을 함유한 슬러지의 반송은 유입수질의 변화에 대응하여 안정적인 처리수의 수질을 확보할 수 있고, 약품주입량의 감소와 함께 슬러지 발생량의 감소효과를 기대할 수 있다.

• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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• 한국마린엔지니어링학회 2005년도 후기학술대회논문집
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• pp.176-177
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• 2005

KOWACO - ChangWon Branch - have conducted the new study which aimed to improve flocculation performance in Mixers. The Purposes in this study were increasing flocculation efficiency by finding significant factor which was affected flow characteristics. In the result of this research we modified the error in equation of G-value and RPM which have been used till quite recently. Also we developed program auto-calculating G-value and RPM and then we had made their statistical list. We had conducted experiment with flocculation Mixer's model sized 1/10 by PIV's method. We analysed characteristic of all flow fields by changing case such as changing direction of flocculator roatation etc.

• 상하수도학회지
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• 제24권1호
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• pp.103-108
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• 2010

Until now, research reports that it is difficult for brokenup floc after coagulation to reaggregate and settling efficiency of reaggregated floc is relatively low have dominated in water treatment process. In contrast, from recent study conducted by the French researcher, because the density of the reaggregated floc was higher than the previous floc, the settling efficiency of reaggregated floc increased. In this study, 15 times wet test were carried out and the removal efficiency of reagrregated floc was considerably increased. Moreover, this result was explained using the turbulent model for the flow occurred around the floc. Consequently, in the case of suitable hydrodynamic condition for the reaggregation, the characteristics of the reaggregated floc was changed into the favorable condition for improvement of settling efficiency. Also, the most important factor for reaggregation of floc was governed by hydrodynamic shear stress.

• 상하수도학회지
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• 제22권5호
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• pp.531-540
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• 2008

The main advantage of dissolved air flotation (DAF) in water treatment process is the small dimension compared with conventional gravity sedimentation and it can be basically reduced by the separation zone performed with the short solid-liquid separation time. Fine bubbles make such a short time possible to carry out solid from liquid separation as a collector on the course of water treatment. Therefore, the dimension of separation zone in DAF process is practically determined by the rise velocity of the bubble-floc agglomerates, which is a floc attached with several bubbles. To improve flotation velocity and particle removal efficiency in DAF process, many researchers have tried to attach bubbles as much as possible to flocs. Therefore, the maximum number of attached bubble on a floc and the rise velocity of bubble-floc agglomerates considered as the most important factor to design the separation zone of flotation tank in DAF process was simulated based on the population balance theory. According to the simulation results of this study, the size and volume concentration of bubble influenced on the possible number of attached bubble on a floc. The agglomerates attached with smaller bubble was more sensitive to hydraulic loading rate in the separation zone of DAF process. For the design of a high rate DAF process applied over surface loading 40 m/hr. it is required a precise further study on the variation of bubble property and behavior including in terms of bubble size distribution.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.859-863
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• 2008

축산폐수, 침출수 등의 고농도 폐수를 생물학적으로 처리할 경우 최종 방류수는 강한 색도를 띠며 고분자량의 유기물질을 다량 함유한다. 이는 생물학적으로 분해하기 어려운 유기성 복합체와 생화학적 반응에 의한 중간생성물로 색도를 띠는 천연유기물질(NOM)을 포함한다. 생물학적 처리수의 색도는 심미적인 불안감, 방류수역의 수질오염 및 공중보건상의 잠재적 위해성을 갖는다. 또한, 수자원 이용측면에서 정수처리공정에서의 약품투입량 증가와 특히, 소독부산물 생성이라는 잠재적 문제점이 뒤따른다. 따라서 이러한 문제점을 해소하기 위한 생물학적 2차 처리수의 후속처리가 요구되며, 실제로 난분해성 유기물과 색도를 제거하기 위한 흡착, 막 분리, 고급산화(AOP) 및 화학적 응집 등의 물리-화학적 공정에 대한 연구가 수행되어왔다. 특히, 화학적 응집은 무기응집제 또는 고분자중합체(Polymer)를 이용하여 콜로이드성 입자와 색도를 띠는 난분해성 유기물을 전기적 불안정화를 유도함으로서 흡착 및 응집과정을 통해 제거하는 공정으로 많은 연구자들에 의해 연구되어왔다. 그러나 난분해성 유기물과 색도제거는 대상원수의 성상과 화학적 특성 등에 따라 각각의 제거효율과 최적 운전조건이 상이하게 나타난다. 화학적 응집공정은 비교적 높은 제거효율을 보이지만, 운전 및 유지관리의 기술적 어려움, 경제적 비효율성 등으로 인하여 적용에 어려움을 겪고 있는 실정이다. 본 논문에서는 생물학적 혐기-호기성 공정에서 방류되는 축산폐수의 2차 처리수를 대상으로 화학적 응집에 의한 색도 및 난분해성 유기물의 제거거동을 고찰하였다. 대상 처리수의 $TCOD_{Cr}$ 농도는 평균 410 mg/L인 반면, $BOD_5$는 7-15 mg/L 범위로 난분해성 유기물을 다량 함유하고 있음을 알 수 있었다. 이에 황산알루미늄(Aluminium sulfate; $Al_2(SO_4){\cdot}14H_2O$)과 염화철(ferric chloride)의 무기응집제를 이용하여 자 테스트(jar test)를 수행한 결과, 동일한 응집제 주입량에서 염화철의 유기물 제거 효율이 높은 것으로 나타났다. 황산알루미늄과 염화철의 경우 각각의 응집제 주입율 5.85mM에서 89%, 7.03mM에서 97.5%의 최대 유기물 제거효율을 보여주었으며, 이 때 최종 pH는 4.0-5.6 범위이었다. 한편, 대상 원수 내의 콜로이드성 입자 또는 용존성 유기물의 작용기(functional group)는 일반적으로 음으로 하전 되어 있어 응집에 의해 잘 제거되지 않는 특성을 가지고 있다. 따라서 과량의 응집제를 주입하여 다가의 양이온성 금속염을 흡착시켜 전기적으로 중화시키고, 생성된 침전성 수화물 내에 포획 또는 여과시켜 제거하게 된다. 이 때, 금속염 수화종의 전하밀도가 응집효율에 영향을 주는 것으로 알려져 있는데, 다가의 양이온은 전기적 이중층(Double layer) 압축에 의한 불안정화를 향상시킬 수 있기 때문에다. 또한, 2가 금속염은 색도유발물질과 흡착하여 humate 또는 fulvate 등의 착화합물(complex)을 형성시켜 응집효율을 향상시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 생물학적 2차 처리수의 화학적 응집처리에 있어서 알루미늄염 등의 다가이온 첨가가 응집에 미치는 영향을 관찰하고, 후속되는 플록형성 및 침전공정에 의한 제거효율을 비교, 평가함으로써 2차 처리수로부터 난분해성 유기물과 색도를 보다 효과적이고 경제적으로 제거할 수 있는 최적인자를 도출하고자 하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제5권3호
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• pp.269-277
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• 1995

초고온(5000K 이상)의 고주파 유도 플라즈마(ICP)를 열원으로 사용하여 $AlCl_3$와 $Al_2(SO_4)_3$로부터 $Al_2O_3$ 초미세분말을 합성하였다. 각각 합성된 $Al_2O_3$ 미분말의 결정상은 모두${\alpha} - group({\alpha}, {wdelta}, {\theta})$의 상이었으며, 평균입경 20 nm 내외의 좁은 입도 분포를 가지는 미분말이 형성되었다. ICP tail flame 중간부(X = 500 mm)에서 MgO polycrystal plate위에 부착된 응집플록, whisker 및 판형의 형태를 통 해 기상-고상반응에 의한 성장과 입자간 소결현상을 제안 할 수 있었다. 그리고 위의 결과들로부터 spray-ICP 반응기 내에서의 $Al_2O_3$미 분말 형성과정을 제안하였다.

• 상하수도학회지
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• 제9권4호
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• pp.63-72
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• 1995

The mean velocity gradient, G, has been used as a principal design and operation parameter for flocculation unit. This paper questions that significance. The physical and qualitative meaning of collision efficiency factors of each transport mechanism (Brownian motion, fluid shear, and differential sedimentation) are reviewed. The overall collision frequency function is calculated by summing up the collision frequency function of each mechanism. In the collision of two particles of different size, a diagram showing the dominant region in which each mechanism is important is developed and the meaning of the diagram is discussed. The primary ramification of this curvilinear, heterodisperse approach is that G is found to be not nearly so important. Previous experimental work in which the role of G has been examined is reviewed in light of this finding.

• 상하수도학회지
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• 제19권2호
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• pp.149-154
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• 2005

Conventionally used flocculation tanks require large space and high energy requirement for mixing. Static flocculators using gravel bed filter operate at a lower flow rate ($5-10m^3/m^2{\cdot}h$). Further, the cleaning of this system is difficult. A novel high rate static flocculator/filter developed at UTS packed with buoyant media such as polystyrene, polypropylene has been found to operate at higher filtration rates (30-45 $5-10m^3/m^2{\cdot}h$). They can easily be cleaned with minimal energy. Detailed experiments conducted with an artificial kaolin clay solution show that buoyant media is an excellent static flocculator in producing uniform filterable microflocs (12-15 m) even when it is operated at a high rate of 30-40 m/h. Detailed filtration experiments were conducted in a wastewater treatment plant to treat the biologically treated effluent with a floating media of depth of 120 cm. This filter was able to remove majority of phosphorus and remaining solids. It reduced significantly the fecal coliforms and fecal streptoccoci, thus requiring less amount of chlorine for disinfection. The advantage of this system is the low energy and water requirement for cleaning of filter bed. The periodic backwash adopted 30 seconds air and water and 30 seconds water cleaning every 90 minutes filter operation. Thisis equivalent to 1-2% of filtered water production. Mechanical cleaning system on the other hand, requires very low energy requirement (<1% of filtered water production).

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권7호
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• pp.4665-4674
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• 2014

본 연구에서는 분리막을 이용하여 혐기성소화액을 분리막으로 고/액 분리할 때 발생하는 막오염을 방지하기 위하여 전기응집을 전처리 공정으로 적용 가능한지 여부를 평가하였다. 전기응집 공정의 전극면적, 전류밀도 및 접촉시간에 따른 막오염 저감 효과를 분석하였다. 전극 침지 면적이 작은 경우 전계의 세기가 높아져 미생물 플록 및 셀의 파괴 현상으로 인한 용존 COD의 증가 현상이 관찰되었으나, 전극 침지 면적이 큰 경우에 용존 COD는 큰 변화를 보이지 않았다. 그러나 T-P는 전극에서 용출된 알루미늄 이온과 침전하여 전기응집 후 크게 감소하였다. 전류밀도가 증가함에 따라 막 투과 플럭스가 증가하여 결과적으로 막오염 저항값 (Rc+Rf)은 감소하였다. 혐기성 소화액의 입자 크기는 전기응집 후에 약간 증가하였으나 입자크기 증가가 막오염 저감의 직접적인 원인은 아닌 것으로 나타났다. 전기응집으로 발생한 $AlPO_4$와 같은 무기성 부유 물질이 분리막 표면에서 dynamic membrane으로 작용하여 막오염을 저감시킨 것으로 나타났다.

• 한국환경과학회지
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• 제25권2호
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• pp.231-238
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• 2016

In this study, we have investigated to find optimal pre-treatment flocculation condition by analyzing the floc growth rate with mixing conditions and the membrane permeation flux for pre-treatment step of the membrane process. The higher mixing intensity showed a constant floc size index (FSI) values, and lower mixing intensity increased the degree of dispersion of the FSI values. Results of comparing the distribution characteristics of the FSI value and the permeation flux were more effective in increasing flux when the FSI values were 0.2 or higher. The degree of dispersion of FSI was relatively large in 40 rpm mixing condition compared to 120 rpm. In 40 rpm mixing condition, it decreased the permeation flux compared to 120 rpm because various sizes of flocs were distributed. Coagulation-UF membrane process enhanced 30%~40% of the flux rate compare to UF alone process, and the coagulation-MF process increased up to 5% of the flux rate compare to MF alone process. Pre-treatment, that is, coagulation process, has been found to be less effects on relatively larger pore size for MF membrane. For UF membrane, the flux was a little bit same when applying only the rapid mixing process or rapid mixing with slow mixing processes together. In case of MF membrane, the flux was improved when rapid mixing process applied with slow mixing process together.