• 한국양식학회지
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• 제19권1호
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• pp.25-32
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• 2006

본 연구는 상업적 규모의 대형 탱크에서 볼락 종묘 생산 기간 동안 사육 시스템 내 일어나는 수질 환경 변화를 알아보았다. 3개의 원형 수조(지름 6.5 m, 높이 2 m,수량 50톤)에 볼락 친어를 10마리씩(평균 무게 363.3 g, 수용밀도 $0.061kg/m^3$) 수용하여 종묘 생산을 하였으며, 실험 기간 동안 수온은 $14.2{\sim}16.1^{\circ}C$를 유지하였다. 먹이는 출산 1일부터 9일까지 로티퍼만, 출산 10일부터 20일까지 로티퍼와 알테미아를 병행하여, 출산 21일 부터 35일까지 알테미아만, 출산 36일부터 80일까지 알테미아와 배합 사료를 병행하여 그리고 출산 81일부터 조사가 끝난 85일까지 배합사료만 공급하였다. 종묘 생산 기간 동안과 각 먹이 공급에 따른 일간 수질 변화를 조사하기 위하여 용존 산소, pH, $NH_4^+-N,\;NO_2^--N,\;NO_3^--N$, 그리고 $PO_4^{3-}-P$ 농도를 조사하였다. 볼락 치어는 85일령에 0.88 g까지 성장하였고, 체중의 일간 성장률은 8.0%일이었다. 배합 사료 공급양이 많아질수록 사육수의 평균 용존 산소$(24.4{\sim}13.0mg/L)$와 pH $(8.1{\sim}7.4)$ 농도는 감소하였고, $NH_4^+-N\;(4.5\;to\;76.3{\mu}M),\;NO_2^--N\;(0.02\;to\;0.06{\mu}M),\;NO_3^--N\;(3.0\;to\;5.9{\mu}M)$, 그리고 $PO_4^{3-}-P\;(0.41\;to\;0.59{\mu}M)$ 농도는 지속적으로 증가하였다. 일간 $NH_4^+-N$ 농도 변화가 가장 컸으며, 로티퍼의 경우 $3.0{\mu}M$에서 $9.1{\mu}M$까지, 알테미아 경우 $16.13{\mu}M$에서 $45.8{\mu}M$까지, 그리고 배합 사료 공급시에는 $36.5{\mu}M$에서 $120.1{\mu}M$까지 상승하였다. 일간 수질 변화에 따른 용존 무기 질소(로티퍼; 7.0 g/일, 알테미아; 24.7 g/일, 배합 사료; 140.9 g/일)와 인(로티퍼; 0.7 g/일, 알테미아; 0.7 g/일, 배합 사료; 2.2 g/일) 배출량은 배합 사료 공급 시기에 유의적으로 높았다(P<0.05). 이와 같은 결과는 상업적 볼락 대량 종묘 시설에서 사육 시스템 내 수질 및 사육 관리를 위한 중요한 정보를 제공할 것이다.

• 대한환경공학회지
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• 제38권8호
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• pp.411-419
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• 2016

본 연구에서는 안료폐수 중에 포함되어 있는 유기물질과 질소를 처리함으로써 재순환방식을 이용한 튜브형 전해모듈시스템의 적용 가능성을 평가하였다. 튜브형 전해모듈은 내부 봉형 양극과 외부 튜브형 음극으로 이루어져있다. 양극의 재질은 $RuO_2$로 전착된 티타늄이었고 음극의 재질은 스테인리스 스틸이었다. 재순환형 튜브형 전해모듈시스템에서 오염물질의 제거율은 유량이 감소할수록 그리고 전류밀도가 증가할수록 높아졌다. 전해모듈시스템에서 체류시간이 180분일 때 염소산이온의 농도는 382.4~519.6 mg/L로 나타났다. 본 연구에서 사용한 재순환방식을 이용한 튜브형 전해모듈시스템에서 염소산이온의 생성은 전기화학적 산화의 중요한 인자 중의 하나이다. Bench scale의 재순환방식 튜브형 전해모듈시스템에서 전력량을 $4,500C/dm^2$으로 공급하였을 경우 $COD_{Mn}$은 89.6%, $COD_{Cr}$은 67.8%, T-N은 96.8% 그리고 색도는 74.2%가 제거되었으며, 이때 에너지 소모량은 $5.18kWh/m^3$이었다.

• 한국어류학회지
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• 제22권3호
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• pp.147-153
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• 2010

대구 치어(평균 36.5 g)의 수온 (9, 11 그리고 $13^{\circ}C$)에 따른 절식 (fasting)과 식후(post-prandial) 총암모니아성 질소 (total ammonia nitrogen, TAN) 배설의 일간 패턴과 배설률을 조사하였다. 실험어는 10일 이상 실험 수온에서 순치한 후 각 실험 수온 조건의 암모니아 배설 측정 시스템으로 옮겨 TAN 배설률을 측정하였다. 절식 TAN 배설은 72시간 절식 후 측정하였고, 식후 TAN 배설은 상품 사료(단백질 함량 40.6%)를 하루에 두 번(08:00, 16:00h), 7일간 공급한 뒤 측정하였다. 실험어 사육수조 유입수와 배출수를 2시간 간격으로 24시간 동안 채수하여 TAN을 분석하였으며, 모든 실험 조건은 3반복으로 실시하였다. 절식 및 식후 TAN 배설 모두 수온 상승에 따라 증가하였다 (p<0.05). 절식 시 시간당 평균 TAN 배설률은 수온 9, 11 그리고 $13^{\circ}C$에서 각각 9.3, 11.0 그리고 $11.9mg\;TAN\;kg\;fish^{-1}\;h^{-1}$이었고, $11^{\circ}C$와 $13^{\circ}C$가 $9^{\circ}C$에 비해 유의적으로 높았다 (p<0.05). 식후 시간당 평균 TAN 배설률의 경우 수온 9, 11 그리고 $13^{\circ}C$에서 각각 23.0, 31.6 그리고 $45.4\;mg\;TAN\;kg\;fish^{-1}\;h^{-1}$으로 나타났다. 최대 평균 TAN 배설률은 최초 사료 공급 10시간 후 나타났으며, 수온 9, 11 그리고 $13^{\circ}C$에서 각각 38.0, 52.9 그리고 $77.5\;mg\;TAN\;kg\;fish^{-1}\;h^{-1}$이였다. 수온 9, 11 그리고 $13^{\circ}C$에서 섭취한 질소에 대한 TAN 배설 비율은 각각 43.9, 46.4 그리고 48.4%로 나타나 $11^{\circ}C$와 $13^{\circ}C$가 $9^{\circ}C$에 비해 유의적으로 높았다(p<0.05). 이상의 결과에서 수온은 대구 치어의 질소 대사에 유의한 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 전기전자학회논문지
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• 제25권4호
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• pp.782-785
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• 2021

본 논문에서는 열화상 카메라를 적용한 개인 맞춤형 냉각관리 시스템을 제안한다. 제안하는 장비는 열화상 카메라를 이용하여 사용자의 진행 전 피부 온도와 진행 후 피부온도의 차이에 따라 냉기 배출량 및 시스템을 제어한다. 피부의 온도가 비정상적으로 낮아지면 냉기공급을 차단하여 안전사고 발생 가능성을 방지한다. 피부 온도 감지센서를 열화상 카메라 온도측정으로 대체하여 경제적이고, 열화상 이미지로 온도를 확인할 수 있으므로 시각화가 가능하다. 또한, 제안하는 장비는 열화상 카메라를 적용한 개인 맞춤형 냉각관리 시스템의 안전을 위해 레이저 포인터를 듀얼로 사용하여 초점 거리를 산출하여 피부와의 거리를 측정하는 센서의 감도를 개선시킨다. 제안된 장비의 성능을 평가하기 위하여 외부공인 시험기관에서 실험하였다. 첫 번째로 측정된 온도 범위는 -100℃~-160℃로 측정되어, 현재 현장에서 사용되는 최고 수준인 -150~-160℃(cryo generation/미국) 보다 넓은 온도 범위를 나타내었다. 또한 오차는 ±3.2%~±3.5%로 측정되어 현재 현장에서 사용되는 최고 수준인 ±5%(CRYOTOP/중국) 보다 우수한 결과를 나타내었다. 두 번째로 측정된 거리 정확도는 ±4.0% 이하로 측정되어, 현재 현장에서 사용되는 최고 수준인 ±5%(CRYOTOP/중국) 보다 우수한 결과를 나타내었다. 세 번째로 질소 사용량은 최대 0.15 L/min 미만으로 확인되어, 현재 현장에서 사용되는 최고 수준인 6 L/min(POLAR BEAR/미국) 보다 우수한 결과를 나타내었다. 따라서 본 본문에서 제안한 열화상 카메라를 적용한 개인 맞춤형 냉각관리 시스템의 성능의 우수함이 판별되었다.

• 한국가스학회지
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• 제14권1호
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• pp.15-20
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• 2010

최근 들어 유럽 및 미국을 중심으로 각광받고 있는 가스화 열병합 설비는 석탄이나 바이오매스, 폐기물로부터 지역의 전기 및 냉난방 에너지를 공급하는 중소형 규모의 에너지 시스템으로서 시장적 측면이나 기술적 측면에서 그 활용 가능성이 매우 밝은 것으로 예견되고 있다. 가스화로부터 얻어지는 합성가스는 일반적으로 가스엔진, 스털링 엔진, 마이크로 가스터빈 및 중소형 가스터빈 등이 원동기 연료로 사용될 수 있다. 그러나 가스화를 통한 합성가스는 일반적으로 LPG, CNG와 같은 고발열량 가스연료에 비해 발열량이 낮고, 반응성 및 화염속도도 매우 큰 차이를 보인다. 본 연구는 저발열량의 합성가스연료를 이용한 고효율 전소엔진 개발의 전 단계로서 60kW급 디젤혼소엔진을 개발하였다. 저발열량의 합성가스를 모사하기 위해 CNG에 질소를 희석한 연료를 사용하였으며, 디젤 연료 분사를 제어하기 위한 인젝터 드라이버 및 ECU를 적용하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권1호
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• pp.1-7
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• 2016

환원제를 이용하여 배기가스 내의 NOx를 질소로 환원시키는 요소수 SCR 시스템은 다른 후처리 장치들 중에서 가장 효율적인 장치로 알려져 있다. 차량에 적용되는 SCR 장치는 32.5wt%의 공융혼합물을 이용한다. 이러한 혼합물의 가장 큰 장점 중의 하나는 $-11.7^{\circ}C$에서 얼기 때문에 추운 환경에서 응고를 피할 수 있다는 것이다. 한편, 이러한 추운 환경에서 시동시 필요한 수용액을 충분히 공급하기 위해서는 고체상을 가열해야 한다. 따라서 본 연구에서는 Fluent 상용코드를 이용하여 3차원 비정상 전산해석을 통한 냉각수 및 전기가열 방식에 따른 고체상 요소수의 시간에 따른 액상비 및 온도분포와 같은 해동 및 열전달 특성을 고찰하였다. 본 연구를 통하여 전기히터 가열 방식이 냉각수 방식보다 효율적임을 확인하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.120-120
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• 2018

반도체 소자나 디스플레이 패널 제조 공정에 가장 많이 사용되는 진공 펌프인 터보 분자 펌프는 오일을 사용하지 않고, 설치 방향이 자유로우며 넓은 작동 압력 영역을 가지고 있어서 고가임에도 불구하고 점점 더 사용 영역을 넓혀 가고 있다. 상하의 두 곳에 회전축을 지지하는 베어링이 필요한데, 기계식 금속 베어링을 채용하는 경우에는 반드시 윤활유를 공급해 주어야 하고, 고온, 부식성 또는 산화성 가스의 배기 시에는 퍼지 가스로 비활성인 질소나 알곤등을 이용하여 보호를 해주어야 한다. 반면, 자기 베어링을 채택한 모델은 윤활의 걱정에서 자유로울 수 있기 때문에 채용이 늘어나고 있다. 동일극의 반발력이나 반대극의 인상력을 이용한 구조를 갖게 되는데 갑작스러운 입구 쪽 압력의 증가 시에는 자석 끼리 부딪치는 일이 발생하고 이로 인해서 로터 모듈 전체에 큰 손상을 갖게 되므로 한 곳 정도에 비상용 터치 다운 베어링을 기계식으로 윤활제 없이 설치하기도 한다. 기본적으로 자기 베어링 방식은 로터 모듈의 부상과 제어를 위해서 3축 또는 5축 제어를 하게 되는데 여기에는 전자석의 전류를 미세하게 조정하여 피드백 하는 시스템을 활용하기 때문에 외부에서의 자기장이 일정값 이상 침투하게 되면 제어 회로의 기능에 문제를 일으키게 된다. 또한 축 방향에 수직인 자기장의 강도가 높아지면 고속으로 회전하는 금속 블레이드가 자속을 자르게 되므로 표면에 와전류가 발생하여 문제가 된다. 터보 분자 펌프는 회전자와 고정자 간격이 1 mm 이내로 작아서 약간의 진동이라도 발생하면 회전자와 고정자 간에 충돌이 일어나고 이는 곧 파손으로 이어진다. 그림 1에는 파손 원인 분석을 위한 회전자 모듈의 수치 해석용 모델의 일부를 나타내었고, 그림 2에는 실제로 외부 자기장에 의한 파손이 발생한 사례의 자기 베어링 모듈의 사진을 나타내었다. 본 발표에서는 외부 자기장의 형태에 따라 제어 자기장에 미치는 영향을 CFD-ACE+(ESI corp)를 활용하여 해석하였다.

• 한국진공학회지
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• 제16권2호
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• pp.153-159
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• 2007

KSTAR 장치의 저온 component에 헬륨을 공급하기 위한 헬륨라인은 크게 두 가지로 이루어져 있다. 냉동기에서 KSTAR 저온용기 외부까지의 트랜스퍼 라인과, 저온용기 내부의 헬륨라인이다. KSTAR 장치는 3가지 종류의 헬륨을 사용하여 각 저온 component를 냉각하는데, 초전도 자석 시스템과 버스라인에는 초임계 헬륨, 전류인입장치에는 액체 헬륨, 열차폐체에는 가스 헬륨을 공급한다. 저온용기 내부의 헬륨라인은 냉동기에서 저온용기 근처까지 연결된 배관을 저온용기 내부의 각 장치에 최단거리로 열손실 없이 설치하여 각 장치가 정상 작동하도록 하는데 그 목적이 있다. 저온용기 내부의 헬륨라인은 최대 20bar로 가압되는 운전시간 동안에 헬륨누설 없이 설치되어야 한다. 그리고 상온으로 부터의 복사열을 차단하기 위하여 다층절연제로 배관을 감싸주어야 하고 고전압 부분은 프리프레그 테잎으로 절연되어야 한다. 전기절연체는 세라믹과 스테인레스 스틸 튜브를 브레이징 접합 방법으로 연결하여 만들어진 것으론 배관과 배관, 배관과 저온 component간의 절연을 위해 사용되고, 헬륨라인과 동일하게 4.5K 초임계 헬륨온도에서 누설이 없어야 한다. 따라서 모든 전기절연체는 액체질소에 침전시켜 열충격을 가하고, 내부에 30 bar를 가압하여 진공 누설시험을 한다. 그리고 초전도 자석과 배관의 절연체로 사용되므로 15kV 고전압 절연 검사를 한다. 전기절연체의 세라믹 부분은 구조적 보강을 위하여 추가적으로 표면에 절연 작업을 한다. 현재 대부분의 저온용기 내부의 헬륨 라인은 설치 완료되어 있으며, 최종 검사가 진행 중이다.

• 생물환경조절학회지
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• 제26권4호
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• pp.393-401
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• 2017

쌈채소 수경재배 시 문제가 되는 체내 질산염 함량을 효과적으로 저감시키기 위해 폐쇄형 생산시스템에서 1) 저광도($100{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$내외) 조건에서의 수확 7일 전 양액조성 방법과 2) 질산염 저감을 위한 적정 광도 및 수확 전 적정 양액결제시기를 구명하기 위해 수행하였다. 청치마상추에서 수확 7일 전 양액조성 방법 중 양액결제(양액공급 중단) 처리와 양액내 질소 공급원으로 탄산암모늄[$(NH_4)_2CO_3$]을 사용한 처리는 처리기간 동안 체내 질산염 함량을 감소시켰으나, 생체중, 엽면적 등의 생육량도 감소되었다. 하지만 $100{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$조건에서 수확 7일전 양액내 $NO_3-N$ 비료를 결제하여 조성하거나 배양액 농도를 1/2배액으로 낮추어 공급함으로써 외적품질 및 생육량의 저하없이 질산염 함량은 감소되었다. 또한 수확 전 양액결제시기 및 적정 광도를 구명하기 위해 실험을 수행한 결과, 100, 200, 및 $300{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$의 3수준의 광조건 모두 수확 7일 전 양액결제시에 체내 질산염이 가장 낮게 나타났으며, 특히 $300{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$의 광도와 수확 7일 전 양액결제 처리시 식물체내 질산염의 빠른 저감효과를 볼 수 있었으나 생육량의 감소를 가져왔다. 수확 3일 전 양액결제 처리에 의해 $300{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ 광도에서 체내 질산염 함량은 2,021ppm에서 480ppm로, $200{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ 광도에서 3,018ppm에서 1,035ppm로 감소되었으며, 외적 품질의 저하 없이 생육량이 높으면서 동시에 짧은 시간 동안 식물체내 질산염의 저감 효과를 볼 수 있었다. 수확 7일 전 양액결제 처리는 체내 질산염의 저감효과가 컸던 반면 엽중, 엽면적 등의 생육 감소를 가져왔는데, 200과 $300{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$의 광조건에서 수확7일 전 양액결제시 수확 3일 전 양액결제보다 엽중은 20~35%, 엽면적은 16~31% 낮은 값을 나타내었다. 광도 및 양액결제시기에 따른 비타민 C 함량을 분석한 결과 100, 200보다 $300{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ 에서 수확 3일과 5일전 양액결제 처리시 비타민 C 함량이 가장 높게 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.592-592
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• 2016

국내에는 17,500여개의 농업용 저수지가 전국적으로 분포하고 있다. 국내 농업용 저수지는 대부분이 소규모이며, 연중 수량 변동이 심하고, 유역배율이 작아 태생적으로 수질오염에 취약한 구조로 되어 있다. 특히 농업용 저수지는 도시 근교나 농촌지역에 많이 위치하고 있어 유역 내 축산 농가나 미처리 생활하수에서 유래된 유기물 및 영양염류 유입에 의한 수질오염도가 높다. 저수지에 고농도로 유입되는 유기물, TN, TP를 처리하기 위하여 농어촌연구원과 수생태복원(주)에서는 공동으로 친환경 수처리시설인 생태융합형 접촉산화시스템을 개발하였다. 생태융합 접촉산화수로는 상부 식생과 수로 내의 섬유상 끈상 미생물 접촉재를 이용하여 오염수가 수로를 흐르면서 침전, 여과, 흡착, 산화, 흡수 등 물리학적, 화학적, 생물학적 원리를 이용하여 고농도의 유기물과 질소, 인을 제거하는 물리적, 생물학적 공정을 융복합 기술이다. 본 연구에서는 경기도 시흥시에 소재하고 있는 M 저수지에 현장 Test-bed를 구축하여 수질정화효율을 평가하였다. M 저수지는 유효저수지량이 약 23만톤에 해당하는 소규모 저수지로, 1941년도 준공된 아주 노후화된 저수지로 평균 수심이 2m 이하이고 연중 수질오염도가 높은 저수지이다. 매화저수지 수변에 설치된 생태융합형 접촉산화수로의 전체규모는 길이 8.6m, 폭 2m, 수심 2m에 해당하며, 끈상 미생물 메디아조 3개($2{\times}2{\times}6m^3$), 침전조 1개($2{\times}2{\times}2m^3$)로 구성되어 있다. 기타 부대 장치로는 끈상 메디아조에 산소공급을 위한 Air-mist(마이크로 버블 발생장치), 자동운전계기판, 유입펌프 등이 있다. 생태융합형 접촉산화수로의 처리 공정은 유입수${\rightarrow}$에어미스트${\rightarrow}$고속복합응집장치${\rightarrow}$융복합 산화조(3조)${\rightarrow}$침전조${\rightarrow}$방류로 구성되어 있다. 테스트 베드는 2015년 8월 말경에 구축 완료하였으며, 끈상 미생물 메디아조의 수질정화효율을 평가하기 위하여 9월부터 11월까지 총 7회 걸쳐 유입수와 유출수를 각각 조사하였다. 현장 측정항목인 수온, pH, EC, DO 등은 유입수 및 유출수간 큰 차이가 없었고, COD, SS, Chl-a, TP 등은 수처리시스템 초기 가동시에는 메디아에 미생물 부착율 저조로 유입수 및 유출수 수질농도에 큰 차이가 없었으나, 운영시간의 경과와 함께 메디아의 미생물 충진율이 높아짐에 따라 처리효율이 최대 SS 69.6%, Chl-a 89.3%, TP 89%까지 도달하는 것으로 나타났다. 생태융합 접촉산화수로는 부지 집약적인 컴팩트한 수처리 시설로서 현재 널리 이용되고 있는 인공습지를 대체할 수 있는 경제적인 시설로 판단된다.