• 대한환경공학회지
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• 제27권1호
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• pp.52-58
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• 2005

국내 정수장의 약품공정을 향상시켜 저비용 고효율의 정수처리 공정을 확립할 목적으로 약품 분사용 초음파 분사 노즐의 적용가능성을 평가하였다. 초음파 분사노즐은 압전세라믹스를 이용하여 제작하였으며, 이 장치를 사용하여 상수 원수를 처리한 결과와 현재 대부분의 정수장에서 사용되고 있는 기존의 약품 혼화방식에 의한 오염물질의 처리효율을 비교 평가하였다. 그 결과 혼화방식에 따른 혼화지 내 응집제 혼화특성은 초음파 노즐에 의한 혼화방식이 기계식(back-mixing) 혼화방식보다 응집제의 확산속도가 빠른 것으로 조사되었다. 오염물질 별 제거효율 역시 기계식(back-mixing) 혼화방식보다 초음파 노즐에 의한 혼화방식의 제거효율이 높은 것으로 조사되어, 초음파 분사노즐을 이용한 약품 혼화방식을 실제 정수처리 공정에 적용할 경우 응집제의 과량 주입에 의한 처리효율의 저하를 방지할 수 있고, 후속 공정에 대한 부하량을 줄임으로서, 정수공정에 사용되는 약품을 절감시키고, 혼화지가 필요없게 되어 이로 인한 경제적 효과 뿐만 아니라 보다 순도가 높은 음용수를 생산 할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.1189-1193
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• 2007

국내 정수장내 설치되어 있는 혼화기는 대부분 기계식 급속혼화 방식을 채택하여 운영하고 있으며 대부분의 혼화지가 크게 설계되어 설계 변경을 하지 않고서는 혼화 효율을 높이는 한계가 있다. 혼화지내 격벽을 설치하여 혼화 구간을 축소시킴으로써 혼화구간이 큰 구조에 비해 6.27%의 효율이 더 좋은 것으로 나타났으며 격벽이 설치된 혼화구간내에 임펠러는 격벽으로 둘러싸인 유출부쪽(상단부)에서 85.45%로 가장 좋은 효과가 나타났다. 또한 약품위치가 임펠러 하단에 가까우면 혼화효과가 크며 멀 경우에 격벽설치에 따른 혼화효과가 더욱 큰 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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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.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.6-13
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• 2017

본 연구에서는 혼화기의 혼화성능과 압력손실을 개선하기 위해 오리피스의 형상과 개수에 따른 영향을 해석하였다. 물의 정수에서 중요한 과정은 물속의 이물질을 포집하는 응집 과정이고 응집제가 얼마나 물속에 고른 분포를 가지고 물속에 혼화되어 있는 지가 정수에 큰 영향을 미친다. 기계식 혼화방식이 갖는 정수과정에서의 긴 체류시간, 기계 소음, 과다한 에너지의 소비 및 높은 유지관리 비용 등의 단점을 보완하기 위해서 최근에는 응집제가 원수에 주입됨과 동시에 가능한 한 빠르게 수중에 확산시킬 수 있는 장치로서 관내혼화장치의 도입이 증가추세에 있다. 본 연구에서는 관내 혼화기의 혼화성능과 압력손실을 개선하기 위해 오리피스의 유무, 형상과 개수에 따른 약품의 체적분률, 관내 압력손실 등 유동특성과 체적분률이 수치해석에 의해 계산된다. 관내 혼화장치에 장착된 오리피스는 혼화정도를 향상시키나 압력손실이 증가되므로 오리피스의 개수를 제한하여야 한다. 주요 인자에 대한 민감도 분석을 통해 가이드 베인을 장착한 오리피스 1개를 사용하여 약품의 체적분률과 압력손실이 개선된 관내 혼화장치를 제안하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.1452-1457
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• 2011

실리카흄과 이산화티타늄을 건식 및 습식방식에 의해 나노화하여 시멘트 모르타르의 강도특성실험을 수행하였다. 실험변수는 건식 및 습식 방식으로 제조된 혼화재를 각각 5,10,15,20%의 첨가율로 하였다. 그 결과 실리카흄과 이산화티타늄을 사용했을 때의 시멘트 모르타르 강도 특성이 유사하게 나타났으며 건식과 습식 혼화재의 비교에서는 습식 혼화재를 사용했을 때가 더 큰 강도 특성을 보였다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권7호
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• pp.1173-1182
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• 2000

지금까지 급속혼화는 정수처리 공정 중에서 매우 중요한 공정으로 인식되어 왔다. 특히, 응집제의 원수내 확산은 급속혼화 공정에 이어지는 flocculation이나 filtration 공정에 지대한 영향을 미치게 되므로 지금까지 많은 연구자들이 혼화장치의 개발이나 효율적인 혼화방식에 관해 연구를 해왔다. 그러나 선행 연구자들은 급속혼화에 있어서 중요한 변수로 응집제 주입량, pH, 임펠러의 회전속도, 그리고 G값만을 고려하였으나, 실제 응집제와 콜로이드입자와의 충돌기회에 지대한 영향을 미치는 급속혼화 공정상에서 발생되는 난류장을 간과하였다. 특히 급속혼화에서의 난류의 발생은 G값에 전적으로 의지하여 난류장의 평균값으로 혼화조내의 난류를 표현하여 왔으며, 혼화조의 형상에 따라 달라지는 난류장 해석은 연구가 미약한 실정이다. 이에 본 연구는 급속혼화에서 난류장 해석의 중요성을 인식하고 혼화조의 형상 변화에 따라 달라지는 난류장을 전산유체 프로그램을 통하여 해석하였다. 그리고 혼화조 형상을 달리하며 jar-test를 수행한 결과 배플이 없는 원형 jar의 경우가 배플이 장착된 원형 jar나 Hudson jar보다 응집제의 확산에 따른 탁도 제거효율이 좋은 것으로 나타났으며, 전산유체 프로그램을 이용하여 각각 모사한 결과 벽면효과나 사류지역의 발생 등으로 배플이 없는 원형 jar가 혼화에 효과적인 난류장이 분포되는 것으로 확인되었다. 이 결과를 통해 혼화조 형상이 응집제의 확산이나 난류장의 발생에 영향을 미치는 것으로 결론 내릴 수 있다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제22권1호
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• pp.1-7
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• 2017

The mixing of water and chemicals is an important process in the water purification plant. In this paper, we compare PDM(pump diffusion mixer) and hydraulic mixer at the basin in the mixing process. The proper flow rates are predicted and compared in both mixers using CFD technique. As a result, the flow rate of purifier chemical liquid should be 5% of that of water for the optimal performance of mixing process. The characteristics of the two mixing methods are compared with each other for strong and weak points on the operation of the purification system, discussed in the view point of CFD simulations.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권3호
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• pp.269-275
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• 2014

본 연구는 PI 개념에 근거한 수처리용 인라인 혼화 및 응집 시스템의 성능특성에 대한 실험적 연구를 목적으로 한다. 3단 인라인 혼화 및 응집 시스템은 처리 원수 저장조, 응집제 주입 정량펌프, 혼화 및 응집관, 침전조 및 제어 판넬로 구성된다. 동일한 응집제와 응집보조제의 주입량 조건에서 응집제의 증가에 따른 탁도 제거율에 비해 응집보조제의 증가에 따른 탁도 제거율이 약 3배 정도 높게 나타났다. 동일한 혼화 및 응집 시간 조건에서 인라인 방식이 기계식에 비해서 평균적으로 약 4.6배 정도 탁도 제거율이 높게 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권10호
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• pp.437-443
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• 2018

본 연구에서는 라인믹서 내의 압력손실과 혼화성능에 대한 혼합요소의 영향을 해석하였다. 기체와 액체가 혼합된 고농도 오존수 장치는 단체급식시설의 살균 및 소독, 양식장의 수질관리 등 다양한 분야에서 사용되고 있다. 그러나 기존에 사용되는 장치는 가압방식을 사용하여 부피가 매우 크다. 최근에는 기후 변화로 강수량이 감소하여 지하수 및 지표수의 오염으로 음용수의 살균은 매우 중요하다. 따라서 기존의 장치와 대비하여 작은 공간을 사용하면서도 정수기능을 갖는 라인믹서형 기체-액체 혼합장치의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 라인믹서 장치 내에 삽입한 혼합요소인 static mixer의 개수, 오리피스의 형태와 개수, 오리피스에 부착된 베인의 모양에 따른 유입유체의 혼화상태와 유동특성을 전산유체역학 모사를 통해 해석하고 혼화상태에 미치는 영향을 평가하였다. 곡면의 베인을 부착한 오리피스를 라인믹서에 사용한 경우 static mixer를 사용한 경우와 비교하여 비슷한 혼화정도를 나타내면서 압력손실양은 50% 이상 감소하는 것을 확인하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권8호
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• pp.25-32
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• 2010

석유계 탄화수소 화합물로 인한 토양과 지하수 오염은 환경과 건강에 영향을 미치는 주된 원인으로 제기되어 왔다. 이러한 오염물질들은 흡착포, 활성탄 또는 중력 방식의 유수분리 장치 등을 이용하여 처리하고 있다. 하지만 이러한 경우 자유상 유류(free product)로 존재하는 경우에는 효과적이나 에멀젼 상태의 유류는 제거할 수 없는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 굴착시 예상되는 지하수의 고농도 현탁성 고형물로 인한 지하수 처리시 문제점과 TPH(Total Petroleum Hydrocarbon)를 어떻게 효율적으로 제거할 수 있는지 방안을 제시하고자 한다. 고분자 폴리머를 사용하여 혼화 응집 실험을 수행한 결과 5분 이내에 SS(Suspended Solids)와 COD(Chemical Oxygen Demand) 농도가 지하수 수질 기준을 만족하는 것을 나타났으나, TPH 농도는 방류수 수질 기준을 만족하지 못하는 것으로 나타났다. DAF(Dissolved Air Flotation) 실험 결과 단일 DAF 공정으로는 방류수 수질 기준을 만족하지는 못하였다. 단일 DAF 반응조를 이용하여 DAF와 혼화 응집 반응을 동시에 수행하는 경우 20분에 모든 기준을 만족하는 것으로 나타났다.