• 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.

• 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.

• 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.

• 한국수자원학회논문집
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• 제30권6호
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• pp.731-741
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• 1997

동일한 원수에 대하여 탁도제거 지배인자를 변화시켜가며 임펠러 형태별 탁도제거효율을 비교함으로써 관습적으로 설계 운영해오던 혼화과정의 문제점과 정수장의 최적 혼화저건을 만족시킬 수 있는 혼화기의 임펠러 타입 및 체류시간에 대한 운전기준을 제시하고자 하였다. 실험결과 혼화기의 종류는 탁도제거 효율을 물론 정수장의 경제적 운영을 위한 전력비 절감에도 효과가 있는 것으로 판명되었다. 또한 혼화지와 혼화기 설계기준에 일반적으로 활용되어 오던 속도구매 G이외에도 원수의 단위체적당 필요한 혼화에너지를 제시하여 정수효율은 물론 정수장의 경제적 운영효과를 극대화시킬 수 있는 참고자료로 제시하였다.

• 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.

• 대한환경공학회지
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• 제39권12호
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• pp.706-713
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• 2017

본 연구는 국내 정수장에 무동력 와류 혼화장치를 설치하여 기존 기계식 급속혼화장치를 사용하는 정수장의 수처리 효율 및 적용 가능성을 비교 분석하였다. 이를 위해 무동력 와류 혼화장치의 유체 유동 특성 및 손실수두를 전산유체역학(CFD)으로 계산하였다. 혼화장치 내부의 수두손실률은 유입속도가 0.5 m/sec일 때 11.30%, 0.6 m/sec일 때 16.27%, 0.7 m/sec일 때 21.44%로 유입속도가 증가할수록 수두손실이 급격하게 증가하며 혼화지 설계 시 최적 유입 유속는 0.5 m/sec이다. 0.5 m/sec일 때 난류강도는 입구는 2.37%, 출구는 7.83%로 응집을 위한 혼화강도는 충분하다. 유입수의 유속이 0.38 m/sec인 정수장의 기계식 급속혼화장치 12대를 모두 무동력 와류 혼화장치로 대체하여, 3년 동안 운전한 정수장의 수질 검사결과는 기존의 급속혼화장치를 운전하는 정수장과 수질 차이가 없었으며 수질 기준에 적합하였다. 기존의 급속혼화장치를 무동력 혼화장치로 교체하면 1대당 동력소비량 64,143~65,306 kWh/y의 에너지를 절감할 수 있다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제10권4호
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• pp.65-71
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• 2003

압전 세라믹스를 이용하여 약품 분사용 초음파분사 노즐을 제작하였다. 정수장의 혼화 공정에 사용되는 약품(응집제)의 고효율 분산을 위해 분사 노즐을 설계하였으며 압전세라믹을 최적화하였다. 제작된 초음파 약품 분사 노즐을 패키징하여 정수장의 약품 혼화 과정에 적용하여 약품사용의 고 효율화와 사용량 저감을 위한 연구를 진행하였다. 압전체는 실리콘으로 마감처리를 하였으며 Al으로 패키징하였다. 본 초음파 분사 노즐 시스템을 적용하여 혼화지에 실험한 결과 약품의 순간 혼화를 촉진시키는 기술로 투입 약품량을 저감시킬 수 있을 것으로 판단된다. 초음파 발진 약품 분사시, 무발진과 비교하여 대장균 제거 효율에서 현저하게 높아졌다.

• 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.

• 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.