• 상하수도학회지
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• 제18권2호
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• pp.201-207
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• 2004

Dissolved air flotation (DAF) is a solid-liquid separation process that uses fine rising bubbles to remove particles in water. Most of particle-bubble collision occurs in the DAF contact zone. This initial contact considered by the researchers to play a important role for DAF performance. It is hard to make up conceptual model through simple mass balance for estimating collision efficiency in the contact zone because coupled behavior of the solid-liquid-gas phase in DAF system is 90 complicate. In this study, 2-phase(gas-liquid) flow equations for the conservation of mass, momentum and turbulence quantities were solved using an Eulerian-Eulerian approach based on the assumption that very small particle is applied in the DAF system. For the modeling of turbulent 2-phase flow in the reactor, the standard $k-{\varepsilon}$ mode I(liquid phase) and zero-equation(gas phase) were used in CFD code because it is widely accepted and the coefficients for the model are well established. Particle-bubble collision efficiency was calculated using predicted turbulent energy dissipation rate and gas volume fraction. As the result of this study, the authors concluded that bubble size and recycle ratio play important role for flow pattern change in the reactor. Predicted collision efficiency using CFD showed good agreement with measured removal efficiency in the contact zone. Also, simulation results indicated that collision efficiency at 15% recycle ratio is higher than that of 10% and showed increasing tendency of the collision efficiency according to the decrease of the bubble size.

• 상하수도학회지
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• 제32권6호
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• pp.479-485
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• 2018

Large amounts of oily wastewater discharged from various industrial operations (petroleum refining, machinery industries and chemical industries) cause serious pollution in the aquatic environment. Although dissolved air flotation (DAF) separating oil pollutants using microbubbles represents current practice, bubble size cannot be selectively controlled, and lots of power is required to generate microbubbles. Therefore, to investigate performance of the DAF process, this study examined the distribution of different sizes of microbubbles resulting from changes in physical shear force via modifying shapes of a slit-nozzle without an additional power supply. Three types of slit-nozzles (different angle, shape and length of the slit-nozzle) were used to analyze the distribution of bubble size. At a slit angle of $60^{\circ}$, shear force was 4.29 times higher than a conventional slit, and particle size distribution (PSD) in the range between 2 and $20{\mu}m$ more than doubled. Treatment efficiency of synthetic oily wastewater through the coagulation-DAF process achieved 90% removal of COD by injecting $FeCl_3$ and PACl of 250 mg/L and 100 mg/L, respectively, and the same performance resulted using $FeCl_3$ of 200 mg/L and PACl of 80 mg/L employing a slit-nozzle angle of $60^{\circ}$. This study shows that a coagulation-DAF process using a modified slit-nozzle can improve the pre-treatment of oily wastewater.

• 유기물자원화
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• 제31권4호
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• pp.5-11
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• 2023

본 연구는 하수 탈수찌꺼기가 건조기에 직 투입되는 경우 함수율 40~60% 구간에서 발생하는 Glue Zone에서 뭉침 및 Fouling 현상 등의 문제점 및 에너지효율 개선을 하기 위해 수행하였다. 열풍 온도는 270~300℃로 낮게, 패들타입의 부상방식과 순환되어진 축열 메디아에 탈수찌꺼기가 도포되어 열풍과의 접촉면적을 증대시켜 에너지 회수 및 가스 배출량을 감소시켰으며, 건조 찌꺼기의 함수율은 2.7~7.5%, 수분 증발열량은 608.0~690.6kcal/kg·H₂O로 축열 메디아 미투입 시 수분 증발열량 714.5 kcal/kg·H₂O과 비교하여 약 8.8%의 에너지 절감 효과를 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.729-736
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• 2016

지구 환경 보존이라는 관점에서 폐지류의 재활용 및 자원화 노력이 절대적으로 필요하다. 폐지 재활용은 잉크 제거의 효과에 따라 기술력이 좌우된다. 기존 고체 탈묵제의 잉크 제거 효울을 개선하기 위해 액상 탈묵제를 지방산 종류에 따라 검화 반응시키고 EO/PO를 추가 혼합하여 제조하였다. 제조된 탈묵제를 폐지 재활용 공정에 투입하고 각각 펄핑 공정 (시료 조성 ONP : OMG = 5 : 5, 농도 15%, 온도 $45^{\circ}C$, 펄핑 시간 20분) 과 flotation 공정 (농도 1%, 온도 $45^{\circ}C$, air flow 7 L/min, 반응시간 8분) 처리 전, 후의 ERIC과 brightness를 측정하여 잉크의 제거 효율을 평가하였다. 또한 hyperwashing 전, 후의 ERIC과 brightness도 측정하여 잉크의 재흡착 여부도 평가하였다. 포화 지방산 Lauric acid 보다 불포화 지방산 Oleic acid를 $80^{\circ}C$에서 KOH로 검화 반응시키고 EO/PO를 추가 혼합하여 액상 탈묵제를 대량 제조하였다. 대량 생산한 액상 탈묵제는 제지 회사의 탈묵 공정 현장에 직접 투입하였을 때, 거품의 사이즈가 커지고 reject의 색깔이 짙어지면서 잉크의 포집력이 좋아진 것을 확인할 수 있었다. flotation 전, 후 백색도는 4 point 정도 증가하던 것이 약 5 point로 1 point 정도가 더 증가였다. reject의 ERIC 값은 개발 제품을 사용했을 때 약 7%정도 낮아진 것을 확인할 수 있었다. 본 연구에서 개발한 액상 탈묵제의 탈묵 성능이 우수함을 알 수 있었다.

• 유기물자원화
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• 제24권4호
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• pp.31-37
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• 2016

본 연구는 하수와 연계처리 되고 있는 분뇨의 유기물부하를 저감시킬 수 있는 전처리기술로서 마이크로버블을 이용하여 OH radical에 의한 유기물 산화 및 부유물질 저감 효과를 검토하였다. 가압식 마이크로버블 발생장치를 이용하여 생분뇨를 4시간의 HRT로 3개월간 연속 실험하였다. 마이크로버블을 이용하여 분뇨를 부상처리할 경우 SS 제거율은 평균 71.0%이었으며, 부상분리에 의한 스컴 및 고형물질이 제거됨에 따라 $TCOD_{Cr}$, TBOD, 총질소, 총인의 제거율은 각각 평균 51.5%, 47.9%, 17.1%, 14.7%로 나타났다. OH radical에 의한 용존성 유기물질의 분해능을 검토한 결과, $SCOD_{Cr}$의 경우 평균 25.0% 제거되었고 SBOD의 경우 평균 17.1% 제거되었다. 용존성 질소와 인은 각각 평균 11.9% 및 7.4% 정도 제거됨으로써 수중에서 마이크로버블이 소멸되면서 발생되는 OH radical의 강력한 산화력에 의하여 용존성 유기물질들이 제거됨을 확인할 수 있었다. 따라서 분뇨처리공정 전단부에 마이크로버블 부상조를 설치할 경우 부상분리에 의한 고형물 제거는 물론 용존성 유기물질의 산화에 의하여 후속 생물학적 처리시설의 안정적 운영에 충분한 기여를 할 것으로 판단된다.

• 유기물자원화
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• 제12권2호
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• pp.101-109
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• 2004

본 연구는 응집 및 부상분리를 이용하여 돈사폐수의 고액분리 특성을 조사하였다. 응집은 jar-tester를 이용하여 응집제 종류 및 주입량에 대해, DAF를 이용한 부상분리에서는 돈사폐수 원수 자체에 대한 부상조건과 pH만을 조정한 원수, 그리고 응집제를 주입한 후 부상을 통한 고액분리 특성을 실험적으로 연구하였다. 돈사폐수를 무기응집제 만으로 응집침전 처리하는 경우 $FeCl_3$ > PAC > Alum 순으로 응집침전효과가 나타났으며, 적정 응집제 주입량은 각각 $1,000mg/{\ell}$, $1,500mg/{\ell}$, $1,500mg/{\ell}$으로 나타났다. 고분자응집제 만으로 응집침전 처리하는 경우 양이온 응집제만이 유효한 응집침전 효과가 나타났으며 적정 응집제 주입량은 $200mg/{\ell}$로 나타났다. 무기응집제와 고분자응집제를 혼합 적용한 경우 각 무기응집제를 $500mg/{\ell}$ 투여한 후 양이온 고분자응집제 주입 농도를 달리하여 응집침전효과를 고찰한 결과 무기응집제의 처리 효율은 $FeCl_3$ > Alum > PAC순으로 나타났으며, 적정 양이온 응집제 주입농도는 $25mg/{\ell}$, $25mg/{\ell}$, $100mg/{\ell}$로 나타났다. DAF를 이용한 부상분리 실험에서 응집처리를 하지 않은 원수와 pH만을 조정한 원수에서의 실험결과를 종합하여 순환비 400%, 압력 4 atm, pH 3이하에서 DAF의 적정 운전 조건이 나타남을 알 수 있었다. 그러나 응집처리를 하지 않은 돈사폐수 원수를 대상으로 DAF를 적정하게 운전하기는 곤란한 것으로 판단되었으며, 또한 무기응집제로만 응집처리한 후 부상분리를 실시하였을 경우 floc의 강도가 약해 floc의 깨짐 현상이 나타나 부상분리가 이루어지지 않았다. 한편 무기응집제와 고분자응집제를 혼합하여 응집처리한 후 부상분리를 실시하는 경우 효과적인 부상분리가 이루어졌으며, Alum $500mg/{\ell}$를 기준으로 양이온 고분자응집제 주입농도가 $50mg/{\ell}$에서 가장 양호한 처리 결과를 나타내었다.

• 한국생산제조학회지
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• 제22권4호
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• pp.635-642
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• 2013

We have prepared a DEMO conveyor device for conveying a large 8G class glass sheet using ahorizontal air-cushion system. This device consists of the body frame and the driving frame that are combined to realize a frame for conveying glass without any contact.The driving frame comprises an air flotation table (bed), drive roller supported at both ends, and ASU. Part of the ASU serves to control the airflow as the chamber consists of a porous pad and fan. Fiber filters replace the porous pad and axial fans serve as an air compressor. In addition, to determine the appropriate glass levitation from the air table, this study examined the design specifications of the applied filter (discharge speed of HEPA and ULPA filters, and flow rate) as well as the height of the and the proper supporting roller height (14mm). Then, after adjusting the position of the ASU and the number of ASUs required to configure the UNIT air floating C/V, we analyzed the height and flatness of the glass and derived the appropriate layout (1140-mm distance between ASUs).

• 대한토목학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.21-29
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• 1985

활성(活性)슬러지가 팽화(膨化)를 하였거나 환기조내(環氣槽內)의 MLSS 농도(濃度)가 높은 경우, 종래(從來)의 중력침전법(重力沈澱法)으로는 슬러지의 분리(分離)가 어렵다. 이 문제(問題)의 해결책으로 가압부상법(加壓浮上法)을 이용(利用)하는 방법(方法) 연구(硏究)하였다. 가압부상법(加壓浮上法)의 효과(效果)에 영향(影響) 주는 인자중(因子中) 중요(重要)하다고 생각되는 환기조내(環氣槽內)의 MLSS 온도(溫度), 슬러지의 성상( 性狀), 가압수량비(加壓水量比), 압력(壓力)의 변화(變化)에 따른 가압부상법(加壓浮上法)의 효율(效率)에 관하여 회분식(回分式) 실험(實險)과 연속식(連續式) 실허(實驗)을 실시하여 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. 활성(活性)슬러지가 혼합액(混合液)의 분리(分離)가 종래(從來)의 중력침전법(重力沈澱法)으로는 어려운 경우에도 가압부상법(加壓浮上法)은 매우 좋은 효과(效果)를 나타낸다. 가압부상법(加壓浮上法)에는 한계(限界) 가압수량비(加壓水量比)가 존재(存在)하며 이 한계치(限界値)는 압력(壓力)에 따라 변화(變化)한다. 압력(壓力)은 단지 가압수량비(加壓水量比)에만 영향(影響)을 미치고 그 외(外)의 가압부상(加壓浮上) 효율(效率)에는 거의 영향(影響)이 없다. 연속식(連續式) 실험(實驗)이 회분식(回分式) 실험(實驗)보다 다소 효율(效率)이 떨어진다.

• 한국환경과학회지
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• 제25권3호
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• pp.425-438
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• 2016

This study carried out zeta potential measurements of the Microcystis sp. under various solutions condition and investigated the characteristics of Microcystis sp. through the size control of microbubbles to eliminate algae that causes problems in aquatic ecosystems and human activities. DAF process was adopted and several coagulants were used to remove the Microcystis sp. CCD Camera was used to measure and analyze the size of microbubble, and fluorescent microscope was used to observe the particle, algae species and community. Zeta potential behavior of the algae was analyzed by using ELS-Z. Lab-scale and pilot-scale experiments were conducted to test flotation process. Polyaluminium chloride(PAC) coagulant was used, and the removal efficiency of the algae was assessed through Chlorophyll-a analysis. In the Lab-scale experiment, 2.2 ppm, 11 ppm, 22 ppm, and 44 ppm of polyaluminium chloride was injected to coagulate the algae. The coagulated algae was floated by the microbubble. The microbubbles in the experiments were generated at a air pressure of 450 ~ 550 kPa. The microbubble size was controlled in $36{\mu}m$, $100{\mu}m$, and $200{\mu}m$, respectively by using different diffuser. The results of lab-scale experiments on flotation plant indicated that the average removal rate was about 90% or above for 11 ppm, 22 ppm, and 44 ppm of polyaluminium chloride. On the other hand, in the pilot-scale experiment, the removal efficiency was in the range of 85% to 95% in all dose ranges of polyalumium chloride and aluminium sulfate coagulants.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제21권5호
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• pp.17-28
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• 2018

Cyclonic-dissolved air flotation(Cyclonic-DAF), an advanced form of pressure flotation, applies a structure that enables the forming of twirling flows. This in turn allows for suspended matter to adhere to microbubbles and float to the surface of a treatment tank during the process of intake water flowing through a float separation tank. This study conducted a lab-scale test and pursued geometrical modeling using computational fluid dynamics(CFD) to establish a pilot scale design. Based on the design parameters found through the above process, a pilot cyclonic-DAF system($10m^3/hr$) for removing algae was created. Upon developing the pilot-scale cyclonic-DAF system, a type of algae coagulant(R-119) was applied as the coagulant to the system for field testing through which the removal rates of chlorophyll-a and cyanobacteria were evaluated. The chlorophyll-a and harmful cyanobacteria of the raw water at region B, the field-test site, were found to be $177.9mg/m^3$ and 652,500cells/mL respectively. Treated waters applied with 60mg/L and 100mg/L of algae coagulant presented removal efficiencies of approximately 95% and 97%, respectively. The cyanobacteria cell number of the treated waters applied with 60mg/L and 100mg/L of algae coagulant both that were equal to or less than 1,000cells/mL and were below attention level criteria for the issuance of algae boundary.