• Environmental Engineering Research
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• 제21권3호
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• pp.233-240
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• 2016

The research aims to study the different flexible rubber tube diffusers used in urban wastewater treatment processes and aquaculture systems. The experiment was conducted in small-scale aeration tank with different physical properties of the tubes that were used as aerators. The volumetric mass transfer coefficient ($k_La$), oxygen transfer efficiency (OTE) and aeration efficiency (AE) were measured and determined to compare the diffusers. Moreover, the bubble hydrodynamic parameters were analyzed in terms of bubble diameter ($d_B$) and rising velocity ($U_B$) by a high speed camera (2,000 frames/s). Then the interfacial area (a) and liquid-side mass transfer coefficient ($k_L$) can be calculated. The physical properties (tube wall thickness, tensile strength, orifice size, hardness and elongation) have been proven to be the key factor that controls the performance (kLa and OTE). The effects of hardness and elongation on bubble formation, orifice size and a-area were clearly proved. It is not necessary to generate too much fine bubbles to increase the a-area: this relates to high power consumption and the decrease of the kL. Finally, the wall thickness, elongation and hardness associated of the flexible tube diffuser (tube No. 12) were concluded, to be the suitable properties for practically producing, in this research.

• 한국물환경학회지
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• 제26권1호
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• pp.81-88
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• 2010

This study was conducted to find the capability of comparison of overall oxygen transfer coefficient in the membrane coupled high performance reactor (MPHCR) in treating high organic loading wastewater. Effluent quality had been analyzed while the influent organic loading rate was changed from 2 to $7kg\;COD/m^3{\cdot}day$. The oxygen transfer coefficients had been investigated using two-phase nozzle for operating variables which were internal circulation flowrate (5~8 L/min), air flow rate (0.0125~0.2 L/min), liquid temperature ($10{\sim}20^{\circ}C$), and pure-oxygen flow rate (0.0125~0.2 L/min). The overall oxygen transfer coefficient was increased with flowrate of internal circulation and air and high temperature. Especially, internal circulation flow rate showed distinct effect on overall oxygen transfer coefficient due to an increase of gas holdup and air-liquid contract area by two-phase nozzle. In the high range of organic loading rate from 4 to $7kg\;COD/m^3{\cdot}day$, the removable efficiency of COD was 91%. Conventional activated sludge process usually treat organic loading from 0.32 to $0.64kg\;COD/m^3{\cdot}day$ however, the MPHCR can treat 10 to 20 times higher if it would be compared to the conventional activated sludge process. Foaming problem often happened and caused biomass wash out of the reactor, therefore, the foaming should be controlled for the enhanced operation.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권9호
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• pp.847-854
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• 2013

본 연구는 환형 노즐 이젝터를 이용하여 수평방향 폭기공정의 혼합유동 및 산소전달 특성에 대한 실험적 연구를 목표로 한다. 실험변수는 이젝터 피치와 가압수 유량이며, 측정된 유량과 압력을 이용하여 유량비, 수두비 및 효율을 계산하였다. 이적터에서 분출된 혼합유동의 가시화를 통해 정성적 거동을 고찰하였으며, 용존산소량을 측정하여 총괄 산소전달계수를 도출하였다. 이젝터에서 분출된 혼합유동은 가압수의 운동량과 유입된 공기기포의 미립화에 따라 부력분류 또는 수평분류의 거동을 나타내었다. 기포의 크기에 기인하는 부력과 가압수의 운동량에 지배되는 혼합유동의 도달거리는 가압수와 공기기포의 접촉 면적 및 시간에 크게 영향을 미치기 때문에 산소전달률의 중요한 변수임을 유추할 수 있다.

• 한국대기환경학회지
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• 제18권3호
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• pp.173-182
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• 2002

We investigated the effects of operating variables, such as electrical. reactor and gas parameters on toluene removal and discharge property in the dielectric barrier discharge (DBD) process. The toluene removal was initiated with the energy transfer to the reactor by loading of voltages higher than the discharge onset value. The energy transfer and toluene removal increased with the applied voltage. Higher removal rate was observed with smooth surface electrode despite of lower energy transfer compared with the coarse electrode, because more uniform discharge can be obtained on smooth surface state. The decrease of dielectric material thickness enhanced the removal efficiency by increasing the discharge potential. The toluene removal efficiency decreased with the increase of the inlet concentration. The increase of gas retention time enhanced the removal efficiency by the increase of energy density. The oxygen and humidity contents seem to exert significant influences on the toluene removal by dominating the generation of electrons, ions, and radicals which are key factors in the removal mechanism.

• 한국환경과학회지
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• 제4권3호
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• pp.259-267
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• 1995

This study was conducted to evaluate the effects of pressure and dissolved oxygen concentration on the activated slut비e and to determine the optimum depth of deep shaft process. Some results from this study were summarized as follows. 1. It is considered that low sludge product in the activated sludge system maintaining high dissolved oxygen concentration is attributed to the increase of endogeneous respiration rate caused by the increase of aerobic zone in the sludge floe. 2. The increase of dissolved oxygen concentration does not affect to the increase of organic removal efficiency greatly and therefore the limiting factor is the substrate transfer into the inner part of floe. 3. The yield coefficient, Y is decreased in proportion to the increase of oxygen concentration. In this study, Y values arre ranged from 0.70 to 0.41 according to the variation of dissolved oxygen concentration from 18.0mg/$\ell$ to 258 mg/$\ell$. 4. The optimum depth of deep shaft process should be determined within the limits of non-toxicity to the microorganism and it is about loom in this study.

• 한국양식학회지
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• 제13권3호
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• pp.267-275
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• 2000

이 연구는 값싸고 높은 비 표면적을 제공할 수 있는 발포스티로폼 입자를 packed column 에어레이터의 산소전달 매질로 이용 가능성을 알기 위하여 매질의 깊이와 수리학적부하량에 따른 산소 전달 특성과 효율을 조사 하였다. 이용된 발포스티로폼 입자는 직경 2.5 mm의 구형이었으며, 비표면적이 1350 $m^2$/$m^3$으로 일반적으로 이용되는 매질에 비해 약 3.7~7.0배 더 넓은 비표면적을 제공할 수 있다. 이 매질을 직경 10 cm, 높이 1 m의 내부 관찰이 용이한 아크릴 관으로 제작한 packed column 에어 레이터에 0, 4.5, 9그리고 18 cm의 매질을 채워 넣고, 수온 20, 25 및 3$0^{\circ}C$에 대해 수리학적 부하량을 2, 4 및 5.6 $m^3$/$m^2$/min로 각각 달리하여 산소전달특성을 실험한 결과(Exp. 1),모든 실험 수온에서 수리학적 부하량이 증가함에 따라 표준산소전달률이 증가하였으나 매질의 깊이는 9 cm 까지는 증가하다가 18 cm에서는 감소하였다. 표준산소전달률은 매질 깊이 9 cm에서 수리학적 부하량이 5.6 $m^3$/$m^2$/min일 때 가장 높았다. 그러나 수리학적 부하량이 증가함에 따라 펌프의 소모 전력이 증가하여, 단위소모 전력당 표준에어레이션 효율은 매질의 깊이 9 cm에서 수리학적부하량 2 $m^3$/$m^2$/min일 때 가장 높았다. 따라서 모든 수리학적 부하량에서 매질의 깊이 9 cm 일 때 표준산소전달률과 표준에어레이션 효율이 가장 좋았다. 이 매질을 직경 20 cm, 높이 2 m의 PVC관으로 제작한 packed column 에어레이터에 깊이를 0, 9, 18, 27 및 36 cm로 넣고 순환여과식 시설 내에 실험실 규모의 적용실험을 통해 에어레이터의 효율을 조사하였는데 (Exp.2), 실험 수온 27$^{\circ}C$에서, Exp. 1에서와 동일한 3개의 수리학적 부하량에서 산소 전달률을 측정한 결과, Exp. 1에서와 같이 수리학적 부하량과 매질의 깊이의 증가에 따라 산소 전달률이 증가하였으며, 매질의 깊이가 가장 깊은 36 cm에 대해, 수리학적 부하량이 2 $m^3$/$m^2$/min 일때, 2 kg 02 kg $O_2$/kW-hr의 가장 높은 표준에어레이션효율을 나타내었다. 위의 두 실험 결과에 따라 packed column 에어레이터에서 발포스티로폼 입자를 산소전달 매질로 이용하여 산소 전달률을 증가시킬 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.

• 상하수도학회지
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• 제13권3호
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• pp.107-115
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• 1999

The general objectives of this study are to develop a new biofilm reactor equipped with agitating mixer and to evaluated the treatment efficiency of the reactor. The experimental tests were conducted to estimate the oxygen transfer rate of agitating mixer system. Results are as follows. 1. The oxygen transfer coefficient, KLa, was $8.94hr{-1}$ and $7.50hr{-1}$ at 500rpm and 250rpm of agitating mixer speed, respectively. When the agitating mixer was used in the biofilm reactor, 22.5% and 18.8% of oxygen transfer rates were increased at 500rpm and 250rpm, respectively. 2. The removal rate of BOD and CODcr was decreased by 5.0% when the agitating mixer speed was varied from low (250rpm) to high level (500rpm). 3. The concentration of attached biomass had a difference of 5.0% to 7.3%, whereas that of suspended biomass had a difference of about 15.0%, depending upon variation of the agitating mixer speed.

• 멤브레인
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• 제14권2호
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• pp.142-148
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• 2004

본 연구는 호흡부전환자를 위한 진동형 혈관 내 폐 보조장치를 사용하여 산소전달효율을 향상시키기 위한 연구이다. 유량은 점프와 유량을 사용하여 조정하였다. 가진 장치는 압전 진동자, 함수 발생기와 전력 증폭기로 구성하였다. 기체의 유량은 120 cm 길이의 중공사를 통하여 6 L/min까지 하였으며 압전 진동자로 가진 하였다. PVDF 센서와 FRF를 사용하여 VIVLAD에서 발생하는 주파수를 검출하였다. 실험결과, 최대 진폭이 발생하고 중공사들에 진동이 전달되어 최대 산소전달속도가 발생함을 확인할 수 있었다. 이 최대 진폭은 다양한 유속과 각각의 모듈에서 35 Hz 영역에서 발생함을 확인할 수 있었다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제24권5호
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• pp.391-399
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• 2003

혈관내 산화는 급성 호흡 곤란 증후군 (ARDS)의 치료를 위해 관심을 갖고 있는 호흡보조방법이다. 그러나 ARDS 치료에 효과적인 임상적용을 위해서는 더 많은 기체교환을 통한 혈관내 산화가 필요했다. 본 연구에서는 헤모글로빈의 미세캡슐화가 혈액의 손상을 줄여줌으로 미세캡슐화를 통하여 진동형 혈관내 폐보조장치 (VIVLAD)의 기체교환을 향상시키고자 시도하였으며 또한 perfluorocarbone 유화액(PFC 유화액)을 사용하여 기체교환을 향상시키고자 하였다. 혈액 기체 측정은 순환장치의 정맥혈과 동맥혈 시료 채취구에서 채취하여 혈액./기체 분석기를 이용하여 수행하였다. Hemosome. 혈액/hemosome 혼합액과 혈액/PFC 유화액 혼합액의 기능은 혈액/기체 분석기를 사용한 산소 해리 곡선에 의하여 평가되었다. 그 결과. hemosome과 혈액/hemosome 혼합액의 산소 전달은 전혈의 산소전달보다 각각 더 효과적이었으며 또한 PFC 유화액의 이산화탄소 전달속도는 다른 용액들보다 우수하였다. 그러므로 hemosome 용액과 PFC 유화액은 산소전달속도와 이산화탄소 전달속도를 각각 향상시킬 수 있으리라 판단하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.69-76
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• 2011

PEMFC (polymer electrolyte membrane fuel cell) is device that generates electricity from hydrogen. It is one of the subjects related to renewable energy and various research has been conducted on the PEMFC. PEMFC has low operating temperature and high efficiency among fuel cells, and is given attention as means for automobile and domestic use. Analysis of flow field pattern in supplying hydrogen and oxygen is part of the research to increase PEMFC efficiency. In this study, separation plate currently used in PEMFC is transformed to wave shape and mass transfer characteristics in the channel is examined through numerical and experimental analysis. Wave shape separation plate yielded 18% increase of efficiency compared to separation plate used in normal channel. And improvements in mass transfer characteristics were verified.