• 상하수도학회지
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• 제20권4호
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• pp.617-626
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• 2006

Compared with the sludge from gravity sedimentation, it is difficult for operations to settle the sludge occurred from dissolved-air-flotation (DAF). Even though there are some problems in treating DAF sludge with conventional gravity thickeners, those has been used until now. In this study, Solid Flux theory for gravity thickening was applied to the Solid Flux of DAF sludge through flotation in order to develop new methodology for treatment of DAF sludge. Also, characteristics of DAF sludge were investigated. From the experiment results, it was revealed that the higher the polymer dosage, at fixed the solid concentration, the greater the rising velocity becomes. When we applied solid flux theory, the relationship, which is similar to that of gravity thickening, has been achieved. Also, we could find the proper polymer dosage from the rising velocity is about 50 mg/L. Consequently, the limiting solid flux can be derived from the relationship between the total solid flux and the withdrawal velocity of DAF sludge. Furthermore, the factors, such as solid concentrations, bubble volume, pH, zeta potential, and temperature, have effects on the flotation and sedimentation for DAF sludge treatment.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권8호
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• pp.855-860
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• 2011

용존공기부상조의 파일럿실험장치 설계를 위한 사전 검증 작업으로서 부상조의 유동을 이차원 이상유동으로 가정하여 수치적으로 모사하였다. 형상이 변경된 다양한 부상조와 기준부상조와의 간접적인 성능 비교를 위하여 분리조에서의 하강속도를 비교하였다. 해석 결과 기준부상조의 분리조에서는 잘 설계된 High-rate DAF 의 전형적인 유동 패턴이 관찰되었다. 이러한 유동패턴은 Baffle 각도나 접촉조의 폭과 같은 다른 형상 변수와 상관없이 Baffle 이 충분히 높을 때 잘 유지되었다. 그러나 Baffle 높이 및 각도, 접촉조의 폭 및 다공판의 설치유무는 분리조에서 하강속도의 균일성에 영향을 미쳤다. 기준부상조에서 Baffle의 높이를 제외한 다른 형상을 변화시키지 않았을 때, 분리조에서의 하강속도가 균일한 것으로 나타났다. 이것은 기준부상조의 형상최적화가 잘 되어있음을 의미한다.

• 한국물환경학회지
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• 제28권1호
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• pp.129-136
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• 2012

In this century, scientists realized that carbon dioxide gas in the atmosphere cause a greenhouse effect which affects the planet's temperature. Therefore lots of attempts have carried out to decrease the discharge of carbon dioxide gas in the field. The dissolved carbon dioxide flotation (DCF) process was developed as an alternative of DAF process to decrease the discharge and reuse of carbon dioxide as well as to save energy consumption. To investigate the particle separation characteristics and the flotation efficiency of carbon dioxide, SCC model was employed in the DCF process which has been applied extensively for the evaluation and simulation in the DAF process. The simulation results by the SCC model revealed the predicted curve of flotation efficiency became decreased gradually over the optimal pressure range of saturator about 1.6 atm in accordance with the experiment results of the DCF pilot plant and the size distribution and the bubble volume concentration of $CO_{2}$ bubbles depending on the operation pressure of saturator. The findings through the simulation results led to the conclusion that there was no significant difference between $CO_{2}$ bubbles and air bubbles, affecting on the practical flotation efficiency, in terms of the initial collision and attachment efficiency.

• 한국환경과학회지
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• 제16권9호
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• pp.1085-1090
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• 2007

The performance of EF (electroflotation) on the thickening of activated sludge were investigated using laboratory scale batch flotation reactor. In this paper, the effects of parameters such as electrode material, NaCl dosage, initial sludge concentration and electrode distance were examined. The results showed that the performance for sludge thickening of the five electrodes lay in: Pt/Ti > Ru/Ti > Ir/Ti > Ti mesh > Ti plate. The more NaCl dosage was high, the more sludge was thickened and the shorter thickening time was obtained. However, considering the final thickening time and sludge concentration, optimum NaCl dosage was 0.5 g/L. Thickening time and sludge concentration was not affected by electrode distance. In DAF (dissolved air flotation) system, optimum recycle ratio was 40% and thickening performance was lower than that of the EF.

• 한국물환경학회지
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• 제20권6호
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• pp.676-684
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• 2004

Many researchers have been carrying on study to figure out the exact collision efficiency between bubble and floc. Collision efficiency can has generally been quantified by using trajectory analysis which uses the hydrodynamic, the electrostatic and van der waals forces. Two types of method are considered to induce the hydrodynamic force in the trajectory analysis. One is to use stream function and the other is to use mobility function. There was some difference between stream and mobility function depending upon modelling factors and conditions in trajectory analysis.

• 자원리싸이클링
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• 제27권1호
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• pp.45-54
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• 2018

플라이애시의 부유선별 과정에서 교반속도와 공기주입량과 같은 기계적 요소 변화에 따른 영향을 알아보고자 본 연구를 실시하였다. 본 연구에서는 미연탄소 함량이 약 3.4 ~ 3.7% 수준인 화력발전소 플라이애시를 사용하였다. 대표적인 부유선별의 선별 요소인 pH, 교반속도, 포수제 첨가량, 기포제 첨가량 변화에 따른 영향을 살펴보았을 때, Safflower oil을 포수제로 사용하여 첨가량을 800 g/ton, pH 7, 교반속도 1,200 rpm, 기포제 첨가량이 400 g/ton였을 때, 미연탄소 회수율과 미연탄소 함량이 각각 63%, 34%로 나타났다. 이 때 부상물 SEM/EDS 분석을 통해 알아본 결과, 구형의 플라이애시 미립자가 미연탄소 내에 고용되거나, 광액 내에 가라앉지 못하고 기포와 함께 부유함으로써 미연탄소의 함량을 낮추는 것으로 나타났다. 교반속도와 공기주입량과 같은 기계적 요소를 변화시킨 실험에서는 공기주입량 8L/min, 교반 속도 900 rpm에서 미연탄소 회수율 74%, 미연탄소 함량 67%인 것으로 나타났다. 이는 낮은 교반속도와 추가 공기주입으로 인하여 광액 내 와류의 강도가 낮아져, 미립의 플라이애시 입자가 미연탄소와 함께 부유되는 현상을 방지됨으로써, 미연탄소 회수율과 미연탄소 함량이 향상된 것으로 나타났다. 또한, 교반속도와 공기주입량을 각각 800 rpm, 6 L/min으로 설정하였을 때 미연탄소 회수율과 미연탄소 탄소함량이 각각 80%, 70%로 향상되어 가장 우수한 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권10호
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• pp.49-55
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• 2010

에너지원 및 다양한 화학제품의 원료로 유류의 소비량이 증가함에 따라 유류의 유출사고가 빈번하게 발생하고 있다. 유류오염 지하수 처리를 위해 용존공기부상법이 사용되어지고 있으나 용해성 기름을 효과적으로 제거하지 못하고 있는 실정이다. 따라서 지하수내 주오염원인 자유상 유류와 친수성(oil-in water) 또는 친유성 에멜젼(water-in oil) 상태의 기름과 용해성 기름을 효과적으로 저감하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 용존공기부상법에 펜톤 산화 공법을 사용하여 효과적인 유류 오염 지하수 처리를 연구하였다. 펜톤 실험 결과 TPH(Total Petroleum Hydrocarbon) 제거를 위한 최적 조건은 pH 3, $H_2O_2$ 주입농도 25mM과 $Fe^{2+}$ 주입농도 25mM으로 나타났다. DAF와 펜톤 산화 실험을 수행한 결과 7분내에 TPH(Total Petroleum Hydrocarbon)와 COD(Chemical Oxygen Demand) 농도가 각각 1.5mg/L와 40.0mg/L 이하로 감소하는 것으로 나타났다. 하지만 펜톤 산화 반응으로 인하여 슬러지 농도가 약 5배 가량 증가하여 후단에 침전조를 설치하는 것이 바람직하다.

• 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.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.474-474
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• 2022

미세플라스틱이 물 환경으로 배출되는 주요 경로로는 하수처리장 방류수와 강우유출수가 있다. 하수처리장 및 유역에서 배출된 미세플라스틱은 하천과 하구역을 거쳐 해양과 같은 대규모 수역으로 이동하는데, 이 과정에서 해양뿐만 아니라 담수호, 저수지 등과 같은 공공수역에도 미세플라스틱이 지속적으로 축적되고 있다. 특히 강우유출수에 포함된 미세플라스틱은 적절한 처리 과정 없이 하천으로 유입되는 경우가 많아 공공수역 내 미세플라스틱 저감 기술의 필요성이 증가하고 있다. 그러나 미세플라스틱 관련 기존 연구는 미세플라스틱의 분포 등 현황에 대한 모니터링 및 환경위해성과 관련한 것이 대부분이며, 미세플라스틱 저감기술 관련 연구 또한 일부 정수처리 및 하수처리 공정을 대상으로 하는 초기 단계의 연구가 진행되고 있을 뿐 공공수역에서의 미세플라스틱 저감기술 개발 관련 연구는 전무한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 기존의 물리·화학적 수처리 공정인 용존공기부상법(Dissolved Air Flotation, DAF)에 물의 전기분해 시발생하는 브라운가스를 활용하여 응집된 물질을 빠르게 부상시켜 수체 내 오염물질을 제거할 수 있는 기술을 통해 수체 내 미세플라스틱 저감효과를 분석하였다. 또한, 해당 기술을 공공수역인 저수지에 적용하여 오염물질과 함께 미세플라스틱을 제거할 수 있는지 검토하였다.