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전산유체를 활용한 정수지 최적 도류벽 형태 및 경제적인 장폭비 산정
조영만(Young Man Cho),노재순(Jae Soon Roh),빈재훈(Jae Hoon Bin),김태균(Tae Kyun Kim),최영준(Young June Choi) 大韓環境工學會 2011 대한환경공학회지 Vol.33 No.6
현재 국내 정수지 도류벽은 형태와 장폭비에 대한 명확한 기준이 없고 장폭비가 너무 작아 소독능을 만족하지 못하거나 지나치게 큰 장폭비로 비경제적인 설계를 하는 등 많은 혼란을 겪고 있어 수리적으로 유리한 도류벽의 형태와 경제적인 장폭비를 결정하는 것이 시급한 실정이다. 본 연구는 다양한 도류벽의 형태와 장폭비에 대해 전산유체역학 기법을 활용하여 수리적으로 가장 유리한 도류벽의 형태를 제시하고 가장 경제적인 장폭비를 도출하였다. 연구결과, 정수지내 도류벽의 형태는 동일한 형태와 구조라 하더라도 수류의 방향전환 횟수가 적은 구조가 수리적으로 유리하다. 둘째, 최적 도류벽 형태는 좌우 우류식(model 2)이며 최악의 형태는 두 방향으로 분산되고 다시 모아지는 분산형(model 4) 형태이다. 좌우 우류식은 분산형보다 도류벽의 개수를 67% 정도 줄일 수 있다. 셋째, 좌우 우류식 도류벽인 경우 경제적인 장폭비는 30~50이며 50을 초과할 경우 공사비 대비 T10/T 값의 증가량이 미미하여 경제적이지 못하다. We need to make the standard of the best baffle shape and L/W ratio of clearwell due to insufficient disinfection in short L/W ratio and uneconomic design in long L/W ratio. The objectives of this research were to evaluate the best shape of baffle and economic L/W ratio in the all sorts of shape and size by using computational fluid dynamics. In the results of this research, the baffle with smaller number of turning flow is more beneficial for hydraulic efficiency. So, even if the same shape and structure, baffle should be designed as smaller number in turning flow. The best shape of baffle is ZigZag type (model 2) and the worst shape is Distributed types (model 4). The ZigZag type can reduce number of baffle about 67% than that of the Distributed types. In the ZigZag type, economic L/W ratio is 30~50. If L/W ratio exceed over 50, it is not economic because construction costs greatly increase and an increasing rate of T10/T is very small.
입상활성탄 공정에서의 nitrosamine류 흡착 특성
김경아(Kyung A Kim),손희종(Hee Jong Son),이상원(Sang Won Lee),빈재훈(Jae Hoon Bin),김창원(Chang Won Kim) 大韓環境工學會 2012 대한환경공학회지 Vol.34 No.10
본 연구에서는 석탄계 활성탄 신탄을 이용하여 입상활성탄 흡착공정에서의 nitrosamine류 9종의 흡착특성을 평가해본 결과, nitrosamine류 9종의 물질별 파과 순서는 NDMA가 가장 빨리 파과에 도달하였고, 다음으로 NMOR, NPYR, NMEA, NDPA, NDEA, NPIP 순으로 나타났고, NDBA와 NDPHA의 경우는 운전 기간 동안 활성탄 처리수에서 검출되지 않았다. 석탄계 활성탄 신탄을 이용한 입상활성탄 흡착공정에서의 nitrosamine류 9종의 최대 흡착량(X/M)은 파과에 도달한 nitrosamine류 7종 중에서 NDMA가 27.5μg/g으로 가장 낮게 나타났으며, NPIP가 671.0μg/g으로 가장 높은 최대 흡착량을 나타내었고, NDBA와 NDPHA의 경우는 실험기간 동안 활성탄 흡착컬럼의 처리수에서 검출되지 않아 최대 흡착량을 구할 수가 없었다. 또한, 7종의 nitrosamine류에 대한 CUR의 경우는 NDMA가 1.07g/day로 나타나 NPIP의 0.08g/day 보다 13.4배 정도 높은 활성탄 사용률을 나타내었다. 석탄계 활성탄 신탄을 이용한 입상활성탄 흡착공정에서 파과에 도달한 7종의 nitrosamine류에 대해 최대 흡착량(X/M)과 Kow값과의 상관성을 평가해 본 결과, 상관계수(r2)가 0.94로 나타나 양호한 상관성을 나타내었다. This study accessed the adsorption characteristics of the nine nitrosamine species on coal-based granular activated carbon (GAC). The breakthrough appeared first for NDMA and sequentially for NMOR, NPYR, NMEA, NDPA, NDEA, and NPIP. On the other hand, NDBA and NDPHA were not detected in the treated effluent for the operation period. The maximum adsorption capacity (X/M) for the seven nitrosamine species with apparent breakthrough points ranged from 27.5μg/g (for NDMA) to 671.0μg/g (for NPIP). Carbon usage rate (CUR) for NDMA was 1.07g/day, 13.4 times higher than that for NPIP (0.08g/day). The X/M values for the seven nitrosamine species were fitted well with a linear regression (r2=0.94) by their octanol-water partitioning coefficient (Kow).
전산유체역학(CFD)를 활용한 정수공정에서 압력수 확산공정 진단
조영만(Young Man Cho),유수전(Soo Jeon Yoo),노재순(Jae Soon Roh),빈재훈(Jae Hoon Bin),최광주(Kwang Ju Choe),이광욱(Kwang Ug Lee),이기봉(Gi Bong Lee),이정규(Jeong Gyu Lee) 大韓環境工學會 2011 대한환경공학회지 Vol.33 No.5
압력수 확산공정은 정수공정에서 응집제나 염소용해수를 고압의 압력수로 분사하여 혼합하는 공정이다. 본 연구의 목적은 압력수 확산공정에 대한 전산유체역학적(Computational Fluid Dynamics) 진단을 통해 투입한 약품의 완전 혼합거리 및 혼합 거리를 줄이기 위한 확산판의 크기와 설치거리를 도출하는 것이다. 진단결과 2,200 mm 대형관에 5 kg/cm2 압력수를 50 mm, 100 mm 분사관으로 분사할 경우 혼합이 완료되는 혼합거리는 4D였다. 혼합거리를 줄이기 위해 분사관 전방에 확산판을 설치할 경우 분사관이 50 mm일 때 0.1D 직경의 확산판을 분사관 전방 0.2D 거리에 설치하면 혼합거리를 3D로 줄일 수 있다. 그러나 분사관이 100 mm인 경우는 확산판의 크기와 설치 거리와는 상관없이 확산판이 없는 4D보다 확산거리를 줄일 수 없는 것으로 진단되었다. 따라서 2,200 mm 관에 압력수를 분사하는 경우는 50 mm 분사관을 설치하는 것이 100 mm보다 휠씬 효율적인 것으로 나타났다. The Process of Pressurized water diffusion is mixing process by pressurized water injection with coagulate and chlorine water in the water treatment system. The objectives of this research were to evaluate the mixing length and diameter of diffusion plate and distance from injection pipe for complete mixing by using computational fluid dynamics. From the results of CFD simulation, when diameter of injection pipe is 50 mm, 100 mm and injection pressure is 5 kg/cm2 and the diameter of inlet pipe is 2,200 mm, the complete mixing length is 4D (D: Length as diameter of inlet pipe). When diameter of injection pipe is 50 mm, the diameter of the diffusion plate in o.1D and distance from injection pipe is 0.2D, the complete mixing length is 3D that is the most short mixing length. But when diameter of injection pipe is 100 mm and mutually related the diameter, distance of diffusion plate, the complete mixing length is 4D over. Therefore, as the diameter of inlet pipe is 2,200 mm, the injection pipe 50 mm is more efficient than 100 mm.
전산유체역학(CFD)를 활용한 정수공정에서 유공관 설계
조영만(Young Man Cho),유수전(Soo Jeon Yoo),노재순(Jae Soon Roh),빈재훈(Jae Hoon Bin) 大韓環境工學會 2010 대한환경공학회지 Vol.32 No.9
정수공정에서 활용되고 있는 유공관의 일반적인 기능은 균등한 압력으로 일정한 유량을 유출시키는 것이다. 정수공정에서 유공관이 여러 공정에서 활용되고 있음에도 불구하고 유공관 설계에 대한 일반적인 설계인자가 없는 실정이며 따라서 본 연구에서는 전산유체역학적(Computational Fluid Dynamics) 기법을 활용하여 정수공정에 활용되고 있는 유공관 설계인자를 도출하고자 하였다. 유공관 유출량의 균등성은 유공관 표면적 대비 전체 유공단면적 합의 비가 작아질수록 향상되는 경향을 보인다. 즉 유공 면적비가 작아질수록 유출 균등성은 그에 비례하여 향상되며 또한 동일한 면적비에서 유공의 개수가 증가할수록 유출량 균등성은 향상된다. 특히 유공관의 직경에 해당하는 길이 당 2개의 유공(2/D)을 배치하는 경우가 균등성의 향상 폭이 가장 크며 또한 압력 강하 값이 가장 적어 수리학적으로 가장 유리한 유공 개수이다. 유공관 유입 유속이 작고(약 0.06 m/s), 유공관 길이가 길어질수록 유출량은 전단에서 후단으로 갈수록 감소하며 반대로 유공관 유입 유속이 크고 (3 m/s) 유공관이 길어지면 유출량은 후단으로 갈수록 증가하는 경향을 보인다. Role of the perforated pipe is to drain the water with equal pressure and velocity through the holes of perforated pipe. The perforated pipe is being used in many processes of water treatment system, however, the design parameter of perforated pipe is not standardized in korea. In this study, we have found the design parameter of perforated pipe in the water treatment system using the Computational Fluid Dynamics (CFD). The uniformity of outflow from the perforated pipe is directly affected according to area ratio (gross area of holes/surface area of the perforated pipe). In other words, the uniformity of outflow is improved as area ratio is smaller. Also, at the same area ratio, the uniformity of outflow is improved as number of holes is increase. Specially, in case of the two holes per length of pipe diameter (2/D) shows the most uniformity of outflow and the best hydraulic with the smaller pressure drop. When the inlet velocity of pipe is about 0.06m/sec, the flux of pipe has decreased as from front to backward. When the inlet velocity is 3 m/s, the flux of pipe has increased as from front to backward.
Production of Mirin by Mutants of Aspergillus sp.
류병호(Beung-Ho Ryu),신동분(Dong-Bun Shin),빈재훈(Jae-Hoon Bin),박형선(Hyung-Sun Park) 한국식품영양과학회 1993 한국식품영양과학회지 Vol.22 No.5
본 연구는 품질이 우수한 미린을 생산하기 위하여 미린의 생산에 필요한 koji제조 균주를 검색하여 이들 중 ACPase활성이 높은 균주는 Aspergillus oryzae 9와 Aspergillus shirousamii IFO 6082를 얻었다. 이 두 균주는 UV조사에 의하여 변이주인 Aspergillus oryzae 9-12와 Aspergillus shirousamii IFO 6082-60을 얻었는데 acid carboxypeptidase의 활성은 친주에 비하여 2.6배 높았다. 이 균주로 재래식과 개량식 방법으로 미린을 제조한 결과 총당, 환원당 및 총질소의 양은 비슷하였으나 아미노태질소는 재래식보다 개량식이 높았고 수율도 높았다. 미린의 품질에 지대한 영향을 미치는 혼탁의 형성은 개량식에서 변이주로 만든 미린에서는 나타나지 않았다. To improve the quality of mirin, various molds were screened for mutants with high acid carboxypeptidase (ACPase) by the method of ultraviolet radiation. Mutants, Aspergillus oryzae 9-12 and Aspergillus shiroussamii 6082-60 showed activities of ACPase about 2-6 times higher than their parent strains. Aspergillus oryzae 9-12 and Aspergillus shirosamii 6082-60 were the most suitable strains for preparing koji in mirin by the conventional or improved methods. The results showed that total sugar, reducing sugar and total nitrogen were almost the same values in mirin prepared by both methods. The yield of mirin was higher in the improved method than in the conventional method. The clouding formation of mirin appeared in the conventional method; however, mirin prepared with the mutant koji by the improved method did not show clouding formation.