우리나라 공공하수처리시설 및 가축분뇨공공 처리시설의 인(P) 유입부하량에 대한 총량평가

김원재,Kim, Weonjae 대한상하수도학회 2018 상하수도학회지 Vol.32 No.4

The annual total phosphorus load caused by public wastewater, nightsoil and livestock manure treatment facilities in Korea has been examined macroscopically. Annual domestic average phosphorus (P) inflows through the income of phosphate rock for the last five years (2012 - 2016) were analyzed as 76,598 tons/year. As of the year 2015, the total loadings of phosphorus attributed to public wastewater treatment facilities, nightsoil treatment facilities and livestock wastewater were estimated as 30,269 tons/year, 1,909 tons/year and 18,138 tons/year, respectively. Considering the amount of phosphorus imports, the annual phosphorus load from wastewater, livestock wastewater and excretions is equivalent to 39.5%, 23.7%, 2.5% and totally 65.7%(39.5% + 23.7% + 2.5%). Therefore, the introduction of phosphorus recovery and recycling processes for the public wastewater and livestock manure treatment facilities has been found to be effective because it could reduce the import amount of phosphate rock by up to 60% or more.

휴리스틱 회귀모델을 이용한 특정항만 조건하에서의 선형별 적정 항차배분에 관한 연구

김원재(Weonjae Kim) 한국항만경제학회 2013 韓國港灣經濟學會誌 Vol.29 No.3

본 논문은 포항제철이 제품생산에 필요한 석탄 및 철광석 등 원료를 해외로부터 수입하기 위한 전용부두를 조성하여 사용하는 과정에서 발생되는 총물류비용, 즉 해상수송비용, 항만 선석 대기비용, 그리고 원료를 야드에 적재보관 하는 데 따른 재고비용 등의 발생이 서로 상충됨에 따라 각 비용발생 행태를 함수식으로 추정하여 그 비용의 합이 최소화 될 수 있는 적정 선형별 연간 배정 항차수 의사결정을 휴리스틱적 접근법으로 시도한 내용을 보여준다. 예를 들면, 해상 수송비용은 단위당 운송비를 낮추기 위해 선형을 대형화시키려는 유인이 있게 된다. 하지만 이러한 결정은 항만내 선석 제약으로 인해 대기비용이 지수적으로 급격히 증가하게 되어 이에 대한 절충점을 찾아야 만 총 물류비용을 최소화 시킬 수 있게 된다. 선형별 연간 배정 항차수를 독립변수로 하고 발생 비용들을 종속변수로 하여 휴리스틱적 회귀분석을 시도한 결과 15만톤급 선형, 10만톤급 선형, 5만톤급 선형의 연간 항차배정 비율이 1.78(X₁):4.25(X₂):1(X₃)로 될 때 총물류비용 최소화 목표를 달성할 수 있는 것으로 분석되었다. 이를 백분비로 보면, 대형선 비중을 약 25%, 중형선 비중을 약 61%, 그리고 소형선 비중을 약 14% 정도로 연간항차배정을 하는 것이 적정한 것으로 판단된다. 그 밖에 만약 물동량의 증가로 항만확장이 불가피한 경우 추가항만 건설투자비와 그로 인한 해상수송비 절감 및 선석 대기비용 절감 등을 현재가치화 한 값과 비교하여 전자가 큰 경우는 투자안을 기각하고 후자가 큰 경우는 투자안을 수용하는 항만투자 의사결정이 필요함을 보여주었다. This paper mainly deals with the appropriation of ship voyage allocation, using a heuristic regression model, in order to reduce total costs incurred in port, yard and at sea under the specific port condition. Because of different behavior of costs incurred in port, yard and at sea, an effort to minimize these costs by adjusting the number of voyages for three ship classes(50,000, 100,000, and 150,000-ton) should be made. For instance, if the port managers attempt to reduce the sea transport cost by increasing the annual allocated number of ship voyages classed 150,000-ton for economies of scale, they have no choice but to suffer a significant increase in queueing cost due to port congestion. To put it differently, there are trade-off relationships among the costs incurred in port, yard, and at sea. We utilized a computer simulation result to perform a couple of regression analyses in order to figure out the appropriate range of allocated number of voyages of each ship class using a heuristic approach. The detailed analytical results will be shown at the main paper. We also suggested a net present value(NPV) model to make a proper investment decision for an additional berth of 200,000-ton class that alleviates port congestion and reduces transport cost incurred both in port and at sea.

가압펌프와 공기포화탱크를 동시에 갖는 하이브리드형 미세기포 발생장치의 성능 평가

김원재(Weonjae Kim) 대한환경공학회 2021 대한환경공학회 학술발표논문집 Vol.2021 No.11

해운산업 수익성 제고 투자의사결정 모델구축에 관한 연구

김원재(Weonjae Kim) 한국항만경제학회 2011 韓國港灣經濟學會誌 Vol.27 No.2

본 논문은 투자수익성을 극대화 할 수 있는 건화물선 운항기업의 해운투자 의사결정 모델을 제시하는 것이 핵심 내용이다. 얼마전 우리나라 4위 해운기업인 대한 해운(주)가 법정관리를 신청해 큰 충격을 주었는데, 그 이유를 살펴보면 전적으로 투자 의사결정이 잘못된데 기인한다. 즉 대한해운(주)는 해운 경기가 피크에 이른 2007, 8년도에 집중적으로 산물선을 장기용선 방식의 투자확충 의사결정을 내렸으나, 2009, 10년도에 부정기선 운임지수가 거의 1/10 수준으로 폭락하여 막대한 손실을 보아 결국 자금압박으로 회사가 부도 상태에 이르게 되었다. 이러한 문제는 지난 1980년대 초에도 발생된 바 있으나 여전히 반복되고 있다는 사실이 안타깝다. 따라서 본 논문은 해운 경기가 호황에 있을 때 오히려 일정 선박을 매각하고 필요한 선복량은 단기 용선하여 향후의 경기변동 상황에 대처하도록 하는 의사결정을 말한다. 즉, 해운 경기가 불황국면에 있을 때는 조선경기도 하락 하는 만큼 저가로 선박을 매수 또는 발주하고 서서히 해운 경기가 회복되고 본격적인 상승기에 역시 선가도 급격히 상승하는 시점에 일정 비율의 보유선박을 매각 처분하여 선박 매매차익을 실현하고 다시 경기가 하강한 시점에서 선박을 재매입하는 순환적인 투자 의사결정 모델이 건화물선 해운기업의 수익성 제고에 크게 기여할 수 있다고 본다. 이때 고객서비스 유지를 위해 필요한 선복량은 단기 용선으로 대체하여 가급적 선박 보유 비중을 낮추는 의사결정이 매우 중요한데, 이러한 전략적 투자의사결정 모델은 자본집약적 산업인 해운기업의 재무위험과 영업위험을 모두 낮출 수 있게 된다는 것이 논문의 핵심이다. This paper deals with a strategic investment decision model for improving investment profit in shipping industry. Despite the quantitative expansion of Korean shipping business, many shipping firms have suffered financial difficulties due to financial and operating risks that result from the characteristics of capital-intensive business as well as of volatility of shipping markets. As a result, managers in charge of making an investment decision, particularly in tramper business sector, are required to take both financial and operating risk factors into consideration. Put it differently, managers are strongly recommended to avoid these risks by ship asset play; buy-low and sell-high, which results in considerable capital gain and cost reduction. In addition, managers in shipping industry are also recommended to consider the ship chartering investment alternative when the freight markets show extreme volatility as the case of 2008 triggered by sub-prime mortgage financial crisis in USA. For example, the BDI suffered plunging down from 1000 in 2008 to 100 in 2010. Consequently, the 4th largest shipping company in Korea, DAEHAN Shipping Co., has collapsed primarily due to excessive tonnage expansion during the peak time of bulk market. In sum, the strategic investment decision model, suggested in this paper, is designed to include such factors as capital gain by asset play, timely chartering for alternative shipping service, and optimization of operating profit by tonnage adjustment in accordance with change in the shipping markets concerned.

위성영상 기반 지표온도분포 클러스터링 기법을 활용한 도시 내 열섬우심지구 추출

김원재(WeonJae Kim),임현만(HyunMan Lim),신형섭(HyoungSub Shin) 한국대기환경학회 2021 한국대기환경학회지 Vol.37 No.4

스마트 워터 그리드 서비스 Framework 개발에 관한 연구

김성훈(Kim, Seong-Hoon),오현제(Oh, Hyunje),정진홍(Jung, Jinhong),김원재(Kim, Weonjae),윤영한(Yoon, Young H.) 한국산학기술학회 2012 한국산학기술학회논문지 Vol.13 No.12

최근 우리가 살고 있는 정보화 사회의 가장 중요한 화두 중 하나로 “스마트”가 떠오르고 있으며 통신 및 사회간접자본 분야 등을 포함한 사회의 여러 영역이 이 주제로 빠르고 접근하고 있다. 국내에서는 전력분야에서의 우선접근이 비교적 성공적인 평가를 받고 있으며 물공급 분야는 이제 막 그 첫발을 내 딛고 있는 것이 현실이다. 이 러한 관점에서 본 연구는 “스마트 워터 그리드” 서비스를 위한 프레임웤 개발에 그 목적이 있다. 연구의 절차로, 우 선 국내외 관련 연구가 조사되었고, “스마트 워터 그리드” 서비스를 구성하는 4 기술요소가 정의 되었다. 4 기술요 소분야 각각에 대해 프레임웤 모델링이 수행되었고 그 결과로 각각에 대한 TRM이 제시된다. 또한 4 요소영역을 아 우르는 전체 서비스에 대한 종합적 TRM이 제시되고 본 논문에서 제시되는 프레임웤 모델과 유사 모델을 비교하면 서 차별성 있는 연구내용의 전개와 두 모델의 연계컨셉이 정의되었다. 엔터프라이즈 통합모델, 즉, 매크로 레벨부터 마이크로 레벨 적용과 서비스를 온전히 커버하기위해 필요한 두 모델의 합체운영 컨셉과 이러한 상호연계성 위에서 작용하는 마이크로 레벨 모델의 현실화를 통해 물관리분야에서의 스마트화 구현에 현 논문이 다소간 기여하기를 기 대한다. The current society, namely information society is now moving to a specific topic which is SMART. In this sense, recently a variety of social areas including communications and SOC domains are moving fast to this topic. In Korea, The electric power area has been doing a pioneering job relatively successfully and the water supply area is just now taking the first step. The purpose of this research is to develop a technical Framework for Smart Water Grid Service. Related researches has been studied and the 4 constituting technical element areas were defined first. For each of the four areas, a framework modeling was fulfilled and as a result, a TRM(Technical Road Map) was suggested for each of the area. Finally, an Enterprise TRM covering all of the 4 areas was described. Furthermore, the currently suggested Framework model was compared to a related model and it was found that the integration of the models is desirable to wholly cover from Macro to Micro level applications and services. It is expected that the current approach contribute ,more or less, to the smart implementation in the areas of water management.

하수처리시설에서 인 고도처리를 위한 일체형 침전부상공정(SeDAF)의 응집제 주입농도 자동제어기법 검토

장여주,정진홍,김원재,Jang, Yeoju,Jung, Jinhong,Kim, Weonjae 대한상하수도학회 2020 상하수도학회지 Vol.34 No.6

To remove phosphorus from the effluent of public wastewater treatment facilities, hundreds of enhanced phosphorus treatment processes have been introduced nationwide. However, these processes have a few problems including excessive maintenance cost and sludge production caused by inappropriate coagulant injection. Therefore, the optimal decision of coagulant dosage and automatic control of coagulant injection are essential. To overcome the drawbacks of conventional phosphorus removal processes, the integrated sedimentation and dissolved air flotation(SeDAF) process has been developed and a demonstration plant(capacity: 100 ㎥/d) has also been installed. In this study, various jar-tests(sedimentation and / or sedimentation·flotation) and multiple regression analyses have been performed. Particularly, we have highlighted the decision-making algorithms of optimal coagulant dosage to improve the applicability of the SeDAF process. As a result, the sedimentation jar-test could be a simple and reliable method for the decision of appropriate coagulant dosage in field condition of the SeDAF process. And, we have found that the SeDAF process can save 30 - 40% of coagulant dosage compared with conventional sedimentation processes to achieve total phosphorus (T-P) concentration below 0.2 mg/L of treated water, and it can also reduce same portion of sludge production.

수소에너지 주거건물의 운영비용 감축을 위한 연료전지 발전 부산물 활용기술에 관한 특허분석

지상훈(SangHoon Ji),김원재(WeonJae Kim) 한국산학기술학회 2020 한국산학기술학회논문지 Vol.21 No.12

친환경 에너지원으로 고려되는 수소의 수요가 증가하고 있고 이와 동시에 수소의 고효율 에너지변환이 가능한 설비인 연료전지의 시장 규모 또한 지속적으로 증가하고 있다. 본 연구는 수소를 에너지원으로 하는 주거건물의 운영비용을 감축하기 위한 연료전지 발전 부산물 활용기술에 대한 특허분석을 통해 관련 기술의 지식재산권 확보를 위한 전략을 수립하는데 목적을 두고 있다. 본 특허분석은, 2019 년 10 월까지 출원 공개 및 등록된 한국, 미국, 일본 및 유럽의 특허를 대상으로 분석하며 전문가회의를 거쳐 확정된 중분류 및 소분류 기술 체계를 기준으로 정량분석 및 지표분석을 실시하였다. 특허분석을 통해, 2019년 10월까지 출원/공개/등록된 한국, 미국, 일본 및 유럽 특허를 조사하였고 전문가 토의를 바탕으로 기술분류체계 및 분류기준을 마련하였다. 특히, 수소에너지 주거건물의 운영비용 감축을 위해, 데드앤드 모드 운전을 통해 고분자전해질 연료전지 발전 시 생성되는 공기극 측 주요 부산물인 정화공기, 생성수분 및 산소희박 공기를 활용하는 시스템 및 방법으로 출원하여 권리화를 시도해 볼 수 있을 것으로 판단된다. The demand for hydrogen, which is considered an environmentally friendly energy source, is increasing, and at the same time, the fuel cell market is increasing continuously. This study aimed to establish a strategy for securing intellectual property rights on fuel cell by-product utilization technology for operating expenditure reduction of hydrogen-powered residential buildings. In this patent analysis, this study investigated Korean, American, Japanese, and European patents filed/published/registered by October 2019 and established a technical classification system and classification criteria through expert discussion. To reduce the operating expenditure of hydrogen-powered residential buildings, intellectual property rights will be improved using systems and methodologies involving cathode-side purified air, product water, and oxygen-depleted air captured with the dead-end mode operation of polymer electrolyte fuel cells.

하수슬러지 소각재 기반 고농도 인 용출액을 활용하여 P & N의 제거효율을 동시에 제고하는 MAP 결정화공정 기초실험

박나리(Nari Park),김원재(Weonjae Kim),장향연(Hyangyoun Chang),미라툴 매크피로(Miratul Maghfiroh),임현만(Hyunma Lim),정진홍(Jinhong Jung),안광호(Kwangho Ahn) 대한환경공학회 2021 대한환경공학회 학술발표논문집 Vol.2021 No.11

Evaluation Of Air Stripping Technique Using Water Spray Reactor For Ammonia Removal

Miratul Maghfiroh(미라툴 매크피로),Weonjae Kim(김원재),Nari Park(박나리),Hyangyoun Chang(장향연),Jinhong Jung(정진홍),Kwangho Ahn(안광호),Hyunman Lim(임현만) 대한환경공학회 2021 대한환경공학회 학술발표논문집 Vol.2021 No.11