시뮬레이션 해석 및 실측을 통한 산화구시스템의 내장형침전지 영향인자 해석

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The sedimentation process is the oldest water treatment method using gravity separation of solids. Secondary clarifiers usually located adjacent to the oxidation ditch have some demerits associated with economics.
Intrachannel clarifiers represent a relatively new alternative to conventional secondary clarifiers for oxidation ditch systems. This eliminates the need for an external secondary clarifier, its associated equipment and a sludge return system. Using intrachannel clarifiers, could also reduce the capital and operational costs over a conventional oxidation ditch processes.
In this research, therefore, it was performed that used lab-scale and pilot-scale system for theoretical phenomenon searching examination by observation the basic principles design-operating factor of full-scale intrachannel clarifier system and application for oxidation ditch system.
Result that reciprocity cooperation executes verification by experiments and analysis using FLUENT, one of the computational fluid simulation programs about hydraulic flow pattern of intrachannel clarifier was agreed well. Therefore, this could derived reasonable analysis of affecting factor of intrachannel clarifier to oxidation ditch system.
Control of interior return activated sludge in intrachannel clarifier to oxidation ditch system is important factor that can define actural HRT. Through this study, assumed return activated sludge(RAS) flow was obtained by tracer and RAS concentration, RAS flow variation was affected by below velocity, RAS hole area and RAS hole number.
Horizontal flow and upflow type intrachannel clarifier in oxidation ditch system is no difference in processing efficiency side. But, horizontal flow type has allowed for improvements to the oxidational ditch system was cost ineffective in skill, maintenance, construction. While upflow flow type of intrachannel clarifier was judged by its type of most suitable when apply in full-scale system. As well as design and operating are easy, it can expect stability settling and outward flow quality of water.

목차 (Table of Contents)

• 목차
• 목차 = i
• 표목차 = iv
• 그림목차 = v
• 기호 및 약어설명 = ix
• Abstract = xi
• 1. 서론 = 1
• 1.1 연구배경 및 목적 = 1
• 1.2 연구의 내용 및 범위 = 4
• 2. 문헌고찰 = 5
• 2.1 침전의 이론과 침전지의 설계인자 = 5
• 2.1.1 침전원리 및 특성 = 5
• 2.1.2 침전지내의 수리특성 = 9
• 2.1.3 침전지의 고액분리 해석 = 11
• 2.1.4 침전지의 수리학적 설계인자 = 14
• 2.2 산화구시스템의 내장형침전지 = 17
• 2.2.1 산화구시스템의 개요 = 18
• 2.2.2 산화구시스템에 관한 기술개발동향 = 20
• 2.2.3 내장형침전지의 특징 및 장단점 = 25
• 2.2.4 내장형침전지의 형태별 분류 및 특징 = 26
• 2.2.5 내장형침전지의 변천과정 = 30
• 2.2.6 내장형침전지에 관한 기술개발동향 = 31
• 2.3 Computational Fluid Dynamics for Environmental engineering = 34
• 2.3.1 CFDE의 정의 및 소개 = 34
• 2.3.2 CFDE Program의 개요 = 37
• 2.3.3 지배방정식 및 해법 = 39
• 2.3.4 난류모델의 적용 = 43
• 2.3.5 시뮬레이션 해석 기법 = 53
• 3. 침전지기술 연구개발 동향분석 = 73
• 3.1 침전지에 대한 실험 연구동향 = 73
• 3.2 침전지에 대한 시뮬레이션 해석 = 74
• 3.3 CFDE Program을 이용한 침전지 시뮬레이션 = 78
• 4. 연구재료 및 방법 = 80
• 4.1 연구장치 및 분석방법 = 80
• 4.1.1 실험실규모 내장형침전지 소형시뮬레이터 = 81
• 4.1.2 실험실규모 내장형침전지 대형 시뮬레이터 = 85
• 4.1.3 파일럿규모 내장형침전지 = 91
• 4.1.4 분석방법 = 94
• 4.2 시뮬레이션 프로그램의 선정 = 96
• 4.2.1 침전시뮬레이션이 가능한 프로그램 = 96
• 4.2.2 수리학적 해석이 가능한 프로그램 = 100
• 4.2.3 시뮬레이션 프로그램의 선정 = 101
• 4.3 시뮬레이션 해석방법 및 조건 = 102
• 4.3.1 시뮬레이션 해석 방법 = 102
• 4.3.2 시뮬레이션 해석 조건 = 105
• 4.3.3 시뮬레이션 해석의 수렴성 = 111
• 5. 연구결과 및 고찰 = 113
• 5.1 내장형침전지 형상에 따른 예비실험 결과 = 113
• 5.1.1 내장형침전지 I 형 = 113
• 5.1.2 내장형침전지 II형 = 116
• 5.1.3 내장형침전지 III형 = 118
• 5.1.4 내장형침전지 IV 형 = 120
• 5.2 FLUENT에 의한 해석시 주요 영향인자 결정 = 123
• 5.2.1 유체역학 기본 예제를 통한 mesh 생성 및 난류상수 제어 = 123
• 5.2.2 유체역학 기본예제를 통한 FLUENT의 주요 영향인자 = 129
• 5.3 내장형침전지 기본 형상에 따른 흐름분포 = 130
• 5.3.1 내장형침전지 형상모델과 시뮬레이션 조건 = 130
• 5.3.2 내장형침전지내 흐름방향의 위치에 따른 유동장 = 132
• 5.3.3 내장형침전지내 배플유무 및 위치에 따른 유동장 = 133
• 5.4 내장형침전지의 반송량 = 137
• 5.4.1 반송량 추정방법 = 137
• 5.4.2 반송량 영향인자 = 139
• 5.4.3 수평류형과 상향류형에서의 반송량 = 152
• 5.5 내장형침전지의 입자거동 변화 = 153
• 5.5.1 내장형침전지의 고형물플럭스 분석 = 153
• 5.5.2 내장형침전지의 내부거동 = 160
• 5.6 상향류형 내장형침전지의 수리학적 거동 = 164
• 5.6.1 최적의 내장형침전지 형식 결정 = 164
• 5.6.2 실험실규모 내장형침전지 대형시뮬레이터 = 165
• 5.6.3 파일럿규모 내장형침전지 = 176
• 5.7 내장형침전지의 최적설계인자 검토 = 180
• 5.7.1 내장형침전지의 최적설계인자 = 180
• 5.7.2 내장형침전지의 최적형상 = 186
• 6. 결론 = 191
• 참고문헌 = 194
• 부록 I 내장형침전지 시뮬레이터 설계·운전 전략안 = 201
• 부록 II CFDE Program [FLUENT] 구동 지침 = 219
• 부록 III CFDE Trouble shootings = 231
• 부록 IV 내장형침전지 시뮬레이션 구동에 따른 상세결과 형식 = 236