최근 여름철이면 국내 주요 하천 및 호소 등에 녹조현상이 발생하고 있으며, 이취미 물질 발생 및 일부종에 의한 독소 발생이 문제가 되고 있다. 녹조현상의 원인으로는 수류의 정체, 높은 일사량 및 수온 그리고 영양염류의 부영양화가 있으며, 이 중 영양염류의 부영양화가 핵심요인이라고 할 수 있다. 영양염류의 유입은 외부적인 요인과 내부적인 요인이 있으며, 내부적인 요인의 경우, 저층부 빈산소조건 하에서 퇴적토로부터의 인 용출이 주요인 중 하나이다. 그러므로 내부부하를 감소시키기 위해서는 저층부 빈산소화 방지가 필요하다. 국내에서는 저층부 빈산소화 방지대책으로, 수중폭기기술을 적용하고 있다. 하지만 몇몇 연구결과에 따르면, 국내에 적용되고 있는 수중폭기기술의 저층부 빈산소화 방지효과가 거의 없는 것으로 나타나고 있다. 한편 ...
최근 여름철이면 국내 주요 하천 및 호소 등에 녹조현상이 발생하고 있으며, 이취미 물질 발생 및 일부종에 의한 독소 발생이 문제가 되고 있다. 녹조현상의 원인으로는 수류의 정체, 높은 일사량 및 수온 그리고 영양염류의 부영양화가 있으며, 이 중 영양염류의 부영양화가 핵심요인이라고 할 수 있다. 영양염류의 유입은 외부적인 요인과 내부적인 요인이 있으며, 내부적인 요인의 경우, 저층부 빈산소조건 하에서 퇴적토로부터의 인 용출이 주요인 중 하나이다. 그러므로 내부부하를 감소시키기 위해서는 저층부 빈산소화 방지가 필요하다. 국내에서는 저층부 빈산소화 방지대책으로, 수중폭기기술을 적용하고 있다. 하지만 몇몇 연구결과에 따르면, 국내에 적용되고 있는 수중폭기기술의 저층부 빈산소화 방지효과가 거의 없는 것으로 나타나고 있다. 한편 미세기포는 작은 기포크기로 인하여, 넓은 기-액 접촉면적과 느린 부상속도를 특징으로, 높은 기체전달율 및 긴 접촉시간을 기대할 수 있어, 궁극적으로 높은 산소전달율을 기대할 수 있다. 본 연구에서는 정체수역 저층부 빈산소화 방지를 위한 대책의 일환으로 미세기포를 활용하고자 하였으며, 미세기포수의 생성 및 공급에 의한 산소전달율 개선방안을 연구하였다. 최근 설치된 보(洑)주변에서의 수심별 수질조사를 실시하였으며, 보의 수심별 수질특성을 기존에 조사된 호소 수질특성과 비교하였다. 그 결과, 여름철 보 주변 및 호소에서 저층부 용존산소 고갈현상이 나타났으며, 그 시점의 저층부 인농도가 표층부 보다 상대적으로 높은 상태인 것으로 나타나, 이에 대한 관리가 필요한 것으로 나타났다. 미세기포를 이용한 용존산소 생성 실험을 통해, 미세기포의 용존산소 생성특성을 검토 하였다. 본 연구에서 적용한 미세기포 발생원리는 케비테이션식으로, 다단의 오리피스에 의해 미세기포가 발생되며, 운전인자로는 노즐로의 유입수 유입속도, 기체의 주입속도, 기체의 종류가 있다. 실험 결과, 유입수 유입속도가 용존산소 생성에 가장 많은 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 산소를 주입기체로, 그리고 유입수 유입속도 및 기체의 주입속도를 증가시킬수록, 높은 용존산소 생성율이 나타났다. 또한 비용적인 측면을 고려하더라도, 산소를 주입기체로 이용하는 것이 효율적인 것으로 나타났다. 미세기포수 공급시 영향인자에 따른 용존산소 농도변화 측정을 통해, 영향인자에 따른 용존산소농도 개선효과를 평가하였다. 이를 위해 주입기체 및 미세기포수의 순환율을 영향인자로 하여 생성시킨 미세기포수를, 미세기포수 접촉조 하단으로 수평으로 주입하였으며, 상, 중 그리고 하로 설치된 DO meter를 이용하여 용존산소농도를 측정하였다. 그 결과, 산소를 주입기체로 그리고 순환율이 높을수록 산소전달율이 높은 것으로 나타났으며, 특히 순환율을 높일수록 상층보다는 하층 및 중층의 용존산소농도 변화가 큰 것으로 나타나, 순환율 증가를 통해, 용존산소농도 개선효과를 하부쪽으로 집중할 수 있을 것이라 사료된다. 향후, 본 시스템은 미세기포수를 순환시켜 간헐적으로 운영되는 시스템으로써 활용이 가능할 것이라 판단되며, 수질향상과 용존산소공급이 동시에 필요한 경우, 미세기포수 순환과 동시에 부가적으로 수처리를 실시하는 시스템으로써 활용이 가능할 것이라 사료된다.
최근 여름철이면 국내 주요 하천 및 호소 등에 녹조현상이 발생하고 있으며, 이취미 물질 발생 및 일부종에 의한 독소 발생이 문제가 되고 있다. 녹조현상의 원인으로는 수류의 정체, 높은 일사량 및 수온 그리고 영양염류의 부영양화가 있으며, 이 중 영양염류의 부영양화가 핵심요인이라고 할 수 있다. 영양염류의 유입은 외부적인 요인과 내부적인 요인이 있으며, 내부적인 요인의 경우, 저층부 빈산소조건 하에서 퇴적토로부터의 인 용출이 주요인 중 하나이다. 그러므로 내부부하를 감소시키기 위해서는 저층부 빈산소화 방지가 필요하다. 국내에서는 저층부 빈산소화 방지대책으로, 수중폭기기술을 적용하고 있다. 하지만 몇몇 연구결과에 따르면, 국내에 적용되고 있는 수중폭기기술의 저층부 빈산소화 방지효과가 거의 없는 것으로 나타나고 있다. 한편 미세기포는 작은 기포크기로 인하여, 넓은 기-액 접촉면적과 느린 부상속도를 특징으로, 높은 기체전달율 및 긴 접촉시간을 기대할 수 있어, 궁극적으로 높은 산소전달율을 기대할 수 있다. 본 연구에서는 정체수역 저층부 빈산소화 방지를 위한 대책의 일환으로 미세기포를 활용하고자 하였으며, 미세기포수의 생성 및 공급에 의한 산소전달율 개선방안을 연구하였다. 최근 설치된 보(洑)주변에서의 수심별 수질조사를 실시하였으며, 보의 수심별 수질특성을 기존에 조사된 호소 수질특성과 비교하였다. 그 결과, 여름철 보 주변 및 호소에서 저층부 용존산소 고갈현상이 나타났으며, 그 시점의 저층부 인농도가 표층부 보다 상대적으로 높은 상태인 것으로 나타나, 이에 대한 관리가 필요한 것으로 나타났다. 미세기포를 이용한 용존산소 생성 실험을 통해, 미세기포의 용존산소 생성특성을 검토 하였다. 본 연구에서 적용한 미세기포 발생원리는 케비테이션식으로, 다단의 오리피스에 의해 미세기포가 발생되며, 운전인자로는 노즐로의 유입수 유입속도, 기체의 주입속도, 기체의 종류가 있다. 실험 결과, 유입수 유입속도가 용존산소 생성에 가장 많은 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 산소를 주입기체로, 그리고 유입수 유입속도 및 기체의 주입속도를 증가시킬수록, 높은 용존산소 생성율이 나타났다. 또한 비용적인 측면을 고려하더라도, 산소를 주입기체로 이용하는 것이 효율적인 것으로 나타났다. 미세기포수 공급시 영향인자에 따른 용존산소 농도변화 측정을 통해, 영향인자에 따른 용존산소농도 개선효과를 평가하였다. 이를 위해 주입기체 및 미세기포수의 순환율을 영향인자로 하여 생성시킨 미세기포수를, 미세기포수 접촉조 하단으로 수평으로 주입하였으며, 상, 중 그리고 하로 설치된 DO meter를 이용하여 용존산소농도를 측정하였다. 그 결과, 산소를 주입기체로 그리고 순환율이 높을수록 산소전달율이 높은 것으로 나타났으며, 특히 순환율을 높일수록 상층보다는 하층 및 중층의 용존산소농도 변화가 큰 것으로 나타나, 순환율 증가를 통해, 용존산소농도 개선효과를 하부쪽으로 집중할 수 있을 것이라 사료된다. 향후, 본 시스템은 미세기포수를 순환시켜 간헐적으로 운영되는 시스템으로써 활용이 가능할 것이라 판단되며, 수질향상과 용존산소공급이 동시에 필요한 경우, 미세기포수 순환과 동시에 부가적으로 수처리를 실시하는 시스템으로써 활용이 가능할 것이라 사료된다.
Recently, Algal-bloom is occurring in the water; such as river and lake in summer season, and it could be causing taste and odor of water, even toxicity, produced from some species of algae. Algal -bloom could be occurred, in stagnant flow, high water temperature with high quantity of solar radiatio...
Recently, Algal-bloom is occurring in the water; such as river and lake in summer season, and it could be causing taste and odor of water, even toxicity, produced from some species of algae. Algal -bloom could be occurred, in stagnant flow, high water temperature with high quantity of solar radiation and specially, eutrophication of nutrient. Source of the nutrient can be classify as external source and internal source, in case of the internal source, mainly, phosphorus release from sediment in dissolved oxygen depletion condition. Therefore, it is needed to prevent dissolved oxygen depletion, to decrease internal loading, in Korea, some aeration technologies were applied for preventing dissolved oxygen depletion. But in several result of research, installed aerator in the lake was rarely effective for preventing dissolved oxygen depletion. On the other hands, micro-bubble have many characteristics, and especially, large gas-liquid interfacial area and low rising velocity which based on small size, facilitate oxygen transfer bubble to water. In an effort to prevent dissolved oxygen depletion, the goal of this study was improvement of oxygen transfer rate by micro-bubble in aeration of water. First of all, to take account of various possibility, water quality survey of around weir constructed recently was conducted, and comparison of water quality with result of lake from literature. As a result, dissolved oxygen depletion appeared around weir in bottom area like a lake, and higher phosphorus concentration than surface area, also appeared, when dissolved oxygen depletion in bottom area. Therefore measures for that problem are needed. Secondly, a characteristic of dissolved oxygen formation by micro-bubble was studied. Micro-bubble generation type of generator used for this study is cavitation type. Nozzle for micro-bubble generation, concludes many orifice and driving factors are liquid velocity into the nozzle, gas velocity into the nozzle and gas type. As a result, liquid velocity was the most effective in formation of dissolved oxygen by the micro-bubble generator, and the fastest liquid velocity and gas velocity with oxygen gas was the highest oxygen transfer rate. Furthermore, considering operation cost, using oxygen gas was more effective than air. Finally, Improvement effectiveness of dissolved oxygen concentration in water by supply microbubble-water with various factors was studied. As a factor, gas type for micro-bubble generation and circulation ratio based on hydraulic retention time in micro-bubble generation part, were selected, and microbubble-water was injected at bottom, horizontally. As a result, higher circulation ratio with oxygen gas was more effective, particularly, by increasing circulation ratio, dissolved oxygen improving effect of bottom and middle area was increase, which could concentrate improving dissolved oxygen concentration in bottom area. The micro-bubble supply system in this study could be utilized for intermittent process, and improvement of the water quality and dissolved oxygen concentration, are needed at the same time, this system could be utilized also with pre-treatment process.
Recently, Algal-bloom is occurring in the water; such as river and lake in summer season, and it could be causing taste and odor of water, even toxicity, produced from some species of algae. Algal -bloom could be occurred, in stagnant flow, high water temperature with high quantity of solar radiation and specially, eutrophication of nutrient. Source of the nutrient can be classify as external source and internal source, in case of the internal source, mainly, phosphorus release from sediment in dissolved oxygen depletion condition. Therefore, it is needed to prevent dissolved oxygen depletion, to decrease internal loading, in Korea, some aeration technologies were applied for preventing dissolved oxygen depletion. But in several result of research, installed aerator in the lake was rarely effective for preventing dissolved oxygen depletion. On the other hands, micro-bubble have many characteristics, and especially, large gas-liquid interfacial area and low rising velocity which based on small size, facilitate oxygen transfer bubble to water. In an effort to prevent dissolved oxygen depletion, the goal of this study was improvement of oxygen transfer rate by micro-bubble in aeration of water. First of all, to take account of various possibility, water quality survey of around weir constructed recently was conducted, and comparison of water quality with result of lake from literature. As a result, dissolved oxygen depletion appeared around weir in bottom area like a lake, and higher phosphorus concentration than surface area, also appeared, when dissolved oxygen depletion in bottom area. Therefore measures for that problem are needed. Secondly, a characteristic of dissolved oxygen formation by micro-bubble was studied. Micro-bubble generation type of generator used for this study is cavitation type. Nozzle for micro-bubble generation, concludes many orifice and driving factors are liquid velocity into the nozzle, gas velocity into the nozzle and gas type. As a result, liquid velocity was the most effective in formation of dissolved oxygen by the micro-bubble generator, and the fastest liquid velocity and gas velocity with oxygen gas was the highest oxygen transfer rate. Furthermore, considering operation cost, using oxygen gas was more effective than air. Finally, Improvement effectiveness of dissolved oxygen concentration in water by supply microbubble-water with various factors was studied. As a factor, gas type for micro-bubble generation and circulation ratio based on hydraulic retention time in micro-bubble generation part, were selected, and microbubble-water was injected at bottom, horizontally. As a result, higher circulation ratio with oxygen gas was more effective, particularly, by increasing circulation ratio, dissolved oxygen improving effect of bottom and middle area was increase, which could concentrate improving dissolved oxygen concentration in bottom area. The micro-bubble supply system in this study could be utilized for intermittent process, and improvement of the water quality and dissolved oxygen concentration, are needed at the same time, this system could be utilized also with pre-treatment process.
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