$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

전산유체역학(CFD)을 이용한 무동력 와류 혼화장치의 유동해석 및 응집제 혼화장치 적용 가능성 연구
A Study on Applicability of Coagulant Mixer and Flow Analysis of the Non-powered Vortex Mixer using CFD 원문보기

대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers, v.39 no.12, 2017년, pp.706 - 713  

김수연 (국립한밭대학교 건설환경공학과) ,  채종성 (국립한밭대학교 건설환경공학과) ,  김신영 (국립한밭대학교 건설환경공학과) ,  장몽우 (국립한밭대학교 건설환경공학과) ,  엄태인 (국립한밭대학교 건설환경공학과)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

본 연구는 국내 정수장에 무동력 와류 혼화장치를 설치하여 기존 기계식 급속혼화장치를 사용하는 정수장의 수처리 효율 및 적용 가능성을 비교 분석하였다. 이를 위해 무동력 와류 혼화장치의 유체 유동 특성 및 손실수두전산유체역학(CFD)으로 계산하였다. 혼화장치 내부의 수두손실률은 유입속도가 0.5 m/sec일 때 11.30%, 0.6 m/sec일 때 16.27%, 0.7 m/sec일 때 21.44%로 유입속도가 증가할수록 수두손실이 급격하게 증가하며 혼화지 설계 시 최적 유입 유속는 0.5 m/sec이다. 0.5 m/sec일 때 난류강도는 입구는 2.37%, 출구는 7.83%로 응집을 위한 혼화강도는 충분하다. 유입수의 유속이 0.38 m/sec인 정수장의 기계식 급속혼화장치 12대를 모두 무동력 와류 혼화장치로 대체하여, 3년 동안 운전한 정수장의 수질 검사결과는 기존의 급속혼화장치를 운전하는 정수장과 수질 차이가 없었으며 수질 기준에 적합하였다. 기존의 급속혼화장치를 무동력 혼화장치로 교체하면 1대당 동력소비량 64,143~65,306 kWh/y의 에너지를 절감할 수 있다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study compared and analyzed the water treatment efficiency and the applicability of water treatment plant using the existing Mechanical Rapid-Mixer by introducing the Non-powered Vortex Mixer to the domestic water treatment plant. For this study, fluid flow characteristics and head loss of a No...

주제어

참고문헌 (25)

  1. Park, Y. O., Kim, G. D., Bae, S. S., Park, N. S. and Im, G. H., "Evaluation of coagulation dispersion in pump diffusion mixer for water treatment," Korean Soc. Water and Wastewater, 21(5), 49-63(2008). 

  2. Jarvis, P., Jefferson, B. and Parsons, S. A., "Breakage, regrowth, and fractal nature of natural organic matter flocs," Environ. Sci. Technol., 39(7), 2307-2314(2005). 

  3. Amirtharajah, A., Clark., Mark, M. and Trussell, R. R., "Mixing in coagulation and flocculation," Am. Water Works Assoc. Res. Foundat., USA, (1991). 

  4. Weiying, X. and Baoyu, G., "Influence of pH on flocs formation, breakage and fractal properties-the role of Al13 polymer," J. Water Sust., 1(1), 45-57(2011). 

  5. Kan, C., Huang, C. and Pan, J. R., "Coagulation of high turbidity water: the effects rapid mixing," J. Water Supply: Res. and Technol.-AQUA, 51(2), 77-85(2002). 

  6. Kan, C., Huang, C. and Pan, J. R., "Time requirement for rapidmixing in coagulation," Colloid and Surf. A: Physicochem. and Eng. Aspects, 203(1), 1-9(2002). 

  7. Francois, R. J. and Van Haute, A. A., "The role of rapid mixing time on a flocculation process," Water Sci. & Technol., 17(6), 1091-1101(1985). 

  8. Rossinia, J., Garridob, J. G. and Galluzzoa, M., "Optimization of the coagulation-flocculation treatment: influence of rapid mix parameters," Water Res., 33(8), 1817-1826(1999). 

  9. Amirtharajah, A., and Mills, K. M., "Rapid-mix design for mechanism of alum coagulation," J. Am. Water Works Assoc., 74(4), 210-216(1992). 

  10. Clark, M. M., Srivastava, J. S., Lang, R. R,. Trussell, L. J., McCollum, D., Bailey, J. D. and Christic, G., "Selection and design of mixing processes for coagulation," Am. Water Works Assoc. Res. Foundat., Denver, USA, (1994). 

  11. Ma, Z., Qin, J. J., Liou, C. X., Zhang, L. and Valiyaveettil, S., "Effects of coagulation pH and mixing conditions on characteristics of flocs in surface water Treatment," ACEM, Korea, (2012). 

  12. Lee, G. S., Kim, M. C. and Kwon, J. K., "Effect of pH adjustment by $CO_2$ on coagulation and aluminum elution in water treatment," J. Korean Soc. Environ. Eng., 35(1), 17-22(2013). 

  13. Kawamura, S., "Integrated design of Water treatment facilities," JOHN WILEY & SONG INC, New York,(1991). 

  14. McCurdy, K., Carlson, K. and Gregory, D., "Floc morphology and cyclic shearing recovery: comparison of alum and polyaluminum chloride coagulants," Water Res., 38(2), 486-494(2004). 

  15. Amar, R. B., "Review of coagulation's rapid mixing for NOM removal," J. Res. & Develop. in Chem., 32(2015). 

  16. Kim, H. C. and Lee, S., "Pump diffusion flash mixing (PCFM) for improving coagulation process in drinking water treatment," Sep. and Purific. Technol., 117-125(2006). 

  17. Bochkarev, G. R. and Kurbatov, P. V., "Intensification of coagulation purification of highly colored waters," J. Mining Sci., 39(1), 94-101(2003). 

  18. Korpijarvi, J., Laine, E., and Ahlstedt, H., "Using CFD in the study of mixing in coagulation and flocculation," J. Chem. Water and Wastewater Treat., 89-99(2000). 

  19. Hwang, Y. J., Lim, S. E., Kim, S. S., Park, N. S. and Wang, C. K., "Evaluation of head loss within in-line mixer for water treatment using CFD technique," J. Korean Soc. Water and Wastewater, 23(1), 107-112(2009). 

  20. Jeong, S. Y., Lee, K. B. and Rhi, S. H., "Flow characteristics of the in-line non-consuming power mixer with orifice," J. Ind. Sci. and Technol. Inst., 28(2), 67-70(2014). 

  21. Lee, H. K., Park, Y. M. and Chung, H. T., "Numerical simulation of internal flow fields inside pump-diffusion mixers for water treatment," Proc. KSME, 347-351(2013). 

  22. Lee, Y. J., Oh, J. I., Yoon, S., Kim, J. O. and Park, N. S., "CFD simulation of the effects of inlet flow rate on hydraulic behavior in continuous stirred-tank reactor (CSTR)," J. Korean Soc. Environ. Eng., 38(1), 25-33(2016). 

  23. ANSYS FLUENT 15.0 User's Guide,(2014). 

  24. Park, N. S. and Park, H. K., "Examining the effect of hydraulic turbulence in rapid mixer on turbidity removal with CFD simulation and PIV analysis," J. Korean Soc. Environ. Eng., 23(11), 1875-1887(2001). 

  25. Park, N. S., and Park, H. K., "A study on distribution of local velocity gradients in rapid mixers using PIV technique," J. Korean Soc. Environ. Eng., 23(12), 2033-2044(2001). 

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

BRONZE

출판사/학술단체 등이 한시적으로 특별한 프로모션 또는 일정기간 경과 후 접근을 허용하여, 출판사/학술단체 등의 사이트에서 이용 가능한 논문

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로