초록 ▼

■ 개발 펌프의 성능 최적화 연구
- 최적 임펠러의 형태 및 크기
- 공기 유입구 형상의 최적화
- 물.공기 접촉부 및 유출부 노즐의 최적화
- 펌프의 효율 향상 및 펌프제어 체계 완비
- 유출수의 기포체적농도와 크기분포 측정 방법 도출
- 운전 성능 및 수처리 효율에 의한 개발 펌프의 성능 평가

■ 한국형 소규모 정수처리시스템 구축
- 개발 폄프의 스케일 업 및 다운 기술 확립
- 소규모 정수처리공정의 개발 사례 연구
- 부상조 설계 및 정수처리공정 시스템의 구축

■ 개발 펌프의 성능 최적화 연구
- 최적 임펠러의 형태 및 크기
- 공기 유입구 형상의 최적화
- 물.공기 접촉부 및 유출부 노즐의 최적화
- 펌프의 효율 향상 및 펌프제어 체계 완비
- 유출수의 기포체적농도와 크기분포 측정 방법 도출
- 운전 성능 및 수처리 효율에 의한 개발 펌프의 성능 평가

■ 한국형 소규모 정수처리시스템 구축
- 개발 폄프의 스케일 업 및 다운 기술 확립
- 소규모 정수처리공정의 개발 사례 연구
- 부상조 설계 및 정수처리공정 시스템의 구축
- 정수처리 효율 검증 실험
- Pilot 정수처리시스템의 모듈 설계

■ 용도별 패키지 제품 개발
- Pilot plant의 설계 및 제작
- Pilot plant의 성능 검증 및 공정의 최적화
- 한국형 정수처리 모듈 개발 및 시제품 제작

Abstract ▼

Dissolved air flotation (DAF) is an effective solid/liquid separation process for low-density floc particles. It is a proven drinking water treatment technology in many European countries, North America, and South Africa.
The DAF facilities are composed of the following four steps: (1) coagulati

Dissolved air flotation (DAF) is an effective solid/liquid separation process for low-density floc particles. It is a proven drinking water treatment technology in many European countries, North America, and South Africa.
The DAF facilities are composed of the following four steps: (1) coagulation and flocculation prior to flotation, (2) bubble generation, (3) bubble-floc collision and attachment in a mixing zone, (4) rising of bubble-floc agglomerates in a flotation tank.

목차 Contents

• 표지 ...1
• 제출문 ...2
• 요약문 ...4
• SUMMARY ...10
• CONTENTS ...16
• 목차 ...18
• 표차례 ...30
• 그림차례 ...33
• 제 1 장 서 론 ...44
• 제 1 절 연구배경 및 필요성 ...44
• 1. 국내 중？소규모 정수처리 시스템 현황과 문제점 ...44
• 가. 일반적인 정수처리 공정 ...45
• 나. 시설용량 ...46
• 다. 전국 정수장별 취수원 분포 ...48
• 라. 전국 정수장별 정수공정 ...48
• 마. 국내 중소규모 정수장의 문제점 ...51
• 2. 중소규모 정수처리 적정 공정 ...56
• 가. 중소규모 정수처리 공정의 적정 개발 방향 ...56
• 나. 적용가능한 중소규모 정수처리 공정 ...56
• 제 2 절 연구 목적 ...62
• 제 3 절 연구개발 내용 및 범위 ...64
• 1. 기존 부상법과 본 기술의 차이점 ...64
• 가. 기존의 DAF 시스템 ...64
• 나. DAF 펌프를 이용한 시스템 ...64
• 다. 처리방식의 비교 ...64
• 2. 연구개발 내용 및 범위 ...65
• 가. 1차년도 : 개발 펌프의 성능 최적화 ...65
• 나. 2차년도 : 한국형 소규모 정수처리시스템 구축 ...66
• 다. 3차년도 : 용도별 패키지 제품 개발 ...66
• 제 2 장 용존공기 부상법의 개요 ...70
• 제 1 절 국내외 연구현황 ...70
• 제 2 절 용존공기 부상법 (Dissolved air flotation) ...72
• 1. 용존공기부상법의 개요 ...72
• 가. 부상공정의 형태 ...72
• 나. 적용대상 원수 ...74
• 다. 침전장치의 장？단점 ...75
• 2. 용존공기 부상의 이론 ...77
• 가. 기포 크기의 효과 ...77
• 나. 부상조의 수식적 표현 ...78
• 3. 부상조의 형태 ...83
• 제 3 절 DAF의 효율에 영향을 미치는 인자들 ...86
• 1. 혼화 ...86
• 2. 응집 ...87
• 가. 응집시간 ...87
• 나. 교반강도 ...88
• 다. 수리학적 응집 ...88
• 3. 부상에 필요한 공기의 양 ...89
• 4. 공기분출 장치 ...90
• 5. 부유물의 분리 ...91
• 제 4 절 DAF 펌프를 이용한 정수처리공정 ...93
• 1. DAF 펌프를 이용한 중소규모 정수처리 공정 ...93
• 가. 기존의 DAF 시스템 ...93
• 나. DAF 펌프를 이용한 시스템 ...94
• 2. DAF펌프를 이용한 정수처리 단위공정 ...94
• 가. 플록형성공정 ...97
• 나. 부상조 ...98
• 다. 스컴제거 ...98
• 라. 여과 ...99
• 제 3 장 연구개발 수행 내용 및 결과 ...102
• 제 1 절 DAF 펌프의 설계 ...102
• 1. 헨리의 법칙 ...102
• 2. DAF 펌프의 정의 ...105
• 3. DAF 펌프의 구조 및 원리 ...105
• 4. DAF 펌프의 임펠러 설계 ...106
• 가. 운동량 이론 ...106
• 나. 임펠러의 설계 ...108
• 다. 축경과 베어링의 적용기준 ...121
• 5. 공기유입부 형상의 최적설계 ...130
• 6. DAF 펌프 내부에서의 물-공기 접촉의 최적화 ...131
• 가. 후면깃 및 와류실에서의 공기의 분산 ...131
• 나. 토출관에서의 물-공기의 접촉 ...133
• 다. 잉여공기의 배출 ...134
• 7. 유출부 노즐의 설계 ...134
• 제 2 절 3차원 유동해석에 의한 DAF 펌프의 설계 ...139
• 1. 3차원 유동해석 S/W 사용 목적 ...139
• 가. 펌프 효율 향상 및 기술 확보 ...139
• 나. 3차원 유동해석에 의한 최상의 압력, 속도 분포 설계 ...139
• 다. DAF 펌프 Scale Up, Down 기술 확립 ...140
• 라. DAF 펌프 Scale Up, Down 인자 데이터화 ...140
• 마. DAF 펌프 Scale Up, Down 데이터 인자 정확도 ...140
• 2. 3차원 유동해석에 의한 임펠러 설계 과정 ...140
• 가. Meridional Geometry 값을 입력 ...140
• 나. 2차원 도면에서 좌표값 산출 ...141
• 다. 3차원 유동해석 S/W에 좌표값 입력 ...141
• 라. Turbo Design 1 입력 ...141
• 3. Turbo Design 1 S/W에 의한 임펠러 설계 결과 ...154
• 가. 3차원 임펠러 형상 설계 ...154
• 나. Blade angle ...155
• 다. Grid ...156
• 라. Relative velocity(ND) ...157
• 마. Relative velocity(m/s) ...158
• 바. Static pressure (kPa) ...158
• 제 3 절 DAF 펌프의 제작 및 성능시험 ...161
• 1. 시작품 펌프의 제작 ...161
• 가. 설계 사양 ...161
• 나. DAF 펌프의 조립도 및 부품 ...161
• 다. 펌프의 운전성능시험 ...165
• 2. DAF 펌프의 스케일 업 및 다운(Scale up & down) ...172
• 가. 개요 ...172
• 나. 설계인자 Database화 ...172
• 다. 스케일 업 및 다운에 따른 DAF 펌프의 제작 및 성능 ...176
• 라. 스케일 업 및 다운 DAF 펌프의 운전성능 시험 ...181
• 마. 스케일 다운 및 업 인자의 분석 ...181
• 3. DAF 펌프의 최적 설계 ...185
• 가. DAF 펌프의 성능 향상 설계 ...186
• 나. 최적화된 DAF 펌프의 운전성능시험 ...195
• 다. 최적화된 DAF 펌프의 스케일 다운 및 업 인자의 분석 ...198
• 제 4 절 DAF 펌프의 효율향상 방안 및 운전 제어 체계 ...199
• 1. DAF 펌프의 효율향상 방안 ...199
• 2. DAF 펌프의 제어체계 ...199
• 가. 시동전 점검사항 ...199
• 나. 운전 ...200
• 3. 기포발생 상태의 육안관찰 ...202
• 제 5 절 기포측정실험 ...204
• 1. 개요 ...204
• 2. 공기 용해도와 방출량 ...206
• 3. 제작 DAF 펌프의 기포 특성 ...208
• 가. 장치 및 실험방법 ...208
• 나. 기포입경 및 분포 ...212
• 다. 시제품과 시작품의 성능 비교 ...219
• 제 6 절 부상조 설계 및 정수처리 공정 시스템의 구축 ...226
• 1. 전처리 단계 : 응집？응결 공정 ...226
• 가. 기존 시설의 설계시 검토 사항 ...226
• 나. 응집？응결공정의 재원 ...227
• 다. 응집？응결공정의 설계기준 ...227
• 라. 응집 및 응결 공정의 설계 ...228
• 마. DAF pump system 전처리공정의 설계 ...234
• 2. 부상단계 - DAF의 기초 이론과 모델 ...240
• 가. 단일 콜렉터 충돌 효율 ...240
• 나. 기포필터효율과 분리효율 ...247
• 다. float의 부상력과 상승속도 ...266
• 라. 공기 용해도와 방출량 ...268
• 마. DAF의 흐름 특성과 반응조의 선택 ...272
• 3. 스컴 제거 장치(Skimmer) ...277
• 가. 스컴 제거 장치(Skimmer)의 형태 ...277
• 나. 스컴제거 장치 테스트 ...278
• 제 7 절 수처리효율 측정실험 ...283
• 1. 배치 TEST ...283
• 가. 포화조 방식의 수처리효율 실험 ...283
• 나. DAF 펌프와 포화조 방식의 처리효율 비교 ...292
• 다. DAF와 CGS의 처리효율비교 고찰 ...298
• 2. 연속 운전 TEST ...299
• 가. 연구목적 ...299
• 나. 실험재료 및 방법 ...300
• 다. 결과 및 고찰 ...305
• (1) 가압수 순환비에 따른 수처리 효율 ...305
• (2) 가압수 압력에 따른 수처리효율 ...307
• (3) 유기물(TOC) 제거 효율 ...309
• (4) 응집 및 응결조건에 따른 처리효율 ...309
• (5) 가압수의 반송율에 따른 처리효율 ...313
• (6) DAF 공정 특성에 따른 처리효율 비교 ...319
• (7) 유입수의 주입 위치에 따른 처리효율 ...319
• (8) 조류 및 중금속의 처리효율 ...322
• 제 8 절 DAF pump가 적용된 Pilot Plant 현장적용 ...326
• 1. 연구개요 ...326
• 2. DAF 공정의 현장 적용 사례 ...328
• 3. DAF pump 공정의 설계 및 시스템 구축 ...329
• 가. 혼화 및 응집 공정 ...329
• 나. DAF 공정 ...331
• 4. Pilot plant의 수처리 실험 ...334
• 가. 개요 ...334
• 나. 실험재료 및 방법 ...337
• 다. Pilot DAF 펌프 장치의 기초 운전 특성 검토 ...342
• 라. Pilot DAF 펌프 장치의 연속 운전 특성 검토 ...353
• (1) 24시간 연속 운전 특성 ...353
• (2) 1개월 연속 운전 및 수질 특성 검토 ...356
• (3) 부하량에 따른 영향 검토 ...359
• 마. DAF PUMP와 콤퓨레샤 방식과의 비교 ...366
• 제 9 절 후처리 공정의 설계이론 ...369
• 1. 현상론적 이론 모델 ...369
• 2. 궤도 이론 모델 ...377
• 3. 역세척 ...378
• 제 10 절 정수처리용 최종 모듈설계 ...382
• 1. 개요 ...382
• 2. 정수처리용 DAF 펌프 시스템 설계사양 ...382
• 가. 수질 특성 ...382
• 나. 약품 투입 ...382
• 다. 부상조 ...383
• 라. 유량 조건 ...384
• 마. 성능 요구사항 ...384
• 바. 운전조건 ...386
• 사. 최종 DAF 펌프 시스템의 설계도면 ...390
• 제 11 절 결론 ...392
• 1. 1차년도 결과 ...392
• 2. 2차년도 결과 ...394
• 3. 3차년도 결과 ...397
• 제4장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 ...404
• 제1절 연도별 연구개발목표 ...404
• 1. 최종목표 ...404
• 가. 개발펌프의 성능 최적화 ...404
• 나. 펌프를 이용한 최적 수처리 시스템 구축 ...404
• 다. 표준형 팩키지 제품 개발 ...404
• 2. 연차별 주요 사업내용 및 목표 ...405
• 제2절 연도별 평가항목 및 개발목표의 달성도 ...406
• 1. 1차년도 평가항목 및 목표 달성도 ...406
• 가. 평가항목 ...406
• 나. 목표달성도 ...406
• 2. 2차년도 평가항목 및 목표 달성도 ...409
• 가. 평가항목 ...409
• 나. 목표달성도 ...410
• 3. 3차년도 평가항목 및 목표 달성도 ...411
• 가. 평가항목 ...411
• 나. 목표달성도 ...414
• 제 3 절 대외 기여도 ...416
• 1. 환경기술적 기여도 ...416
• 2. 사회경제적 기여도 ...417
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ...420
• 1. 매출액발생 실적 및 향후 예상액 ...420
• 2. 개발제품종류 및 시판가격 ...420
• 3. 사업성과의 활용계획 ...422
• 제 6 장 참고문헌 ...426
• 부록 ...432
• Appendix A. 부상조 설계계산서 ...434
• Appendix B. 응집지 설계 기준 (상수도 시설 기준) ...445
• Appendix C. 혼화지 설계 기준 (상수도 설계 기준) ...447
• Appendix D. 응집용 약품주입 설비 설계 기준 ...449
• Appendix. E 관련 도면 ...462