압축성 여재 여과의 고형물질 제거 거동 조사 및 실험계획법을 이용한 최적 응집제 주입량 산정 연구 :Removal behavior of total suspended solids on compressed media filter and determining the optimal coagulant dosage by design of experiment

김예슬

추천

검색

자료유형: 학위논문

저자정보: 김예슬 (중앙대학교, 中央大學校大學院)

지도교수: 오재일

발행연도: 2014

저작권: 중앙대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수2

이 논문의 연구 히스토리 (3)

2015

반응표면분석법-중심합성계획을 이용한 최적 응집제 주입량 산정 연구

김예슬 , 오재일 상하수도학회지 2015.01 학술저널

2014

압축성 여재 여과를 이용한 하수의 고형물질 제거 타당성 연구

김예슬 , 정찬일 , 오재일 외 1명 대한환경공학회지 2014.02 학술저널

압축성 여재 여과의 고형물질 제거 거동 조사 및 실험계획법을 이용한 최적 응집제 주입량 산정 연구

김예슬 토목공학과 2014.01 학위논문

이 논문의 후속연구가 궁금하신가요?
연관 학술논문 또는 학술발표를 통해 보다 발전된 연구결과를 확인하실 수 있습니다.
이 논문의 연구 히스토리 확인하기

초록· 키워드

오류제보하기

최근 미국과 일본을 중심으로 높은 공극과 압축성이라는 장점을 지닌 압축성 섬유여재 여과에 대한 다양한 기술이 개발되면서 이를 이용한 집약적 하·폐수 처리에 대한 관심이 높아지고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 다양한 유입수질의 하수에 대하여 압축성 섬유여재 여과의 적용성을 검토하고자 하며, 해당 유입수에 대한 최적의 운전조건을 도출하고자 한다. 이를 위하여 예비 실험으로서 추적자 시험을 진행하였으며, 이를 통하여 다양한 압축률 및 여과율에서의 여과 양상을 검토하였다. 그 결과 높은 압축률에서 높이에 따라 다른 공극률이 적용되어 이론적인 결과값과의 뚜렷한 차이를 관찰할 수 있었다. 하수처리장의 침사지 유출수를 대상으로 다양한 압축률 조건에서 압축성 섬유여재 여과의 TSS 제거 및 제거 입자크기분포를 살펴본 결과, 압축률 30%가 최적의 운전조건으로서 제거효율 70% 이상을 나타냈으며, 작은 크기의 입자 제거율 증대를 위해 최소 15% 이상의 압축률이 요구되었다. 또한 여과 유출수 농도의 주요 영향인자인 10 ㎛ 이하 입자의 제거 효율을 증대시키기 위해서는 응집과 같은 추가 공정이 필요하다고 판단되었다. 모델링 결과를 통하여 압축률이 증가할수록 여과 초기에 입자 크기에 따른 TSS 제거효율이 두드러지게 나타남을 관찰하였고, 유입수의 입자크기분포에서 가장 큰 비율을 차지하는 10 ㎛ 크기 입자를 대상으로 높이에 따른 모델링 결과 높이 150-300 mm 여재층이 해당 입자 크기에 대하여 가장 활발한 여과 작용을 나타내었다.
하수의 응집공정에서 응집제량은 오염물의 제거 정도, 비용 및 슬러지의 생산량에 막대한 영향을 미치기 때문에 적절한 응집제의 투입량 결정이 매우 중요하다. 이에 따라 본 연구에서는 응집공정에서의 최적 PAC 주입량을 결정하기 위하여 중심합성계획으로 실험설계를 진행하였으며, 반응표면분석을 통하여 영향변수들 (pH, 유입탁도, PAC 주입량)에 대한 각 반응변수 (Total coliform, E.coli, PSD(<10 ㎛), T-P, PO4-P, CODcr)의 이차 회귀모형 모델식을 구축 하였다. 또한, 여러 가지 반응변수를 고려한 PAC의 최적 주입량 및 최적 범위를 도출하였다. 그 결과, 각각의 반응변수에 대하여 Total coliform, E.coli의 제거율을 최대로 하기 위해서는 pH 6-7, 유입탁도 100-200 NTU에서 PAC양이 0.07-0.09 ml/L가 요구되며, T-P, PO4-P, CODcr 및 PSD(<10 ㎛)의 제거율을 최대로 하기 위해서는 pH 9, 유입탁도 200-250 NTU에서 PAC양이 0.05-0.065 ml/L가 요구되었다. 다수의 반응변수에 대하여는 Total coliform, E.coli, T-P, PO4-P의 경우 제거율 90-100 %을, CODcr 및 PSD(<10 ㎛)의 경우 제거율 50-100 %을 목적으로 하여, pH 9, 유입탁도 200-250 NTU에서 요구되는 PAC 주입량이 0.05-0.07 ml/L 결과를 나타냈다. 따라서, 유입탁도가 높을 시에는 pH를 조정함으로서 적은 PAC 양을 주입하여 이에 따른 비용 절감을 기대할 수 있다.

Recently, as a variety of techniques of CMF(Compressed media filter) that has advantages of high porosity and compressibility have been developed in the U.S. and Japan. Therefore, the interest of intensive wastewater treatment using CMF has grown. This study examined the feasibility of CMF with varying sewage water quality to determine the optimum operating conditions. A preliminary tracer test that investigated the filtering process under various compression and flow rate conditions was performed. In a high compression condition, different porosities were applied to each depth of the column. Therefore, a distinct difference between a theoretical value and results of tracer test was observed. For the total suspended solids (TSS) removal and particle size distribution of CMF for pre-treatment water under the various compression conditions, the compression ratio of 30 percent as the optimal condition showed greater than 70 % removal efficiency. In addition, the compression ratio of >15% was required to remove small-sized particles. Also, an additional process such as coagulation is necessary to increase the removal efficiency for <10 ㎛ particles, since these small particles significantly influence the effluent concentration. Modeling results showed that as the compression rate was increased, TSS removal efficiency in accordance with each particle size in the initial filtration was noticeably observed. The modeling results according to the depth of column targeting 10 ㎛ particles having the largest percentage in particle size distribution showed that 150-300 mm in filter media layer was the most active with respect to the filtering.
The determining the appropriate dosage of coagulant is very important because coagulant in the coagulation process for wastewater affects removing the amount of pollutants, cost, and producing sludge amount. Accordingly, in this study, in order to determine the optimal PAC dosage of the coagulation process, central composite design was used to proceed experimental design and the quadratic regression models were constructed between influence variables (pH, influent turbidity, PAC dosage) and each response variable (Total coliform, E.coli, PSD(<10 ㎛), TP, PO4-P, CODcr) by the response surface methodology. Also, Considering the various response variables, the optimum PAC dosage and range were derived. As a result, in order to maximize the rate of removal for total coliform and E.coli the influence variables values are pH 6-7, influent turbidity 100-200 NTU and PAC dosage 0.07-0.09 ml/L, and for maximize the rate of removal of TP, PO4-P, CODcr and PSD(<10 ㎛) the pH is 9, the influent turbidity is 200-250 NTU and the PAC dosage of 0.05-0.065 ml/L is required. For multiple influence variables, when the desirable removal rate for total coliform, E.coli, TP, and PO4-P is 90-100 % and 50-100 % for CODcr and PSD(<10 ㎛), the required PAC dosage is 0.05-0.07 ml/L in the pH 9 and influent turbidity 200-250 NTU. Thus, when the inflow turbidity is high, by adjusting pH a small dosage of PAC is demanded and consequentially cost reduction can be expected.

第 1 章 서 론 1
1.1 연구 배경 및 목적 1
1.2 이론적 배경 2
1.2.1 여과 제거 기작 2
1.2.2 반응표면분석(Response surface methodology) 3
1.3 연구 내용 및 범위 6
第 2 章 압축성 여재 여과를 이용한 하수의 고형물질 제거의 타당성 조사 연구 8
2.1 서론 8
2.2 연구방법 10
2.2.1 CMF(Compressed media filter, 압축성 섬유여재 여과) 반응기 10
2.2.2 여재 11
2.2.3 실험 방법 12
2.2.3.1 추적자 시험 12
2.2.3.2 처리효율시험 13
2.2.3.3 CMF 모델링 15
2.3 결과 및 고찰 19
2.3.1 추적자 시험 19
2.3.2 CMF 압축에 따른 TSS 제거 23
2.3.3 CMF에 의한 제거 입자 분포 29
2.3.4 모델링에 의한 여과 조건 별 CMF 입자 제거 33
2.4 소결론 39
第 3 章 반응표면분석법-중심합성계획을 이용한 최적 응집제 주입량 산정 연구 42
3.1 서론 42
3.2 연구방법 44
3.2.1 대상물질 및 실험방법 44
3.2.2 실험설계 46
3.3 결과 및 고찰 52
3.3.1 반응변수 각각에 대한 최적화 52
3.3.2 다수의 반응변수들에 대한 최적화 57
3.4 소결론 61
第 4 章 결론 64
참고문헌 65
국문초록 71
ABSTRACT 74
감사의 글 77

최근 본 자료

전체보기

구분	그룹	데이터 항목
AI 학습용 데이터	원문	원문 PDF 파일
AI 학습용 데이터	원문 + 메타 (기본/상세)	원문 PDF 파일 및 서지정보 CSV
대량 구매용 데이터	B2B 구독 방식	특정 자료 한정으로 원문 접근 권한 부여
대량 구매용 데이터	URL 전달 방식	바로 PDF 뷰어를 열람할 수 있는 URL 제공

구분	그룹	데이터 항목
AI 학습용 데이터	기본 메타	발행기관명, 간행물명, 권호명, 권(vol), 호(issue), 통권, 발행연도, 발행월, 논문명, 저자명, 시작페이지, 종료페이지, 전체페이지, 상세페이지URL
상세 메타 데이터	발행기관 메타	발행기관 이명, 영문명, 창립연도, 홈페이지URL, 발행기관 소개
	간행물 메타	부제목, 간행물 유형, ISSN, ISBN, 최초발행연도, 폐간연도, 간행빈도, 발행주기, 등재사항, 이용수, 피인용수, 권호수, 논문수, 표지이미지
	논문 메타	작성 언어, 부제목, 대등제목, 목차, 키워드, 초록, 이미지, 참고문헌, 이용수, 피인용수, 논문활용도, DBpia통합주제분류, KDC분류, DDC분류, 한국연구재단분류, UCI, DOI
	저자 메타	소속기관, 소속부서, 직급, 연구분야, 연구키워드, 이용수, 피인용수, 저자 논문활용도

구분	그룹	데이터 항목
※ 결합형/맞춤형 메타 데이터는 신청 내용에 따라 다양하게 제공 가능
이용순위 정보	주제분야별 많이 이용된 논문	“인문학”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	이용기관별 많이 이용된 논문	“중고등학교”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	세부기관별 많이 이용된 논문	“서울대학교”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	키워드별 많이 이용된 논문	“Chat GPT”에서 많이 이용된 논문 TOP100
키워드 정보	많이 이용된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 이용된 키워드
	많이 발행된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 발행된 키워드
	많이 검색된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 검색된 키워드
	연구 트렌드 키워드	특정 키워드 연관 연구동향 분석 데이터 키워드

논문 기본 정보

이 논문의 연구 히스토리 (3)

초록· 키워드

목차

최근 본 자료

댓글(0)