강우와 융설의 안정동위원소 변동에 의한 동위원소 수문분리법의 계통오차계산

이정훈,고동찬,추미경 한국지구과학회 2014 한국지구과학회지 Vol.35 No.2

An isotopic hydrograph separation technique has been able to determine the contribution of new water (event water such as rain or snowmelt) and old water (pre-event water like groundwater) to a stream hydrograph for last several decades using stable water isotopes. It is based on the assumption that the isotopic compositions of both new water and old water at a given instant in time are known and the stream water is a mixture of the two waters. In this study, we show that there is a systematic error (standard error in the new water fraction) in the isotopic hydrograph separation if theaverage isotopic compositions of new water were used ignoring the temporal variations of those of new water. The standard error in the new water fraction is caused by: (1) the isotopic difference between the average value and temporal variations of new water; (2) the new water fraction as runoff contributing to the stream during rainfall or spring melt; and (3) the isotopic differences between new and old water (inversely). The standard error is large, in particular, when new water dominates the stream flow, such as runoff during intense rainfall and in areas of low infiltration during spring melt. To reduce the error in the isotopic hydrograph separation, incorporation of fractionation in the isotopic composition of new water observed at a point should be considered with simultaneous sampling of new water, old water and stream water. 물안정동위원소를 이용하여 지하수와 강우 또는 융설이 하천에 미치는 영향을 정량적으로 분리하는 방법을 동위원소 수문분리법이라고 하며 지난 30년 동안 사용되어 왔다. 오래된 물(지하수)과 새로운 물(강우 및 융설)의 두 성분이 하천에 영향을 미치는 것으로 가정하고 새로운 물과 오래된 물의 주어진 시간동안의 동위원소를 측정하여 각각의 성분에 대한 비율을 결정할 수 있다. 본 연구에서는 동위원소 수문분리법을 수계에 적용할 때 새로운 물의 시간적인안정동위원소분화를 고려하지 않고 새로운 물의 평균값을 이용하였을 때 계통오차가 발생함을 보였다. 이러한 표준오차의 크기는 (1) 새로운 물이 하천에 많이 기여할수록, (2) 사용된 평균값과 분화된 새로운 물의 안정동위원소 값과 차이가 클수록, 마지막으로 (3) 오래된 물과 새로운 물의 안정동위원소 값의 차이가 작을수록 커진다. 집중 호우로 유출이 증가하거나 봄철에 지면이 아직 녹지 않아 융설이 유출이 되는 경우 새로운 물이 하천에 미치는 영향이 커지게 되어 상대오차 역시 증가한다. 이러한 오차를 줄이기 위해서 각각의 새로운 물, 오래된 물, 하천의 안정동위원소를 같은 시간 간격으로 측정하여 새로운 물이 분화되는 것을 고려한 수문분리법을 수행하는 것을 고려하여야 한다.

항유화제 및 전기장을 이용한 물/비튜멘 에멀전의 분리특성

김상겸(Sang Kyum Kim),윤성민(Sung Min Yoon),이상헌(Sang Hun Lee),배위섭(Wisup Bae),이영우(Young Woo Rhee) 한국청정기술학회 2013 청정기술 Vol.19 No.2

본 연구에서는 항유화제와 전기장을 이용하여 물/비튜멘 에멀전에서의 효과적인 물 분리 방법에 대한 실험을 진행하였다. 물/비튜멘 에멀전의 물 분리 효율을 측정하기위한 기초실험을 진행하였으며, 기초실험에서는 비튜멘의 모사를 위해 모터 오일(GS Caltex, Deluxe Gold V 7.5 W/30, Hyundai gear oil 85 W/140)을 사용하였다. 기초실험을 통해 높은 물 분리 효율을 갖는 항유화제를 선택하였으며, 선택된 항유화제를 사용해 아스팔트 및 비튜멘 에멀전에서의 분리실험을 진행하였다. 지용성 항유화제 중에서는 말레산무수물(maleic anhydride)과 e-카프로락탐(e-caprolactam)이 높은 분리 효율을 보였으며, 수용성 항유화제는 2-에틸헥실 아크릴레이트(2-ethylhexyl acrylate)와 아크릴산(acrylic acid)이 높은 분리 효율을 보여주었다. 앞선 기초실험을 통해 얻어진 결과를 바탕으로 지용성 항유화제 2종, 수용성 항유화제 2종을 선택하여 아스팔트 에멀전에서의 분리실험을 진행하였다. 또한, 실험실규모의 전기장을 이용하여 오일처리기(oiltreater)를 설계, 제작하였으며 제작된 장치와 항유화제를 연계하여 에멀전의 분리효율을 실험하였다. In this study, chemical demulsification and electrical treatment methods were investigated for improving the efficiency of water separation from a water/bitumen emulsion. Two types of motor oils (GS Caltex, Deluxe Gold V 7.5 W/30 and, Hyundai gear oil 85 W/140) were used as model oils in basic experiments to investigate the effects of a demulsifier on water/oil emulsion separation. Chemical demulsifiers showing good water separation performance were then used in asphalt emulsion and bitumen emulsion separation trials. Maleic anhydride and e-caprolactam were shown to be good oil soluble demulsifiers and 2-ethylhexyl acrylate and acrylic acid were effective as water soluble demulsifiers. Based on the results obtained in basic experiments, these four demulsifiers were used in further asphalt emulsion experiments. The oil soluble demulsifiers showed higher water separation efficiencies than the water soluble demulsifiers. To investigate the water separation efficiency using a combined chemical and electrical treatment method, the water/bitumen emulsion was separated with the electrical oil treatment apparatus after a chemical demulsifier had been added to it.

선광팬을 이용한 효과적인 저어콘 분리법

정원석(Wonseok Cheong),조문섭(Moonsup Cho),김윤섭(Yoonsup Kim) 한국암석학회 2013 암석학회지 Vol.22 No.1

우리는 선광팬, 일회용 체, 수돗물을 이용해 효과적이고 간편하게 저어콘을 분리하는 방법을 보고한다. 먼저 230 μm 이하로 분말화 한 시료를 약 10o 정도 기울인 선광팬에 넣고 물을 흘려보낸다. 밀도가 낮은 입자들과 더불어 선광팬으로부터 넘쳐흐른 물을 망간격이 ~70 μm인 체로 걸러낸다. 물의 공급량이 초당 0.1 리터이고 수도꼭지의 높이가 수면으로부터 20-25 cm일 때 가장 효율적으로 저어콘이 분리되었다. 수돗물을 공급한지 20-30분 정도 지나면 다음 작업인 자력 분리(필요시 중액 분리) 또는 저어콘 수선별을 진행할 수 있을 만큼 중광물들이 팬에 모인다. 이 방법은 중액을 사용하는 고전적 방법에 비해 안전하며, 저어콘 뿐만 아니라 모나자이트와 같은 다른 중광물의 분리에도 사용될 수 있다. We report an easy and efficient method for separating zircon grains using a gold pan and disposable sieve together with the tap water. Samples powdered to less than 230 μm in grain size are placed on the water-filled pan tilted at about 10o. The outflowing water flooded with low-density particles is screened by a ~70 μm sieve. The most efficient rate of water outflow is estimated to be 0.1 L/sec, when the distance between the tap and the surface of water-filled pan is kept at 20-25 cm. After 20-30 minutes of water outflow, heavy mineral fractions are ready for zircon collection using a hand magnet (and heavy liquid when necessary) or simply hand-picking. This procedure is most likely applicable for the separation of other heavy minerals including monazite.

A review on hydrograph separation using isotopic tracers

이정훈(Jeonghoon Lee) 대한지질학회 2017 지질학회지 Vol.53 No.2

날숨이 혼합된 물을 사용한 압축기없는 용존기체 분리기의 분리 특성

허필우(Pil Woo Heo) 한국마린엔지니어링학회 2016 한국마린엔지니어링학회지 Vol.40 No.9

물 세척한 예천지역 화강풍화토의 입자분리와 입도분포 변화 특성

김석주 대한지질공학회 2022 지질공학 Vol.32 No.2

본 연구에서는 예천지역의 화강풍화토에 대하여 KS F 2302의 체 분석 방법과 규정에 준하여 체분석 시험을 수행하고, 물 세척시 발생되는 흙의 입자분리와 입도분포 변화의 특성을 비교 분석하였다. 광학현미경에 의한 영상이미지 분석결과 흙입자가 물에 의해 더 작은 입자로 분리됨을 확인하였고 입도분포곡선의 변화를 5가지 지표값으로 산출한 결과 세립분(0.075 mm)의 증가량은 13.67%, 임의 입경(0.25 mm)의 증가량은 19.44%, 입도분포곡선의 최대통과율폭(B_M)은 #30 체에서 21.08%가 증가되었고 입도분포곡선의 이동면적(A)은 69.28%‧mm로 분석되었으며 평균입경(D_50)은 0.663 mm가 감소되었다. 이러한 결과는 물 세척을 수행하는 것이 세립토의 함량이 실제보다 과소평가 되는 것을 막을 수 있는 효과적인 방법임을 의미한다.

A review on quantitative estimation of baseflow and hydrograph separation using isotopes as a tracer

정혜정(Hyejung Jung),이정훈(Jeonghoon Lee) 대한지질학회 2020 지질학회지 Vol.56 No.4

3D printer로 제작된 PDMS 스펀지의 물/기름 분리 성능 평가

엄희도,안정오,이동우,신정활 대한기계학회 2019 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2019 No.5

바이오 에탄올 생산을 위한 Membrane-Aided Distillation에 의한 물-에탄올 분리공정에 관한 연구

정헌(Heon Jung),최용석(Young-Seok Choi),양대륙(Dae Rook Yang),주오심(Oh-Shim Joo),정광덕(Kwang-Deog Jung) 한국청정기술학회 2008 청정기술 Vol.14 No.2

이축연신 나이론 막을 사용한 단일투과증발막 셀을 이용하여 공급액의 온도 및 농도에 따른 투과실험식을 구하고, 투과증발막 모듈을 사용하여 이 실험식의 적합성 및 투과시 소요되는 소비에너지를 산출하였다. 투과증발막 모듈을 이용해서 투과측의 압력이 2 ㎜Hg와 20 ㎜Hg의 경우 공급액의 에탄올 농도 90 wt%를 99.5 wt%로 농축시키는 경우, 투과측압력이 2 ㎜Hg일 때가 20 ㎜Hg일 때에 비해 동일조건의 에탄올 농축을 위한 막의 면적이 증가하였다. 각 압력의 조건에서 나이론 막을 이용한 membrane-aided distillation의 모사를 한 막의 투과속도 및 선택성에 대한 실험식을 도출하고 이를 이용하여 10 wt%의 에탄올 수용액을 99.5 wt%로 농축하는 membrane-aided distillation공정의 소비에너지를 구하였다. 그 결과 막의 투과량이 과다한 경우 다시 증류탑에서 재 농축을 해야하므로 막에 의한 에너지소비 절감효과가 상쇄될 수 있음을 보여주었다. 따라서 이 공정에 의해 에탄올을 농축하는 경우 효과적으로 에너지를 절약하기 위해서는 막의 선택성이 매우 중요하다는 것을 보여주었다. Nylon membrane was used to separate ethanol-water by a pervaporation method. Experimental equations were derived to use the simulation of membrane-aided distillation using nylon. The increases in permeation pressure resulted in the decrease in selectivity and energy consumption. The energy cost to enrich ethanol from 94 wt% to 99.5 wt% was calculated to be 53.3 won/㎏ of ethanol with extractive distillation and 18.9 won/㎏ of ethanol with a pervaporation method. The saving energy by the pervaporation method is consumed by recycling the permeate residue into the distillation column in the membrane-aided distillation column. Therefore, membrane with the high selectivity to minimize the permeate residue recycle is required to effectively enrich ethanol in the membrane-aided distillation method.

부식 방지를 위해 중공사막형 폴리프로필렌의 병렬연결에 의한 용존산소 분리특성

허필우(Pil Woo Heo),박인섭(In Sub Park) 한국자동차공학회 2011 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2011 No.5

Dissolved oxygen in water is one of the important causes of corrosion of a device during productive process. The hollow fiber membrane made from polypropylene which has large surface area for volume is used to reduce the amount of dissolved oxygen. To increase the amounts of dissolved oxygen separated from water, two polypropylenes are connected in parallel. In this thesis, we investigated separation characteristics of dissolved oxygen with pressure using DO meter placed at exit position of membranes. If dissolved oxygens are separated and stored into a storage tank underwater, they can be used for breathing of a human. The amounts of oxygen separated from water needs to be increased through the efficient devices.