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다목적 여과저류지에서 여과수의 산출율과 수질개선도에 관한 실험연구
정재민(Jae Min Jeong),최홍규(Hong Gyu Choi),정관수(Kwan Sue Jung),김승현(Seung Hyun Kim) 大韓環境工學會 2013 대한환경공학회지 Vol.35 No.7
다목적 여과저류지에서 모래여재의 여과수 여과능, 적정한 표층폐색 제거주기 그리고 오염제거효율 등 설계와 운영 요소를 파악하기 위하여 서로 다른 3가지 입경의 낙동강 준설토를 채운 파일럿 규모의 테스트베드를 운영하였으며, 여과저 류지에서의 다양한 인공하천의 유속을 모사하기 위하여 표류수 유속을 0~40 cm/sec로 단계적으로 변화시켰다. 운영결과 여재표층의 슬러지를 7~13일의 주기로 제거함으로써 여과수량을 5~3 m3/m2-day로 유지할 수 있었고, 여과수량과 여재입경 그리고 표류수 유속 등의 차이에 의한 여과수의 수질차이가 없음을 알 수 있었다. 대부분의 오염제거는 표층 50 cm 부근에서 발생함을 알 수 있었고, 여과거리 2.4 m에서의 오염제거율은 탁도 80~95%, COD 20~30%, BOD 75~90%, T-N 5~20% 그리고 T-P 20~60%로, 주로 입자성 오염물의 제거율이 높은 것으로 나타났다. A pilot-scale test-bed was operated employing three soils with different grain sizes dredged from the Nakdong River to obtain the design and operation parameters of the multi-purpose filtration pond, such as the filtrate productivity of the filter sand, the appropriate removal period of the surface clogging and the contaminant removal efficiency. The cross-flow velocities were applied stepwise ranging from 0 to 40 cm/sec in order to simulate the various velocities in the artificial stream of the pond. Results showed that a filtrate production rate of 5~3 m3/m2-day was maintained by removing the surface clogging every 7 to 13 days and that the filtrate quality was not affected by the factors of the filtrate production rate, the grain size of the filter sand and the cross-flow velocity. Results also showed that most of the removal occurred within 50 cm of the top soil and that the removal efficiencies with the filtration distance of 2.4 m were 80~95% for turbidity, 20~30% for COD, 75~90% for BOD, 5~20% for total nitrogen and 20~60% for total phosphorus, which suggested that particulate matters had a high removal efficiency.
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손동훈(Dong Hoon Sohn),박재영(Jae Young Park),김승현(Seung Hyun Kim) 大韓環境工學會 2011 대한환경공학회지 Vol.33 No.7
다목적 여과저류지에 하상여과를 적용하기 위한 인공하천의 최적설계를 찾기 위해서 하천수의 에너지경사와 Manning의 평균유속공식을 이용하여 물 흐름에 대한 수학적 모델을 수립하였고, Euler의 방법을 이용한 수치해법으로 해석하였다. 모델을 이용하여 다양한 시나리오에 대한 모사를 수행함으로써 하상여과용 인공하천의 여러 설계요소를 검토하였다. 검토결과 면적이 100 ha인 강변저류지의 경우, 인공하천의 종단경사는 2/10,000, 하상에서의 침투율은 2.5 m3/m2-day가 적당한 것을 알 수 있었다. 이 경우 수심은 1 m 이내이고 하상에서의 Manning의 조도계수는 0.026 정도로 예측되었으며, 인공하천의 길이가 길수록 유리함을 알 수 있었다. 한편, 인공하천에 빠른 유속을 발생시킴으로써 하상여과에 수반하는 하상의 폐색을 방지하는 방법은 효율적이지 않음을 알 수 있었고, 낙차가 큰 보의 주변에서 본 설비의 효율이 더 좋아짐을 알 수 있었다. In order to find the best design of artificial stream for the riverbed filtration in multi-purpose filtration pond, a mathematical model was developed employing the energy line and the Manning`s formula and was analyzed by the Euler`s technique. Various design factors were investigated through scenario analyses of the artificial stream using the model. Results showed that the appropriate slope of the stream bottom was 2/10,000 and the appropriate infiltration rate at the streambed was 2.5 m3/m2-day for the pond with the area of 100 ha, and that the Manning`s roughness coefficient in this case was expected to be about 0.026 and the maximum water-depth was less than 1m. It was also shown that the longer the artificial stream the more advantageous it became for the riverbed filtration. Furthermore, results showed that it was not an efficient way to prevent clogging of the streambed by increasing the flow velocity of the stream and that the performance was higher near a weir with a large head drop.
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강변여과에서 여과거리에 따른 페놀, 1,4-다이옥산 그리고 다이아지논의 거동에 관한 실험연구
최홍규(Hong Gyu Choi),정일화(Il Hwa Jeong),정관수(Kwan Sue Jung),이영득(Young Deuk Lee),김승현(Seung Hyun Kim) 大韓環境工學會 2013 대한환경공학회지 Vol.35 No.6
복류수와 천변여과지 그리고 점차 여과거리가 짧아지고 있는 우리나라의 강변/하상여과 등이 가지는 미량오염물에 대한 저항능력을 평가하기 위하여 5 m 길이의 모래칼럼을 이용한 실험을 수행하였다. 실험결과 우리나라 하상의 토양은 유기물 함량이 상당하여 염소이온의 토양표면 흡착이 비교적 활발함 알 수 있었다. 페놀은 칼럼의 여과수에서 검출되지 않았고, 1,4-다이옥산과 다이아지논은 하상토양과 흡착반응을 일으키면서 이동하며, 2.5 m의 이동과정에서 1,4-다이옥산의 첨두농도는 유입농도의 약 40%로 그 농도가 감소하였고, 다이아지논의 첨두농도는 약 60%로 감소하는 것으로 나타났다. 실규모 설비에서는 여과거리가 5 m 보다 더 길기 때문에 첨두농도의 감소효과는 상당히 클 것으로 기대되었다. An experiment using a 5 m-long sand column was performed to evaluate the resisting capability against micro-pollutants of the infiltration gallery, multi-purpose filtration pond and riverbank/bed filtration, of which the filtration distance is becoming increasingly shorter in Korea. Results suggested that the Korean riverbed sand contained significant amount of organics, resulting in a relatively vigorous adsorption of chloride ion on the sand surface. Results also indicated that while phenol was not detected in the column filtrate, both 1,4-dioxane and diazinon were exposed to adsorption by the sand as they moved through the column, decreasing their peak concentrations during the movement. It can be expected that the peak concentrations will diminish significantly in the practical scale due to its longer travel distance.
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