프로젝트 소개
본 과제는 Vortex Flow Aerator를 이용해 물속에 산소를 효율적으로 녹이고, 이를 쓰레기 매립지 침출수 처리에 활용하는 기술을 연구하는 과제임. 침출수는 매립지에서 발생하는 오염된 물로, 악취와 수질오염을 일으킬 수 있어 효과적인 정화와 재순환이 필요한 대상임.
연구 목표는 Vortex Flow Aerator의 비정상 상태 산소 전달 모델을 개발하고 산소전달 최적 설계를 도출하며, 쓰레기 매립지 침출수에 대한 Vortex Aerator 적용 타당성을 확인하는 데 있음. 핵심 연구 내용은 실험장비 제작, KLa, Csat, SOTR, SOTE, SAE 등 산소전달 계수 평가, 4가지 Mass Balance Equation 기반 Gas Transfer Model 유도, 미분 방정식 풀이와 MATLAB 비선형 회귀분석, 압력·온도·기체 조성·수질 조건별 성능 시뮬레이션 및 최적 설계안 제시임. 또한 침출수의 용존산소, COD, 총질소, 총인, 복합악취, H2S, 메탄가스와 이산화탄소 변화를 평가하고 경제성 및 타당성을 분석함. 기대 효과는 초고농도 COD·SS 폐수, 가축 매몰지 침출수, 팜오일 폐수 등에 적용 가능한 Robustness 높은 산소전달 장치 확보, 하수처리플랜트의 폭기 에너지 절감, 매립지 악취와 주변 토양·지하수 오염 저감, 매립지 사용연한 연장 및 지자체 관리비용 절감임.