This study aimed to investigate the feasibility of improving dewaterability and settleability of sewage sludge using coagulation sludge. When mixed with sewage sludge and coagulation sludge at 1:1 ratio, capillary suction time(CST) and specific resistance to filtration(SRF) decreased by about 56% and 68%, respectively. It is found that total solids(TS) and volatile solids(VS) of mixing sludge are increased by about 59% and 53%, respectively. Also, the turbidity of the mixing sludge supernatant was reduced from 99 to 16 NTU. It is observed that the mixing of sewage sludge and coagulation sludge at 1:1 showed better effect than using poly-aluminum chloride(PAC) coagulant at 25 mg/L.

In recent years, there was many conflagration about special structure such as wooden cultural assets, warehouses and factories. The common causes of increase in the fire damage were difficulty of the initial suppression and absence of equipment for appropriate disaster prevention. In this study, the destruction-spray nozzles, a core technology of destruction-spray fire vehicle which is possible for fire suppression of special structure was studied using the finite element method. As a result, the maximum deviation of the part nozzle was 18.1% compared with the reference value. Second, the maximum deviation of the nozzle module was 13.5% compared with the part nozzle. Third, the safety factor about internal pressure of the nozzle module was suitable as 13.6. Finally, the performance of the designed destruction-spray nozzle was satisfied with 4,652.1L/min in excess of the target performance.

Recently, there are a lot of fires breaking out at special structures. To suppress this fire break down at early stage is very important because it leads to bigger damage in case of special structures. For early suppression, outer wall of building has to be destroyed and need waterproofing for Ignition temperature. So far there is no equipment developed local and all of them are imported from a broad. In this study, In this study, The CAE analysis was the Leading-in of the boom conditions for the development of demolition fire according to the environment of Korea. As a result of this, could be confirmed that decreases stress reduction. maximum 51% to 12% depending on the part. It was possible structural integrity and design. about Telescopic Boom and Outrigger on the basis of this result.

In this paper, a commercial multibody dynamics program ADAMS was utilized to investigate the model for the multi-joint boom conflicts. In this process, CATIA, ANSYS and ADAMS were used to develop the simulation. The addition of ADAMS made the system more accurate and improved precision of the system. In brief, the 3D CAD model of the structure was initially developed via CATIA. After this, the CATIA models were exported to ANSYS for creating flexible-body modeling by using formatted file. Subsequently, with ADAMS, the flexible body model was directly imported from ANSYS which performed the analyses of the dynamic collision of the nozzle boom conflicts. This contained the information regarding geometry and model shapes of the flexible body. Using ADAMS/Durability, it was possible to determine the strain energy for the nozzle configuration by crashing the contact structure that was created. Via this procedure, the acquired simulation analysis of nozzle showed interestingly good results with respect to the objectives of the study

As fires have frequently occurred with large scale at cultural assets and warehouses, the development of Korean type demolition fire apparatus for efficient fire fighting becomes important. In this study, structural stability is investigated for assembly model of boom and outrigger by using computational structural analysis. Analysis results of boom and outrigger unit are also compared with assembly model. As this study result, equivalent stress result of boom unit is about 6% higher than assembly model and equivalent stress result of outrigger unit is about 15% higher than assembly model.

In this paper, our aim is to develop a simulation model for Multi-joint demolition water vehicle. 3D model of vehicle is developed with CATIA. The rigid simulation model is built in ADAMS and the flexible simulation models are developed using ADAMS and ANSYS. The combination of the both ADAMS and ANSYS can improve the precision of system simulation. The rigid model with rigid multi-slide booms and rigid refracting booms, the hybrid model with flexible multi-slide booms and rigid refracting booms, and a flexible model with flexible multi-slide booms and flexible refracting booms are considered. The simulation analysis shows a good performance, and valuable results we are interested in are obtained.

엄격해져가는 수질기준과 수자원 확보를 위하여 정수처리시설 및 하폐수처리시설에 나노막(Nanofiltration, NF)과 RO(Reverse Osmosis, RO) 멤브레인 적용이 증가하고 있다. 멤브레인 공정의 경우 오염물질이 지속적으로 농축됨에 따라 고농도의 농축수를 발생시키는 문제점을 지니고 있다. 이러한 NF/RO 농축수의 경우 용존 고형물로 구성되어 있으며, 유입수 대비 경도 물질(Ca2+, Mg2+), 난분해성 유기물 및 미량오염물질 등이 4~10배 농축되어 고농도이므로 별도의 처리가 요구된다. 본 연구에 적용한 CaCO3 결정화 기법은 유동상 반응기 내 seed를 충진하고, 반응기 하단부에서 상향류식 흐름으로 원수를 주입함과 동시에 NaOH, Ca(OH)2 등의 약품을 주입하는 방법이다. 약품 주입으로 pH는 증가하고, 이 과정에서 CaCO3, Mg(OH)2 의 형태로 경도 유발물질을 결정화시켜 회수가 가능하다. 반응기 내부의 seed는 반응 표면적을 증가시켜 반응속도를 증가시키는 역할을 하며, 이 과정에서 seed 표면에 결정이 성장하게 된다. 성장한 seed는 회수하여 석회생산, 산성폐수 중화제 등으로 재활용이 가능하다. 또한, 후단의 Ozone 산화 공정(1mg O3/mg DOC)을 연계하여 추가적으로 유기물 제거를 위한 연구를 진행하였다. 실험은 NF 농축수와 RO 농축수(G, D)로 진행하였으며, NF 농축수와 G RO 농축수의 경우 Ca 85%, Mg 13~32% 제거율을 나타났다. 그러나 D RO 농축수의 경우 상대적으로 경도 제거가 낮게 확인되었으며, 이는 수중의 알칼리도가 낮아 결정화 반응이 충분히 이루어지지 못한 것으로 판단된다. EDS-SEM 분석으로 seed 표면을 관찰하여 결정물질의 형성과 사용 전․후 seed의 구성 원소 분석을 통하여 Ca함량 변화를 확인하였으며, 경도 제거율이 높을 경우에 seed 표면에서의 Ca함량이 증가하는 것으로 나타났다. 이는 경도 제거시 seed 표면에서 올바르게 결정화 반응이 이루어짐에 따라 회수 가능성을 확인하였다. PS 후단에 오존 산화를 연계하여 농축수를 처리한 후, COD, DOC, LC-OCD, UV254, SUVA, F-EEM 분석을 진행하였다. 그 결과 COD, DOC는 크게 변하지 않았으나, LC-OCD의 경우 biopolymer peak가 감소하고 humic peak가 증가하는 경향을 나타내었다. 이는 유기물의 무기화가 아닌 비교적 고분자 물질인 biopolymer가 상대적으로 저분자 물질인 humic 등으로 저분자화된 것으로 사료된다. 또한, UV254 값은 원수대비 전체적으로 감소하였으며, SUVA 값의 경우 NF 농축수 34.5±2.7%, G RO 농축수 43.2±1.1%, D RO 농축수 45.2±10% 감소한 것으로 확인되었다. F-EEM 경향은 LC-OCD, UV254, SUVA와 유사한 경향을 나타냈으며, 모든 영역(Aromatic protein-like, Tryptophan Protein-like, Humic-like)에서 80% 이상의 높은 intensity 감소율을 보였다. 이는 오존 산화에 의하여 불포화 결함이 깨짐에 따라 저분자화가 이루어진 것으로 보인다. 위와 같은 결과를 통하여, 본 연구에서 멤브레인 농축수에서의 경도 물질의 결정화를 통한 회수 가능성을 확인할 수 있었다. 또한, 오존 산화 공정과의 연계를 통하여 유기물질의 저분자화를 통하여 추후 연구시 고려되어지는 MBR 공정과 같은 생물학적 처리 공정에 긍정적으로 작용 가능할 것으로 예상된다.

최근 몇 년간 발생한 대형 화재사고의 경우 특수구조물에 대한 화재가 많으며 화재의 피해가 커진 경우 공통적으로 초기 진압에 어려움이 있었고, 적절한 방재작업을 수행할 장비의 부재가 원인으로 분석된 사례가 많았다. 이와 같은 특수구조물의 화재에 있어서 화재 진압을 위한 접근성이 용이하고 외부에서 화원으로 직접 방수 할 수 있는 기능을 갖춘 특수 방재장비의 도입 및 기술개발의 요구가 컸다. 이에 따라 우리나라의 산업형태에 따른 도시구조, 건축구조 등에 적합하고 기존의 유사 외국 기술이 갖고 있는 기술적 한계점을 극복한 “한국형 원격조정 파괴방수차”를 개발이 요구되었다. 본 연구에서는 목조건물, 문화재, 샌드위치 판넬 구조의 공장 및 창고, 컨테이너 Box, 항공기, 철도차량 등 특수목적 구조물의 화재 발생시 구조물의 외부를 국소파괴하고 내부로 방수노즐을 삽입 후 다량의 물 또는 폼 소화액을 방수하여 효과적인 초기 진압을 수행할 수 있는 소방장비에 대해 원격조정 굴절 붐 구조를 갖는 파괴방수차량의 국산화 설계기술, 제조기술, 하이브리드 타입 파괴방수 모듈의 설계/제작을 통한 굴절 붐 방수탑 통합 기술에 대해 연구하였다. 또한, IT기술을 접목한 노즐 모듈의 자동이송 및 아웃트리거 자동 셋팅 시스템 기술과 설계의 전 과정에 걸쳐 수치해석을 통한 설계검증 기술 그리고 시제품에 대해 자체 평가기준에 따른 성능평가에 대해 연구하였다.

본 연구에서는 초/장대 철도터널 및 철도사고와 관련하여 기존 국내 소방대응체계 및 해외 소방대응체계를 분석하고 Golden time안에 소방관이 신속히 사고현장으로 접근하여 인명 구조 및 소방대응활동이 가능하도록 하는 시스템을 개발하는 것이 주목표라 할 수 있다. 국외 선진국에서는 매해 철도사고(도심철도 및 일반철도, 고속철도)가 빈번하게 발생하고 있어 철도사고에 대응하기 위하여 초장대터널 주변에 화재진압열차를 배치해 두고 있으며 일반 철도 사고발생시 출동이 가능하도록 Rail road형 특수소방차량이 개발되어 철도인근 소방서에서 즉각적인 대응을 하도록 시스템이 구축되어있다. 그러나 국내 고속철도 및 일반철도는 구조적으로 외부접근을 차단하기 위해서 방벽 및 고가다리에 위치하고 철도터널의 경우 소방법규에 적용을 받지 않아 소방 설비가 미 구축되어 터널내부에서 화재사고발생시 대형인명사고 발생할 가능성이 높다. 도심철도 또한 대부분이 지하에 설치된 초/장대터널 구조로 되어 있어 사고발생시 탈출하는 인원과 농연으로 인한 시야제한, 다양한 장애물로 인하여 외부에서의 소방관의 접근이 어려운 상황이다. 따라서, 국내에서도 국외에서처럼 철도 및 철도터널사고에 대응할 수 있는 특수소방차량의 개발이 필요한 상황이며 특히 노후화된 도심철도에 대한 소방대응기술의 개발 및 적용이 시급하다.

수난 현장의 경우 부유물 등에 의하여 시계가 어두워 인명구조 및 인양에 어려움이 많다. 이에 시계뿐만 아니라, 시계를 대신해줄 수 있는 시스템이 필요로 한다. 최근 해상과 강에서의 사고가 빈번하게 일어나고 있으며, 이런 사고 구조 및 인양에는 잠수부들이 직접 들어가는 경우가 많다. 하지만 열악한 수중 환경으로 인하여 구조 및 인양에 어려움이 있고, 잠수부들의 2차 피해도 발생할 우려가 있다. 이러한 열악한 환경 중, 시계 환경의 열악함으로 잠수부들의 위치인식 불가, 구조물 확인 불가 등의 사유로 수난구조에 있어 중요한 정보들을 잃어버리는 경우가 많다. 현재 세계적으로 이러한 수중환경에서의 시계확보를 위한 초음파 카메라 등의 시스템이 제작 및 시판되고 있지만, 현재 개발 및 시판되는 시스템들은 시스템의 조작 및 이동에 두손이 사용되어져, 잠수부들이 구조 활동 중 구조물의 파악, 생존자의 구조 및 익사자의 인양 등에 사용 되어지는 두 손을 사용할 수 없는 단점이 있다. 이에 본 연구에서는 잠수부가 두 손을 자유롭게 사용할 수 있는 헬멧형 수난 구조탐색시스템을 개발하려고 한다. 헬멧형 수난구조 시스템을 개발함으로써 악조건의 수중환경에서도 시계 확보가 가능해지고, 잠수부들의 구조 활동 시 두 손의 사용이 자유로움으로 인해 구조 활동의 효율성이 오를 것으로 기대된다.

본 연구에서는 특수재난 현장에 대응하기 위한 정찰 및 원격제어시스템을 연구하였다. 특수재난현장은 정의는 다양할 수 있으나 본 연구에서는 대형 재난현장 즉, 원자력사고 또는 화생방 테러, 이상기후로 인한 홍수해로인한 도심침수현장, 대형실내화재현장과 같은 소방대원의 투입이 어려운 현장을 대상으로 정의하였다. 이러한 특수재난 현장은 재난 현장 상황을 파악하기 힘들고 소방관이나 구급대원 투입시 2차적인 사고로 이어질 수 있다. 이러한 재난 현장 상황에 따라 유선 및 무선조작을 통하여 출입문 개방 및 위험지역 내부 상황모니터링이 가능한 특수재난지역 투입용 최첨단 소방정찰로봇 및 이를 운반 또는 소방관 탑승 및 원격조작이 가능한 특수재난지역 최첨단 소방대응시스템을 연구하였다. 시스템은 4개 부분으로 구분된다. 크기에 따라 소형, 중형, 대형 플랫폼으로 구분하고 이를 이송할 수 있는 전용 이송차량으로 구성된다. 소형 플랫폼은 홍수 및 침수지역에서 정찰하기 위한 것으로 수심 10m 에서도 정찰이 가능하도록 하였고 중형 플랫폼은 재난 지역의 통로를 개척하기 위하여 출입문을 파쇄하고 진입하기 위한 기능을 가진다. 대형 플랫폼은 소방관이 탑승하기 위한 구조로 연구되고 있다. 원격조정도 가능고 상황이 따라 소방관이 직접 운전하면서 화재 현장의 화점을 조준하여 소화할 수 있는 구조이다. 3개의 플랫폼마다 저마다의 특성과 기능을 가지고 있으며 재난형장 출동시 세 개의 플랫폼을 동시에 이송시킬 수 있는 특수 이송차량을 개발하고 있다.

특수재난(special disaster)은 CBRN(Chemical, Biological, Radiological, Nuclear)과 같은 극한 환경에서의 재난을 비롯하여 대심도 터널, 초고층 건축물 등에서의 화재와 같은 대형 재앙으로의 확산 위험성이 매우 높은 재난을 의미한다. 일반적으로 재난의 규모가 매우 크다는 점과 피해의 확산이 매우 빠르다는 특징을 지닌다. 또한 지구의 환경변화와 더불어 미래에 닥쳐올 예측하기 힘든 재난까지 포괄하고 있다. 특히 2011년 일본의 후쿠시마 원전사고를 계기로 대규모의 복합적인 특수재난에 대응할 수 있는 기술개발의 필요성이 대두되면서 국민안전처(구.소방방재청)에서는 2012년부터 5년간 290억을 투자하여 미래 환경변화로 인한 재난에 대응하기 위한 특수재난현장긴급대응기술개발사업(이하 특수재난사업)을 시작하였다. 2012년 4개의 과제가 시작되었고, 2014년에 2개의 신규과제가 선정되어 현재 6개의 연구과제가 수행되고 있으며, 참여기관은 주관, 협동, 위탁을 모두 포함하여 총 30개 기관(대학, 기업, 연구소)이 연구를 진행하고 있다.(연구과제 현황 아래 표 참조) 특수재난사업은 사업의 목적에 맞춰 소방분야와 IT, 로봇, 기계, 전자 분야와의 융복합이 가장 많이 시도되고 있는 사업이라는 차별성을 가지고 있다고 할 수 있으며, 또한 국민안전처의 R&D사업 중 연간 총 사업비의 증가율이 평균 50%을 상외하는 증가율을 가지고 투자되고 있어 많은 성장가능성을 지니고 있으며, 국민의 소득 수준이 상승할수록 안전에 대한 요구는 높아질 것으로 예상되어 미래의 환경변화를 고려한다면 가장 투자가 많이 되어야 할 사업이라는 인식이 증가하고 있어 사업비도 가파르게 증가하고 있다고 할 수 있다. 이러한 특수재난에 대비하는 목적에서 볼 때 본 특수재난사업은 긴급으로 대응할 수 있는 기술개발에 중점을 두고 있지만 예방, 대비, 복구까지 고려한다면 향후 단계별로 더 많은 예산을 투입하여야 특수재난에 대응하는 선도국으로의 진입이라는 사업의 목표를 달성할 수 있을 것으로 예상된다.