본 연구는 DFT 재배 시스템을 이용한 밀폐형 식물생산시스 템에 MB처리 유무에 따른 상추(Lactuca sativa L.)와 배초향 (Agastache rugosa Kuntze)의 생육과 양액 특성을 조사하기 위해 수행되었다. 상추와 배초향은 밀폐형 식물생산시스템에 서 23일간 재배되었다. MB는 매일 9시, 13시, 17시에 5분씩 16일간 처리하였다. 상추와 배초향의 엽장, 엽폭, 엽면적, 생 체중 및 건물중은 MB처리구에서 대조구에 비해 유의하게 낮 았다. 상추와 배초향의 총 뿌리길이, 뿌리 표면적, 근단 수도 MB처리구에서 유의적으로 낮게 나타났다. 평균 뿌리 직경의 경우, 상추는 처리 간에 차이가 없었으나, 배초향은 MB처리 구에서 유의적으로 굵어 종 간에 차이가 있음을 확인하였다. 본 연구 결과, DFT 방식으로 상추와 배초향을 재배할 때 MB 처리는 비생물적 스트레스를 유발하여 생육을 억제하는 것으 로 나타났다.

Microbubble is a part of advanced water treatment technologies, and there are several ways for microbubble generation. A strategy using Venturi (convergent-divergent) nozzle with air-suction holes has advantage of energy and time saving compared with the others. Here, we used 3D printer to make the various nozzle geometries in order to understand two-phase flow in the Venturi nozzle and air-breaking mechanism. It was evaluated the effects of convergent and divergent angles independently on air-suction rate and pressure drop, and the two-phase flow (air bubbles and liquid water) were observed. The convergent angle strongly affect the air-suction rate corresponding with increase of pressure drop. Meanwhile, as the divergent angle increased, it became dominant the minor loss by sudden enlargement of flow area, so that the air-suction rate and pressure drop showed decreased.

본 실험은 물냉이 수경재배 시 양액 내 발생 시킨 마이크로버블이 물냉이의 생육과 glucosinolate 축적에 미치는 영향을 알아보기 위해 수행되었다. 본엽 4매의 물냉이 유묘(파종 2주 후)를 마이크로 버블과 비-마이크로버블을 발생시킨 오오츠카 배양액을 이용하여 환경조절룸에서 3주간 재배하였다. 물냉이 초장은 대조구처리가 마이크로버 블처리보다 41% 증가하였으며, 유의적으로 높게 나타났다. 그러나, 지상부 생체중과 건물중, 근장, 엽장, 엽폭, SPAD, 량자수율값은 두처리간 유의적 차이는 나타나지 않았다. Glucosinolate 함량을 분석 결과 4-methoxygluco-brassicin을 제외한 glucoiberin, glucobrassicin, gluconapin, gluconasturtiin의 경우 마이크로버블 처리구가 대조구보다 유의적으로 높게 나타났으며, 물냉이 한주 당 총 glucosinolate 함량은 마이크로버블 처리구가 대조구 보다 85%(μmol/g DW)와 65%(μmol/plant) 더 높게 나타났다. 본 연구 결과는 담액재배시 양액 내 마이크로버블 이 물냉이의 glucosinolate 함량을 증가시킬 수 있을 것으로 나타났다.

This study was performed to investigate the contamination characteristics of water in the scrubber with the aim of stably maintaining the scrubber, and to comprehend the removal characteristics of sulfur compounds, which are odorous substances, when microbubbles were supplied to the circulation water tank of a scrubber. The results of our analysis found that 63 kinds of gas compounds were detected from the scrubber, and thus it could be determined that Sulfur compounds, Ammonia (base compounds), Aldehyde compounds, and Pyrazine compounds were generated from the process for the production of sesame oil. About 93% of ammonia was removed in the scrubber; however, it was hard to remove Sulfur compounds, Aldehyde compounds and Pyrazine compounds using the scrubber. The efficiency of hydrogen sulfide, methylmercaptan and dimethydisulfide removal using only water in the scrubber was 79.8%, 79.7%, and 81.0%, respectively. However, when microbubbles were supplied to the scrubber, the removal efficiency for each was 83.7%, 91.1%, and 96.1%, respectively. Therefore, it was confirmed that the efficiency of sulfur compound removal was improved by supplying microbubbles to the circulation water tank of the scrubber. In addition, the amount of removal that could be achieved by using microbubbles was 1.05- 1.19 times higher than using only water. In terms of supplying microbubbles, it was confirmed that the saturation time required to absorb odorous gases was about 2.8 times longer than the time without microbubbles because the OH radicals generated when the microbubbles are shrinking partly oxidized organic matter. When there was no chemical in the circulation water tank, the conductivity and CODCr concentration were highly correlated. Therefore the system, which can replace circulation water by using real-time conductivity data, can be considered to be applicable.

본 연구는 3개의 운전변수(압력, 공기량, 운전시간)를 실험 설계하고 마이크로 버블의 종말부상 속도(Terminal rise velocity)를 반응 값으로 하여 예측식 모델과 최적 조건을 수립하였다. 다항식 회귀분석을 통해 펌프의 압력(X1) 4.5bar, 공기량(X2) 3.3L/min 그리고 운전시간(X3)이 2.2min에서 종말상승속도(Terminal rise velocity)에 대한 최적값인 5.14 cm/min (85.7㎛/sec)을 얻었다. 또한, 레이저 입자계수 측정장치를 이용하여 2~5㎛ 및 25~50㎛ 영역에서의 가장 높은 마이크로버블 직경크기 분포를 확인하였다.

This study applied microbubbles to reduce membrane fouling in wastewater reuse membrane processes, evaluated and compared the transmembrane pressure with or without the application of microbubbles and the cleaning efficiency with the application of aeration and microbubbles. In addition, this study analyzed foulants removed from the membrane surface. Changes in the transmembrane pressure of membranes with the presence or absence of microbubbles were observed. As a result, transmembrane pressure (TMP) increasing rate decreased twofold when applying microbubbles to realize stable operations. This study compared and evaluated cleaning efficiency applying aeration and microbubbles. As a result, the cleaning efficiency was 5% higher on average when applying microbubbles. In turbidity and total organic carbon (TOC), foulants were discharged when applying microbubbles twice as much as applying aeration. It is thought that particulate foulants precipitated on the membrane surface were more likely to desorb because the adhesion between the membrane surface and particle was weakened by microbubbles. Therefore, it is considered possible to effectively control membrane fouling because of the increase in cleaning efficiency when applying microbubbles to wastewater reuse membrane processes.

본 연구는 살균 소독제로 오존을 이용하고. 살균효과를 극대화 할 수 있는 방식으로 마이크로버블 장치에 오존을 공급하여 배양액 재처리 기술을 위한 오존 마이크로버블의 살균효과를 구명하고자 실시하였으며 결과를 요약하면 다음과 같다. 마이크로버블 장치의 성능에서 압력 3.5kgf·cm−2에서 평균입경은 27.42μm로 측정되었고 마이크로버블의 발생량은 당 평균 12만개로 나타났으며, 적정 오존 발생량은 3g·h−1일 때 오존농도는 2ppm, 배출 오존농도는 0.06ppm에 도달하는 것으로 나타났다. 병원균 살균효과는 오존수의 경우 FO, PC 와 CG 모두 오존농도 0.5ppm, 처리시간 30초만으로도 현저한 감소를 보였다. FO는 오존농도 0.5ppm, 처리시간 60초 이내에서 멸균되었고, PC는 오존농도 2.0ppm, 처리시간 30초 이내에서 멸균되었으나, CG의 경우 2.0ppm 이상의 오존수를 처리하여야 할 것으로 판단되었다. 오존가스의 경우 처리시간 120초 이내에서 현저한 감소를 보였으며, FO와 PC는 처리시간 180초 이내에서 멸균되었고, CG의 경우 180초 이상 오존가스를 처리하여야 할 것으로 판단되었다.