• ESEL

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    Big data control

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    최근 정보통신 기술의 발달로 인해 빅 데이터 분석의 중요성은 점점 더 높아지고 있으며, 다양하고 새로운 데이터의 생성 및 소비 속도가 증가함에 따라 데이터 융합 및 학제적 사고 및 분석이 필수적으로 요구되고 있다.
     

    > What is Big data?

    > Case study: “Toledo Water Crisis”

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    Reverse Osmosis (RO)
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      역삼투 해수담수화 시스템 내에서의 수리동력학적(Hydrodynamic) 현상을 결정적(Deterministic) 또는

      확률적(Stochastic) 모델링 방법을 통해 간략화 하고, 다양한 시스템 조건에서의 분리막 성능 및 물질 거동을

      분석한다.

     

     

    > Modeling approach

    > System design

    >System analysis

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    Forward Osmosis (FO)

    정삼투 공정은 원수보다 높은 삼투압을 가진 유도용액을 이용하여 담수를 생산하는 막공정으로 에너지 소비가 적어 차세대 담수화 공정으로 주목 받고 있으며 이 공정의 질량, 모멘텀, 에너지의 이동 과정을 수학적으로 분석하고 예측한다.

    >Data for Forward Osmosis modeling

    > Forward Osmosis Process

    > lPerformance Evaluation

     

     

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    Pressure Retarded Osmosis (PRO)

    압력지연삼투(PRO) 시스템은 염도 차를 이용하여 에너지를 생산하는 공정으로서, 본 연구실에서는 여러 영향 인자들을 고려한 시스템 성능 모사 및 이를 통한 시스템 최적화 연구를 수행하고 있다.

    > Influential parameters

    > System equations

    > Determination of optimum condition

     

     

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    Membrane Distillation (MD)

    막증류 공정은 원수를 가열하여 담수를 생산하는 증발법과 막공정의 장점을 모두 활용할 수 있는 차세대 담수화 공정으로 주목 받고 있으며 이 공정의 질량, 모멘텀, 에너지의 이동 과정을 수학적으로 분석하고 예측한다.

    > Dataset for Modeling

    > Membrane Distillation Process

    > Performance Evaluation

     

     

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    Molecular Dynamics Modeling

    분자동역학(Molecular Dynamic)는 분자 규모의 관점에서 물질 거동 및 현상에 대한 연구로, 본 연구실에서는 역삼투 분리막의 최적화를 위해 분리/제거/파울링 등과 같은 현상에 대한 모델링 및 분석을 수행하고 있다.

    > Background Theory

    > Build membrane structure

    > Dynamics Simulation

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    Smart Water Grid (SWG)

    다중 수자원(Water resources)을 연계활용한 SWG 최적조합공정 개발 및 공정 최적화/자동화를 위한 개별/조합공정 지능형 운영시스템 개발 연구를 수행하고 있다.

    > Role of Hybrid Processes in SWG

    > Macro SWG with Closed Systems

     

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    Algae Control

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       최근 보 준설로 인한 체류시간 증가와 기후변화로 인한 온도상승으로 인해 여름철 빈번히 발생하는 조류개화현상을 예측하여 효율       적인 정수처리대응을 통해 깨끗한 식수공급을 목적으로 한다.

    > Dataset for algae control

    > Model development

    > Decision making system

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    Best Available Technology

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       최적 가용 기술은 기술적•경제적으로 적용 가능하면서도 오염물질 배출을 가장 효과적으로 줄일 수 있는 기술로, 이를 고려한 양전하 필터 수질           정화 기술은 중력만을 이용하여 유해물질을 제거하고 마실 수 있는 물을 만드는 저가의 기술이다.

     

    > Positive electric charge filter

    > Combination of filters

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    Water purification plant O&M

    ICT/IoT에 기반하여 정수장 수질 모니터링 시스템 최적화 및 정수처리공정 성능 평가/진단 프로그램 개발을 수행한다. 이를 통한 정수처리공정 통합 운영 관리 시스템의 개발을 목표로 한다.

     

    > Data for plant monitoring and model

    > Water purification plant

    > Integrated O&M for purification plant

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    *IoT: Internet of Things

     *O&M: Operations and Maintenance
     

     

    Water Reuse

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      물 재사용에 관한 연구는 세계적으로 심각한 물 부족 문제를 해결하기 위한 연구로, 현재 사용 중인 물 재사용 기술을 융합하여  사용 목적에    적합 수질을 갖는 고효율의 공정을 개발하는 것이다.

     

    > Waste water treatment

    > Hybrid process

     

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    Total Phosphorus(TP) control

     

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     고도수처리시설 연구는 수 처리 중 마지막 단계의 수처리 공정에 대한 연구로, 본연구실에서는 시스템최적화를 위해 시스템 내 유동분석, 화학적 반   응현상에 대한 모델링 및 분석을 수행하고 있다.

    > Background Theory

    > System design

    > Estimating TP removal efficiency

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    Total Nitrogen (TN) control

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    <Food leachate>

       본 연구실에서는 수질변화가 심한 음식물 병합처리 수처리공정에 대한 머신러닝 모델을 구축하고 이를 통해 유출수중 총인 농도에 대하여 실     시       간·조기 예측 및 분석 한다.

    > Background Theory

    > System Design

    > Machine learning model simulation

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     Shale Gas Waters-Membrane distillation crystallization (MDC)

    결정화 공정연구는 서로 다른 이온에 결정 생성, 성장에 대한 연구로, 본연구실에서는 막 증발결정화 공정 중 분리막 표면과 결정화 탱크 내 일어나는 결정화 공정에 대한 모델이 및 분석을 수행하고 있다. 

     

     

     

    > Background Theory

    > System Design

    > Machine learning model simulation

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    Water & Energy Nexus Processes

    본 연구실에서는 물과 에너지를 동시에 생산하는 water-energy nexus  공정들의 디자인을 제시하고, 그 성능 및 효율을 최적화 할 수 있는 공정 배열 및 운전 조건을 모색하는  연구를 수행하고 있다.

    > Considerations

    > System designs

    > Process simulations

     

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    Osmotic Heat Pump

    삼투 열기관은 압력지연삼투 공정과 유도용액 회수 공정을 결합한 열기관이다. 압력지연삼투 공정을 통해 전기를 생산하며, 열을 이용하여 유도용액을 회수하여 연속공정을 가동하는 공정이며 폐열을 활용할 수 있는 장점이 있으며 성능 분석과 최적화 연구를 진행한다.

    >Osmotic Heat Pump

    > Hybrid Process

    > Performance Evaluation

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    Four Big Rivers

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    4대강 사업이 완료된 후, 보 상류구간을 중심으로 유해조류번성과 생태 변화가 일어나고 있다. 이에 
    따라 수질모형을 기반으로 유해조류번성 원인을 찾고, 시나리오 모의를 통해 향후 관리 방안을 모색한다.
     

    > Study site

    > Modeling & Simulation

    > Scenario Analysis

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    Algae Prediction
    유해 조류는 수중생태계와 공중 위생에 심각한 직간접적인 피해를 야기하기 때문에 예측 및 관리가 중요하다 . 

    > Monitoring               

    > Modeling               

    > Management

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    Source Tracking

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    강우시 발생하는 비점오염원은 강우량과 지역특성에 따라 배출되는 부하량이 달라 유역단위 환경관리에 중요한 인자이다. 이러한 비점오염원의 특성을 이해하고 수계에 미치는 영향을 정량적으로 분석한다. 

    > Study site

    > Modeling & Simulation

    > Scenario Analysis

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    Monitoring & Modeling

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    다양한 기상조건에서 수행된 수질모니터링을 통해 얻은 데이터를 기반으로 수체 내 물리, 화학, 생물학적 현상에 대한 수학적 원리를 이해하고, 수리학적 모델을 구축하여 목표 수질 인자의 예측을 수행한다. 

    > Study site

    > Modeling & Simulation

    > Scenario Analysis

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    Beaches

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    연안해역 수질과 관련하여 새로운 오염원 생성 또는 오염물질 배출에 따른 영향을 예측, 평가 시 시뮬레이션 기법 개발과 축적된 현장 관측자료들을 통계적으로 해석. 

    > Observations of posting errors at Huntington beach

    > Decision making

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    > Suggest an analog public health advisory system

     

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    Estuarine

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    연안 수질을 저하시키는 ENT의 원인을 찾고, 이로 인한 수질의 변화를 분석한다.
     ENT- Enterococci bacteria as indicator of fecal pollution
     

    > Marsh study

    > Surf zone study

    > ENT source study

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    Source Tracking

    오염원 추적이란, 일반적으로 가축, 새, 그리고 사람 등과 같은 특정 유형에 의한 오염 물질을 추적해 상대적인 오염 기여도를 특성화하는 것을 목표로 한다.

     

    > Hourly Sampling Study

    > Advection-Dispersion-Reaction Model

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    Monitoring & Data mining

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    모니터링을 통해 얻은 많은 데이터 가운데 숨겨져 있는 유용한 상관관계를 발견하여, 미래에 실행 가능한 정보를 추출해 내고 의사 결정에 이용한다.

     

    > Monitoring Coastal Area

    > Data mining from data set

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    Non-point source control

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    불특정지역(가정, 공장, 축사, 도로 등) 에서 발생되는 수질오염물질을 효과적으로 예측하고 관리하기 위하여, 기상 레이더 이미지 및 GIS 시스템을 이용한 연구를 진행한다.

     
     
     
     
     
     

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    Chl-a prediction

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    Chlorophyll-a (Chl-a) 는 수체의 상태를 직접적으로 나타내는 지표로 사용되며, 인공위성 이미지를 이용한 간접적인 Chl-a 의 값을 예측 할 수 있는 모델을 개발하는 연구를 수행하였다.
     

    > Study site and Satellites

    > Model development

    > Prediction results

     

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    Watershed Management Sys.

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    유역모델링은 유역환경자료를 기반으로 유역 내 물의 흐름과 오염물질의 발생•변환•이동 과정을 수학적으로 분석하고 예측한다.
     

    > Best management practices

     

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    Water Grid Management Sys.

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    기후변화와 도시 집중화에 따른 수자원의 안정적 확보 및 공급을 위해 정보 기술과 상수도 보급 기술을 융합하여 저에너지 고효율 수자원 관리 시스템을 구축한다.
     

     

     

     

     

     

     

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