대한환경공학회지 (Journal of Korean Society of Environmental Engineers)

  • 제28권3호
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  • Pages.337-344
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  • 2006
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  • 1225-5025(pISSN)
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  • 2383-7810(eISSN)
대한환경공학회 (Korean Society of Environmental Engineers)
권호 표지

응집플록의 특성분석을 통하여 관찰된 정밀여과 막오염 현상에 관한 연구

Investigation of Membrane Fouling in Microfiltration by Characterization of Flocculent Aggregates

  • 최양훈 (건국대학교 공과대학 환경공학과) ;
  • 권지향 (건국대학교 공과대학 환경공학과)
  • Choi, Yang-Hun (Konkuk University, Department of Environmental Engineering) ;
  • Kweon, Ji-Hyang (Konkuk University, Department of Environmental Engineering)
  • 발행 : 2006.03.31
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초록

응집플록은 그 특성에 따라 분리막 오염에 지대한 영향을 미친다. 기존의 연구결과에서 보면, 자연입자에 의해 형성된 플록함유수는 인공입자에 의한 플록함유수에 비하여 낮은 투과량을 보이는 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서는 응집플록의 특성을 정량적으로 분석하고, 분리막 오염과의 상관성을 알아보고자 하였다. 이를 위해 응집 플록에 대한 image analysis, specific cake resistance 및 cake compressibility 등을 측정하였다. Image 분석은 플록의 fractal dimension을 구하는데 이용되었으며, dimension은 플록의 다공성, 크기나 표면의 거칠기를 표현하는데 유용하게 사용된다. 또한 케익 압축능은 플록이 쌓여 만들어진 막표면층의 특성을 분석하는데 사용되었다. 두 가지의 다른 특성을 가지는 플록으로서 자연입자를 핵으로 하는 응집플록과 카올린 입자를 핵으로 하는 응집플록을 선택하여 실험하였다. 실험결과에 따르면 자연입자와 인공입자에 의해 형성된 플록의 fractal dimension($D_2$) 값은 $1.79{\pm}0.07,\;1.84{\pm}0.06$을 각각 나타내었으며, 이것은 자연입자에 의해 형성된 플록이 인공입자에 의한 것 보다 더 다공성의 느슨한 형태로 존재하고 있다는 것을 나타내는 것이다. 자연입자에 의해 형성된 다공성의 느슨한 플록이 분리막 표면에서 케익층을 형성 할 때에는 상대적으로 쉽게 압축되어 케익비저항이 커지는 것을 확인하였다.

Characteristics of flocculent aggregates have great effects on membrane fouling. Floc from kaolin particles gave higher permeate throughputs than floc from natural particles at the same conditions. Therefore, the objectives of this study are to thoroughly analyze characteristics of flocculated aggregates and to investigate effects of flocculated aggregates on membrane fouling. Image analysis, specific rake resistance and cake compressibility were used for characterization of flocs. Different flocculent aggregates formed with natural and kaolin particles were employed in this study. The fractal dimensions from the image analysis were $D_2=1.79{\pm}0.07$ for floc from natural particles and $D_2=1.84{\pm}0.06$ for floc from kaolin particles. The lower fractal dimension($D_2$) of floc from natural particles indicated that the aggregates were more porous and less compact than floe from kaolin particles. In addition, both the specific cake resistances and compressible degrees of flocs from natural particles showed greater values than those of flocs from kaolin particles. The results implied that the porous and loose flocs from natural particles were more easily compressed on membrane surface than the dense and compact flocs from kaolin particles. The compressed flocs yielded the great hydraulic resistances by hindering the water flow through the cake layer.

키워드

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