Utilization of Image Analysis Technique for Characterization of Micro-Bubbles Generated by Polymeric Membrane Module

In this study, the polymeric membrane module is used as a diffuser and an image analysis technique based on visual information is applied to get bubble characteristics. The bubble size generated passed through polymeric membrane module was smaller from 30 to 64% than that of air stone, and bubble volume over 70% was ranged from 0.2 to 0.82 mm. But over 80% the bubbles from air stone diffuser ranged from 0.77 to 1.08 mm. The air stone and polymeric membrane module used as diffuser for a flotation system. The floc size inside the flotation reactor using air stone diffuser was bigger than that of the polymeric membrane module, which means that the micro-bubbles generated from polymeric membrane module could provide better opportunities for collisions between colloidal particles than those from air stone diffuser. Therefore, there is a possibility to apply the polymeric membrane module as a diffuser to increase the removal efficiency in the flotation process. Also, the image analysis technique used in this study could be applied as a useful analytical tool for acquisition of an information about the bubble characteristic.

고분자 중공사막 모듈을 이용한 미세기포 발생과 이미지 분석기법을 이용한 기포 특성 파악

본 연구에서는 고분자 중공사막 모듈을 산기 도구로 사용하여 미세 기포 발생을 도모하였고 영상정보를 기반으로 하는 이미지 분석 기법을 적용하여 발생한 기포 특성을 파악하고자 하였다. 기포의 이미지 분석 결과, 고분자 중공사막 모듈을 통해 수중에 분사된 기포는 산기석을 통한 기포보다 약 30~64% 작은 크기로 발생되는 것을 관찰하였고, 기포의 70% 이상이 0.2~0.82 mm 범위에 분포된 반면, 산기석의 경우는 0.77~1.08 mm의 범위에 속한 기포가 80% 이상이었다. 산기석과 고분자 중공사막모듈을 각각 기포발생 장치로 사용한 부상조를 운영하였을 때 반응조에 잔존하는 플록의 크기는 산기석을 이용했을 때가 고분자 중공사막 모듈의 경우보다 더 큰 것으로 나타났다. 이는 고분자 중공사막 모듈에 의해 발생한 미세기포가 충돌 효율의 증가 때문에 크기가 작은 콜로이드 입자들까지 응집/부상할 수 있는 기회를 제공하였기 때문이다. 따라서 부상공정에 고분자 중공사막모듈을 산기장치로 활용하였을 경우 응집부상 제거효율이 증가할 수 있는 가능성을 보였다. 또한 본 연구에서 사용한 이미지 분석기법은 제공된 영상정보를 기반으로 기포의 기초 특성들과 관련된 정보습득을 위한 분석도구로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.