• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 2003.11a
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• pp.146-148
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• 2003

Bayer 공정은 가성소다를 이용하여 보오크사이트로부터 수산화알루미늄을 추출하는 공정이다. 그러나 보오크사이트 추출 후 1차 침전공정에서 반응한 보오크사이트 잔사는 침전시킴으로써 깨끗한 공정액을 분리하는 데 이때 침전되지 못한 다량의 분산성 고형물이 공정액 중에 존재하게 되는데 이를 분산성 보오크사이트(레드머드) 미립자라하며 보통 80-100mg/$\ell$의 농도를 나타낸다. 그러므로 이를 제거하기 위해 다음 공정인 입상여과필터 공정을 사용하는데 이때 필터링 효율증대를 위해 보조제로써 다량의 소석회(Ca(OH)$_2$)를 투여하여 공정액 중의 고형물을 농도를 8-100mg/$\ell$에서 5mg/$\ell$로 낮추는 공정을 사용하고 있다. 특히 국내 수산화알루미능 제조회사일 KC(주)의 경우 소석회 사용량이 일 10톤, 년간 약 3,600톤을 사용함으로써 소석회의 사용량에 따라 같은 량의 슬러지가 발생되게 된다. 따라서 여과후 발생되는 슬러지의 처리비용 문제(연간 9천만원)와 소석회의 미립자에 의한 공정액의 2차 오염과 제품 품질 저하(quality claim) 및 소석회 사용량에 따른 연간 원료비(연간 3억원) 등의 상당한 문제점을 나타내고 있는 실정이다. 아울러 최근 고품위 수산화알루미늄의 공급 요구에 따라 여과시 정제기준이 점차 낮아져 이제는 1mg/$\ell$ 이하를 유지하여야 하는 근본적인 문제에 봉착해있는 실정이다. 그러므로 본 연구에서는 소석회를 사용하는 입상여과법을 대체하기 위한 신공정개발을 추진하였으며, 그동안 카트리지여과법 등의 다양한 실험 결과로부터 최근 필터 보조제를 첨가하지 않는 물리적 여과방법인 세라믹 막 여과법의 적용 가능성을 확인하고 친환경공정인 세라믹 막 여과 실용화 공정 기술을 개발하였다. 세라믹 막 여과 법은 여과 보조제를 사용하지 않으므로 2차적인 슬러지 발생등의 환경문제를 발생하지 않으며, 공정액에 첨가제를 투입하지 않으므로 순환형 친환경공정으로 각광받을 수 있다. 본 연구에서는 고온, 고농도의 NaOH 수용액의 처리에 적합한 막소재와 발생될 수 있는 제반 문제점 등을 파악하였고, 장기간의 실험을 거쳐 최적 투과 압력(Trans membrane pressue), 세정 조건 및 주기, 막재질에 있어서 보강하여야 할 Point, 최적 운전 조건들을 토출해 내었고, 향후 실제 Plant에 적용할 계획이다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1997.04b
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• pp.52-55
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• 1997

여과가 진행됨에 따라 막의 표면에서 발생하여 여과선속을 저하시키는 케이크층의 형성은 막을 이용한 고-액 분리공정에서 발생하는 가장 큰 문제점의 하나로서 이는 막 분리공정의 경제성을 좌우하는 중요한 인자가 된다. 이러한 문제점을 극복하기 위하여 유체와 막 사이의 상대속도를 증가시켜 여과속도를 향상시키는 십자흐름 여과, 즉 CFF(crossflow filtration)에 대한 연구가 활발히 진행되어 왔다. 그러나 이러한 심자흐름 여과에서도 막과 유체 사이의 상대속도의 증가에 한계가 있고 또한, 막의 기공보다 작은 입자가 막의 기공 내에 침투하여 막을 오염시키는 현상을 예측하기 어렵기 때문에 여과기의 설계에 있어서 많은 문제점이 발생하고 있다. 이에 오염된 막을 재생시키기 위하여 기계적.화학적인 여러 가지 방법들이 개발되고 여과선속을 향상시키는 방법이 꾸준히 연구되어 분리막 기술의 경제성을 향상시켜 왔다. 본 연구에서는 매우 안정된 유동의 하나로서 막 표면의 전단력을 향상시키는 데에 효과가 있다고 알려진 Taylor와류를 응용한 회전막 여과기를 사용하여 여러 가지 크기의 입자에 대한 여과실험을 수행함으로써 이러한 유동이 케이크의 형성에 미치는 영향을 살펴보았다. 또한 여과선속에 영향을 미치는 여러 매개인자를 알아보고 실험결과를 간단한 모델식에 적용해 봄으로써 막의 저항을 예측할 수 있는 모델식으로의 개선 방향을 제시하고자 한다.

• Membrane Journal
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• v.28 no.3
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• pp.143-156
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• 2018

In this review article, hybrid water/wastewater treatment processes of membrane and photocatalyst were summarized from papers published in various journals. It included (1) membrane photoreactor (MPR), (2) fouling control of a membrane coupled photocatalytic process, (3) photocatalytic membrane reactors for degradation of organic pollutants, (4) integration of photocatalysis with membrane processes for purification of water, (5) hybrid photocatalysis and ceramic membrane filtration process for humic acid degradation, (6) effect of $TiO_2$ nanoparticles on fouling mitigation of ultrafiltration membranes for activated sludge filtration, (7) hybrid photocatalysis/submerged microfiltration membrane system for drinking water treatment, (8) purification of bilge water by hybrid ultrafiltration and photocatalytic processes, and (9) Hybrid water treatment process of membrane and photocatalyst-coated polypropylene bead.

• Journal of the Korean GEO-environmental Society
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• v.14 no.4
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• pp.15-27
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• 2013

In order to plan out the Daegu G membrane filtration water treatment plant, water quantity, water quality and process stability were evaluated using the field pilot-scale tests, during the six months of continuous operation, including low water temperature period. The field model experiments, which were carried out according to the Installation Criteria of Ministry of Environment, consisted of two series : series 1 - water quality verification, and series 2 - membrane process evaluation. The process water quality met all drinking water standards with less than 0.03 NTU. Moreover, process operation showed a stable membrane pressure with 99% of recovery ratio. This shows that the tests were properly designed in terms of the influence of water loading and temperature. In conclusion, the purpose of this study is to establish core technology for advanced drinking water treatment, through on-going accumulation of engineering and construction know-how.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.327-327
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• 2021

하수재이용에서 전처리 막여과 공정은 완벽한 고액분리로 인해 후단 역삼투막 손상을 줄일 수 있는 공정으로 각광을 받고 있다. 일반적으로 막여과 공정은 여과->물리세정->충진->여과 와 같은 제막사에서 제공하는 운전 사이클에 맞춰 적용하고 있으며 유지세정 역시 1회/일 또는 1회/주 단위로 정해진 범위에서 수행되고 있다. 이러한 운전 방식은 시시각각 변화하는 막 유입수질에 적절하게 대응하지 못해 장기적으로 막오염 발생에 따른 생산수량 감소는 물론 막오염 제거를 위한 화학세정 주기가 짧아져 전체적인 생산수량이 감소하는 원인이 되고 있다. Raffine(2012)에 따르면 가역적 막오염의 경우 Flux 증가에 큰 영향이 없으나 비가역적 막오염은 Flux 증가에 따라 급격히 증가한다고 보고하고 있으며 이는 제한된 분리막 면적당 처리수 생산량을 증가시키기 위해 비가역적 막오염의 발생량을 줄이는 것이 필요하며 이를 위해 주기적인 강화역세(Chemical Enhanced Backwashing, CEB)가 도입되고 효율적인 유지세정 방법에 대한 연구가 진행되고 있다. 당사에서는 일산에 있는 I 수질복원센터내에 25 m³/일 규모의 막여과 하수재이용 파일롯 플랜트를 설치하고 막여과 하수재이용 공정의 운영 효율을 높이기 위하여 W사에서 개발한 IntelliFluxControl(IFCr) 소프트웨어를 이용하여 하수재이용 막여과 성능을 확인 하였다. IFCr은 실시간으로 변화하는 수질에 따른 막오염 정도에 따라 역세 강도 및 빈도와 CEB 적용 정도를 변화시켜 분리막 운전의 효율을 높일 수 있는 운영 소프트웨어이다. I 수질복원센터의 하수 방류수를 막여과 유입수로 적용하여 40 LMH를 기준으로 IFCr을 적용하지 않은 경우 23.7일 운전 가능하였으나 IFCr을 적용한 경우 50일 연속 운전이 가능하였다. 또한 역세척수를 운전 기간 동안 약 50 m³을 사용한 반면 IFCr을 적용한 경우 이에 절반 수준인 24.1 m³ 만 사용하여 회수율이 91%에서 95%로 증가한 것을 확인 할 수 있었다. 본 연구의 결과는 기존의 제막사에서 제시하는 막 공정 운영방법을 탈피하여 분리막이 갖고 있는 성능을 최대한 끌어 올릴 수 있는 연구 결과라고 판단되며 향후 스케일 업 연구를 통해 실제 플랜트에 적용 가능성이 확인 될 경우 시설의 설치 막모듈 개수와 유지관리비를 동시에 절감할 수 있는 기술이 될 수 있을 것이다

• Membrane Journal
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• v.17 no.3
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• pp.161-173
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• 2007

Membrane filtration processes are increasingly popular for drinking water treatment that requires high quality of water. Low pressure membrane(LPM) processes such as microfiltration(MF) and ultrafiltration(UF), however, are ineffective in the removal of dissolved organic matter and also membrane fouling is still an important issue to be resolved. High pressure membranes(HPMs) may guarantee better water quality, but at the high energy consumption. Thus, various approaches to combine LPM processes with other physicochemical methods have been recently made to achieve their efficiency to the level comparable to that of HPM processes. In this work, therefore, hybrid processes that coupled MF/UF with coagulation, adsorption, chemical reactions(e.g., chelation and oxidation) are reviewed regarding system design and performance and also membrane surface modifications conducted by grafting and polyelectrolyte multilayer formation were assessed.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.27 no.8
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• pp.837-843
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• 2005

Coagulation influence was evaluated as the pretreatment for ultrafiltration. Coagulation was expected to improve water quality, reduce membrane fouling and increase backwash effect. Continuous operation of UF was employed in order to investigate the influence of coagulation. Alum, PACS and Ferric chloride were used as coagulants separately. From the result of the research, coagulation can improve the treated water quality greatly. Organic removal was increased more than turbidity and showed an improvement of 30.6% at most. All three coagulants presented conspicuous reduction of membrane fouling, among which PACS was the most effective with long term run. Backwash effect differed with different coagulants while Ferric chloride turned out to be the most effective one. The optimum dosage of coagulant resulted in the highest backwash efficiency.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1995.10a
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• pp.41-42
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• 1995

기존의 정수처리 공정은 응집-침전-급속여과처리를 주로 사용하면서 생물 활성탄처리-오존처리 등을 거치는 공정으로 이루어져 왔다. 그러나 응집제의 투여시 최적 응집제량, 최적 응집제 투여위치, 교반시간, pH 조절 등 번거러운 test가 선행 되어야 하며 처리수에 남아있는 응집제에 의해 2차 오염을 일으켜 침전조의 부지 면적에 따른 대형화등을 초래할 단점이 있다. 따라서 최근에는 이러한 단점을 보완하고 장치의 간소함, 높은 효율의 유지에 따른 후처리 공정의 부하감소 및 운전 조건 인자등의 감소라는 경제적 효과를 기대할 수 있는 막분리공정이 도입되었다. 그러나 분리막 처리공정의 경우 원수에 다량 포함되어 있는 콜로이드 입자들에 의한 flux의 감소 및 fouling 현상으로 인한 막의 수명감소, 처리수량의 감소 및 최적 설계 및 운전 방법등의 새로운 공정에 대한 많은 자료의 확보가 필요하다. 따라서 본 연구는 기존의 정수처리 공정에 있어서 전처리 부분에 해당하는 응집-침전-급속여과처리 공정을 분리막 공정으로 대체 하였을 때 분리막의 재질 및 module의 차이에 따른 처리 능력을 비교하고 각 단위 공정들에 의한 flux 변화, 각 공정별 수질분석, 회복율, 회수율 등을 검토하여 최적 조건의 공정을 확립하여 후처리 공정의 효율을 극대화 하는데 있다.

• Membrane Journal
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• v.23 no.1
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• pp.12-23
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• 2013

On the subject of river bed water in Seomjin river, it had accomplished the verifying experiment of membrane filtration pilot plant for evaluating the applicability of its process throughout the prediction of membrane fouling as a function of the pore size of membrane and the determination of optimum coagulant dosage. On the result of the experiment for the evaluation of the membrane fouling as a function of the pore size, a increasing rate of irreversible resistance of membrane pore size $0.1{\mu}m$ and $0.01{\mu}m$ was measured each $0.44{\times}10^{12}/m^2$ and $0.42{\times}10^{12}/m^2$, respectively. And on the result of Flux-test, it showed that the optimum coagulant dosage was measured lower than the it of the Jar-test. The result to be operated in a condition of a permeate flux $1.0{\sim}1.5m^3/m^2{\cdot}day$ without coagulation and a permeate flux $1.0{\sim}2.0m^3/m^2{\cdot}day$ with coagulation was maintained at stable trans-membrane pressure (TMP) value for 6 months up to. Therefore it showed that the stable operation without the coagulation was possible on permeate flux $1.0{\sim}1.5m^3/m^2{\cdot}day$ in the operation of membrane filtration process.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 2001.05a
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• pp.135-138
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• 2001

Acrylic wastewater flux was discussed using modules of ultrafiltration hollow fiber and reverse osmosis spiral wound. The optimum backflushing times of membranes were decided and the degree of fouling was discussed with operating time. Permeate flux was decreased rapidly at 12hrs. Separation processes with ultrafiltration and reverse osmosis membranes were not suitable to remove COD and TDS. The improvement of pretreatment processes was needed.