• Membrane Journal
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• v.5 no.3
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• pp.97-108
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• 1995

화학산업의 급속한 성장으로 인해 많은 혜택을 얻고 있지만 반대급부적으로 배출되는 오염물질로 인한 환경오염과 석유 및 석탄과 같은 한정된 화석연료 자원의 과다한 사용이 큰 문제가 되고 있다. 그에 따라 최근에는 효율적인 에너지 활용과 함께 오염물질의 배출을 최대로 억제할 수 있는 경제적이고 션택적인 화학공정을 필요로 하고 있다. 현재 세계적인 기술의 흐름은 대기오염의 억제와 소량 배출되는 오염물질의 제거를 위해 촉매 및 흡착제를 사용하여 다량의 오염물질 또는 기체를 처리할 수 있는 공정의 개발 및 변형에 많은 노력을 기울이고 있다. 그러나 보다 바람직하게는 높은 전환율과 선택적인 화학공정의 도입으로 에너지 효율을 증대시켜 에너지를 절약하고 부산물이 적은 보다 청결한 화학공정으로의 전화을 필요로 하고 있다. 이러한 목적을 위해 무리막의 분리능력과 촉매의 활성을 결합하여 촉매반응과 반응물 및 생성물의 분리기능을 동시에 수행할 수 있는 무기막 촉매기술이 최근들어 광범위하게 연구되고 있다. 또한 최근에는 무기막 및 무기막 촉매의 환경분야에의 이용이 크게 확산되어 가고 있는 추세이기 때문에 막 및 막 촉매 기술은 중요성이 매우 높은 분야이다. 따라서 본 고찰에서는 최근에 연구가 활발히 진행되고 있는 무기막 촉매기술의 특성과 연구 현황 및 방향에 관해 살펴보고 향후 연구방향의 기초자료로서 활용하고자 한다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1995.06a
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• pp.73-92
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• 1995

환경오염은 인간이 지구상에서 산업활동을 시작한 이래 계속되어 오고 있는 문제인데, 최근에 들어서 전세계적으로 산업화가 가속되고 또한 인구의 급격한 증가로 인하여 매우 심각한 국면을 맞이하고 있다. 환경오염은 원재료를 가공하여 인간의 일상생활에 필요한 물픔을 생산하는 전 산업 영역에서 발생하고 있는데 이러한 환경오염은 토양오염, 수질오염, 대기오염의 세 가지로 분류할 수 있다. 오늘날의 심각한 환경오염은 환경기술이라는 신조어를 만들게 되었는데, 이는 환경오염을 적게 유발시키는 생산공정을 의미하는 저오염 생산기술(clean technology)과 생성된 오염 물질을 분리 회수하는 오염물질 처리기술(cleaning technology)로 대별할 수 있다. 저오염 생산기술은 자동차의 전착공정 등에서 보듯이 오염물질을 최소한도로 배출하게 설계한 'zero discharge' 개념의 생산공정 등에서 실용화되고 있는데, 최근에는 에너지 효율을 향상시켜 궁극적으로 CO$_{2}$의 발생을 억제하려는 시도도 많은 관심을 끌고 있다. 하지만 환경기술이라고 부르는 경우 거의 대부분은 생성된 오염 물질을 처리하는 오염물질 처리기술을 의미한다.

• 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.25 no.3
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• pp.276-286
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• 2015

The effects of relaxation and backwashing on fouling in ultrafiltration were investigated using full-scale membrane bioreactors (MBRs) which operated at a constant flux of 30 LMH. This paper also estimated the feasibility of using intermittent aeration strategies for minimizing the hydraulic resistance to filtration in comparison with the continuous aeration for running MBRs. Multiple cycles of filtration (14.5 min each) and relaxation (0.5 min each) were repeated. Similarly, a backwash was conducted by replacing a relaxation after each filtration cycle for the comparative performance test. The attached cake thickness on the membrane rapidly increased, caused by subsequent no aeration leading to easier combining with gel layer and the formation of heterogeneous layer on the membrane surface. During periodic backwashing, it is expected that gel and thin cake layer might sufficiently be removed by heterogeneous layer. After periodic backwashing, subsequent cake layer formation during time of no aeration was rapid than frequent no aeration, acting as a prefilter and preventing further irreversible fouling. Based on the Pearson correlation analysis, overall period fouling (dTMP/min) and average of all cycles (dTMP/min) were strongly correlated with the on-off period of aeration for operating MBRs.

• Membrane Journal
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• v.32 no.3
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• pp.181-190
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• 2022

Membrane separation provides various advantages including cost effectiveness and high efficiency over traditional wastewater treatment methods such as flocculation and adsorption. However, the effectiveness of membrane separation greatly declines due to membrane fouling, where pollutants are accumulated on the membrane surface. Among different groups of membranes, ceramic membranes can provide good antifouling properties due to its hydrophilicity and chemical stability. In addition, composite membranes such as graphene oxide modified membranes can help prevent membrane fouling. Recently, hybrid photocatalytic membranes have been proposed as a solution to prevent membrane fouling and provide synergetic effects. Membrane separation can solve the disadvantages of photocatalytic oxidation such as low reutilization rate, while photocatalytic oxidation can help reduce membrane fouling.

• Membrane Journal
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• v.15 no.4
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• pp.289-296
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• 2005

In the MBR process, the membrane fouling occurs seriously on the membrane surface. In general, the membrane fouling is attributed to factors such as deposition or adhesion of sludge floc. The occurrence of fouling is a main cause of a decrease in membrane module fluk. At this study, our MBR membrane is manufactured by nano-particle with excellent anti-fouling character. The fine nano-material which can repel the sludge Hoc from the membrane surface is distributed in the membrane surface. We confirm anti-fouling effect, test continuously in the pilot site.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1998.10a
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• pp.163-165
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• 1998

한외여과 분리막을 이용한 공정은 화학공업을 비롯하여 의약품, 식품, 폐수 처리 및 반도체산업 등의 여러 분야에서 이용되고 있다. 그러나 한외여과 분리 공정에 잇어서 해결되어야 할 중요한 문제점은 투과유속의 감소현상이다. 용액의 투과유속이 순수의 투과유속보다 낮아지는 투과유속의 감소현상은 크게 농도분극과 막오염 현상에 기인한다. 농도분극에 의한 투과유속의 감소는 보통 1분 이내의 매우 짧은 시간 안에 일어나지만 시간이 지속됨에 따라 투과유속이 감소하는 현상은 막오염에 기인한다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 2004.05b
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• pp.184-187
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• 2004

고급산화법 중 하나인 광촉매인 TiO$_2$를 이용한 시스템은 300~400nm 파장의 UV영역에서 비교적 적은 에너지로 유기 오염 물질을 $CO_2$와 $H_2O$로 산화시킨다[1]. 따라서 폐수용액 중 오염물질을 제거한 경우에도 슬러리로 인한 2차 오염의 문제가 없다. 최근에는 난분해성 물질이나 독성을 가진 물질을 포함된 폐수처리 시설의 고도처리를 위하여 분리막을 도입하는 추세이다.(중략)

• Membrane Journal
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• v.24 no.3
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• pp.249-257
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• 2014

This experiment was carried out for a laboratory scale activated sludge bioreactor equipped with submerged flat sheet membrane using the synthetic wastewater. The membrane system for the activated sludge solution of MLSS 5,000 mg/L was operated with constant permeate flux by continuously permeating and periodically 10 minute-permeating/2 minute-resting modes, respectively. The transmembrane pressure was measured as the permeate flux increased from 10 to $25L/m^2{\cdot}hr$ under the constant air flowrate 0.25 L/min. Also, the complete blocking, standard blocking, intermediate blocking, incompressible cake and linear compressible cake fouling models were retrofitted for the experimental data in order to determine the state of the membrane fouling. Because the transmembrane pressure fluctuated as a pulse shape for every period of 10 minute-permeating/2-minute resting mode, the membrane fouling models were separately applied for the maximum and minimum connecting lines. The linear compressible cake fouling model for the activated sludge cakes was the best fitted with the experimental results from the above five models.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1998.10a
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• pp.153-155
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• 1998

PTFE 합성공정에서 대량으로 사용하는 고가의 음이온계 유화제를 분리/회수하는 것은 경제적인 문제 뿐만 아니라 환경적으로도 매우 중요하다. 음이온계 유화제의 회수에는 Water-evaporation, ion-exchange, freezing, electrodialysis등의 방법을 사용할 수 있다. 그러나 회수에 드는 경비가 높고 장치가 복잡하다는 단점이 잇다. 반\ulcorner에 막분리 공정은 장치가 간단하고 상대적으로 경비가 적게 든다는 장점이 있다. 본 연구에서는 음이온계 유화제를 분리/회수하기 위해서 역삼투 공정을 사용하였다. 그러나 역삼투 공정과 같이 압력을 분리의 구동력으로 하는 막분리 공정에서는 농도분극 및 막오염 현상에 의한 투과량의 감소가 심각하게 일어나며 전체적으로 막분리 공정의 경제성을 떨어뜨리는 주된 요인이 된다. 특히 이온성 막을 사용할 경우 막과 이온성 용질간의 정전기적 포텐셜이 화학적 포텐셜과 함께 투과분리의 구동력을 이루게 되므로 투과거동이 매우 달라지게 된다. 본 연구에서는 막 재료의 이온특성과 음이온성 용질의 농도에 따른 막오염 현상의 관찰 및 이것이 투과거동에 미치는 영향을 관찰하였다. 이를 위해 Sodium alginate, Chitosan, Poly(vinyl alcohol)을 이용하여 각각 음이온성, 양이온성, 중성 막을 제조하여 투과거동을 관찰하였다.