• KSBB Journal
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• 제4권3호
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• pp.281-287
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• 1989

The experimental study reported herein was to investigate to separation characteristics of a tangential flow membrane in a continuous recycle situation. Physical and dynamic analyses are performed on the membrane system in order to relate relevant variables to the capacity of separation. The results of separation process may be summarized by a proposed equation:Sh=A(Re.Sc.dh/L)1/3. It was shown also by the analyses that effective separation of sugar and cell was attainable by means of tangential membranes, thereby enhancing ethanol productivity in fermentation with continuous cell and substrate recycle.

• 상하수도학회지
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• 제18권5호
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• pp.619-627
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• 2004

Purposes of this study were to examine closely the extracellular polymeric substances (EPS) which was a membrane fouling contaminant, to control detected EPS by powdered activated carbon (PAC) dosage etc. and to evaluate the possibility of practical reuse facility. With high removal efficiency of general pollutants, when the PAC is added to MBR, improvement of removal efficiency of $COD_{cr}$, and color was expected and treated wastewater can be reused. It was judged that the correlation between EPS and membrane fouling was very high. Carbohydrate and DNA in the EPS were judged to be cause of membrane fouling. If EPS could be controled, not only membrane fouling would be decreased but also operation time would be extended. In experiment of powdered activated carbon (PAC), characteristics of the best PAC for membrane fouling control were the particle size of $7{\mu}m$, lodine Number of 1,050, surface area of peat of $1,150m^2/g$. In lab test, operation time of MBR by PAC dosage of 200mg/gVSS was longer than one of MBR by without PAC dosage. Because EPS, especially carbohydrate and DNA, was controled successfully by PAC, membrane fouling in MBR could be decreased.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제25권10호
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• pp.67-75
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• 2011

Although membrane technologies are widely applied to the water and wastewater treatment processes, strategy for the control of membrane biofouling is strongly required. In this study, a possibility of control of membrane biofouling using HVI(High Voltage Impulse) was verified based on the inactivation of microorganisms by the HVI. The HVI system was consisted of power supply, voltage amplifier, impulse generator and disinfection chamber and the model microorganism was E. coli. When 15[kV/cm] of electric fields was applied to the E. coli solution, inactivation of the microorganism was found. A possibility of the control of membrane biofouling using HVI was verified with experiments of membrane filtration with and without exposure of the HVI to biomass solution. Another membrane filtration experiments with the contaminated membranes by E. coli solution were carried out and indicate that the HVI could be used as an alternative method for membrane biofouling control. A series of simulation of the electric fields between electrodes and microorganisms was carried out for the visualization of the disinfection that showed where the electric fields are formed.

• 멤브레인
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• 제30권6호
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• pp.443-449
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• 2020

본 연구에서는 CH4/CO2 혼합가스에서 CO2 분리를 위해 세라믹 중공사 접촉막 모듈(HFMC)을 이용하여 실험을 수행하였다. 고 내구성의 HFMC를 제작하기 위해, 고강도의 중공사막을 제조하여 평가하였다. 제조한 중공사막을 이용하여 HFMC를 제작하였고, 실험은 CH4/CO2 혼합 기체(30% CO2, CH4 balance)와 monoethanolamine (MEA)를 사용하였다. HFMC 운전 중 기체와 흡수제의 압력이 CO2 제거 효율에 어떠한 영향을 주는지 평가하였다. CO2 제거 효율은 기체압력이 증가함에 따라 같이 상승하였으며, CO2 흡수 flux 또한 액체유량과 함께 증가하는 추세를 보였다. 또한 CO2 흡수율이 40% 이하일 때는 흡수제가 아래쪽에서 들어가는 향류형태인 LTS-1이 흡수제가 위쪽에서 들어가는 향류형태인 LTS-2보다 CO2 제거 성능이 높았으며, 흡수율이 40% 이상일 때는 LTS-2가 LTS-1보다 성능이 높았다.

• 멤브레인
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• 제32권3호
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• pp.173-180
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• 2022

음용수 속 암모니아의 존재는 인간의 건강에 매우 해롭다. 농작물에서의 비료 사용, 산업 폐수, 화석 연료의 연소와 같은 활동으로 인해 가용성 암모니아는 지하수를 오염시킨다. 물에 존재하는 암모니아 농도가 낮더라도 해양생물 등의 수생환경을 훼손한다. 막 기술은 암모니아를 물로부터 효과적으로 제거하기 위한 매우 중요한 과정이다. 평평한 시트 막, 막 접촉기, 그리고 막 증류법은 암모니아를 제거하여 물을 정화하는 데 사용되는 방법들 중 하나이다. 막 접촉기는 막 증류법과는 달리 상변화 없이 액체와 가스 간의 또는 액체와 액체간의 질량 전달을 통해 암모니아를 제거하는 효율적인 공정이다. 다만 이 방법은 pH가 매우 높아 암모니아 제거에 비용이 많이 든다. 제올라이트는 우수한 이온 교환 능력을 가지고 있는데, 이는 암모니아와의 상호작용을 향상시켜 폐수로부터 흡착하는 능력을 향상시킨다. 제올라이트를 함유한 혼합 매트릭스 막은 암모니아 흡착 및 폐수로부터의 분리 효율을 향상시킨다. 이 리뷰에서는 위에서 소개된 내용이 자세히 논의될 것이다.

• KSBB Journal
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• 제6권4호
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• pp.379-383
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• 1991

Pervaporation can be successfully utilized to recover alcohol from fermentation broths and dilute process streams. Polydimethylsiloxane (thickness: $60\mu$m), such as hydrophobic membrane have been employed in this application to produce an enriched product. The fermented alcohol was continuously extracted, and simultaneously concentrated by pervaporation, from the membrane bioreactor, and the extracted alcohol concentration was 6 to 10 times higher than in the broth. This experimental conditions were 6-10 Torr vacuum line, pH=5, $32^{\circ}C$, 3.5 liters of working volume, 200rpm of agitator speed, and 0.14 wm aeration flow rate.

• 대한환경공학회지
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• 제30권9호
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• pp.948-954
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• 2008

침지형 MBR 공정에서 막 오염과 플럭스 감소의 주요 원인인 케이크층에 의한 저항을 저감하기 위하여 분리막 모듈의 외부에 원통형 관을 도입하였다. 도입된 원통형관 안에 노즐과 산기관을 적용하여 공기 주입량에 따른 공기와 액체의 2상흐름(Two phase flow)중 slug 흐름을 유도하여 공기 방울에 의한 막세정의 효과를 비교 분석하였다. 실험결과 동일한 유량의 공기를 공급할 경우 노즐에서 발생한 공기방울이 원통형관으로 유입되면서 효율적인 slug 흐름을 형성으로 산기관을 사용한 공급 방식보다는 막오염 방지에 효과적이었음을 알 수 있었다. 그러나 노즐로 공급되는 공기의 유량을 최적화하지 않는다면 원통형 관의 벽 부분부터 활성슬러지 혼합액이 퇴적하게 되거나 막간에 슬러지가 퇴적되어 관 내부의 급격한 막힘 현상이 발생하여 일정시간이 경과하면, 오히려 산기관보다 급격한 막오염 현상을 나타냄을 알 수 있었다. 또한 원통형 관 내부에 침지된 분리막의 면적의 최적 비율, A$_m$/A$_t$가 비율이 존재하는 것을 확인할 수 있었다. 산기관의 경우에는 A$_m$/A$_t$ 비율이 0.27일 때 최소화된 막오염이 관찰된 반면에, 노즐의 경우에는 A$_m$/A$_t$ 비율이 0.55일 때 막오염이 최소값을 보였다. 따라서 상승하는 공기방울에 의한 막오염 저감효과는 관 내부의 중공사막이 차지하고 있는 비율, A$_m$/A$_t$에 크게 의존하고 있으며, 산기관과 노즐의 경우 그 최적비율은 각각 다름을 알 수 있었다.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 2007년도 춘계 학술발표회 발표논문집
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• pp.375-379
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• 2007

폐비닐 여재(Synthetic Waste Polyethylene Media)를 적용한 부착성장식 공정의 유기물 및 질소${\cdot}$인 제거특성에 관한 Pilot Plant 실험 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 1) 제거효율은 $RUNI1{\sim}3$에서 $COD_{cr}$ 91.4, 92.4, 93.9%, T-N 56.9, 61.4, 65.1%, T-P는 모든 단계에서 약 45%이상 제거되어 부하변동시에 강한 대처능력을 나타내었다. 2) BOD용적부하 $0.18{\sim}0.40kg/m^3{\cdot}d$, COD용적부하 $0.28{\sim}0.53kg/m^3{\cdot}d$, ${NH_4}^{+}-N$용적부하 $0.12kg/m^3{\cdot}d$을 나타내었다. 3) 도시하수 처리를 위한 생물학적 질소 및 인 제거공법을 본 여재를 이용하여 공정설계시 고려할 사항들과 적절한 대처방법을 다음과 같이 제시할 수 있다. - 1차 침전지에서 유기질소 및 유기인 농도가 높다면 유기질소 및 인 부하량을 감소시키기 위하여 1차 침전지를 설치하되 질소 및 인제거에 유리한 $BOD_5/T-N$, $BOD_5/T-P$를 유지할 수 있도록 체류시간을 1시간미만으로 설계하는 것이 경제적이라고 판단된다. 만일 유기질소와 유기인의 함량이 낮다면 1차 침전지는 제외하는 것이 유리할 것이다. - 여재의 배치는 폭기조에서 용존산소의 균일분포와 슬러지의 적정탈리를 위해 여재를 상하로 배치하거나 또는 여재끼리 일정 간격을 두어 배치하는 것이 바람직하다. 농촌에서의 처분이 문제시 되고 있는 폐비닐을 적용한 본 연구에서의 수처리특성은 기존 하수처리공정에서의 제거효율에 상응하는 처리특성을 나타내었다. 또한 폐비닐 처분의 문제를 해결할 수 있을뿐만 아니라 하수처리시에도 부하변동 등에 강한 대처능력을 나타내어 기존의 하수처리공정에 대체가능성을 나타내었다.

• 상하수도학회지
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• 제19권6호
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• pp.720-727
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• 2005

This study was performed to advance nitrogen removal efficiency by employing an single biofilter packed with granular sulfur, which consists of nitrification occurring at upper part and denitrification at lower part of the reactor. Continuos nitrification/denitrification was carried out with different alkalinity sources, which were $NaHCO_3$ and $CaCO_3$(limestone). In the downflow nitrification/denitrification biofilter packed with granular sulfur, first, terms for nitrogen removal was decided. As results, nitrification and denitrification rate with NaHCO3 at 0.85 kg $NH_4^+-N/m^3{\cdot}d$ were accomplished $0.80kg\;N/m_3{\cdot}d$, $0.43kg\;N/m^3{\cdot}d$, respectively. In the sulfur/limestone packed downflow nitrification/denitrification biofilter, sulfur and limestone were mixed packed, preliminary test showed sulfur/limestone mixing ratio was 3:1 and that was ideal. In the result, nitrification and denitrification rate at $0.7kg\;NH_4^+-N/m^3{\cdot}d$ were accomplished$0.65kg\;N/m^3{\cdot}d$, $0.34kg\;N/m^3{\cdot}d$, respectively. In general, employing granular sulfur can be implemented for only denitrification, but this system can accomplish nitrification as well as denitrification in a single reactor even though low carbon concentration was present in influent limiting to nutrient removal process. This biofilter system of limestone and granular sulfur packed together can successfully apply for nutrient removal effectively.

• 청정기술
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• 제29권1호
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• pp.31-38
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• 2023

수자원 오염 그리고 기후변화로 인한 극한의 기상현상으로 물 부족 현상 심화로 공공하수처리 시설의 폐수 배출시 총유기탄 소량(TOC) 기준이 시행되고, 대체 수자원 확보를 위해 하수처리수 재이용에 연구와 관심이 증가하고 있다. 현장에서는 하폐수고도처리로 MBR(membrane bio-reactor)공법을 보편적으로 사용하며, 유기 및 무기 이온 제거 그리고 화학물질의 사용 및 배출이 없다는 친환경적인 장점이 있다. 하지만, 분리막을 사용한 MBR공정은 고농도 활성슬러지 부유물질(mixed liquor suspended solid, MLSS)로 인한 분리막의 막오염(파울링) 현상으로 잦은 막세정 비용 발생의 문제가 있다. 본 연구에서는 분리막 운영시 최대 단점이었던 분리막의 차압 상승, 통수량 저하, 파울링 현상을 개선하고자 i) 공정 개선과 ii) 마이크로버블의 세정 효율을 평가하였다. 기존 MBR공법에 원수가 유입되는 호기조와 MBR조 사이에 침전조를 설치하여 침전조를 거친 상등수가 유입된 분리막조 내부로 마이크로버블을 주입하였다. 마이크로버블은 5개월간 15일 간격으로 마이크로버블 발생장치를 작동(ON), 미작동(OFF)하여 방류수 시료(4L)를 채취 후 TOC를 측정하였다. 침전조를 거친 상등수가 분리막조로 유입하여 원수 MLSS의 95%이상이 제거되어 생물막 등의 오염으로부터 막의 파울링 현상을 1차 방지할 수 있었다. 침전조를 거친 상등수에 마이크로버블의 적용으로 분리막의 차압은 1.6 ~ 2.3배 감소 및 통수량은 최대 1.4배 증가하였다. 마이크로버블의 적용(ON)으로 TOC 제거율은 58% 이상 증가했다. 호기조와 분리막조를 분리 운영함에 따라 침지식 분리막의 파울링 현상을 저감할 수 있고, 추가로 마이크로버블을 적용하여 분리막의 차압, 통수량과 막오염(파울링)이 개선으로 효율적인 고도처리공법을 제시했다.