• 공업화학
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• 제10권1호
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• pp.12-18
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• 1999

상수를 처리하기 위한 공정으로 막여과 수처리 공정을 택하였다. 재래식 수처리 공정과의 비교를 위하여 막사용 수처리 공정의 기능성과 경제성에관한 연구를 하였다. 기능성을 보기 위해서 막분리중에서 막의 기공의 크기가 $0.01{\mu}m$인 한외여과막을 선택하여 탁도 제거 성능을 실험하였다. 탁도 제거 실험은 유입원수의 탁도를 임의로 10에서 85 NTU로 조절하여 세 가지 탁도에서 실험을 하였다. 모든 실험에서 여과막을 통과한 처리수의 탁도는 균질하게 1 NTU 이하로 측정이 되었다. 이 결과는 한외여과막 공정은 원수의 탁도가 증가하여도 일정한 탁도의 처리수를 생산함을 나타낸다. 막여과 공정의 경제성을 검토하기 위하여 막여과처리 비용계산 프로그램을 작성하였다. 실험은 한외여과막으로 한정하여 실시하였지만, 막여과처리 비용계산은 정밀여과막, 한외여과막, 그리고 저압역삼투압 방식을 포함하였다. 먼저 비용계산 프로그램을 사용하여 생산량 및 단위 면적당 투과량에 따른 처리수 생산단가의 변화를 보았다. 그 결과 생산량 및 투과량이 감소할수록 처리비용이 급격히 증가하였다. 그리고 처리용량을 달리 하였을 때 정밀여과막, 한외여과막, 저압역삼투압, 재래식공정, 그리고 고도처리 공정의 다섯 가지 공정에 대하여 총 비용을 계산하였다. 그 결과 막여과 공정은 재래식 공정 및 고도 처리공정과 비교하여경제성이 있게 나타났고 막분리중에서도 한외여과막은 중용량 ($157.5m^3/hr$) 생산량 이상에서 다른 막분리공정과 비교해서 생산가 경쟁력이 있는 것으로 나타났다.

• 한국광물학회지
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• 제32권3호
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• pp.185-200
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• 2019

본 연구목적은 비-가시성 금 정광(Au = 1,840.00 g/t)으로부터 금을 단체분리 시키기 위하여 마이크로웨이브-질산침출 실험을 수행하였다. 이를 위해 질산농도 효과, 마이크로웨이브 침출시간 효과 그리고 시료 첨가량 효과에 대하여 마이크로웨이브-질산침출 실험을 수행하였다. 본 연구의 실험조건에서는 금이 전혀 침출되지 않은 것으로 조사되었다. 불용성-잔류물의 무게는 질산 농도, 마이크로웨이브 침출시간 그리고 시료 첨가량이 증가할수록 감소하는 경향으로 나타났다. 불용성-잔류물에 대하여 XRD 분석한 결과 석고와 anglesite가 나타나는데 이는 정광에 포함된 방해석과 방연석이 질산용액과 반응하여 생성된 것으로 사료된다. 불용성-잔류물에 대하여 납-시금법을 수행한 결과 정광보다 금함량이 최소 1.3배(Au = 2,464.70 g/t)에서 최대 28.8배(52,952.80 g/t)로 높게 나타났다. 그러나 납-시금법에서 회수된 금 함량은 gold nugget effect가 매우 심하게 나타났다. 향후, 마이크로웨이브-질산침출 실험에서 정광의 시료채취 방법을 개선하고, 더 작은 기공 크기의 여과지를 사용하여 침출용액을 여과하고 납-시금법에서 여과지를 태워서 시료로 투입하는 방법을 수행한다면 gold nugget effect를 감소시킬 수 있을 것으로 기대된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권4호
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• pp.487-494
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• 2005

자동차, 기계금속, 전자 등 여러 산업에서는 부품 가공 중의 세정 과정에서 금속가공유와 각종 세정첨가물이 함유된 많은 폐수를 발생시킨다. 본 연구에서는 수용성 또는 비수용성 금속가공유로 오염된 수계 및 준수계 세정폐수를 한외여과막시스템을 이용하여 처리하고자 하였다. 이 실험에서 막을 친수성인 polyacrylonitrile(PAN)을 사용하고 막의 크기 및 오염물의 농도 변화에 따른 한외여과막 투과수량과 유수분리 성능(COD제거율)을 측정하여 한외여과법 처리의 적정성 여부를 조사 분석하였다. 그 결과 수계 또는 준수계세정제와 수용성 가공유로 오염된 가공폐수의 경우 한외여과막의 크기가 10 kDa에서 100 kDa로 증가함에 따라 COD 제거율은 90 wt％-95 wt％로 거의 일정하지만 투과플럭스는 4배 이상 증가하였다. 그리고 금속가공폐수의 오염물 농도가 3 wt％에서 10 wt％로 증가할수록 한외여과막의 COD 제거율은 증가하지만 투과플럭스는 감소하였다. 그러나 수계 또는 준수계세정제와 비수용성 오일로 오염된 가공폐수의 경우 오염물의 농도가 증가할수록 COD 제거율은 거의 일정하지만 투과플럭스는 급격히 감소함을 보여 주었다. 이러한 현상은 한외여과막 재질이 친수성인 PAN이기 때문에 비수용성 오일이 막을 통과하지 못하고 막의 기공을 막기 때문인 것으로 추론된다. 따라서, 수용성 오일이 함유된 세정액은 막재질이 PAN이고 세공크기가 100 kDa인 한외여과법 처리가 적정한 것으로 판단되었다. 이러한 기초실험 결과를 활용하여 PAN 재질의 막(MWCO=100 kDa)을 사용한 한외여과 pilot 시스템을 설치 운전하여 수용성 인발유로 오염된 알칼리 세정 폐액을 처리하고 알칼리세정제와 인발유를 재활용하고자 하였다. 현장 실험 결과 한외여과 공정은 수계세정제와 수용성오일을 효과적으로 분리하여 재활용할 수 있었고 기존 공정에 비하여 세정제 사용수명을 12배 이상 증가시킬 수 있었다.

• 멤브레인
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• 제28권6호
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• pp.379-387
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• 2018

본 연구에서는 한외여과 polysulfone (PSf) 중공사막에 첨가제를 섞는 방법을 통해 친수성 증가에 따른 분리막 특성 및 성능을 향상하고자 하였다. 15 nm 크기의 fumed silica (FS)를 0.1, 0.3, 0.5 wt%로 방사 용액에 분산시켜 혼합 매트릭스 분리막을 제조하였다. 단면 및 표면상태를 확인하기 위해 SEM 분석을 진행하였으며, FS가 함유될수록 중공사막의 평균 기공 반경이 4 nm 이상 증가하는 것을 확인하였다. 또한, 분리막의 친수성 분석을 위해 접촉각 측정을 진행하였으며, FS 함유로 분리막의 친수성이 높아진 것을 확인하였다. 수투과도의 경우 FS가 섞인 분리막은 91~96 LMH 수준을 보였으며 PSf 분리막보다 5~11%의 증가율을 보였다. 내오염성 평가에서도 친수도가 상승한 FS 혼합 중공사막 표면에 소수성을 띄는 BSA가 흡착되지 못하여 상대 유량 감소율이 PSf 단일막 보다 낮아졌음을 확인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제10권9호
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• pp.619-623
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• 2000

알루미나 여과막은 boehmite 분말 (${\Upsilon}-AlOOH$)을 이용하여 졸-겔법으로 준비되어졌다. 제조된 여과막은 상전이 온도와 미세구조 변화를 관찰하기 위해 지지체 없이 형성된 여과막을 제조하였다. 여과 공정의 응용에서 균일한 기공크기와 분포를 제어하는 것이 중용하다. 다공성 담체 위에 형성된 여과막과 다공성 담체 없이 형성된 여과막의 ${\theta}-to\;{\alpha}-AL_2O_3$로의 상전이는 박막 XRD를 이용하여 분석하였고, 미세구조의 변화의 관찰은 주사전자현미경(SEM)을 사용하여 관찰하였다. XRD에서 분석된 결과는 다공성 담체 위에 형성된 여과막이 다공성 담체 없이 형성된 여과막과 비교하여 $100^{\circ}C$ 더 높은 상전이 온도를 가지는 것을 보여주었다. 이런 유사한 효과는 여과막의 미세구조 변화에서도 관찰되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제55권1호
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• pp.68-73
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• 2017

공기 중 분포하는 직경 $0.01{\mu}m{\sim}10{\mu}m$ 이하의 공기 중 미세입자는 섬유 층으로 구성된 멤브레인을 이용하여 제거될 수 있다. 전기 방사 기술, 용융방사, 용액방사, 겔 상태방사와 같은 필터 섬유 제조 기술 중 전기 방사 기술이 최근 가장 주목 받고 있으며, 다른 기술들에 비하여 수백 나노~수십 마이크로미터 정도의 균일한 직경의 섬유를 제조할 수 있다. 전기 방사 기술로 개방된 내부 구조, 넓은 다공성, 내부 표면적을 가지는 멤브레인을 제조할 수 있으므로, 전기 방사 멤브레인의 여과 성능이 눈에 띄는 향상을 보일 것으로 예상된다. 본 연구에서는 멤브레인 필터 섬유 두께, 밀도, 탄소나노튜브 첨가 등에 따른 분리 효율을 비교하였다. 분리 효율은 기공 크기가 작을수록, 섬유가 촘촘히 배열될수록 증가하였다.

• 멤브레인
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• 제33권1호
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• pp.34-45
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• 2023

본 연구에서는 투과 유량 모델을 개발하기 위하여, 시간, 막 전후의 압력 차, 회전 속도, 막의 기공 크기, 동점도, 농도 및 공급 유체의 밀도 등 7개의 입력 변수에 기반한 두 종류(ANN 및 SVM) 인공지능 기법을 이용하였다. 시행착오법과 실험데이터와 예측 데이터 간의 결정 계수(R²) 와 평균절대상대편차(AARD)를 포함한 두 가지 통계 변수를 통해 최적의 모델을 선정하였다. 최종적으로 얻어진 결과에서 최적화된 ANN 모델이 R² = 0.999 및 AARD% = 2.245인 투과 플럭스 예측 정확도를 보여서, R² = 0.996 및 AARD% = 4.09의 정확도를 보인 SVM 모델에 비해 더 정확함을 알 수 있었다. 또한, ANN 모델은 SVM 방식에 비해 투과 유속을 예측하는 능력도 더 높은 것으로 나타났다.

• 청정기술
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• 제7권1호
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• pp.75-80
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• 2001

본 연구에서는 강산성 상태에 있는 고농도의 6가 크롬 도금 폐수를 환원 및 중화의 방법으로 처리하였다. 환원제로는 강산성 상태에서 급격히 빠른 속도로 6가 크롬을 3가 크롬으로 환원시키는 황산제일철($FeSO_4$)이 사용되었고, 원수의 크롬농도에 대해 몰비로 3배의 양이 필요한 것으로 확인되었다. 환원된 3가 크롬은 석회석이 충진되어 있는 회분식 석회석탑에서 폭기에 의해 중화되었고, pH 5.0 이상으로 중화되었을 때 효과적으로 불용성의 크롬수산화물 플럭으로 형성되어 제거되는 것을 확인할 수 있었다. 이와 같은 결과들을 기초로 환원조, 석회석탑, 침전/여과조로 이루어진 6가 크롬 제거 연속공정을 개발하였고, 이 공정을 통해 6가 크롬 폐수의 연속적인 처리를 실행하였다. 석회석탑 내에서의 pH 조건이 pH 5.0 부근에서 일정하게 유지되었고, 그것으로 인해 불용성의 크롬 수산화물 플럭이 효과적으로 형성되었다. 석회석탑에서 침전조로 유도된 플럭은 침전조 내부에 부착된 1450 매쉬 크기의 기공을 지닌 금속 분리막에 의해 최종 처리수와 분리되었고, 막 여과 가동 30분 후부터 배출 허용기준을 만족시키는 크롬 농도 0.25~0.90 mg/l의 최종 처리수를 얻을 수 있었다. 막의 역세척 주기는 초기에 급격히 감소하였고, 이후에는 안정적으로 유지되었다.

• 멤브레인
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• 제17권2호
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• pp.124-133
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• 2007

본 연구에서는 2종류의 다채널 알루미나 세라믹 정밀여과막으로 호소수를 처리할 경우, 질소 역세척 시간(BT) 및 막간압력차(TMP) 영향과 최적운전조건을 규명하였다. 정상여과시간(FT)은 8분, 유량 2.0 L/min, 역세척 압력 2.0 bar로 고정하였고, BT는 $10{\sim}60$초, TMP는 $0.6{\sim}2.0$ bar로 변화시켰다. 또한, 최적운전조건은 막오염에 의한 저항 $(R_f)$, 무차원한 투과선속 $(J/J_o)$, 투과선속 (J), 총여과부피$(V_T)$의 측면에서 고찰하였다. 그 결과, $0.4{\mu}m$의 평균기공 크기를 갖고 있는 HC04 분리막의 최적 역세척 조건은 BT=10초, $1.0{\mu}m$의 평균기공인 HC10 분리막에서는 20초임을 알 수 있었다. 한편, TMP가 증가할수록 구동력의 증가로 보다 많은 $V_T$를 얻을 수 있었다. 오염물질 제거율은 탁도(Turbidity) 95.4% 이상, 화학적 산소 요구량 $(COD_{Mn})\;12.7{\sim}20.1%$, 암모니아성 질소 $(NH_3-N)\;0.0{\sim}6.4%$, 총질소 (T-N) $1.9{\sim}4.6%$, 총인 (T-P) $34.9{\sim}88.4%$의 제거 율을 보였다.

• 멤브레인
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• 제9권3호
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• pp.178-184
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• 1999

폐수를 한외여과할 경우 발생하는 막오염 현상을 최소화하기 위하여 세척수로 주기적으로 역세척 하였을 때 그 효과와 최적 조건을 조사하는 것이 본 연구의 목적이다. 폐우우유팩을 재셍히여 화장지를 생산하는 A 회사 및 골판지를 재생하는 B회사의 응집 침전 처리수를 대상으로, 평균기공의 크기가 0.02${\mu}m$인관형 알루미나 세라믹 한외여과막으로 처리하면서 역세척 주기의 변화가 막오염과 투과수의 수질에 미치는 영향을 조사하였다. 이 대 역세척 시간은 모든 경우에 3초식 일정하게 행하였다. 원수 및 투과수의 부유 고형물 및 총용존 고형물, 화학적 산소요구량을 분석한결과, A회사의 폐수는 역세척 주기가 15초로 가장 짧은 경우 부유 물질의 배제율이 가장 우수하였다. 그러나, 화학적 산소요구량의 배제율은 A회사 및 B회사의 폐수가 모두 역세척 주기가 30인 경우 가장 높았다. 한편, 총용존 고형물의 배제율은 A회사 폐수가 역세척 주기 30초와 60초에서 유사한 값을 보였고, B회사 폐수가 역세척 주기 60초에서 가장 탁월하였다. 운전시간에 다른 투과 플럭스의 변화로 역세척이 막오염의 진행에 미치는 영향을 조사한 결과, A회사 및 B회사의 응집 침전 처리수 모두 역세척을 하였을 때 투과플럭스가 서서히 감소하였고, 정상 운전시 보다 높은 값을 나타내었다. 그러나, 가장 높은 투과플러스를 유지하는 조건은 A회사 폐수와 B회사의 폐수가 차이를 보였는데 수질조사 결과 A회사 폐수는 부유 고형물 및 화학적 산소요구량이 높았으나 B회사 폐수는 종용존 고형물이 상대적으로 많기 때문에 발생한 결과로 추정된다.