• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.42 no.3
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• pp.351-357
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• 2022

A conventional seawater reverse osmosis (SWRO) and a forward osmosis (FO) and reverse osmosis (RO) hybrid process to produce 1,000 m³/d of fresh water, were designed and compared in terms of carbon emission. When FO was adapted for the osmotic dilution, the required pressure for RO decreases, and thus energy consumption decreases. The decrease in carbon emission by decreased energy consumption (up to -0.73 kgCO₂/m³ using coal as the energy source) was compared with the increase in carbon emission by the FO system (+0.16 kgCO₂/m³), which is a function of various factors such as the number of FO modules and energy consumption. The comparison revealed that the FO-RO process causes less carbon emission compared with the SWRO process when the energy sources are coal and oil. However, if energy sources with low carbon emission such as solar, wind, and nuclear energy are selected, the carbon emission of the FO-RO process becomes higher than that of the SWRO process. This implies that the type of energy source is a key factor to determine the necessity of the FO-RO process from the aspect of carbon emission.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.31 no.1
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• pp.51-57
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• 2009

Biofouling in seawater reverse osmosis (SWRO) desalination process causes many problems such as flux decline, biodegradation of membrane, increased cleaning time, and increased energy consumption and operational cost. Therefore biofouling is considered as the most critical problem in system operation. To control biofouling in early stage, detection of the most problematic bacteria causing biofouling is required. In this study, six model bacteria were chosen; Bacillus sp., Flavobacterium sp., Mycobacterium sp., Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas fluorescens, and Rhodobacter sp. based on report in the literature and phylogenetic analysis of seawater intake and fouled RO membrane. The adhesion to RO membrane, the high pressure resistance, and the hydrophobicity of the six model bacteria were examined to find out their fouling potential. Rhodobacter sp. and Mycobacterium sp. were found to attach very well to RO membrane surface compared to others used in this study. The test of hydrophobicity revealed that the bacteria which have high hydrophobicity or similar contact angle with RO membrane ($63^{\circ}$ of contact angle) easily attached to RO membrane surface. P. aeruginosa which is highly hydrophilic ($23.07^{\circ}$ of contact angle) showed the least adhesion characteristic among six model bacteria. After applying a pressure of 800 psi to the sample, Rhodobacter sp. was found to show the highest reduction rate; with 59-73% of the cells removed from the membrane under pressure. P. fluorescens on the other hand analyzed as the most pressure resistant bacteria among six model bacteria. The difference between reduction rates using direct counting and plate counting indicates that the viability of each model bacteria was affected significantly from the high pressure. Most cells subjected to high pressure were unable to form colonies even thought they maintained their structural integrity.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.22 no.12
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• pp.2125-2134
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• 2000

This research was to develope the economical treatment processes of the landfill leachate to meet the legal discharge standards. To achieve this purpose, experiments were conducted in laboratory to choose the optimum process and to obtain the design factors before a pi!ot-scale test. The concept of the process developing in this research was using the reverse osmosis system. The submerged membrane bio-reactor was used to achieve pre-treatment of reverse osmosis system and the concentrate was treated by evaporator with land fill gas as a fuel. The results of the research showed that SS, $BOD_5$, $COD_{cr}$, $NH_4{^+}-N$ and T-N were removed 99.0%, 43.0%, 12.9%, 48.5% and 18.7% respectively in the submerged membrane bio-reactor. The reverse osmosis system could remove $BOD_5$, $COD_{cr}$, $NH_4{^+}-N$ and T-N as an efficiency of97.5%, 97.6%, 79.7% and 85.4% respectively. The evaporator could remove $COD_{cr}$, $NH_4{^+}-N$ and T-N as an efficiency of 90.5%, 50.6% and 63.3% respectively. However the condensed water of the evaporator was not satisfied the legal standard and should be treated in reverse osmosis with the pre-treated leachate.

• Proceedings of the Korean Radioactive Waste Society Conference
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• 2010.10a
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• pp.133-134
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• 2010

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 2000.04a
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• pp.89-92
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• 2000

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 2002.05a
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• pp.159-162
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• 2002

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.243-243
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• 2020

본 연구는 장래 유입수질 변화로 해수담수화(Desalination) 역삼투압(Seawater Reverse Osmosis) 공정의 전력비 예측 모델을 개발하고 별도의 해수담수화 추가공정이 필요한지 검토하였다. 플랜트 시설은 한번 설치되면 오랜 기간 운영이 되고, 주요 공정의 시설물 변경이 어려우며, 특히 해수담수화 시설의 경우에는 생활용수 및 공업용수를 수요자에 상시 공급함으로서 중간에 추가 시설물을 증설하거나 변경하기가 쉽지 않다. 따라서 해수담수화 시설의 계획 초기부터 현재의 유입수질 및 장래의 수질 변화를 예측하여 해수담수화 공정을 계획하는 것이 필요하다. 금회 검토는 해수온도 및 염분도 변화를 고려하여 서해에 위치한 대산산업단지 해수담수화 시설의 해수담수화 공정 전력비를 예측하였고, 입력 자료(온도 및 염분도)는 국가해양환경정보통합시스템(MEIS, Marine Environment Information System) 22년 과거자료(1997~2018년)를 이용하였다. 개발된 모형에 적용하여, 해수담수화에 필요한 전력비의 변화를 예측할 수 있으며, 이를 바탕으로 해수담수화 시설물 공정계획을 검토할 수 있었다. 금회 연구에서는 장래 수질변화 예측모형의 결과를 기반으로 해수담수화 시설물 공정을 제시하였다는데 의의가 있다.

• Membrane Journal
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• v.3 no.3
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• pp.83-93
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• 1993

1950년대 이후 이온교환막이 실용화됨으로써 분리막이 산업분야에 처음으로 활용되기 시작하였으며 1960년대에는 혈액투석막, 정밀여과막, 역삼투막 및 한외여과막이 개발되었고, 특히 이 시대에 Loeb와 Soruirajan이 개발한 비대칭막 제조기술은 매우 큰 의미를 가지며 막분리 기술에 대한 상품화의 기초가 되었다. 1970년대초 Pilot 규모의 Test가 성행하였으며, 특히 1970년대말 미국의 Arizona지역에서 콜로라도강 지류의 염분을 제거하는 방법으로서 역삼투막 처리기술을 채택함으로써 대형 Plant에 대한 막분리 기술의 성능이 입증되었다. 1980년대 이후에도 고도의 분리기능을 가지는 막의 개발과 고효율 System의 개발 및 새로운 용도가 개척되고 있다.

• Membrane Journal
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• v.30 no.3
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• pp.190-199
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• 2020

The utilization of multiple water sources becomes important due to the master plan for development of water supply released by Ministry of Environment, Korea in 2018. In this study, therefore, the analysis of comprehensive effect in blending applicable water sources in Daesan where 100,000 ㎥/d seawater desalination plant will be constructed for industrial use was performed. The increase in mixing ratio of other water sources with seawater reduced salinity up to 50%, but negatively impacted the turbid and organic matter. Lab-scale reverse osmosis performance test also found that membrane fouling was exacerbated in blended water condition. The simulation results of reverse osmosis indicated 39% energy saving on average is expected at the one-to-one blending ratio, however, long-term performance test at the pilot-scale plant is highly required to evaluate the inclusive impact of mixing seawater and other water sources.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.309-309
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• 2011

지구온난화와 도시기후 변화에 대응하기 위해 자연의 생태적 기능을 복원하고 환경에 대한 오염부하를 저감하여 도시 환경의 건강성과 지속성을 높이기 위해 도심 내 물순환시스템(urban water circulating system)의 구축이 요구된다. 즉, 물순환시스템을 활용하여 도심 내 다양한 수원(생태하천/호수 유지용수, 하수처리수, 우수, 지하수 등)을 네트워크 및 통합 관리하여 도시 내 물순환의 건전성과 수자원의 재이용률을 향상시킬 수 있다. 이를 위해서 연중 발생량이 일정하고 막대한(66.4억톤/년, 2009년 기준) 하수처리수 방류수는 고도처리를 통해 수질이 양호하며 안정적인 대체 수자원으로 고려된다. 또한, 하수처리수의 재이용은 공공수역으로 배출되는 오염부하량의 총량 삭감 및 상수사용량의 절감과 수자원을 효율적으로 이용한다는 면에서 최근 재이용 사례가 증가하고 있는 추세이다. 그러나, 도심 내 친수공간(생태하천/호수)은 저류수량에 비해 유입수량이 적어 체류시간이 비교적 장시간이고, 이로 인해 부영양화가 쉽게 발생해 수질이 악화된다. 따라서, 본 연구에서는 하수처리수 재이용수를 도심 내 친수공간의 유지용수로 활용 시, 수질정화공정(응집 후 여과, 응집 후 여과+한외여과, 응집 후 여과+한외여과+역삼투 공정)이 친수공간 내 조류성장에 미치는 영향을 파악하기 위해, 하수처리수 재이용수 pilot plant의 수질정화공정별 유출수를 활용해 M. aeruginosa를 시험조류로 조류성장(growth kinetics)을 조사하였다. 조류는 $5\times104$ cells/mL의 초기 농도로 접종하여 배양하였으며, 조류성장에 직접적인 제한인자인 용존반응성인의 농도에 따른 성장속도를 Monod와 변형 Monod Kinetics를 이용해 반포화상수(Ks)와 최대 성장속도(${\mu}$max)를 산정하였다. 실험결과, 역삼투 공정을 제외한 다른 수질정화공정은 비록 영양염류가 80~90% 이상 제거되어 수계의 화학적 성상이 변하였으나 조류성장역학의 변화는 통계학적 (p=0.05)으로 유의할만한 수준은 아닌 것으로 판명되었다. 또한, 수리학적 체류시간이 2주 이상이 될 경우, 역삼투 공정을 제외한 수질정화공정 별 유출수에서는 조류의 과다성장으로 인해 부영양화가 발생하는 것으로 판명되었다. 결론적으로 하수처리수 재이용수를 친수용수로 활용시, 조류성장을 방지하기 위하여 용존반응성인의 농도를 중점적으로 관리하는 수질정화공정 및 유지용수 공급방안을 고려해야하는 것으로 판단된다.