• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.382.1-382.1
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• 2016

비등 열전달 시스템은 각종 발전 시스템, 열교환기, 냉방 및 냉동 시스템과 같이 다양한 산업에서 이용되며 매우 중요시 되고 있다. 또한 비등 열전달 시스템에서의 임계 열유속은 열전달 시스템의 한계 및 안정성을 나타내는 중요한 인자이다. 따라서 비등 열전달 시스템의 성능을 높이기 위해 임계 열유속을 향상시키려는 연구 및 개발이 지속적으로 이루어지고 있다. 최근에는 작동유체를 나노유체로 사용할 경우 임계 열유속을 크게 향상 시킬 수 있다고 보고되었다. 하지만 작동유체를 나노유체로 사용할 경우 나노입자가 열전달 표면에 침착되는 현상을 유발하며 열전달 시스템의 성능을 감소시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 산화 처리된 그래핀 나노유체의 파울링 현상에 따른 열적 특성을 분석해 보았다. 그 결과 산화 처리된 그래핀 나노 파울링은 유속과 파울링을 위한 코팅시간이 증가할수록 산화 처리된 그래핀 나노유체의 임계 열유속이 크게 증가하고 있음을 확인할 수 있었다. 하지만 임계 열유속은 증가하나 비등 열전달 표면의 온도가 크게 증가하고 있음을 확인하였다. 그리고 열전달 계수는 유동이 없는 순수 물 비등 열전달 계수와 비교하여 감소하는 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권7호
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• pp.1183-1191
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• 2000

UF를 이용한 용존성 유기물질 제거시 파울링을 저감할 수 있는 운전인자를 알아보기 위하여 pilot plant 규모의 중공사형 UF막을 다양한 실험조건에서 운전하였다. 연구결과 유입압력이 높으면 막표면에 생성된 케익의 압밀화화 흡착이 증대되어 막간차압의 증가폭과 투과플럭스 감소폭이 커졌다. 역세효과는 역세압을 높여서 유효압을 증가시키거나 역세빈도를 짧게 할수록 좋았다. 유효압이 증가할수록 역세후 막표면의 오염물질이 감소하고 역세빈도가 짧을수록 재순환수의 오염물질농도가 감소하기 때문이다. 파울링과 상관성이 높은 운전인자는 역세압, 유입압력, 회수율, 누적투과플럭스, 투과플럭스였다. 이 중 역세압력이 파울링과 가장 밀접한 관계가 있었고 유입압력이 두 번째로 상관성이 높았다. 이것으로 보아 막표면의 케익층 압밀화와 흡착의 원인이 되는 압력이 파울링과 밀접한 관계가 있는 것으로 생각된다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권5호
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• pp.371-380
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• 2013

MBR공정의 여러 가지 장점에도 불구하고 현장적용에 있어서 가장 큰 제한요소로 작용하는 것은 운전이 지속됨에 따라 멤브레인 파울링이 발생하여 플럭스의 저하가 발생하는 것이다. 현재 멤브레인 파울링에 관한 수많은 연구가 진행되고 있으나, 여러 가지 원인들이 복합적으로 영향을 미치기 때문에 정확한 메커니즘을 밝히기 어려운 실정이다. 본 연구에서는 lab-scale의 생물반응조와 정밀여과 중공사 멤브레인의 성능을 평가하고, 멤브레인 성능에 영향을 미치는 오염물질들을 측정하여 파울링과의 상관관계를 규명하고자 하였다. 마지막으로 파울링을 일으키는 다양한 인자들과 파울링 완화제(Membrane Fouling Reducer, MFR)의 적용성을 평가하였다. 실험결과 88 LMH로 임계 플럭스가 결정되었으며, 그때의 한계압력은 0.32 bar로 나타났다. MLSS농도와 EPS농도의 상관관계에서는 MLSS농도가 6,000 mg/L 이하에서는 EPS농도의 변화 폭이 큰데 비하여 6,000 mg/L 이상에서는 변동폭이 줄어드는 것을 확인할 수 있었다. 또한 SEM/EDX를 이용하여 멤브레인 표면 상태와 원소분석을 측정한 결과 탄소와 불소가 멤브레인의 재질 특성상 가장 높은 비율을 차지하였으며 알루미늄, 마그네슘과 같은 무기물의 비율이 증가한 것으로 보아 운전이 지속됨에 따라 무기성 멤브레인 파울링이 발생한 것으로 판단된다. MFR주입량에 따른 혼합액의 특성 변화를 측정하기 위해 입도분석, 제타전위, SCODcr, EPS 및 MLSS농도를 비교분석한 결과 전반적으로 0.03 mg MFR/mg MLSS의 MFR을 주입하였을 때 가장 좋은 결과를 나타내었다.

• 설비공학논문집
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• 제13권6호
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• pp.482-489
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• 2001

The present study was conducted to estimate the effect on fouling reduction in tubes of the condenser. It shows in detail how to calculate the fouling factor from the experimental results of refrigeration systems with or without the automatic cleaning system using sponge balls and to predict the variation of the factor with time. It also represents how to calculate the temperature and pressure decrease of the refrigerant vapor in the condenser and the load decrease of the compressor in the refrigeration system by fouling reduction.

• 멤브레인
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• 제24권3호
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• pp.201-212
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• 2014

본 연구는 국내 최초로 도입된 Y 정수장의 세라믹막 고도정수처리를 위한 최적 운영 인자를 도출하기 위하여 수행되었다. 경제성과 수질조건을 만족하면서도 세라믹막 여과성능을 지속 유지할 수 있는 최적 운영조건을 도출한 결과, Y 정수장의 평상시 수질 조건에서 막역세척으로 인한 배출수 발생량을 최소화시키면서도 막여과성능을 유지할 수 있는 최적 여과지속시간(역세척 주기)은 시설용량($16,000m^3$/일) 기준 시 4.0시간으로 조사되었다. 또한 화학세척(CIP)에 따른 막차압 회복력을 조사한 결과, 구연산을 이용한 산세정을 통하여 철, 망간, 알루미늄 등의 막 파울링을 일으키는 무기오염물질은 제거되지만 막회복률은 낮았다. 반면 차아염소산나트륨을 사용한 알칼리 세정을 통해서는 막 운영 초기 막차압으로 회복되는 것으로 나타났다. 막차압을 발생시키는 파울링 주요 원인물질은 친수성 고분자 유기오염물인 polysaccharides로 조사되었으며, 화학세척(CIP)시 막성능 회복률은 세척약품 온도에 의한 영향이 매우 크며, 온도가 높은수록 막성능 회복률이 향상되는 것으로 조사되었다.

• 멤브레인
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• 제14권1호
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• pp.66-74
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• 2004

합성 하수 및 실제 하수를 이용한 금속 막의 정밀 여과 공정에서 분리 막의 전체 저항의 증가는 입자의 막 표면 축적에 의한 케이크 층의 저항 ($R_c$)에 가장 큰 영향을 받았다. 막 오염 저감을 위한 방법으로 오존 가스를 이용한 간헐적 역세정은 공기에 의한 경우보다 막 오염 저감에 훨씬 더 효과적인 것으로 나타났다. 운전 인자에 대한 영향으로 동일한 오존 주입량에서는 주입시간을 길게 하기보다는 주입 가스 유량을 크게 할수록 더 높은 막 투과 유속의 회복을 보였다. 여과시간이 길수록 오존가스를 이용한 막 오염 저감효과가 감소하는 것으로 나타나 부착층 및 막 내부에서 파울링 물질에 의한 비가역적인 막 오염이 발생하기 전에 막 세정을 실시하는 것이 바람직한 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권8호
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• pp.456-461
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• 2017

본 연구에서는 전기방사를 통해 제조되는 dope solution의 원료인 다양한 Polymer [PAN (Polyacrylonitrile), PU (Polyuretane), PSU (Polysulfone)]와 용매[NMP (N-methyl-2 pyrrolidone), DMF (Dimethylformamide)]를 이용하여 다양한 물성의 나노섬유 물질을 구현하고, 이의 flux 특성과 SS (Suspended Solids) 분리 성능을 평가하여 제조된 섬유의 수처리 분리막으로서의 적용성을 확인하였다. 또한 SEM 분석을 통해 제조된 소재의 표면 분석을 수행하여, 섬유의 직경, 균일성 및 직진성 확인을 통해 flux, SS 분리 성능의 원인을 확인하였다. 추후 나노섬유 수처리 분리막 제조공정에서의 첨가제 투입을 통해 막 파울링, 기계적 강도 등의 문제를 해결할 수 있을 것으로 예상되며, 촉매 기능이 첨가된 수처리용 분리막 제조를 위한 기초 인자로써 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권6호
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• pp.654-661
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• 2007

본 연구에서는 알루미늄 실리케이트의 형성으로 인한 파울링 메카니즘을 밝히기 위한 기초단계로서 잔류 알루미늄농도와 실리케이트의 존재형태가 알루미늄실리케이트 생성에 미치는 영향을 배치실험을 통해서 알아보고자 하였다. 이를 위해서 Al과 Si의 조성이 다른 용액에서 생성되는 침전물의 양을 정량하고 생성된 침전물의 형상과 원자조성비를 SEM-EDS로 관찰하였다. 아울러 용액과 침전물중의 실리케이트 형태를 분석하여 불용성 알루미늄 실리케이트의 형성과의 관계를 밝히고자 하였다. 생성된 알루미늄실리 케이트의 양은 용액 중 총 실리케이트 농도와 알루미늄의 농도가 증가할수록 증가하였다. 이 중 pH 2.7에서도 녹지 않고 남아있는 침전물은 용액 중 실리케이트가 거의 반응성형태로 존재한 시료 2에서 가장 높았다. 또한 생성된 침전물의 반응성실리케이트의 함량은 용액 중 반응성 실리케이트농도가 높은 시료에서 가장 높았으며, 용액의 실리케이트의 농도가 같은 시료 중에서는 알루미늄의 농도가 높은 시료에서 높았다. 생성된 침전물의 형상을 SEM - EDS로 관찰한 결과 시료 2에서 pH 2.7에서도 녹지 않는 불용성 염이 형성되었음을 알 수 있었다. 생성된 침전물의 Al/Si비율은 $0.48\sim3.14$였으며, 불용성 염이 뚜렷하게 관찰된 시료 2의 Al/Si 비율이 3.14로 가장 높았다. 이상의 결과를 통하여 막에서 비가역적 파울링의 원인이 되는 불용성 알루미늄실리케이트는 용액의 실리케이트가 반응성 물질로 존재할 때 생성되기 쉬우며, 아울러 공존하는 잔류알루미늄의 농도비도 매우 중요한 영향인자라는 것을 알 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권12호
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• pp.1273-1280
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• 2008

본 연구에서는 섬유가공공정 중 머서화공정으로부터 가성소다액를 회수하기 위한 최적의 운전조건을 확립하고자 하였다. 주요 인자들로는 NF/RO막의 적용을 위해 세라믹 막을 이용하여 파울링 지수를 평가, 고분자 막의 적용을 위해 가성소다액의 회수율을 측정, 막의 재생율 향상, 화학세정 조건, 유기물부하, 탁도 및 색도의 최적 제거조건, 그리고 세라믹 막과 고분자막의 복합공정에서의 투과플럭스를 조사하였다. 결과에 따르면, 1단계 공정의 세라믹 한외여과막과 2단계 공정의 나노여과막은 총부유고형물, 잔류유기물, 색도를 포함한 탁도의 제거 그리고 가성소다 용액의 회수에 적합한 공정구성임을 확인하였다. 한외여과막만을 단독으로 사용했을 경우, 총 부유물질과 탁도를 99.0%이상 제거하였고, 색도와 TOC는 각각 74.7%와 49.2%의 제거효율을 얻을 수 있었다. 반면에 세라믹 UF+NF 복합막 공정에서는 총 부유물질과 탁도를 99.9%이상 제거할 수 있었고, 색도는 87.7%, TOC는 78.2%의 제거효율을 얻을 수 있었다. 특히, 복합막 공정에서는 83.7%의 부피회수율일 때 91.3% 가성소다를 성공적으로 회수 할 수 있었다. 이러한 측면에서 복합공정을 통해 가성소다 폐수로부터 순도 높은 가성소다액을 회수할 수 있었으며, 회수된 가성소다액은 공정 내에 재사용이 가능하여 경제적인 이득을 기대할 수 있다.