In this study periodic water-back-flushing using permeate water was performed to minimize membrane fouling and to enhance permeate flux in tubular ceramic micro filtration system for Gongji stream water treatment in Chuncheon city. The filtration time (FT) 2 min with periodic 6 sec water-back-flushing showed the highest value of dimensionless permeate flux ($J/J_0$), and the lowest value of resistance of membrane fouling ($R_f$), and we acquired the highest total permeate volume ($V_T$) of 7.44L. Also in the results of BT effect at fixed FT 10 min, BT (back-flushing time) 20 sec showed the lowest value of $R_f$ and the highest value of $J/J_0$, and we could be obtained the highest $V_T$ of 8.04 L. Consequently FT 10 min and BT 20 sec could be the optimal condition in Gongji stream water treatment. Then the average rejection rates of pollutants by our tubular ceramic MF system were 93.8% for Turbidity, 20.7% for $COD_{Mn}$, 39.2% for $NH_3$-N and 31.5% for T-P.
The supported and unsupported boehmite ($\gamma$-AlOOH) membranes were prepared using a boehmite sol. The supported membrane was consisted of a porcelain support, two intermediate $\alpha-{Al_2}{O_3}$ layers, and a top boehmite membrane. XRD patterns showed that the supported top membrane had a higher $\theta-$ to $\alpha-{Al_2}{O_3}$ transformation temperature compared to the unsupported membrane. This result was also confirmed from microstructural study of the membrane. The shift in the phase transformation temperature should be explained by difference of a stress generated in the supported top membrane due to interaction between the support layers and the top membrane.
Kim, Yong-Hyun;Han, Young-Hwan;Lee, Hyung-Jik;Lee, Hyung-Bock
한국세라믹학회지
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제45권4호
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pp.191-195
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2008
Highly ordered silver nanowire with a diameter of 10 nm was arrayed by electroless deposition in a porous anodic aluminum oxide(AAO) membrane. The AAO membrane was fabricated electrochemically in an oxalic acid solution via a two-step anodization process, while growth of the silver nanowire was initiated by using electroless deposition at the long-range-ordered nanochannels of the AAO membrane followed by thermal reduction of a silver nitrate aqueous solution by increasing the temperature up to $350^{\circ}C$ for an hour. An additional electro-chemical procedure was applied after the two-step anodization to control the pore size and channel density of AAO, which enabled us to fabricate highly-ordered silver nanowire on a large scale. Electroless deposition of silver nitrate aqueous solution into the AAO membrane and thermal reduction of silver nanowires was performed by increasing the temperature up to $350^{\circ}C$ for 1 h. The morphologies of silver nanowires arrayed in the AAO membrane were investigated using SEM. The chemical composition and crystalline structure were confirmed by XRD and EDX. The electroless-deposited silver nanowires in AAO revealed a well-crystallized self-ordered array with a width of 10 nm.
This research has developed a high temperature steam cleaning technology using a ceramic membrane with durability against temperature and pressure conditions. In steam cleaning, steam of $120^{\circ}C$ is injected into the ceramic membrane to induce pyrolysis by the endothermic reaction to remove fouling from the membrane. The water quality of raw water was adjusted to turbidity 10, 25 NTU and DOC 2.5 mg/L, and the membrane was uniformly fouled by constant pressure operation at 100, 200, and 300 kPa. Physical backwashing was performed with water and air at a pressure of 500 kPa and steam at $120^{\circ}C$ was injected for 0 to 5 minutes. As the turbidity concentration and the operating pressure increased, the flux decreased by 0.7 to 14.4%. It is confirmed that 10.7 to 53.8% recovery is possible than physical cleaning at the injection of steam for 3 minutes, so it is considered that the steam cleaning of the ceramic membrane is effective. Compared with CEB after NaOCl (300 mg/L) filtration at 25 NTU and 300 kPa of turbidity, the steam cleaning result for 3 minutes was similar to 46.7% of CEB for 3 hours. It has been confirmed that steam cleaning is suitable for a ceramic membrane having excellent heat resistance against high temperature. It was considered to have better cleaning efficiency as compared with general physical backwashing.
막여과는 흡착, 응집 등의 폐수 처리 방법에 비교해 경제적이며, 높은 효율을 보인다는 장점을 가지고 있다. 하지만, 막의 표면에 오염물질이 흡착하여 발생하는 막오염 현상으로 인해 막여과의 효율이 크게 줄어들게 된다. 다양한 종류의 막 중에서 세라믹 분리막은 친수성을 띄며, 화학적으로 안정되었기 때문에 오염방지에 효과적이다. 또한, 산화 그래핀 등을 활용한 복합막도 막오염을 예방하는 데 도움이 될 수 있다. 최근에는 막오염을 방지하고 시너지 효과를 얻기 위해 광촉매 분리막이 해결책으로 제시되었다. 막 분리는 광촉매의 단점인 촉매의 낮은 재사용률을 보완할 수 있으며, 광촉매 반응은 오염을 막을 수 있다.
본 연구에서는 공경 $0.1{\mu}m$, 막여과 유속$3.0m^3/m^2{\cdot}d$의 국산 세라믹 막을 이용하여 음용수를 생산하는 기술에 대해 조사하였다. 세라믹 막의 성능 평가를 위해 $1m^3/d$ 규모의 pilot-scale 실험장치를 제작하였으며, 역세주기에 따른 차압변화와 전오존이 차압변화에 미치는 영향을 조사하였다. 차압상승률은 역세주기에 비례하여 증가하였으나, 전오존 주입을 통해 차압상승률을 낮출 수 있었다. 이 결과는 전오존이 파울링 감소에 효과가 있음을 의미한다. 1 mg/L의 전오존을 주입하고 5 min간 접촉하였을 때, 역세주기 1시간에서 차압상승률은 약 30% 감소하였다. 전오존 접촉시간을 5~15 min으로 변경하면서 운전한 결과, 접촉시간에 따른 차압상승률에는 차이가 없었다. 그러나, 차압상승률은 오존 주입농도가 증가하면 감소하는 경향을 보였다.
본 연구에서 처리수를 이용한 주기적인 역세척은 춘천시 공지천의 관형 세라믹 한외여과막에 의한 고도정수처리 시스템에서 막오염을 저감하고 투과선속을 향상시키고자 수행되었다. 일정한 역세척 시간(BT) 15초에서 여과시간 즉, 물 역세척 주기(FT) 2분이 가장 높은 무차원 투과선속(초기 투과선속에 대한 투과선속)과 가장 낮은 막오염 저항값을 보였다. 또한, FT 10분으로 고정한 BT 영향의 결과에서 BT 20초가 가장 낮은 막오염 저항과 가장 높은 무차원 투과선속을 나타내어, 가장 많은 총여과부피 107.3 L를 얻을 수 있었다. 결론적으로 공지천의 정수처리에서 FT 10분과 BT 20초가 최적조건으로 관형 알루미나 정밀여과의 선행 연구결과와 정확히 일치하였다. 한편 관형 세라믹 한외여과 시스템에 의한 오염물질 평균제거율은 탁도 97.0%, 망간법에 의한 COD 32.1%, 암모니아성 질소 28.8%, 총인 54.4%로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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