• Membrane and Water Treatment
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• 제9권4호
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• pp.285-292
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• 2018

In the following study, Artificial Neural Network (ANN) is used for prediction of permeate flux decline during oily wastewater treatment by hybrid powdered activated carbon-microfiltration (PAC-MF) process using mullite and mullite-alumina ceramic membranes. Permeate flux is predicted as a function of time and PAC concentration. To optimize the networks performance, different transfer functions and different initial weights and biases have been tested. Totally, more than 850,000 different networks are tested for both membranes. The results showed that 10:6 and 9:20 neural networks work best for mullite and mullite-alumina ceramic membranes in PAC-MF process, respectively. These networks provide low mean squared error and high linearity between target and predicted data (high $R^2$ value). Finally, the results present that ANN provide best results ($R^2$ value equal to 0.99999) for prediction of permeation flux decline during oily wastewater treatment in PAC-MF process by ceramic membranes.

• 멤브레인
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• 제23권1호
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• pp.61-69
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• 2013

고도정수처리를 위한 관형 세라믹 정밀여과와 이산화티타늄($TiO_2$) 광촉매 첨가 PES (polyethersulfone) 구의 혼성공정에서 유기물질의 영향 및 정밀여과(MF), PES 구 흡착, 광산화의 역할을 막오염에 의한 저항($R_f$) 및 투과선속(J), 총여과부피($V_T$)를 통해서 비교 및 고찰하였다. 휴믹산의 농도가 증가함에 따라 급격한 막오염으로 인해 $R_f$는 증가하고 J는 감소하였으며, $V_T$는 휴믹산의 농도가 2 mg/L인 조건에서 가장 높았다. 광산화와 흡착의 영향을 알아보기 위해 휴믹산의 농도 4 mg/L와 6 mg/L에서의 결과를 비교하였다. 두 가지 조건에서 공통적으로 정밀여과(MF)만의 단독공정에서 막오염이 급격하게 진행되어 $R_f$값이 가장 높게 나타났고, 총여과부피($V_T$)는 광촉매와 자외선의 혼성공정(MF + $TiO_2$ + UV)에서 가장 높은 값을 나타내었다. 탁도와 유기물질의 평균처리효율은 MF + $TiO_2$ + UV 공정에서 가장 높은 값을 나타내었다.

• 청정기술
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• 제12권3호
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• pp.151-156
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• 2006

염색폐수 처리를 위해 세라믹 정밀여과막 (MF)과 고분자 한외여과막 (UF)의 복합공정을 적용, 색도 및 유기물 (TOC) 제거율을 통해 공정을 최적화하고, 염색폐수의 분리효율을 조사하였다. 막 회복을 통한 운전 효율향상을 위해 역세척과 화학세정을 수행한 결과, 역세척에 의한 정밀여과막은 2분 주기로 1초 동안 역세척하였을때 투과수량이 10.3% 증가하였고, 한외여과막은 0.1% 수산화나트륨 용액으로 화학세정하였을 때 97%의 회복률을 나타내었다. 이때, 유기물, 색도, 부유물질(SS)의 제거율은 각각 84.6%, 97.4% 및 100%를 나타내었다. 분 복합공정의 적용은 염색폐수의 색도와 유기물 제거에 효과적임을 확인할 수 있었다.

• 상하수도학회지
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• 제37권5호
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• pp.271-279
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• 2023

Fouling is an inevitable problem in membrane water treatment plant. It can be measured by trans-membrane pressure (TMP) in the constant flux operation, and chemical cleaning is carried out when TMP reaches a critical value. An early fouilng alarm is defined as warning the critical TMP value appearance in advance. The alarming method was developed using one of machine learning algorithms, decision tree, and applied to a ceramic microfiltration (MF) pilot plant. First, the decision tree model that classifies the normal/abnormal state of the filtration cycle of the ceramic MF pilot plant was developed and it was then used to make the early fouling alarm method. The accuracy of the classification model was up to 96.2% and the time for the early warning was when abnormal cycles occurred three times in a row. The early fouling alram can expect reaching a limit TMP in advance (e.g., 15-174 hours). By adopting TMP increasing rate and backwash efficiency as machine learning variables, the model accuracy and the reliability of the early fouling alarm method were increased, respectively.

• 멤브레인
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• 제21권4호
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• pp.351-359
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• 2011

For advanced drinking water treatment of high turbidity water, we used the hybrid process that was composed of photocatalyst packing in space of between outside of multi-channel ceramic microfiltration membrane and membrane module inside. Photocatalyst was polypropylene (PP) beads coated $TiO_2$ powder by CVD (chemical vapor deposition) process. Instead of natural organic matters (NOM) and fine inorganic particles in natural water source, standard NOM solution was prepared with humic acid and kaolin. Water-back-flushing of 10 sec was performed per every period of 10 min to minimize membrane fouling. Resistance of membrane fouling ($R_f$) increased and J decreased as concentration of humic acid changed from 2 mg/L to 10 mg/L, and finally the highest total permeate volume ($V_T$) could be obtained at 2 mg/L. Then, treatment efficiency of turbidity and $UV_{254}$ absorbance were above 96.4% and 78.9%, respectively. As results of treatment portions by membrane filtration, photocatalyst adsorption, and photo-oxidation in (MF), (MF + $TiO_2$), (MF + $TiO_2$ + UV) processes, turbidity was treated little by photocatalyst adsorption, and photo-oxidation. However, treatment portions of $UV_{254}$ absorbance by adsorption (MF + $TiO_2$) and photo-oxidation (MF + $TiO_2$ + UV) at humic acid of 4 mg/L and 6 mg/L were above 9.0, 9.5 and 8.1, 10.9%, respectively.

• 대한환경공학회지
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• 제35권12호
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• pp.877-882
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• 2013

최근 음용수를 위한 UF, MF 막의 적용이 증가하고 있다. UF/MF 막은 재래식 수처리 공정에 비하여 원수 수질 변화에도 안정적인 운전이 가능하고 부지 면적이 작으며 자동화 운전이 가능하다는 장점을 가지고 있다. 현재 대부분의 UF/MF 막시설은 고분자 막을 사용하고 있다. 최근 세라믹 막은 고분자막에 비하여 경쟁력이 있다고 알려지고 있다. 세라믹 막은 높은 투과유량과 약품세정 빈도가 작으며 막의 수명 또한 길어 최근 적용 사례가 증가하고 있다. 따라서 본 연구는 MF 세라믹 막 pilot plant를 완속모래여과 정수장에 적용하였다. 본 연구에 사용된 세라믹 Pilot plant는 3개의 계열이 있으며, 각 계열별로 원수와 모래 여과수를 막의 유입수로 각각 사용하였다. 또한 세라믹 막 공정의 최적화를 위하여 전처리 응집공정으로서 PACl 응집제를 사용하였다. 그리고 화학세정(Chemical Enhanced Backwashing, CEB)은 황산 (500 mg/L)과 차아염소산 (200 mg/L)을 1.5일에 1번씩 모든 계열에 주입하여 이루어졌다. 본 연구 결과 세라믹 막 공정의 전처리 응집공정에서 최적의 응집제 사용은 막의 유입수로 원수와 모래 여과수에 대한 막의 flux를 크게 증가시켰다. 또한 본 연구에서 사용된 최적 응집제 주입량에서 차압상승률은 원수(25 mg/L)의 경우 2.173 kPa/cycle이며, 모래 여과수(5 mg/L)의 경우 0.301 kPa/cycle으로 나타났다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1995년도 추계 총회 및 학술발표회
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• pp.102-105
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• 1995

The membrane separation process is being utilized to save energy in various fields such as the food, biotechnology, chemical, enviromental fields. Especially the use of ceramic membrane among various inorganic membranes is expected to expand to their excellent thermal, chemical and mechanical resistance. In this presentation, we would like to explain our ceramic membrane CEFILT MF for microfiltration and CEFILT UF for ultra-filtration, and the purification of fermentation products as the application example using CEFILT MF.

• 멤브레인
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• 제23권2호
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• pp.159-169
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• 2013

고도정수처리를 위한 관형 세라믹 정밀여과와 이산화티타늄($TiO_2$) 광촉매 첨가 PES (polyethersulfone) 구의 혼성공정에서 주기적 물 역세척 시 유기물질의 영향 및 정밀여과(MF), PES 구 흡착, 광산화의 역할을 막오염에 의한 저항($R_f$) 및 투과선속(J), 총여과부피($V_T$) 측면에서 기존의 질소 역세척 결과와 비교하였다. 휴믹산 농도가 증가함에 따라 급격한 막오염으로 $R_f$는 증가하고 J는 감소하여, $V_T$는 휴믹산 농도 2 mg/L에서 가장 높았다. 탁도 처리효율은 물과 질소 역세척 모두 휴믹산 농도와 상관없이 비슷하였다. 유기물질 처리효율은 물 역세척 경우 최대 휴믹산 10 mg/L에서 최소 71.4%이었으나, 질소 역세척에서는 거의 일정하였다. 물과 질소 역세척 모두 MF 및 PES 구, 자외선의 혼성공정(MF + $TiO_2$ + UV)에서 $R_f$가 최소이고, J와 $V_T$는 최대였다. 탁도 및 유기물질의 처리효율도 물과 질소 역세척에 상관없이 MF + $TiO_2$ +UV에서 최대였고, 공정이 MF로 단순화 될수록 처리효율도 점차 감소하였다. 하지만 물 역세척에서는 광산화 보다 흡착이, 질소 역세척에서는 흡착 보다 광산화가 더 주요한 역할을 하였다.

• 멤브레인
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• 제21권1호
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• pp.72-83
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• 2011

고탁도 원수의 고도정수처리를 위해 관형 세라믹 정밀여과막 외부와 원통형 막 모듈 내부 사이의 공간에 광촉매를 충전한 혼성 모듈을 사용하였다. 광촉매는 PP (polypropylene) 구(bead)에 $TiO_2$ 분말을 플라즈마 화학증착(chemical vapor deposition) 공정으로 코팅한 것이다. 정수 원수 중 자연산 유기물(NOM)과 미세 무기 입자를 대체하기 위해, 휴믹산(humic acid)과 카올린(kaolin) 모사용액을 대상으로 하였다. 혼성공정에서 막오염을 최소화하기 위해 10분 주기로 10초 동안 물 역세척을 시행하였다. 휴믹산을 10 mg/L부터 2 mg/L로 변화시킴에 따라, 막오염에 의한 저항($R_f$)이 감소하고 J가 증가하여 2 mg/L에서 가장 높은 총여과부피($V_T$)를 얻었다. 탁도 및 $UV_{254}$ 흡광도의 처리효율은 각각 98.5% 및 85.7% 이상이었다. MF 공정 및 MF + $TiO_2$ 공정, MF + $TiO_2$ + UV 공정의 막여과 및 광촉매 흡착, 광산화의 처리 분율을 알아본 결과, 광촉매 흡착과 광산화에 의해 탁도는 거의 처리되지 않았으나, 광촉매 흡착 및 광산화에 의한 휴믹산 처리 분율은 각각 10.7, 8.6% 이상이었다.

• Korean Membrane Journal
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• 제9권1호
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• pp.12-17
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• 2007

We performed periodic water-back-flushing using permeate water to minimize membrane fouling to enhance permeate flux in tubular ceramic microfiltration system for water treatment of high turbid source. The filtration time (FT) = 2 min with periodic 6 sec water-back-flushing showed the highest value of dimensionless permeate flux ($J/J_o$), and the lowest value of resistance of membrane fouling ($R_f$), and we acquired the highest total permeate volume $(V_T)\;=\;6.805L$. Also in the result of BT effect at fixed FT = 10 min and BT (back-flushing time) = 20 sec showed the lowest value of $R_f$ and the highest value of $J/J_o$, and we could obtain the highest $V_T\;=\;6.660\;L$. Consequently, FT = 2 min and BT = 6 sec could be the optimal condition in water treatment of high turbid source above 10 NTU. However, FT = 10 min and BT = 20 sec was superior to reduce operating costs because of lower back-flushing frequency. Then the average quality of water treated by our tubular ceramic MF system was turbidity of 0.07 NTU, $COD_{Mn}$ of 1.86 mg/L and $NH_3-N$ of 0.007 mg/L.