• 한국세라믹학회지
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• 제51권4호
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• pp.337-343
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• 2014

A single layer ultrafiltration(UF) ceramic membrane was prepared using boehmite sol. Boehmite was synthesized using a typical sol-gel process with optimization of the viscosity, pH, molar ratio of aluminum isopropoxide(AIP) and $HNO_3$. Boehmite sol was coated on a microfiltration(MF) support using the dip-coating method. MF support was dipped into the boehmite sol with a withdrawal speed of 5 mm/s and was maintained for 10 s in the boehmite sol, resulting in a uniform UF membrane layer of $10{\mu}m$ thickness. The porosity of the obtained membrane was measured and found to be 41.2%; the pore size was found to range from 80~100 nm, corresponding to the pore size of the UF membrane. The flux of the obtained membrane was initially 540 $L/m^2h$ and approximately 85% of the initial flux was recovered using a periodic back-flushing process.

• Korean Membrane Journal
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• 제7권1호
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• pp.34-41
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• 2005

The wastewater discharged from a paper plant was filtrated by 3 kinds of tubular carbon ceramic UF and MF membranes with $N_2$-backflushing. The filtration time (FT) was fixed at 8 min or 16 min, and $N_2$-backflushing time (BT) was changed in 0${\~}$60 sec. The optimal condition was discussed in the viewpoints of total permeate volume ($V_T$), dimensionless permeate flux (J/Jo) and resistance of membrane fouling ($R_f$). In the viewpoints of $V_T$, J/Jo and $R_f$, the optimal $N_2$-BT was 40 sec at both FT for M9 (MWCO: 300,000 Daltons) and C005 ($0.05{\mu}m$) membranes. However, for C010 ($0.1{\mu}m$) it was 10 sec at FT=8 min, and 20 sec at FT=16 min in the viewpoints of J/Jo and $R_f$, and 5 sec at both FT in the viewpoints of $V_T$. It means that the short $N_2$-BT could reduce the membrane fouling and recover the permeate flux sufficiently for MF membrane having a large pore size as C010. Average rejection rates of pollutants were higher than $99.0\%$ for turbidity and $22.8{\~}59.6\%$ for $COD_{cr}$, but rejection rates of total dissolved solid (TDS) were lower than $8.9\%$. Therefore, the low turbidity water purified in our system could be reused for paper process.

• Korean Membrane Journal
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• 제10권1호
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• pp.33-38
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• 2008

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.

• 멤브레인
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• 제32권2호
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• pp.100-108
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• 2022

다양한 산업 중에서 섬유 산업은 섬유 염색을 위해 가장 많은 양의 물을 사용하는데, 이는 여러 종류의 염료를 포함한 폐수의 방대한 배출로 이어진다. 염료의 제거를 위한 방법에는 오존 처리, 흡착 등의 다양한 처리 방법이 존재한다. 하지만 이러한 처리 방법은 폐수 재사용의 문제로 인해 처리 가격이 상승하기 때문에 성공적이지 못하다. 이에 대한 대안으로 막분리 공정이 폐수의 염료 처리를 위한 가장 적절한 기술로 보고되고 있다. 이때 사용되는 분리막은 고분자 분리막과 세라믹 분리막으로 나눌 수 있다. 세라믹 분리막의 장점에는 세척의 용이함, 긴 수명, 내열성, 내화학성, 그리고 기계적 안정성이 있다. 세라믹 분리막은 다양한 원료로 만들 수 있으며, 점토, 제올라이트, 플라이 애시와 같은 천연 재료는 저렴하고 구하기 용이하다. 본 리뷰에서 폐수처리는 크게 한외여과(ultrafiltration), 정밀여과(microfiltration), 그리고 나노여과(nanofiltration) 세가지 공정으로 나누어져 있다.

• Membrane and Water Treatment
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• 제1권2호
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• pp.121-137
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• 2010

This work presents inexpensive inorganic precursor formulations to yield submicron range symmetric ceramic microfiltration (MF) membranes whose average pore sizes were between 0.1 and $0.4{\mu}m$. Incidentally, the sintering temperature used in this work was about 800 to $950^{\circ}C$ instead of higher sintering temperatures ($1100^{\circ}C$) that are usually deployed for membrane fabrication. Thermogravimetric (TGA) and X-Ray diffraction (XRD) analysis were carried out to evaluate the effect of temperature on various phase transformations during sintering process. The effect of sintering temperature on structural integrity of the membrane as well as pore size distribution and average pore size were evaluated using scanning electron microscopy (SEM) analysis. The average pore sizes of the membranes were increased from 0.185 to $0.332{\mu}m$ with an increase in sintering temperature from 800 to $950^{\circ}C$. However, a subsequent reduction in membrane porosity (from 34.4 to 19.6%) was observed for these membranes. Permeation experiments with both water and air were carried out to evaluate various membrane morphological parameters such as hydraulic pore diameter, hydraulic permeability, air permeance and effective porosity. Later, the membrane prepared with a sintering temperature of $950^{\circ}C$ was tested for the treatment of synthetic oily waste water to verify its real time applicability. The membrane exhibited 98.8% oil rejection efficiency and $5.36{\times}10^{-6}\;m^3/m^2.s$ permeate flux after 60 minutes of experimental run at 68.95 kPa trans-membrane pressure and 250 mg/L oil concentration. Based on retail and bulk prices of the inorganic precursors, the membrane cost was estimated to be $220 /$m^2$ and $1.53 /$m^2$, respectively.

• Korean Membrane Journal
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• 제10권1호
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• pp.26-32
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• 2008

The Gongji stream water of Chuncheon city was filtrated by 2 kinds of tubular alumina ceramic MF membranes with periodic $N_2$-back-flushing. $N_2$-back-flushing time (BT) was changed in $0{\sim}50$ sec at fixed filtration time (FT), or back-flushing period, of 4 min for NCMT-5231 membrane ($0.05\;{\mu}m$). Then, FT was changed in $0{\sim}32$ min at fixed BT of 40 sec for NCMT-7231 $0.1{\mu}m)$). In the viewpoints of total permeate volume ($V_T$), dimensionless permeate flux ($J/J_0$) and resistance of membrane fouling ($R_f$), the optimal $N_2$-BT was 50 sec, which was the longest BT, at 4 min FT for NCMT-5231. It means the longest BT was the most effective to minimize the membrane fouling, and we could acquire the most $V_T$. But the optimal FT for NCMT-7231 was 16 min in the viewpoint of $V_T$, and was 8 min in the viewpoints of $J/J_0$ and $R_f$ at fixed BT of 40 sec. The rejection rates were excellent as $80.6{\sim}96.6\;%$ for turbidity, $35.2{\sim}58.4%$ for $NH_3$-N, $16.3{\sim}45.2%$ for T-P and $16.3{\sim}45.2%$ for $COD_{Mn}$. However, the rejection rate of T-N was very low as $2.7{\sim}13.4%$ and it of TDS below 6.1%.

• 멤브레인
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• 제23권4호
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• pp.267-277
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• 2013

고도정수처리를 위한 관형 세라믹 정밀여과와 이산화티타늄($TiO_2$) 광촉매 첨가 PES (polyethersulfone) 구의 혼성공정에서 역세척 주기(FT)와 역세척 시간(BT)의 영향을 막오염에 의한 저항($R_f$) 및 투과선속(J), 총여과부피($V_T$) 측면에서 기존의 질소 역세척 결과와 비교하였다. FT가 짧아질수록 $R_f$는 감소하고 J와 $V_T$는 증가하였다. 탁도의 처리효율은 물과 질소역세척 모두 NBF (no back-flushing)에서 최대이고, FT가 짧아질수록 처리효율이 다소 증가하였다. 유기물질 처리효율은 물역세척 시 FT 4분에서 최대이었으나, 질소 역세척 시 FT가 짧아질수록 증가하였다. BT가 길어질수록 $R_f$와 가역적 막오염 저항($R_{rf}$)은 감소하고, J와 $V_T$는 증가하였다. 탁도 처리효율은 물 역세척 시 98% 이상으로 거의 일정하였으나, 질소 역세척 시 NBF를 제외하고 BT가 길어질수록 증가하였다. 유기물질 처리효율은 물 역세척시 BT 6초에서 최대이고, 질소 역세척 시 NBF를 제외하고 BT가 길어질수록 증가하였다. BT 30초와 FT 2분에서 최대 $V_T$값을 나타내어서, 본 실험 범위에서 최적 조건은 FT 2분마다 BT 30초이다.

• 멤브레인
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• 제24권2호
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• pp.123-135
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• 2014

고도정수처리를 위한 관형 세라믹 정밀여과와 이산화티타늄($TiO_2$) 광촉매 첨가 PES (polyethersulfone) 구의 혼성공정에서 pH 및 포화산소, 역세척 매체의 영향을 막오염에 의한 저항($R_f$) 및 투과선속(J), 총처리수량($V_T$) 측면에서 물 또는 질소, 산소 역세척 결과를 비교하였다. pH가 증가할수록 $R_f$는 감소하였고 J과 $V_T$는 증가하였다. 탁도 처리효율은 pH에 상관없이 물 또는 질소 역세척 모두 유사한 값을 보였고, 용존유기물(DOM) 처리효율은 물 역세척 시 일정한 경향을 보이지 않았다. $R_f$는 공급수를 산소로 포화시킨 무역세척(NBF)에서 포화산소(SO)가 없는 NBF보다 낮게 나타났다. DOM 처리효율도 SO가 있는 NBF에서 SO가 없는 NBF보다 낮게 나타났다. 이러한 결과는 SO가 광촉매 $TiO_2$와 반응하여 발생된 OH 라디칼이 모듈 내에 채워진 물에 의해 희석되었기 때문이다. 역세척 주기 10분에서 물 역세척보다 기체 역세척 시 DOM 처리효율은 큰 값을 보였다. 이러한 결과는 기체 역세척이 물 역세척보다 PES 구를 효과적으로 세척함으로써, PES 구에 의한 흡착과 광분해가 활발하게 진행되기 때문이다.

• 멤브레인
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• 제24권1호
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• pp.39-49
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• 2014

고도정수처리를 위한 관형 세라믹 정밀여과와 이산화티타늄($TiO_2$) 광촉매 첨가 PES (polyethersulfone) 구의 혼성공정에서 pH 및 산소 역세척의 영향을 막오염에 의한 저항($R_f$) 및 투과선속(J), 총여과부피($V_T$)의 관점에서 고찰하였다. pH가 높아질수록 $R_f$가 감소하고, J는 증가하는 경향을 보였다. 결과적으로 pH 9에서 최대의 $V_T$를 나타내었다. 탁도의 처리효율은 pH와 무관하게 98.7~99.0%의 비슷한 처리효율을 보였다. 용존유기물질(DOM)의 처리효율은 pH가 높아질수록 감소하였다. 산소와 질소 역세척의 차이를 비교한 결과, $R_{f,180}$ 값이 산소 역세척 시 질소보다 낮게 나타났고, 초기투과선속($J_0$)으로 무차원 화한 최종투과선속($J_{180}/J_0$)은 역세척 주기(FT) 10분과 12분을 제외하고 산소 역세척이 질소 보다 높게 유지되었다. 산소 역세척 시 탁도물질의 처리효율은 질소 보다 다소 높게 나타났지만, 그 차이는 미비하다. 질소 역세척 시 DOM의 처리율은 산소보다 높게 나타났다. 또한, 포화산소 조건에서 탁도물질의 처리율은 산소 또는 질소 역세척 경우와 비슷하게 나타났지만, 포화산소가 광촉매와 반응하여 OH 라디칼을 생성하였기 때문에 DOM의 처리효율은 큰 폭으로 증가하였다.

• 멤브레인
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• 제23권1호
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• pp.70-79
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• 2013

고도정수처리를 위한 관형 세라믹 정밀여과와 이산화티타늄($TiO_2$) 광촉매 첨가 PES (polyethersulfone) 구의 혼성공정에서 질소 역세척 주기(FT)와 시간(BT)의 최적운전조건을 막오염에 의한 저항($R_f$) 및 투과선속(J), 총여과부피($V_T$)의 관점에서 고찰하였다. FT가 짧고 BT가 길수록, $R_f$는 감소하고 J가 증가하여 결국 FT 10분과 BT 30초에서 최대 $V_T$를 얻었다. $F_T$ 영향 실험 결과 NBF (no back-flushing)에서 막오염이 급격히 진행되어 탁도 및 용존유기물의 처리효율이 가장 높게 나타났다. BT 영향 결과에서는, FT 실험과는 다르게 BT 30초에서 최대 처리효율을 보였다. 결과적으로 FT가 감소하고 BT가 증가할수록 광촉매 첨가 구의 세척이 효율적으로 일어나, 탁도 처리효율은 FT가 짧을수록 95.4%에서 97.5%로, BT가 길수록 95.9%에서 98.5%로 다소 증가하였다. 또한 유기물 처리효율은 FT가 짧을수록 70.8%에서 80.6%로, BT가 길수록 75.1%에서 85.8%로 증가하였다. 본 실험 범위에서 처리효율과 $V_T$가 최대인 최적 질소 역세척 조건은 FT 10분과 BT 30초로 판단된다.