• 멤브레인
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• 제28권3호
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• pp.196-204
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• 2018

하수처리 혐기성 유동상 생물반응기(Anaerobic Fluidized Bed Bioreactor : AFBR)는 높은 표면적을 갖는 입상활성탄을 유동 메디아로 적용함으로써 생물막 형성 및 유지에 유리하며 이로 인해 우수한 유기물 제거 효율을 나타내나 처리된 유출수 내의 질소와 같은 영양염류의 잔존이 여전히 문제로 남아있다. 본 연구에서는 AFBR에 의해 처리된 유출수 내의 질소 배제를 위하여 정삼투막(FO membrane)을 유도용액의 종류와 농도에 따라 적용하였다. 실험결과 유출수의 총질소 배제 효율은 FO막에 적용하는 유도용액(draw solution : DS)의 종류 및 농도에 크게 의존하였다. 유도용액 농도가 증가함에 따라 FO막의 수투과량이 증가하였으며, 1 M의 NaCl을 유도용액으로 사용한 경우 총질소 배제 효율은 55%이었으나 1 M의 glucose를 유도용액을 사용한 경우 거의 완벽한 총질소 배제 효율을 나타내었다. AFBR 유출수를 FO막으로 24시간 동안 여과를 진행하였으나 파울링에 의한 수투과량의 감소는 관찰되지 않았다.

• 멤브레인
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• 제20권3호
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• pp.222-227
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• 2010

본 연구의 목적은 다양한 셀룰로오스 계 고분자를 이용한 정삼투(FO) 막을 제조하고 각각의 고분자 및 첨가제에 따른 성능의 차이를 평가하는 것이다. 셀룰로오스 아세테이트(CA)와 셀룰로오스 트리아세테이트(CTA)를 기반으로 상전환법을 통하여 정삼투막을 제조하고 가압조건과 정삼투 조건하에서 투과유량 및 염제거율을 비교하였다. CA 정삼투막은 용매의 증발 및 annealing 수행 시간에 따라 막의 성능의 변화가 발생하였으며, CTA 정삼투막의 경우에는 annealing보다는 첨가제를 활용하여 성능의 향상을 이끌어낼 수 있었다. 또한 CTA 정삼투막의 정삼투 투과유량은 $4.46\;L/m^2hr$였으나 CA/CTA 정삼투막의 경우에는 $8.89\;L/m^2hr$로, 단일 고분자를 사용하기 보다는 CTA에 CA를 혼합하여 막을 제조하는 것이 정삼투 투과유량 증가에 보다 효율적이었다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제19권6호
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• pp.68-74
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• 2016

Hydraulic fracturing of wells during oil and gas (O&G) exploration consumes large volumes of fresh water and generates larger volumes of contaminated wastewater with high salinity. It is critical to treat and reuse the O&G wastewater in a cost-effective and environmentally sound manner for sustainable industrial development and for meeting stringent regulations. Recently, forward osmosis (FO) has been examined if it is a promising solution for treatment and desalination of complex industrial streams and especially fracturing flowback and produced waters. In the present study, the performances of a plate-and-frame FO membrane element and a module (6 elements combined in series) were investigated for concentrating high TDS wastewater. An FO module has achieved up to 64 % water recovery (i.e., concentration factor of 2.76) from 10,000 ppm wastewaters and can concentrate feed streams salinities to greater than 30,500 ppm.

• 멤브레인
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• 제24권2호
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• pp.136-141
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• 2014

본 연구에서는 셀룰로오즈 아세테이트(Cellulose acetate)를 이용하여 정삼투막을 제조하였으며 분리막 성능평가를 진행하였다. 분리막의 염제거율과 정삼투 공정에서의 투과성능 변화의 상관관계를 규명하기 위해 각기 다른 염제거율을 가지는 분리막을 제조하고 정삼투 장치를 이용하여 막 투과 성능을 평가하였다. 분리막의 구조가 정삼투 투과성능에 미치는 영향을 알아보기 위해 각기 다른 용매를 이용하여 분리막을 제조하였다. 또한 제조된 분리막의 구조는 주사전자현미경(scanning electron microscopy)을 통해서 확인하였으며 정삼투 장치 운전을 통해 투과성능 변화를 알아보았다.

• Membrane and Water Treatment
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• 제2권1호
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• pp.1-24
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• 2011

The deficiency of clean water is a major global concern because all the living creatures rely on the drinkable water for survival. On top of this, abundant of clean water supply is also necessary for household, metropolitan inhabitants, industry, and agriculture. Among many purification processes, advances in low-energy membrane separation technology appear to be the most effective solution for water crisis because membranes have been widely recognized as one of the most direct and feasible approaches for clean water production. The aim of this article is to give an overview of (1) two new emerging membrane technologies for water reuse and desalination by forward osmosis (FO) and membrane distillation (MD), and (2) the molecular engineering and development of highly permeable hollow fiber membranes, with polyvinylidene fluoride (PVDF) and polybenzimidazole (PBI) as the main focuses for the aforementioned applications in National University of Singapore (NUS). This article presents the main results of membrane module design, separation performance, membrane characteristics, chemical modification and spinning conditions to produce novel hollow fiber membranes for FO and MD applications. As two potential solutions, MD and FO may be synergistically combined to form a hybrid system as a sustainable alternative technology for fresh water production.

• 상하수도학회지
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• 제30권6호
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• pp.737-744
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• 2016

The investigation of effects on fouling propensity with various viscosity of feed solutions would be better understanding for forward osmosis (FO) performance since the fouling propensity was directly influenced with solution viscosity. Therefore, this study was focused on the FO fouling with model foultants (humic acid, alginate) by altering solution viscosity with change of ionic strength (I.S) and $Ca^{2+}$ concentrations. In the comparison between humic acid and alginate, as expected, the alginate generally caused more severe fouling (almost 35.8 % of flux reduction) based on the solution characteristics (high viscosity) and fouling patterns (coil and gel layer). However, interesting point to note is that the fouling propensity of alginate was more severe even though it was applied with low viscosity of feed conditions (I.S = 20 mM, $Ca^{2+}=1mM$). This might be due to that crossed linked gel layer of alginate on the FO membrane surface could be best formed in the condition of $Ca^{2+}$ presence and higher I.S, and that is more dominant to fouling propensity than the low viscosity of feed solutions.

• 멤브레인
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• 제23권3호
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• pp.251-256
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• 2013

본 연구에서는 아세틸화된 메틸 셀룰로스를 복합박막 정삼투막의 지지층으로 사용하였다. 계면중합법을 이용하여 선택성이 우수한 폴리아미드 활성층을 다양한 지지층 위에 코팅하였다. 아세틸화된 메틸 셀룰로스 지지층 위에 코팅된 복합박막 정삼투막의 구조와 성능을 다른 지지층 위에 코팅된 복합박막 정삼투막과 비교하였다. 실험적 결과는 아세틸화된 메틸 셀룰로스 지지층 위에 코팅된 복합박막 정삼투막의 성능이 다른 정삼투막들에 비해서 우수하였으며 이것은 구조적인 특성과 염의 낮은 역확산속도 때문인 것으로 사료된다.

• 폴리머
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• 제38권5호
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• pp.626-631
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• 2014

물을 정수하기 위해서는 그에 상응하는 막대한 양의 에너지가 소모되고, 이 때 소모되는 에너지는 환경오염을 야기할 수 있다. 이러한 문제 때문에 정수 공정 중에 상대적으로 낮은 에너지를 요구하는 정삼투 방법이 많은 관심을 받아왔다. 그러나 정삼투 방법은 오염수로부터 물을 끌어오기 위해서 높은 삼투압을 발생시킬 수 있는 유도용질이 필요하다는 점 때문에 어려움이 있었고 본 연구에서는 poly(N-isopropylacrylamide)(PNIPAM)이라는 온도 감응성 고분자 하이드로젤을 기본으로 하는 양쪽성 이온 물질과의 공중합체와 interpenetrating polymer network(IPN) 구조를 가지는 하이드로젤을 제작하고 이를 정삼투막에 부착시켜 성공적으로 유도용질 역할을 수행함을 확인하였다. 공중합체의 경우 팽윤비가 급격히 증가한 것을 확인할 수 있었으나, 그 만큼의 온도감응성이 떨어지는 모습을 보였고 IPN 구조의 경우는 온도감응성과 팽윤비 값이 PNIPAM 젤에 약간 못 미쳤다. 여기에 팽윤비 값과 삼투압의 관계를 확인하였다.

• Membrane and Water Treatment
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• 제13권2호
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• pp.63-72
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• 2022

Choline chloride-glycerol (1:2 mol), a natural deep eutectic solvent (NADES) is examined as a draw solution in forward osmosis (FO) for dewatering application. The NADES is easy to prepare, low in toxicity and environmentally benign. A polyamide thin film composite membrane was used. Characterization of the membrane confirmed porous membrane structure with good hydrophilicity and a low structural parameter (722 ㎛) suitable for FO application. A dilute solution of 20% (v/v) NADES was enough to generate moderate water flux (14.98 L m^-2h^-1) with relatively low reverse solute flux (0.125 g m^-2h^-1) with deionized water feed. Application in dewatering industrial wastewater feed showed reasonably good water flux (11.9 L m^-2h^-1) which could be maintained by controlling the external concentration polarization and fouling/scaling mitigation via simple periodic deionized water wash. In another application, clarified sugarcane juice could be successfully concentrated. Recovery of the draw solute was accomplished easily by chilling utilizing thermo responsive phase transition property of NADES. This study established that low concentration NADES can be a viable alternative as a draw solute for dewatering of wastewater and other heat sensitive applications along with a simple recovery process.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권3호
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• pp.581-588
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• 2020

The membrane fouling is an important problem for FO applied to the radioactive wastewater treatment. The FO fouling characteristics for simulated radioactive wastewater treatment was investigated. On-line cleaning by deionized (DI) water and external cleaning by ultrasound and HCl were applied for the fouled membrane. The effectiveness and foulant removing amount by each-step cleaning were evaluated. The membrane fouling was divided into three stages. Co(II), Sr(II), Cs(I), Na(I) were all found deposited on both active and support layers of the membrane surface, resulting in membrane surface became rougher and more hydrophobic, which increased membrane resistance. On-line cleaning by DI water recovered the water flux to 69%. HCl removed more foulants than ultrasound.