• 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.

• 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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• 제20권3호
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• pp.235-240
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• 2010

본 연구의 목적은 각기 다른 특성을 갖는 지지체에 따른 정삼투막의 성능을 비교 빛 평가하는 것이다. 계변 중합을 통하여 소수성 지지체인 폴리술폰(PSf)과 상대적으로 친수성 지지체인 폴리에테르술폰(PES)의 표변에 폴리아미드 활성층을 갖는 정삼투막을 제조하여 투과유량과 역확산을 비교하였다. PSf 정삼투막과 PES 정삼투막의 투과유량은 $4.36\;L/m^2hr$와 $17.8\;L/m^2hr$으로 PES를 지지체로 하는 정삼투막이 투과성능이 더 우수함을 알 수 있었으며, 이를 통해 지지체의 친수성과 정삼투 공정에서의 투과성능 간에 관련성이 존재함을 확인할 수 있었다. 또한 막의 두께가 앓아질수록 정삼투 공정에서 막의 투과유량은 증가하였다.

• 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.

• 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.

• Membrane and Water Treatment
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• 제8권5호
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• pp.449-462
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• 2017

Direct treatment of municipal wastewater by forward osmosis (FO) process was evaluated in terms of water flux decline, reverse salt diffusion, pollutants rejection and concentration efficiency by using synthetic seawater as the draw solution. It was found that when operating in PRO mode (active layer facing the draw solution), although the FO membrane exhibited higher osmotic water flux, more severe flux decline and reverse salt diffusion was also observed due to the more severe fouling of pollutants in the membrane support layer and accompanied fouling enhanced concentration polarization. In addition, although the water flux decline was shown to be lower for the FO mode (active layer facing the feed solution), irreversible membrane fouling was identified in both PRO and FO modes as the water flux cannot be restored to the initial value by physical flushing, highlighting the necessity of chemical cleaning in long-term operation. During the 7 cycles of filtration conducted in the experiments, the FO membrane exhibited considerably high rejection for TOC, COD, TP and $NH_4{^+}-N$ present in the wastewater. By optimizing the volume ratio of seawater draw solution/wastewater feed solution, a concentration factor of 3.1 and 3.7 was obtained for the FO and PRO modes, respectively. The results demonstrated the validity of the FO process for direct treatment of municipal wastewater by using seawater as the draw solution, while facilitating the subsequent utilization of concentrated wastewater for bioenergy production, which may have special implications for the coastline areas.

• 멤브레인
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• 제30권1호
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• pp.66-77
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• 2020

본 연구에서는 정삼투 중공사막 모듈에서 중공사막의 가닥을 비틀어 배치하였을 때의 효과를 알아보기 위해 CFD전산 유체 역학 프로그램을 통해 5개의 다른 각도로 비틀린 중공사막 모듈을 설계하고 시뮬레이션하여 비틀리지 않은 모듈과 비교하였다. 실험 결과, 중공사막이 비틀렸을 때, 모듈 내부의 유도 용액의 농도가 비틀리지 않을 때에 비해 고르게 분포하였다. 모듈 입구의 압력은 중공사막의 비틀림과 관계없이 일정한 값을 보였지만 출구의 압력은 중공사막이 비틀린 정도가 커질수록 증가하는 추세를 보였다. 출구의 압력이 높아짐에 따라 막 내부의 유체 속도가 감소하고 모듈 체류 시간이 증가하여 막사이의 물질 교환이 원활하게 이루어질 것으로 예측된다. 이는 결과적으로 막이 비틀려 있을 때의 모듈 플럭스가 투과 수량이 차지하는 비율이 그렇지 않을 때에 비해 2배 증가하였다.

• 상하수도학회지
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• 제35권1호
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• pp.93-100
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• 2021

Forward osmosis (FO) process is a chemical potential driven process, where highly concentrated draw solution (DS) is used to take water through semi-permeable membrane from feed solution (FS) with lower concentration. Recently, commercial FO membrane modules have been developed so that full-scale FO process can be applied to seawater desalination or water reuse. In order to design a real-scale FO plant, the performance prediction of FO membrane modules installed in the plant is essential. Especially, the flux prediction is the most important task because the amount of diluted draw solution and concentrate solution flowing out of FO modules can be expected from the flux. Through a previous study, a theoretical based FO module model to predict flux was developed. However it needs an intensive numerical calculation work and a fitting process to reflect a complex module geometry. The idea of this work is to introduce deep learning to predict flux of FO membrane modules using 116 experimental data set, which include six input variables (flow rate, pressure, and ion concentration of DS and FS) and one output variable (flux). The procedure of optimizing a deep learning model to minimize prediction error and overfitting problem was developed and tested. The optimized deep learning model (error of 3.87%) was found to predict flux better than the theoretical based FO module model (error of 10.13%) in the data set which were not used in machine learning.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 1997년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.131-136
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• 1997

It is well known that concrete is typical porous material. We pay attention to Hansen's idea that concrete may be expected to act as semi-permeable membrane, and report the effect of concentration of solution and temperature on water flux in forward osmosis. In order to measuring volume of water flux from distilled water to solution of sodium chloride through hardened cement paste, specially designed apparatus was constructed, and the following result were obtained: (1) hardened cement paste acts as semi-permeable membrane, consequently, water flux in forward osmosis may occur. (2) Rate of water flux is proportion to concentration of dilute solution, and this suggests hardened cement paste is agreeable to the theory of membrane. (3) Effect of temperature on water flux is agreeable to Arrehenius equation and is great.

• Membrane and Water Treatment
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• 제8권5호
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• pp.411-421
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• 2017

Forward osmosis (FO) is an emerging technology which can possibly make the desalination process more cost and energy efficient. One of the major factors impeding its growth is the lack of an appropriate draw solute. The present study deals with the identification of potential draw solutes, and rank them. The comparison was carried out among ten draw solutes on the basis of four main parameters namely; water flux, reverse salt diffusion, flux recovery and cost. Each draw solute was given three 24 hour runs; corresponding to three different concentrations; and their flux and reverse salt diffusion values were calculated. A fresh membrane was used every time except for the fourth time which was the flux recovery experiment conducted for the lowest concentration and the change of flux and reverse salt diffusion values from the initial run was noted. The organic solutes inspected were urea and tartaric acid which showed appreciable values in other parameters viz. reverse salt diffusion, flux recovery and cost although they generated a lower flux. They ranked 5th and 8th respectively. All the experimented draw solutes were ranked based on their values corresponding to each of the four main parameters chosen for comparison and Ammonium sulfate was found to be the best draw solute.