• 대한환경공학회지
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• 제30권9호
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• pp.948-954
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• 2008

침지형 MBR 공정에서 막 오염과 플럭스 감소의 주요 원인인 케이크층에 의한 저항을 저감하기 위하여 분리막 모듈의 외부에 원통형 관을 도입하였다. 도입된 원통형관 안에 노즐과 산기관을 적용하여 공기 주입량에 따른 공기와 액체의 2상흐름(Two phase flow)중 slug 흐름을 유도하여 공기 방울에 의한 막세정의 효과를 비교 분석하였다. 실험결과 동일한 유량의 공기를 공급할 경우 노즐에서 발생한 공기방울이 원통형관으로 유입되면서 효율적인 slug 흐름을 형성으로 산기관을 사용한 공급 방식보다는 막오염 방지에 효과적이었음을 알 수 있었다. 그러나 노즐로 공급되는 공기의 유량을 최적화하지 않는다면 원통형 관의 벽 부분부터 활성슬러지 혼합액이 퇴적하게 되거나 막간에 슬러지가 퇴적되어 관 내부의 급격한 막힘 현상이 발생하여 일정시간이 경과하면, 오히려 산기관보다 급격한 막오염 현상을 나타냄을 알 수 있었다. 또한 원통형 관 내부에 침지된 분리막의 면적의 최적 비율, A$_m$/A$_t$가 비율이 존재하는 것을 확인할 수 있었다. 산기관의 경우에는 A$_m$/A$_t$ 비율이 0.27일 때 최소화된 막오염이 관찰된 반면에, 노즐의 경우에는 A$_m$/A$_t$ 비율이 0.55일 때 막오염이 최소값을 보였다. 따라서 상승하는 공기방울에 의한 막오염 저감효과는 관 내부의 중공사막이 차지하고 있는 비율, A$_m$/A$_t$에 크게 의존하고 있으며, 산기관과 노즐의 경우 그 최적비율은 각각 다름을 알 수 있었다.

• 멤브레인
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• 제21권1호
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• pp.46-54
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• 2011

자연유기물을 처리하는 침지형 중공사막 정밀여과 시스템에서 $TiO_2$ 나노입자와 UV를 이용한 광촉매 반응을 적용 시 공기폭기, $TiO_2$ 농도, 용액의 pH 그리고 $Ca^{+2}$의 존재가 자연유기물에 의한 파울링에 미치는 혼합영향을 관찰하였다. 실험결과, $TiO_2$ 나노입자 없이 단순 UV의 조사만으로 자연유기물에 의한 파울링은 약 40% 정도 감소시킬 수 있었다. 또한 UV의 조사 없이 $TiO_2$ 나노입자의 교반만으로 약 25%의 파울링 감소효과를 나타내었다. 공기폭기가 광촉매 반응에 미치는 영향을 확인해 본 결과 공기폭기를 적용해 주지 않은 경우와 비교했을시 공기폭기로 인한 자연유기물의 제거효율은 약 12% 정도 향상되었다. 이는 공기폭기로 인한 분리막 표면으로부터 자연유기물의 물리적인 역수송 보다는 산소공급으로 인해 광촉매 반응이 더욱 향상된 것으로 판단된다. 공기폭기 유량, $TiO_2$ 농도, 용액의 pH 영향정도를 관찰한 결과 공기폭기가 자연유기물 파울링 감소에 미치는 영향이 가장 낮은 것으로 나타났다. 반면, 용액의 pH 경우 낮은 pH (= 4.5)에서 파울링 감소에 미치는 영향이 가장 높은 것으로 관찰되었다. 또한 $TiO_2$ 나노입자 농도가 증가할 수록 파울링 감소효과도 증가하였으며 용액의 pH를 낮출수록 파울링 감소는 증가하였다. 이는 낮은 pH에서 서로 반대전하를 지닌 자연유기물과 $TiO_2$ 나노 입자간의 정전기적인 인력이 증가하여 $TiO_2$ 나노입자 표면에서 자연유기물의 광촉매분해능이 향상된 것으로 사료된다. 또한 자연유기물 중 $Ca^{+2}$의 첨가는 상대적으로 높은 pH (= 10)에서 자연유기물과 $TiO_2$ 나노입자 사이 가교현상을 촉진시켜 $Ca^{+2}$이 첨가되지 않은 경우와 비교시 높은 파울링 감소효과와 자연유기물의 분해효과를 달성시킬 수 있었다.

• 멤브레인
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• 제11권4호
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• pp.170-178
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• 2001

상전환 방법에 의해 PVC계 MF막을 제조하여 환성슬러지가 포함된 폐수 처리용 MBR (Membrane bioreactor)에 적용하였다. 막 제조시 첨가제의 농도에 따른 막 특성을 확인한 결과 첨가제의 농도가 증가할수록 기공 크기가 증가하였으며 친수화도 역시 향상되었다. MBR의 내부 환경변화에 따른 실험을 통해 제조한 막의 투과 성능 및 막에 발생하는 막 오염 거동을 조사하였다. 사상균의 생성으로 인한 Sludge bulking 시 막 오염 현상이 가속화되었으며, 이 때 각 시료의 Rc을 조사한 결과 CP-0 > CP-1.0 > CP-1.5의 순으로 나타났고, 정상상태와 비교하여 sludge busking시 Rc값은 3.5~7배가지 증가하였다. 표면 특성이나 투과 유속면에서 PVP 1.5 wt% (CP-1.5)를 첨가하였을 때가 가장 적합하였다. 평균 투과 유속은 시료 모두에서 12(${\pm}$2) L/$m^2$hr 정도였으며, 평균 COD 제거율은 98.8% 정도를 나타내었다 MBR 운전에 있어 sludge bulking시 사상균이 차지하는 비율과 미생물의 모양과 크기에 따라 막 오염은 가속화 되었고, 투과 유속 감소를 보였다. 따라서 막 여과 특성은 막의 친수화 정도와 MBR 내부 미생물의 성장 조건과 환경에 의해 결정되는 것을 알 수 있었다.

• KSBB Journal
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• 제9권5호
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• pp.483-491
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• 1994

중공사막 반응기를 이용한 유용단백질의 분리 빛 효소로 분해된 단백칠 가수분해물의 분자량별 분획 에 있어서 발생되는 fouling 현상은 투과유출속도의 감소와 막반응기의 효율적인 이용에 문제가 되는 주 된 원인이다. 따라서 본 연구에서는 중공사막(MW 10,000 cut off)반응기를 이용하여 단백질(gelatin, milk casein 및 bovine serum albumin)을 연속적으 로 가수분해할 때 가수분해물의 한외여과에 있어 발생되는 fouling을 알아 보기 위해 막반응기의 작동 시간, 단백질 용액의 농도, 온도 빛 pH 변화에 따른 투과유출속도로 측정하였으며, 아울러 효소 첨가에 의한 생성물의 투과유출속도도 효소무첨가구와 비교 검토하였다. Gelatin용액의 초기 투과유출속도는 $19.3\ell/m^2.hr$로 작동시간에 관계없이 거의 일정하였으며, casem 빛 albumin용액은 각각 작동시간 60 분 후에 초기 투과유출속도의 50% 빛 43%가 감소 하였다. 단백질 용액의 농도 빛 온도의 증가에 따른 투과유출속도는 증가하는 경향을 보였으며, pH 변 화에 따른 투과유출속도는 세 종류의 단백칠 모두­등전점 pH영역에서 가장 낮았다. Alcalase의 첨가 로 인한 gelatin 용액의 투과유출속도는 작동시간 40분까지 초기 투과유출속도에 비해 $7.51\ell/m^2.hr$증가하였으나, 불용성 단백질인 cas em 빛 albumin 용액의 투과유출속도는 초기 투과유출속도에 비해 감소하는 경향이였다. 그러나 효소를 첨가하지 않았 을 경우보다는 향상되었다. 따라서 연속식 재순환 막효소반응기에셔 분해물의 투과유출속도는 단백질의 성질이 변하지 않는 온도범위 내에서 온도의 증가 및 등전점 pH영역을 벗어난 pH로 조정해야 하며, 불용성 단백질의 경우는 가수분해시 미리 단백질을 효소로 엘정시간 처리한 다음 재순환시키면 fouling을 현저하게 감소시킬 수 있다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제12권1호
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• pp.184-198
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• 2020

Decisions of the design speed, MCR, and engine capacity have been empirically made by assuming the value termed the sea margin. Due to ambiguity regarding the effect of some factors on the sea margin, the value has been commonly decided based on experience. To evaluate the value from a new viewpoint, it is necessary to construct an approach to estimate the sea margin through an objective procedure based on a physical and mathematical model. In this paper, a framework to estimate the actual sea margin of an LNGC based on the maneuvering equations of motion is suggested by considering the hull, propeller, rudder, and given sea route under wind and waves. The fouling effect is additionally quantified as the increase of total resistance by considering the re-docking period. The operation data is reviewed to amend the increase of the total resistance considering the speed loss of a ship. Finally, the factor of how much the resistance increases due to fouling is newly obtained for the vessel. Based on the comparison of the estimated sea margin with the empirical range of the sea margin, the constructed framework is regarded as feasible.

• 대한환경공학회지
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• 제22권2호
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• pp.323-329
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• 2000

막결합형 활성슬러지 공정은 막오염으로 인한 플럭스 감소 때문에 시스템의 경제성과 효율성이 떨어지는 문제점을 지니고 있어 막오염에 대한 체계적인 연구가 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 한외여과막과 결합된 활성슬러지 시스템을 운영하면서 막오염 유발 인자를 규명하고자 하였다. 활성슬러지 공정의 운전 초기에 급격한 플록 크기 감소와 동시에 급격한 플럭스 감소가 관찰되었다. 초기 플럭스 감소현상은 활성슬러지 플록의 입자 크기 감소로 인한 케이크 저항의 증가가 주요 원인이었다. 이것은 운전시간에 따른 각 여과 저항값을 측정하여 확인하였다. 또한, 플록 해체로 인하여 EPS 양이 운전 전보다 약 150 % 가량 증가한 것을 볼 때 EPS 양의 증가가 케이크 저항 증가의 또 다른 원인이 될 수 있음을 제시하였다.

• 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.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.236-236
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• 2012

In this study, we present the salt repellent behavior of superhydrophobic filtration membrane. Bio-fouling or mineral-fouling is the main factor of decreasing the performance of filtration membrane. The superhydrophobic modification of filtration membrane using PECVD (Plasma enhanced chemical vapor deposition) is introduced. The oxygen plasma was introduced for developing nano hairy structures and subsequent HMDSO (Hexamethyldisiloxane) coating was used for enhancing low surface energy. Saline water evaporation test was carried out to evaluate the difference of contamination of salt on superhydrophobic and moderately hydrophobic filtration membrane. EDS and EPMA were used for visualizing the residue of salt crystal.

• Environmental Engineering Research
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• 제22권1호
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• pp.108-115
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• 2017

Chlorination has been the most common antifouling method, but alternatives are under searching. In this article, we report how the hydrogen peroxide could enhance the effect of chlorination to prevent fouling by inhibiting larvae settlement and abatement of mussel colonization or by extinct of them; through marine mussel Mytilus edulis. The addition of hydrogen peroxide shows synergic effect on the veliger larvae (up to 19 folds) and effectively reduces required time of mussel mortality by 8-22%. For resolution of micro- and macro-fouling caused by the marine mussel, as well as diminishing of time and conventional chlorine dose could be important factor in favour of environment and economics.

• 대한환경공학회지
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• 제30권1호
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• pp.31-36
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• 2008

본 연구는 도시하수 처리를 위한 침지형 막 분리 활성슬러지법(membrane bioreactor: MBR) 시스템에서 막 재질 및 구조가 파울링에 미치는 영향을 조사하기 위하여, polytetrafluoroethylene(PTFE), polycarbonate(PCTE) 및 polyester(PETE)의 정밀여과 막(기공크기: 0.1 $\mu$m)을 사용하였다. 120일의 운전기간 동안 PETE막 여과속도는 다른 막들에 비해 가장 빠른 감소경향을 보였으나, 화학세정을 할수록 점차 PCTE 및 PTFE막과 유사한 여과속도 감소경향을 보였다. PETE막의 유기물 제거율이 다른 막들에 비해 약간 높게 나타났으며, 이것은 막의 빠른 파울링 발생과 밀접한 관련이 있는 것으로 판단된다. 반응조내 슬러지 상징액 및 막 여과수에 존재하는 DOC성분을 친수성 및 소수성으로 분획한 결과, 본 연구에서는 막의 친수성/소수성이 MBR 파울링에 미치는 영향이 크지 않은 것으로 나타났다. 파울링이 발생한 막들의 각종 여과저항 값을 분석한 결과, PETE막은 비가역적 파울링에 의한 영향이 다른 막들에 비하여 컸으며, 유기물 제거율에도 긍정적인 영향을 미친 것으로 판단된다.