Kim, Youngmin;Jang, Jung-Woo;Kim, Jin-Ho;Choi, June-Seok;Lee, Sangho;Kim, Sukwi
Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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v.35
no.9
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pp.624-629
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2013
The relation between performance maintenance conditions and those cost efficiency was studied to choose an optimum operating condition in the seawater desalination pretreatment system. A hollow fiber microfiltration module, which was developed with domestic technology, was tested with the various operating conditions such as chemically enhanced backwash cycles and design dosages of a cleaning chemical. Transmembrane pressure was measured to investigate membrane fouling status and cleaning degree. In addition, economic analysis was performed to compare water production costs by the operation condition. As a result, The operation mode III, chemically enhanced backwash at once a day with 100 mg/L of sodium hypochlorite (NaOCl) was selected. The concurrent evaluation between membrane filtration performance and its economic analysis will be suitable to choose an efficient optimum condition.
Kim, Soon-Dong;Chung, Ho-Duck;Choi, Yong-Hee;Youn, Kwang-Sup
Applied Biological Chemistry
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v.43
no.1
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pp.24-28
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2000
This study was conducted to evaluate the effect of ultrafiltration (UF) process variables on permeate flux and membrane resistance and to clarify apple vinegar for quality improvement. Apple vinegar was clarified in a laboratory ultrafiltration system with hollow fiber membrane made of polysulfone and MWCO 30,000 and 10,000. The permeate flux increased with the increase of flow rate and the optimum pressure was $1.5\;kgf/cm^2$ in this system. The turbidity of clarified apple vinegar treated UF largely decreased. pH and acidity of treated samples showed the same level as those of untreated apple vinegar. The permeate flux continuously declined while the fouling material accumulated on the membrane as the operation time increased. Resistance decreased with lower pressure, which could be explained by expansion of pore size at lower pressure and minor compaction of the polarized layer at lower pressure.
To prevent deterioration of the jujube wine quality by using heat sterilization while commercial production, ultrafiltration and microfiltration were applied. The permeate flux and physicochemical properties of jujube wine determined by MF and UF membrane ($0.2\;{\mu}m$ pore size and 50 K dalton cut off) were investigated. The permeate flux increasing caused the increased operating pressure. The Hunter L value of jujube wine treated MF and UF was increased and that of b value was decreased. The turbidity of jujube wine treated MF and UF was largely decreased. And the values of pH, ethanol, total acid and soluble solid were decreased or were at the same level comparing with untreated jujube wine. Retention percentage of sugar and organic acid was more than 80% and was not influenced by operating pressure. Results of sensory evaluation indicated that the color of UF was superior to un-treatment and commercial ones. And the flavor and taste were not significantly different with untreated jujube wine. The quality deterioration of commercial jujube wine could be improved by MF and UF. According to the sensory evaluation, there was also not difference between MF and UF for preference test. Therefore, the quality of jujube wine could be improved by MF having better separation yield efficiency than UF.
This study was performed to evaluate SND(simultaneous nitrification and denitrification)efficiency, nitrogen removal efficiency and filtration function of non-woven fabric by using submerging MBR packed with granular sulfur covered with non-woven fabric filter. Synthetic wastewater was used as influent wastewater. Concentration of $NH_4{^+}-N$ in influent was maintained about 40 mg/L and the experiment was performed in four phases according to the flow rate. Nitrogen loading rate divided four phases ranging from $0.04 kg\;NH_4{^+}-N/m^3-day$ to $0.16 kg\;NH_4{^+}-N/m^3-day$. As a result, the maximum $NH_4{^+}-N$ removal rate was accomplished at $0.142 kg\;NH_4{^+}-N/m^3-day$ in nitrogen loading of $0.147 kg\;NH_4{^+}-N/m^3-day$. Nitrification efficiency was higher than 95% in all phases. $NO_3{^-}-N$ loading rate was adjusted ranging from $0.22 kg\;NO_3{^-}-N/m^3-day$ to $0.89 kg\;NO_3{^-}-N/m^3-day$. The maximum $NO_3{^-}-N$ removal rate was accomplished up to $0.71 kg\;NO_3{^-}-N/m^3-day$ in $NO_3{^-}-N$ loading of $0.89 kg\;NO_3{^-}-N/m^3-day$. The maximum $NO_3{^-}-N$ removal efficiency was 95% in $NO_3{^-}-N$ loading of $0.22 kg\;NO_3{^-}-N/m^3-day$. T-N removal rate was 90% and concentration of T-N in effluent was 3.7 mg/L in T-N loading rate of $0.039 kg\;NO_3{^-}-N/m^3-day$. In this study, TMP in reactor with and without non-woven fabric filter were observed to define fouling of hollow-fiber membrane module. Reaching time to standard washing pressure(22 cm Hg) of two reactors were 29 days with non-woven fabric But the reactor without non-woven fabric reached standard washing pressure only after 4 days. Accordingly, non-woven fabric was demonstrated the superiority as a filtration ability. With high nitrogen removal rate and decreasing of fouling of membrane, MBR packed with granular sulfur covered with non-woven fabric filter submerging in activated sludge aeration tank can be used as an advanced treatment process.
Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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2003.11a
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pp.154-154
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2003
세계의 특허동향을 분석해 보면 수처리용 MF/UF 분리막의 제조 및 응용에 관한 연구개발이 매우 활발하게 진행되어져 왔음을 알 수 있다. 또한 다국적 기업들의 적극적인 마케팅과 분리막 공법의 우수한 처리효율이 인정되면서 90년대 후반부터는 수십만톤/일 규모의 징수처리 및 하수고도처리 분야에까지 MF/UF 분리막이 괄목할만한 수요의 증대를 보이고 있으며 이러한 추세는 앞으로도 더욱 확대될 것으로 전망이 되고 있다. 고분자재료를 이용하여 MF/UF 분리막을 제조하는 방법으로는 보편적으로 첫째, 고분자를 용매에 녹인 후 용매와 비 용매간의 상호교환을 유도하여 분리막을 제조하는 상전이법(Phase Inversion). 둘째, 고분자를 고온에서 희석제와 melt-blending 한 후 가해진 열을 제거하면서 상분리를 일으켜 다공성을 부여하는 열유도 상분리법(TIPS, Thermally Induced Phase Separation). 셋째, 결정성 고분자를 용융, 압출 및 냉각하여 결정화도가 매우 높은 전구체를 제조한 후 연신에 의해 비결정 영역을 개열시켜 기공을 형성하는 연신법(Stretching process)이 있다. 이 중 물성이 매우 우수한 폴리올레핀계 결정성 고분자를 이용하여 분리막을 제조할 수 있는 방법은 열유도 상분리법 및 연신법에 제한된다. 본 연구 발표에서는 세계적으로도 극소수의 기업들만이 보유하고 있으며 고도로 축적된 노하우를 필요로 하는 열유도 상분리법 및 연신법에 의하여 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌 중공사막을 제조하는 방법과 이 두 가지 방법에 의해서 제조된 중공사막의 구조, 물성 및 수투과 성능 그리고 KMS 중공 사막의 응용사례를 통한 실제 운전특성 등을 소개하고자 한다.좋은 결과를 가져다 주는 술식으로 판단되었다.결과를 이용하여 향후 전개될 홈 네트워크 서비스 및 관련시장의 발전 방향을 전망해 보고 이에 따른 기업이나 정부차원의 대응전략을 파악하고자 한다.육구에서는 큰 변화를 나타내고 있지 않았다(p<0.05). 운동과 비운동시킨 참돔의 지질 함량의 변화는 운동시킨 참돔은 운동으로 인한 에너지 소비로 인하여 함량이 유의적으로 감소했으며(r=-0.35), 비운동사육구에서는 절식으로 인하여 지질함량이 감소하였다(r=-0.38). 파괴강도와 가장 밀접한 영향을 가지는 콜라겐은 운동과 비운동 모두 사육기간동안 큰 변화는 보이지 않았다. 초기의 파괴강도값은 1.45±0.02kg(운동사육구), 1.36±0.18kg(비운동사육구)이였으며 사육기간동안 운동사육구는 파괴강도값이 증가한 반면, 비운동수조에서는 참돔의 파괴강도는 사육기간동안 큰 유의차가 없었다. 각 성분간의 상관도를 살펴보면, 수분함량과 파괴강도는 상관성을 가졌으며, 지질함량과 파괴강도도 같은 경향은 나타내었다. 운동기간동안의 파괴강도와 콜라겐 사이에는 상관성의 거의 없었다. 이는 운동기간에 따른 파괴강도의 증가가 콜라겐의 함량의 증가보다는 지질함량의 감소와 수분함량의 증가와 같은 성분과의 상관성이 크다고 판단된다. 다음으로는, 운동횟수에 의한 영향으로써 운동시간을 1일 6시간으로 설정하여, 운동횟수를 결정하기 위하여 오전, 오후에 각 3시간씩 운동시키는 방법과 오전부터 6시간동안 운동시키는 두 방법을 이용하여 품질을 비교하였다. 각 조건에 따라 운동시킨 참돔의 수분함량을 나타낸 것으로, 2회(오전 3시간, 오후 3시간)에 나누어서 운동시키기 위한 육의 수분함량은 73.37±2.02%를 나타냈으며, 1회(6시간 운동)
Lee, Jung Moo;Lee, Myeong Geon;Kim, Se Jong;Koh, Hyung Chul;Nam, Sang Yong
Membrane Journal
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v.25
no.3
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pp.223-230
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2015
We synthesized novel polyimides with high gas permeability and selectivity for application of gas separation membrane. 2,2-bis(3,4-carboxylphenyl) hexafluoropropane dianhydride (6FDA) and two kinds of amines with high permeability and solubility were used to prepare the novel polymide. 2,4,6-Trimethyl-1,3-phenylenediamine (DAM) was used to improve gas permeability and 4,4-Methylenedianiline was used to improve the gas selectivity respectively. The polyimide copolymers were synthesized by commercial chemical imidization method using Triethylamine and Acetic anhydride and their average molecular weights were over 100,000 g/mol. The glass temperature (Tg) and the thermal degradation temperature were characterized using differential scanning calorimeter (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA). The synthesized copolymers showed high Tg over $300^{\circ}C$ and high thermal degradation temperature over $500^{\circ}C$. The gas permeation properties were measured by time-lag equipment. Although general polyimides showed very low gas permeability, synthesized polyimide copolymer showed high $O_2$ permeability of 10.1 barrer with high $O_2/N_2$ selectivity around 5.3. From this result, we confirm that these membranes have possibility to apply to gas separation membrane.
Kim, Byoung-Sik;Kim, Min;Heo, Kwang-Beom;Hong, Joo-Hee;Na, Won-Jae;Kim, Jae-Hun
Applied Chemistry for Engineering
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v.18
no.1
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pp.10-16
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2007
In this study, we examined the preparation and hydrolysis property of immobilized urease membrane to decompose harmful urea in the body and remove ammonia which was produced by its decomposition. Urease immobilized membrane was prepared by introducing anion-exchange group DEA into porous hollow-fiber membrane by radiation graft polymerization method, and immobilization of urease. When urease was immobilized at membrane introduced with anion-exchange group, the more increasing grafting rate, the more increasing immobilization amount. The result originates from the fact that a greater amount of protein was immobilized by forming a multilayer on the longer grafted chain. Meanwhile, the addition of the cross-linker was possible not only to suppress separation phenomenon produced during a washing process of immobilized urease membrane but also to enable the recycling of membrane. Urease Immobilized membrane with no separation phenomenon was prepared by cross-linking reaction for 5 h, and the hydrolysis rate of prepared urease immobilized membrane was over 98% and 50%, respectively, in 1 mol and 4 mol urea solutions.
A membrane bioreactor (MBR) is an effective tool for wastewater treatment with recycling. MBR process has several advantages over conventional activated sludge process (ASP); reliability, compactness, and quality of treated water. The resulting high-quality and disinfected effluents suggest that MBR process can be suitable for the reused and recycling of wastewater. An anoxic/oxic (A/O) type MBR was applied to simultaneous removal of organics and nutrients in sewage. At first, the efficiency of submerged MBR process was investigated using a hollow fiber microfiltration membrane with a constant flux of $10.2L/m^2{\cdot}h$ at each solids retention time (SRT). Results showed that protein/carbohydrate (P/C) ratio increased and total extracellular polymeric substances (EPS) remained constant with SRT increased. Secondly, A/O type MBR with a reverse osmosis (RO) membrane was employed to treat the municipal wastewater. The performance of A/O type MBR-RO process is better for the treatment of organics and nutrients than ASP-MF-RO process in terms of consistent effluents quality.
Park, Ahrumi;Kim, Seong-Joong;Lee, Pyung Soo;Nam, Seung Eun;Park, You In
Membrane Journal
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v.26
no.2
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pp.126-134
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2016
To produce renewable biomethane from biogas, the properties of physical absorbents such as water, methanol, 1-methyl-2-pyrrolidone (NMP), poly(ethylene glycol) dimethylether (PEGDME), and propylene carbonate (PC) were studied, and PC was applied to membrane contactor systems. Among physical absorbents, PC exhibited a high contact angle of $58.3^{\circ}$ on polypropylene surface, and a PC/water mixture (5 wt%) increased the contact angle to $90^{\circ}$. Furthermore, the PC/water mixture presented higher $CO_2$ absorption capacities (0.148-0.157 mmol/g) than that of water (0.121 mmol/g), demonstrating a good property as an absorbent for membrane contactors. Actual operations in membrane contactors using the PC/water mixture resulted in $CO_2$ removal of 98.0-97.8% with biomethane purities of 98.5-98.3%, presenting a strong potential for biogas treatment. However, the PC/water mixture yielded moderate improved in $CO_2$ removal and methane recovery, as compared with water in the membrane contactor operation. This is originated from insufficient desorption processes to reuse absorbent and low $CO_2$ flux of the PC/water absorbent. Thus, it is requiring optimizations of membrane contactor technology including development of absorbent and improvement of operation process.
A theoretical analysis was carried out to examine the concentration behavior of methane from a biogas using a polysulfone membrane. After the governing equations were derived for the cocurrent flow mode in a membrane module, the coupled nonlinear differential equations were numerically solved with the Compaq Visual Fortran 6.6 software. At the typical operating condition of mole fraction of 0.7 in a feed stream, the mole fraction of methane in the retentate increased to 0.76 while the normalized retentate flow rate to the feed flow rate decreased from 1 to 0.79. When either the mole fraction of methane in a feed increased or the pressure of the feed stream increased, the methane mole fraction in the retentate increased. On the other hand, it was found that as either the membrane area decreased or the ratio of the permeate pressure to the feed pressure increased, the methane mole fraction in the retentate decreased. In case that the stage cut increased, the methane mole fraction in the retentate increased while the recovery of methane slightly decreased.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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