• 멤브레인
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• 제11권4호
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• pp.152-160
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• 2001

본 연구는 아크릴 폐수의 COD제거를 위한 전터리 공정 및 전 처리된 아르릴폐수를 한외여과 중공사형 모듈과 역삼투 나권형 모듈에 적용하여 적용압력과 온토변화에 따른 한외여과막과 역삼투막의 분리특성을 고찰하였다. 또한, 장시간 연속운전으로부터 한외여과 및 역삼투 막의 세척 적정시간을 결정하고, 운전시간에 따른 막오염을 고찰하였다. 14시간을 기준으로 한외여과 막의 플럭스가 급격히 떨어지고 있으며, 역삼투 막도 비슷한 경향을 나타내고 있다. CaO 및 모래여과장치를 거친 처리수를 중화처리 하여 UF/RO공정에 적용한 결과 COD 및 TDS가 배출허용 기준치 이하로 제거됨을 알 수 있었다.

• 멤브레인
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• 제11권2호
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• pp.66-73
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• 2001

중공사막의 일단이 자유롭게 움직여 막 오염 현상을 줄일 수 있도록 고안된 침지형 프리엔드 중 공사막 모듈에 아주 짧은 주기로 역세를 실시하는 역충격을 적용하여 중공사막의 기초 오염 특성을 조사하였다. 본 연구에 사용된 막은 폴리설폰(PS, polysulfone)과 폴리아크릴로니트릴(PAN, polyacrylonitrile) 재질의 내경 0.7mm, 외경 1.3mm, 분획분자량 50,000인 한외 여과막을 사용하여 모듈을 제작 후 MLSS 10,000mg/L의 반응조를 침지하였다. PS 중공사막의 역충격 유무에 따른 투과율과 압력 변화를 측정하였다. 역충격을 가하지 않은 경우, 모듈의 투과율은 초기 3시간 동안 급격히 감소하였고 150시간 이후에 일정한 투과율을 나타내었다. 역충격을 가한 모듈의 투과율 감소율은 현저히 줄어들었다. PS과 PAN 재질 중공사막의 역충격에 대한 영향을 15kPa에서 비교한 결과 초기 투과율은 PS 막이 19lmh, PAN 막이 16lmh이었다. 그러나 PS 막은 급격한 막 오염으로 인하여 압력이 30kPa까지 상승하였고 PAN 막은 15kPa에서 거의 일정하게 유지되었다. 160시간 이후 역충격을 멈추었을 때 PAN 막의 투과율은 역충격이 있을 때보다 더욱 감소하였고 PS 막은 역충격을 주었을 경우와 비슷한 투과율을 나타내었다. PAN 막은 역충격으로 인하여 막의 오염이 지연되고 있는 상태에서 역충격의 영향이 없어지므로 막의 오염이 계속적으로 생기는 것이고, PS 막의 경우는 초기의 급격한 막의 오염 때문에 역충격으로 인한 막오염 지연효과가 적었다.

• 멤브레인
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• 제28권4호
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• pp.243-251
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• 2018

메탄은 중요한 온실가스 중의 하나이며, 바이오가스의 주 성분이다. 이러한 바이오가스로부터 메탄의 몰분율 농도를 0.95 이상으로 회수하기 위하여 폴리설폰 중공사 분리막 모듈을 3단으로 연결하여 회수율을 99% 이상으로 얻을 수 있도록 공정을 설계하고 전산 모사하였다. 수치 해석 시 이산화탄소 투과도와 선택도를 이산화탄소의 부분증기압 함수로 나타내어 전산 모사를 수행하여 정확도를 높이고자 하였다. 공급 기체 압력, 공급 기체 내 메탄 농도, 그리고 분리막 모듈 내 분리막 면적이 클수록, 생성물 내 메탄 몰분율 농도가 증가함을 알 수 있었다. 그러나 생성물 내 메탄 몰분율 농도를 0.95 이상, 동시에 메탄 회수율을 99% 이상 얻기 위해서는 분리막 모듈의 분리막 면적을 적절히 선택하여야 하며, 선정된 분리막 모듈을 다단 공정으로 구성함에도 불구하고 공급 기체 압력, 공급 기체 유속, 그리고 공급 기체 메탄 농도를 제한적 범위 내에서 조절하여야 함을 알 수 있었다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 2003년도 춘계 총회 및 학술발표회
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• pp.31-38
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• 2003

A pilot scale biofilter pretreatment-microfiltration system (BF-MF) was operated to investigate the effect of biofilter treatment in fouling reduction of microfiltration. Biofiltration was expected to reduce the membrane fouling by removal of turbidity and metal oxides. The hollow-fiber MF module with a nominal pore size of 0.1$\mu$m and a surface area of 8m$^2$ was submerged in a filtration tank and microfiltration was operated at a constant flux of 0.5 m/d. Biofiltration using polypropylene pellets was performed at a high filtration velocity of 320 m/d. Two experimental setups composed of MF and BF/MF, i.e., without and with biofilter pretreatment, were compared. Throughout the experimental period of 9 months, biofilter pretreatment was effective to reduce the membrane fouling, which was proved by the result of time variations of trans-membrane pressure and backwash conditions. The turbidity removal rate by biofiltration varied between 40% to 80% due to the periodic washing for biofilter contactor and raw water turbidity. In addition to turbidity, metals, especially Mn, Fe and Al were removed effectively with average removal rates of 89.2%, 67.8% and 64.9%, respectively. Further analysis of foulants on the used membranes revealed that turbidity and metal removal by biofiltration was the major effect of biofiltration pretreatment against microfiltration fouling.

• 멤브레인
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• 제25권5호
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• pp.385-390
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• 2015

Isopropyl alcohol (IPA)/물의 투과증발 분리특성을 알아보기 위해 상용화된 Polyetherimide (PEI) 중공사막에 Poly(dimethyl siloxane) (PDMS)로 코팅한 복합막 모듈을 이용하여 파일롯 테스트를 실시하였다. 공급액으로는 물과 IPA를 각각 85 : 15로 혼합하여 사용하였다. 실험 결과로 $25^{\circ}C$에서 투과도 $0.52kg/m^2h$, IPA 농도 68.5%로 높은 수치를, $55^{\circ}C$에서 투과도 $1.368kg/m^2h$, IPA 농도 61.2%로 높은 투과도를 얻을 수 있었다. 테스트를 진행한 복합막 모듈의 내구성을 알아보기 위하여 약 100일간 반응온도를 $50^{\circ}C$로 설정하여 장기테스트를 진행하였고 그 결과 약 $1.03{\sim}1.15kg/m^2h$의 투과도와 61.8~62.5%의 IPA 농도로 초기 측정량과 큰 차이가 없음을 나타내었다.

• 멤브레인
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• 제33권6호
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• pp.352-361
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• 2023

청정 연료인 수소를 생산하기 위해 현재 가장 널리 사용되는 기술인 증기 개질이다. 이 방법으로 생산된 수소는 일산화탄소와 같은 불순물을 함유하고 있어, 이를 연료전지와 같은 응용분야에 사용하기 위해서는 적절한 정제 과정을 반드시 거쳐야 한다. 최근 효과적인 정제 방법으로 분리막 기술이 각광받고 있다. 본 연구에서는 수소와 일산화탄소 혼합가스에서 수소 분리 및 회수를 위해 바이오가스 고질화용(biogas upgrading) 상용 폴리설폰(polysulfone) 고분자막의 활용 가능성에 대해서 평가하였다. 먼저, 사용한 상용막의 물리화학적 특성에 대해서 평가하였고, H₂/CO를 이용하여 stage-cut, 운전압력과 같은 다양한 조건에서의 상용막 모듈의 성능 평가를 진행하였다. 마지막으로, 평가 결과를 바탕으로 공정설계를 위한 시뮬레이션을 진행하였다. 본 연구에서의 상용 분리막 공정의 최대 H₂ 투과도와 H₂/CO 분리계수는 각각 361 GPU와 20.6을 기록하였다. 또한, CO 제거 효율은 최대 94%를 나타내었으며, 생산 수소 농도는 최대 99.1%를 달성하였다.

• 멤브레인
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• 제12권3호
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• pp.165-170
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• 2002

씻어나온 쌀(무세미) 생산공정 중 발생하는 쌀뜨물 중 함유된 유효성분, 특히 단백질 회수를 위한 분리막 공정에 관하여 검토하였다. 먼저 dead-end형 Amicon 여과셀을 이용하여 단백질 농축에 적절한 분리막을 선정하였으며 이를 토대로 중공사형 한외여과 모듈 또는 가정용 정수기에 사용되는 나권형 나노여과 및 역삼투 모듈을 이용한 투과실험을 행하였다. 그 결과, 분획분자량이 10,000 dalton인 한외여과막은 쌀뜨물내 유효성분 내지는 단백q질을 농축하기에 적절하지 않았다. 그러나 역삼투 또는 나노여과 모듈에 9% 가량의 단백질이 함유된 원료용액을 250%까지 농축할 경우, 역삼투 모듈 농축액중에 단백질의 농도는 22%로서 약 2.4배가 농축되었으며 나노여과 모듈의 경우는 약 2배까지 단백질을 농축할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제4권2호
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• pp.114-119
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• 2003

본 연구는 폐수로부터 몇 가지의 유기오염물(Phenol, 2-Chlorophenol, Nitrobenzene)을 비분산 용매추출법으로 동시 제거하는 실험이다. 몇 가지의 용매(MIBK, IPAc, Hexane)에 대하여 분배계수를 구하였고, 용매와 폐수사이의 향류와 병류 흐름에 의한 추출 실험을 하였다. 수용액상의 유량이 증가함에 따라 용매와의 접촉시간이 짧아져 제거율이 떨어지고, 용매의 유량이 증가함에 따라 제거율이 증가함을 알 수 있었다. 그리고 병류보다는 향류에서 유기오염물의 제거율이 증가하는 것을 알 수 있었다. 이러한 결과를 토대로 유기오염물만이 아닌 다른 중금속 오염물 둥도 처리할 수 있는 산업용 폐수처리장치의 개발을 위한 기초자료로 쓰일 수 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권2호
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• pp.250-255
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• 2011

본 연구는 막 분리 공정을 이용한 것으로 수소의 에너지원을 이용가능한 메탄을 정제하기 위해 바이오가스 중 이산화탄소와 메탄의 분리 및 황화수소의 제거하고자 한다. 막은 건/습식 상전이 법을 이용하여 중공사공 형태로 제조하고 표면 실리콘 코팅 후 모듈을 제조하였다. 제조된 중공사 막의 구조특성을 확인하기 위해 전자주사 현미경 관찰을 통하여 치밀한 표면과 망상구조의 비대칭 구조를 확인하였다. 압력과 온도가 증가함에 따라 이산화탄소의 투과도는 증가하였고, 이산화탄소와 메탄의 선택도 역시 증가하는 것으로 나타났다. 혼합가스의 경우 압력 및 온도가 증가함에 따라 메탄 농도는 100%에 가까웠으며 이산화탄소와 황화수소의 제거효율도 증가하였다. Retentate 유량증가와 압력 온도감소에 따라 메탄 농도 감소 및 회수율이 증가하는 경향을 나타내었다.

• 멤브레인
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• 제27권4호
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• pp.367-373
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• 2017

중공사형 정밀여과(MF)와 한외여과(UF)를 포함한 가압식 막여과 시스템은 높은 수준의 병원균 제거 효율로 인해 음용수 처리에 점점 더 많이 사용되고 있다. 그러나 가압식 막여과 시스템에서 분리막의 손상으로 인한 막완결성의 문제가 발생시 병원체가 유출될 수 있으므로, 효과적인 온라인 또는 오프라인 방식의 막 완결성 모니터링 방법을 통해 수질의 안정성을 보장하여야 한다. 최근 막 완결성 시험 중 하나 인 압력손실시험(pressure decay test, PDT)이 가압식 분리막 모듈을 이용한 음용수 처리 시설에 적용되고 있다. 이 논문에서는 PDT의 기체 주입방법에 따른 세 가지 조건으로 원수 측, 여과수 측, 원수 여과수 양방향 측 세 가지 조건을 선정 후 이에 따른 감지감도를 이론값과 실험값을 적용하여 비교하였다. 실험결과 가압되는 측의 부피와 감도는 반비례함을 확인하였고, 주입부의 반대방향에 부압을 형성 시에도 감도가 증가함을 확인할 수 있다. 즉 막 손상의 감지감도는 주입되는 부분의 체적이 작아질수록, 분리막을 경계로 유입과 여과 측의 압력차가 클수록 높아짐을 알 수 있었다.