• 한국물환경학회지
• /
• 제37권6호
• /
• pp.433-441
• /
• 2021

The aim of this study was to optimize the ozonation and ceramic membrane integrated process for greywater reclamation. The integrated process is a repeated sequential process of filtration and backwash with the same ceramic membrane. Also, this study used ozone and oxygen gas for the backwashing process to compare backwashing efficiency. The study results revealed that the optimum filtration and backwash time for the process was 10 minutes each when comparing the filtrate flow and membrane recovery rate. The integrated process was operated at three different operating conditions with i) 10 minutes for filtration and 10 minutes for ozonation, ii) 10 minutes for filtration and 10 minute for oxygen aeration, and iii) continuous filtration without any aeration for synthetic greywater. The integrated process with ozone backwashing could produce 0.55 L/min of filtrate with an average of 18.42% permeability recovery, while the oxygen backwashing produced 0.47 L/min and 6.26%, respectively. And without any backwashing, the integrated process could produce 0.29 L/min. This shows that the ozone backwash process is capable of periodically recovering from membrane fouling. The resistance of the fouled membrane was approximately 34.4% for the process with ozone backwashing, whereas the resistance was restored by 10.8% for the process with oxygen backwashing. Despite the periodical ozone backwashing and chemical cleaning, irreversible fouling gradually increased approximately 3 to 4%. Approximately 97.6% and 15% turbidity and TOC were removed by ceramic membrane filtration, respectively. Therefore, the integrated process with ozonation and ceramic membrane filtration is a potential greywater treatment process.

• 멤브레인
• /
• 제32권6호
• /
• pp.390-400
• /
• 2022

나노여과막(NF)은 식품가공, 제약 등 폐수는 물론 지자체 하수처리시설에서 배출되는 폐수 처리에 있어 훨씬 낮은 압력으로 운용이 가능해 역삼투막(RO)보다 인기가 높다. NF막의 경우 분리 메커니즘은 투과확산 기작과 더불어 RO 박막보다 낮은 가교밀도로 인한 체거름 메커니즘이다. 막 오염은 세라믹 막과 달리 고분자 막의 경우 나노 여과 공정의 고질적인 문제 중 하나이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 차아염소산나트륨을 사용한 멤브레인 세척이 이루어진다. 폴리머 멤브레인에 비해 세라믹 멤브레인은 이러한 화합물에 매우 안정적이다. 본 리뷰에서는 NF 프로세스에 의한 폐수 처리의 다양한 유형의 세라믹 막 적용에 대해 논의한다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제22권12호
• /
• pp.2205-2213
• /
• 2000

NF와 RO를 이용한 용존성 물질의 제거특성을 관찰하기 위해 UF로 전처리된 지하수가 파일럿플랜트에 6개월 동안 연속 공급되었다. 그리고 NF와 RO에서 발생한 막 오염의 특성을 파악하고 막 오염물질을 규명하기 위해서 파일럿플랜트에서 NF와 RO를 분리하여 autopsy test를 실시하였다. Autopsy test에서는 파일럿플랜트에서 사용된 막의 투과플럭스와 화학세정에 따른 플럭스의 회복율을 측정하였다. 아울러 여기서 발생한 폐세정액의 수질을 분석하여 막 오염물질의 구성성분을 알아보고자 하였다. NF와 RO1의 비플럭스는 운전시간 100일 이후에 급격히 감소하기 시작하였고 RO1에서의 감소율이 NF에서보다 컸다. 회수율이 낮온 RO2의 비플럭스는 점진적으로 감소하였다. 파일럿플랜트에서 용존성 무기물질의 제거율은 전기전도도로 NF, RO1, RO2 막에서 각각 76.3%, 88.2%, 95.3%로 RO2에서 가장 높았다. 용존성 유기물질의 제거율은 TOC로 80%정도였다. 와권형 NF와 RO의 막 오염은 원수 유입부보다는 농축수 유출부에서 많이 발생하였다. 이것은 유출부로 갈수록 막면선속도가 낮아지고 원수 중 오염물질의 농도가 높아졌기 때문이다. 막 오염물질의 주성분은 무기성 Ca염과 유기성 Si염인 것으로 생각되며 비가역적 막 오염에 기여도가 가장 큰 물질은 Fe인 것으로 생각된다. 막 오염물질의 형상을 SEM으로 관찰한 결과 최근접 표면에 유기물질이 부착되어 있고 그 위에 판상모양의 무기성분이 쌓여 있는 형태가 관찰되었다. 미생물 막 오염은 거의 관찰되지 않았는데 이것은 UF에서 1차로 대부분의 미생물이 제거되었기 때문이다.

• Membrane and Water Treatment
• /
• 제7권5호
• /
• pp.377-401
• /
• 2016

To study the effect of titanium dioxide ($TiO_2$) nanoparticles on membrane performance and structure and to explore possible improvement of using mixed solvents in the casting solution, composite polyvinylidene fluoride (PVDF) ultrafiltration membranes were prepared via immersion precipitation method using a mixture of two solvents triethyl phosphate (TEP) and dimethylacetamide (DMAc) and addition of $TiO_2$ nanoparticles. Properties of the neat and composite membranes were characterized using scanning electron microscope (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), Atomic force microscopy (AFM) and contact angle and membrane porosity measurements. The neat and composite membranes were further investigated in terms of BSA rejection and flux decline in cross flow filtration experiments. Following hydrophilicity improvement of the PVDF membrane by addition of 0.25 wt.% $TiO_2$, (from $70.53^{\circ}$ to $60.5^{\circ}$) degree of flux decline due to irreversible fouling resistance of the composite membrane reduced significantly and the flux recovery ratio (FRR) of 96.85% was obtained. The results showed that using mixed solvents (DMAc/TEP) with lower content of $TiO_2$ nanoparticles (0.25 wt.%) affected the sedimentation rate of nanoparticles and consequently the distribution of nanoparticles in the casting solution and membrane formation which influenced the properties of the ultimate composite membranes.

• 한국막학회:학술대회논문집
• /
• 한국막학회 2004년도 Proceedings of the second conference of aseanian membrane society
• /
• pp.19-24
• /
• 2004

ED method is employed to effectively remove the organic acid salts in actual PDO fermentation broth. The lower electrical potential is selected to avoid the serious membrane fouling so as to ensure a stable and durative desalination process. Under the selected operation conditions, about 90% of organic acids salts are removed from PDO fermentation broth successfully by ED process. To reduce the loss of PDO product due to the diffusion, the operation time should be considered carefully. And based on mass balance equation and irreversible thermodynamics approach, a mathematical model is developed to describe the desalination process of an aqueous solution containing neutral solute by ED method. While the influence of concentration polarization is reflected by decreasing the conductivity of membrane, the model is verified well to describe the ED processes under varied operation conditions. Through the model, ED process of actual PDO fermentation broth is simulated to get a suitable scope of initial concentration in concentrated compartment.

• 멤브레인
• /
• 제23권1호
• /
• pp.12-23
• /
• 2013

섬진강 수계의 복류수를 대상으로 막여과 정수처리 공정 현장 적용성 평가를 위해 여과막의 공경에 따른 막오염도 예측 및 최적 응집제 주입농도 선정을 통해 파일롯플랜트 규모의 검증실험을 실시하였다. 막공경에 따른 막오염도 평가를 위한 여과저항 평가실험 결과, $0.1{\mu}m$와 $0.01{\mu}m$ 여과막의 비가역적 여과저항 증가율은 각각 $0.44{\times}10^{12}/m^2$, $0.42{\times}10^{12}/m^2$로 나타났으며, Flux-test 실험결과, 적정응집제 주입농도는 Jar-Test 실험결과에 비해 낮게 나타났다. 현장 적용성 평가를 위해 6개월 동안의 파일롯플랜트 운영을 수행하였다. 응집을 실시하지 않은 막여과공정은 여과유속 $1.0{\sim}1.5m^3/m^2{\cdot}day$, 응집을 실시한 막여과 공정은 여과유속 $1.0{\sim}2.0m^3/m^2{\cdot}day$의 조건에서 운전한 결과 두 조건 모두 6개월 이상 막차압이 안정되게 유지되었다. 따라서 섬진강 수계의 복류수를 이용한 막여과 공정 운영에 있어 적정 여과유속으로 운전 시 응집제 사용 없이 안정적인 운전이 가능함을 알 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제49권2호
• /
• pp.256-262
• /
• 2011

아민 흡수 공정에서 아민은 $O_{2}$ 및 고온에 의해 비가역반응을 일으키며, 이러한 현상을 열화반응이라 한다. 열화반응은 아민의 가치를 떨어뜨릴 뿐만 아니라 부식, fouling과 같은 문제를 일으킨다. 따라서, 본 연구에서는 여러가지 화학흡수제(MEA; monoethanolamine, AMP; 2-amino-2-methyl-propanol, DAM; 1,8-diamino-p-menthane)를 이용하여 i) 50, $120^{\circ}C$에서의 흡수평형, ii) $CO_{2}$ 및 $CO_{2}/O_{2}$ 계에서 흡수제의 열화에 따른 농도변화 및 초기열화속도상수, iii) 산소 $(O_{2})$에 의한 열화 영향을 살펴보았다. DAM은 흡수영역에서 MEA와 AMP에 비해 400~270% 높은 흡수평형부하를 보이며, MEA나 AMP에 비해 흡수/재생영역에서 흡수평형부하가 커 흡수능이 우수하였다. $CO_{2}$계에서 DAM의 초기열화속도상수는 $2.254{\times}10^{-4}$ $cycle^{-1}$로 MEA와 AMP의 $2.761{\times}10^{-4}$ $cycle^{-1}$, $2.416{\times}10^{-4}cycle^{-1}$에 비해 작아 열화가 늦게 진행되며, $O_{2}$ 주입시 초기열화속도상수는 1.3배 증가하여 2배 증가한 MEA보다 열화 영향이 적었다. 이러한, 일련의 열화반응은 GC chromatogram에서 새로운 peak의 생성과 FT-IR spectrum 분석을 통하여 확인할 수 있었다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제29권6호
• /
• pp.654-661
• /
• 2007

본 연구에서는 알루미늄 실리케이트의 형성으로 인한 파울링 메카니즘을 밝히기 위한 기초단계로서 잔류 알루미늄농도와 실리케이트의 존재형태가 알루미늄실리케이트 생성에 미치는 영향을 배치실험을 통해서 알아보고자 하였다. 이를 위해서 Al과 Si의 조성이 다른 용액에서 생성되는 침전물의 양을 정량하고 생성된 침전물의 형상과 원자조성비를 SEM-EDS로 관찰하였다. 아울러 용액과 침전물중의 실리케이트 형태를 분석하여 불용성 알루미늄 실리케이트의 형성과의 관계를 밝히고자 하였다. 생성된 알루미늄실리 케이트의 양은 용액 중 총 실리케이트 농도와 알루미늄의 농도가 증가할수록 증가하였다. 이 중 pH 2.7에서도 녹지 않고 남아있는 침전물은 용액 중 실리케이트가 거의 반응성형태로 존재한 시료 2에서 가장 높았다. 또한 생성된 침전물의 반응성실리케이트의 함량은 용액 중 반응성 실리케이트농도가 높은 시료에서 가장 높았으며, 용액의 실리케이트의 농도가 같은 시료 중에서는 알루미늄의 농도가 높은 시료에서 높았다. 생성된 침전물의 형상을 SEM - EDS로 관찰한 결과 시료 2에서 pH 2.7에서도 녹지 않는 불용성 염이 형성되었음을 알 수 있었다. 생성된 침전물의 Al/Si비율은 $0.48\sim3.14$였으며, 불용성 염이 뚜렷하게 관찰된 시료 2의 Al/Si 비율이 3.14로 가장 높았다. 이상의 결과를 통하여 막에서 비가역적 파울링의 원인이 되는 불용성 알루미늄실리케이트는 용액의 실리케이트가 반응성 물질로 존재할 때 생성되기 쉬우며, 아울러 공존하는 잔류알루미늄의 농도비도 매우 중요한 영향인자라는 것을 알 수 있었다.