• 멤브레인
• /
• 제17권3호
• /
• pp.161-173
• /
• 2007

현재 막여과 공정은 정수처리에서 많은 관심을 받고 있다. 그러나 막여과 공정은 저압 운전이 가능한 정밀/한외여과 분리막을 이용할 때는 효과적인 용존성 유기물 제거가 이루어지지 않으며 막오염 현상으로 분리막의 투과도 감소가 일어난다. 고압 분리막을 이용할 경우 양질의 수질은 얻을 수 있으나 고압 운전으로 인하여 운전비용의 소모가 높다. 따라서 최근 분리막의 효율적인 정수처리 적용과 성능 향상을 위해서 다른 물리화학적 공정과 결합한 혼성공정에 대한 다양한 접근이 이루어지고 있다. 본 연구에서는 혼성공정으로 응집, 흡착, 특정 화학반응, 막표면 코팅 등과 정밀/한외여과 공정을 결합한 경우의 특징, 처리효율, 고려사항 등을 고찰하였다.

• 멤브레인
• /
• 제27권1호
• /
• pp.77-83
• /
• 2017

무기실리카 입자로 구성된 고탁도 원수를 처리하는 침지식 정밀여과 운전에서 휴민산과 2가 양이온의 존재유무에 따라 시간에 따른 파울링 저항을 관찰하였다. 공기폭기로 인한 무기실리카 입자의 파울링 감소효과는 휴민산과 칼슘이 혼합으로 존재 시 감소하였다. 파울링층의 전자현미경 관찰결과 칼슘의 존재 시 휴민산의 무기실리카 입자 표면흡착이 관찰되었다. 이는 멤브레인 표면에 조밀한 파울링층을 형성시켜 공기폭기 효과를 감소시킨 것으로 판단된다. 용액의 조성에 따른 고탁도 원수의 탁도 제거율에는 큰 변화가 없었으나 공기폭기량에 따라 칼슘과 무기실리카 입자의 혼합 존재 시 유기물질의 제거율은 80% 이상으로 증가하였다. 이는 공기폭기 하에 무기실리카 입자 표면에 흡착된 일부 휴민산들이 멤브레인 표면으로부터 함께 역수송 되어 유기물질 제거율을 증가시킨 것으로 사료된다.

• Membrane and Water Treatment
• /
• 제4권3호
• /
• pp.175-189
• /
• 2013

A membrane bioreactor (MBR) with sludge retention time (SRT) of 300 days was maintained for over 2 years. Polypropylene microfiltration (MF) membrane with pore size of 0.2 ${\mu}m$ was used in the MBR system. The fouling behaviors of various sludge fractions from the MBR were studied and sub-divided resistances were analyzed. It was observed that $R_{cp}$ was a dominant resistance during the filtration of activated sludge, contributing 63.0% and 59.6% to the total resistance for MBR and sequential batch reactor (SBR) respectively. On the other hand, $R_c$ played the significant role during the filtration of supernatant and solutes, varying between 54.54% and 67.18%. Compared with $R_{cp}$ and $R_c$, $R_{if}$ was negligible, and $R_m$ values remained constant at $0.20{\times}10^{12}m^{-1}$. Furthermore, resistances of all sludge fractions increased linearly with rising mixed liquor suspended solids (MLSS) concentration and growing trans-membrane pressure (TMP), while the relationship was inversed between fraction resistances and cross flow velocity (CFV). Among all fractions of activated sludge, suspended solid was the main contributor to the total resistance. A compact cake layer was clearly observed according to the field emission scanning electro microscopy (FE-SEM) images.

• 한국물환경학회지
• /
• 제24권4호
• /
• pp.423-429
• /
• 2008

Microfiltration (MF) and ultrafiltration (UF) processes for removal of particulate materials (i.e., turbidity, microorganisms and viruses) have been used to produce drinking water with higher quality. As membrane filtration technique has become widely applied for drinking water treatment, the importance of membrane integrity test (MIT) has also been increasingly emphasized. The results of pressure decay test (PDT) were presented in the paper to monitor membrane integrity. In this paper the PDT was carried out with deliberately-defected membrane fibers to evaluate the sensitivity of PDT on membrane fiber damage. Variation of pressure decay rate and removal rate were investigated to evaluate the impact of defection (defection ratio) and pore size of membrane. The membrane integrity could be successfully monitored by the PDT. The pressure decay rate varied from $0.002{\sim}0.189kg_f/cm^2hr$ with the initial pressure ranged from 0.2 to $1.0kg_f/cm^2hr$. Higher initial pressure which provided with higher pressure decay rate was preferred to evaluate the defection of membrane fiber. As for the particle removal rate, the Log Removal Rate (LRV) of kaolin solution decreased significantly from 3.78 to 2.31 when one fiber out of 3,200 fibers was cut. The membranes with different pore size were tested to evaluate virus removal efficiency. The virus removal rate of the MF membrane ($0.1{\mu}m$) was about 30% although the poliovirus was smaller than the pore size of the MF membrane, indicating that the removal rate was much lower than Korea Water Works Association (KWWA) certificate LRV of 1.5.

• 상하수도학회지
• /
• 제18권4호
• /
• pp.522-528
• /
• 2004

Microfiltration with in-line rapid coagulation for drinking water production was examined. The in-line rapid coagulation was conducted using newly developed mixing device instantaneous flash mixer. The flux decline during membrane filtration was monitored with coagulant dosage varied. Flux decline was minimized at 1.1mg/L of coagulant dosage, where streaming potential of coagulated water was near zero. The optimum dosage for the process control was explained by dimensionless distance (${\kappa}{\times}a$) of particle pairs, obtained from electrophoresis parameter describing electrostatic repulsion relative to Van der Waals energy between particle pairs in the pre-coagulated water.

• 환경위생공학
• /
• 제20권3호
• /
• pp.36-43
• /
• 2005

하수처리장 방류수의 재이용을 위해 2004년 1월$\~$12월까지 수질상태를 조사하였다. BOD, SS, 탁도, 총인과 색도의 월별로 조사한 연평균은 각각 4.1mg/L, 2.9mg/L, 0.8NTU, 1.3mg/L, 27unit이었다. 쟈테스트는 급속혼화 5분, 완속교반 15분, 침전 1시간의 조건하에서 오염물질의 제거율을 조사하였다. 사용된 응집제는 Alum과 폴리염화알루미늄이고, 방류수 중의 색도, 탁도, 총인, 총유기탄소 등을 제거하는데 효과가 있었다. 특히 폴리염화알루미늄을 사용시 탁도와 용존성인의 제거 효과가 좋았다. 응집공정과 연속한 정밀여과 공정에 의한 유기물의 제거효과를 조사한 결과, 분자량 1,000 Dalton 이상의 범위에 있는 물질의 제거가 잘 이루어진 반면, 소독부산물의 생성에 영향을 주는 분자량 500 Dalton 이하 물질의 제거율은 낮은 것으로 조사되었다. 따라서 복합공정에서 이 범위 분자량의 물질을 제거하기 위해 흡착공정 등의 추가공정이 필요할 것으로 본다.

• 한국물환경학회지
• /
• 제20권4호
• /
• pp.365-369
• /
• 2004

Submerged membrane bio-reactor equipped with a hollow fiber microfiltration was applied to reuse weaving wastewater of water jet loom, where two parameters such as the concentration of MLSS and the flux were controlled. While the flux at the concentration of MLSS around 900mg/L was constantly kept over 0.4m/d and 0.8m/d in a short time, the stable flux at around 300mg/L of MLSS was shown at the 8 days later. Regardless of MLSS and flux, BOD, CODcr and Turbidity of the permeate were 1~2mg/L, 7~10mg/L and below 1 NTU, which were 85~90%, 87~90% and 98% of removal efficiency, respectively. The stable operation without fouling was achieved because the contents of ECP were smaller than those of common MBR processes and the composition(saccharide/protein) was kept constantly. In this study, 0.5~1.0m/d of flux and 400~900mg/L of MLSS were considered as the most recommendable operating condition for the reuse of weaving wastewater.

• 멤브레인
• /
• 제11권4호
• /
• pp.170-178
• /
• 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.

• 멤브레인
• /
• 제20권2호
• /
• pp.120-126
• /
• 2010

본 연구에서는 $TiO_2$ 나노입자로 표면침적된 polyethersulfone (PES) 정밀여과 분리막이 자연유기물로 인한 분리막 막힘현상(파울링)에 미치는 영향을 관찰하였다. $TiO_2$ 나노입자로 표면침적된 PES 정밀여과 분리막의 자연유기물 파울링 거동에 $TiO_2$ 나노입자의 결정구조와 용액의 pH 그리고 $Ca^{+2}$이 미치는 영향을 관찰하였다. 연구결과, $TiO_2$ 나노입자로 표면 개질된 정밀여과 분리막은 자연유기물에 의한 파울링 현상을 현저하게 감소시킬 수 있음을 확인 할 수 있었다. 그러나 이와같은 현상은 $TiO_2$ 나노입자의 결정구조와 용액의 성상에 매우 의존하는 것으로 나타났다. 자연유기물 파울링의 감소는 결정구조가 상대적으로 불안정한 anatase $TiO_2$ 나노입자를 분리막에 표면침적 시, 용액 중 $Ca^{+2}$이 존재하지 않을 때 상대적으로 높은 pH에서 효과적인 것으로 관찰되었다. 그러나 $Ca^{+2}$의 첨가 시 이와 같은 효과는 높은 pH에서 더욱 증가할 수 있음을 확인할 수 있었다. 반면, 결정구조가 상대적으로 안정한 rutile $TiO_2$ 나노입자의 경우 자연유기물의 파울링 감소는 용액의 조성에 큰 영향을 받지 않는 것으로 나타났다.

• 멤브레인
• /
• 제31권3호
• /
• pp.170-183
• /
• 2021

파울링은 멤브레인 성질의 효과를 저해한다는 점에서 큰 문제다. 멤브레인의 표면적인 특성에 파울링의 영향이 감소하는 문제를 해결하기 위해 다양하고 기발한 멤브레인의 패턴화가 제시되었다. 패턴화된 멤브레인의 진행 과정과 멤브레인의 파울링 효과의 분리 과정을 이 글을 통해 짚어보려 한다. 패턴화된 멤브레인의 효과를 최대한 활용하는 다양한 분리 과정을 분석해야 하는데 바로 나노여과, 역삼투, 미세여과, 한외여과, 투과증발이다. 이러한 분리 과정들을 사용하면 파울링 효과를 줄이는데 큰 효과가 있다는 점이 증명되었다. 또한, 패턴화된 멤브레인에 이로운 요소도 더해진다. 각각의 패턴화된 멤브레인과 분리 과정들은 플럭스, 염 제거율, 친수성 등에 대한 임계값을 구하는데 주목할 만한 결과가 나왔지만, 아직 파악되지 않은 부분을 확인할 필요도 있다. 본 총설에서는 분리공정을 위한 패턴화된 멤브레인의 효과에 대해 논의할 것이다.