• 한국물환경학회지
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• 제28권1호
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• pp.148-156
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• 2012

In this research, the application of carbon nanotubes (CNTs) modified PVDF (polyvinylidene fluoride) membrane was tested as a simply and beginning attempt to overcome membrane fouling because CNTs importantly affect the transport of natural organic matter (NOM). Suwannee River fulvic acid (SRFA) as the representative of NOM was selected and its sorption results with single-walled CNT (SWCNT), multi-walled CNT (MWCNT), and oxidized MWCNT (O-MWCNT) were obtained through the batch experiment. SRFA sorption isotherms had a strong nonlinearity and its sorption capacity followed the order O-MWCNT < MWCNT < SWCNT. The adsorbed mass of SRFA on each CNT decreased as a function of pH due to their charge repulsion. For the CNT-PVDF membrane filtration experiments, the suspended CNT solution (10 mg/40 mL) was incorporated into $0.45{\mu}m$-PVDF membrane and 5 mg/L of SRFA solution was monitored using UV detector connected with high pressure pump after passing through CNT-PVDF membrane. The SRFA removal efficiency by MWCNT-PVDF membrane was the strongest among other modified membranes. This suggests that the CNT modified microfiltration (MF) membrane might effectively and selectively apply to treat the contaminated water including organic compounds in the presence of NOM.

• 상하수도학회지
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• 제23권1호
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• pp.31-37
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• 2009

Low-pressure membrane processes have been extensively expanded their applications to drinking water production in a few decades. As a capacity of a membrane plant becomes greater in recent years, proper methods to increase water production as well as to treat residuals have drawn great attention. A possible treatment option for the better water production is to apply a dual membrane system. The second stage microfiltration was installed and operated for approximately six months. The residuals from the two stage microfiltration were investigated to learn their characteristics in settling and dewatering processes. The settlability of the membrane residuals were greatest at the SS concentration of approximately 15000mg/L. The proper dose of the polyelectrolytes for filterability were obtained in the range of 0.5~1%. In the dosage range, the water contents of the membrane residuals were greater but the SRF were lower than the residual from the conventional process.

• 멤브레인
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• 제24권1호
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• pp.31-38
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• 2014

지붕이나 여러 가지 방법과 장소에서 수집된 빗물을 처리하면 직접적 간접적으로 유익하게 사용될 수 있다. 이러한 빗물은 점점 더 높은 품질을 위해 고려되고 있고, 분리막은 이러한 빗물 처리를 위한 중요한 기술이다. 특히, 분리막은 고품질 물 생산, 높은 집적도 및 낮은 에너지 소비 등의 장점이 있다. 그럼에도 불구하고, 막오염은 수처리 및 폐수 재활용 부분과 마찬가지로 심각한 문제로 간주되고 있다. 본 연구에서는 빗물 처리에 정밀여과(MF)막을 적용하였고, 저압 자외선(LPUV) 처리를 정밀여과막의 전처리로 사용하였다. 유기물에 대한 UV의 영향을 정량화하기 위해 총 유기탄소(TOC) 및 UV 흡광도(UVA)를 모두 측정하였다. 또한 UV 전처리 효과에 따른 막의 오염 정도를 조사하였다. LPUV 전처리를 하고 실험을 한 결과 조류에 의해 오염된 빗물에서 막의 오염을 제어하는데 효과적임을 알 수 있었으며, 이것은 UV 처리 후 유기물의 양이 감소하고 특성이 변화하기 때문이었다. 따라서 UV/MF 처리는 마이크로 워터 그리드 시스템과 같은 수처리를 위한 유망한 옵션이 될 수 있을 것으로 생각된다.

• 멤브레인
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• 제24권3호
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• pp.194-200
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• 2014

본 연구의 목적은 대기공 정밀여과(Large Pore Micro-Filtration, LPMF)막의 수처리 응용을 위한 실험실 규모에서의 성능을 평가한 것으로 이를 통해 문제점 및 해결방안을 제시하는 것이다. 본 연구에 사용된 평균 기공이 $5{\mu}m$ LPMF막은 PET Braid가 보강되어 있는 PVDF 재질의 외압형 중공사막으로 여과실험은 30 cm의 수두차 혹은 1.5 bar 이하의 압력차로 수행하였으며, 역세는 여과수에 압축공기로 약 4 bar의 압력을 가한 후 수초 내에 순간 역세하는 가압역세였다. 0.2 bar의 TMP (Trans Membrane Pressure)에서 $0.05{\mu}m$ UF로 전처리한 시수로 $0.4{\mu}m$의 MF와 flux를 비교한 결과 UF에 비해 LPMF의 flux가 약 2배 정도 높았으며, 동일한 시수에 대해 15~30 cm의 수두차에 따른 flux를 측정한 결과 30 cm 수두차에서 800 LMH 이상의 높은 flux를 확인하였다. 또한 여과수의 탁도 향상과 여과 flux의 안정적 유지를 위해 여러 가지 무기응집제에 대한 $5{\mu}m$ 기공의 여지를 이용한 Time-To-Filter (TTF)를 통해 적정 응집제 및 그 주입량을 결정하였다. 고농도 무기응집제 주입 및 30 cm 이상의 수두차로 LPMF를 중력식으로 운전하였을 때 flux는 80 LMH 이상이었고, 탁도 제거율은 93.5~99.5%이었다. 특히 약 4 bar의 압력의 순간 가압역세를 한 결과 막의 충진율이 19%인 경우 여과수의 회수율을 약 97%로 유지하면서도 여과 flux가 안정적으로 유지되었으나, 막충진율을 약 43%인 경우 순간 가압역세만으로는 역세가 불안정하였던 관계로 여과압력이 지속적으로 상승하는 등의 여과공정이 불안정한 문제점을 보였다.

• 멤브레인
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• 제21권1호
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• pp.72-83
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• 2011

고탁도 원수의 고도정수처리를 위해 관형 세라믹 정밀여과막 외부와 원통형 막 모듈 내부 사이의 공간에 광촉매를 충전한 혼성 모듈을 사용하였다. 광촉매는 PP (polypropylene) 구(bead)에 $TiO_2$ 분말을 플라즈마 화학증착(chemical vapor deposition) 공정으로 코팅한 것이다. 정수 원수 중 자연산 유기물(NOM)과 미세 무기 입자를 대체하기 위해, 휴믹산(humic acid)과 카올린(kaolin) 모사용액을 대상으로 하였다. 혼성공정에서 막오염을 최소화하기 위해 10분 주기로 10초 동안 물 역세척을 시행하였다. 휴믹산을 10 mg/L부터 2 mg/L로 변화시킴에 따라, 막오염에 의한 저항($R_f$)이 감소하고 J가 증가하여 2 mg/L에서 가장 높은 총여과부피($V_T$)를 얻었다. 탁도 및 $UV_{254}$ 흡광도의 처리효율은 각각 98.5% 및 85.7% 이상이었다. MF 공정 및 MF + $TiO_2$ 공정, MF + $TiO_2$ + UV 공정의 막여과 및 광촉매 흡착, 광산화의 처리 분율을 알아본 결과, 광촉매 흡착과 광산화에 의해 탁도는 거의 처리되지 않았으나, 광촉매 흡착 및 광산화에 의한 휴믹산 처리 분율은 각각 10.7, 8.6% 이상이었다.

• Environmental Engineering Research
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• 제20권3호
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• pp.223-229
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• 2015

The application of coagulation for feed water pretreatment prior to microfiltration (MF) process has been widely adopted to alleviate fouling due to particles and organic matters in feed water. However, the efficiency of coagulation pretreatment for MF is sensitive to its operation conditions such as pH and coagulant dose. Moreover, the optimum coagulation condition for MF process is different from that for rapid sand filtration in conventional drinking water treatment. In this study, the use of response surface methodology (RSM) was attempted to determine coagulation conditions optimized for pretreatment of MF. The center-united experimental design was used to quantify the effects of coagulant dose and pH on the control of fouling control as well as the removal organic matters. A MF membrane (SDI Samsung, Korea) made of polyvinylidene fluoride (PVDF) was used for the filtration experiments. Poly aluminum chloride (PAC) was used as the coagulant and a series of jar tests were conducted under various conditions. The flux was $90L/m^2-h$ and the fouling rate were calculated in each condition. As a result of this study, an empirical model was derived to explore the optimized conditions for coagulant dose and pH for minimization of the fouling rate. This model also allowed the prediction of the efficiency of the coagulation efficiency. The experimental results were in good agreement with the predictions, suggesting that RSM has potential as a practical method for modeling the coagulation pretreatment for MF.

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

• 청정기술
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• 제12권3호
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• pp.151-156
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• 2006

염색폐수 처리를 위해 세라믹 정밀여과막 (MF)과 고분자 한외여과막 (UF)의 복합공정을 적용, 색도 및 유기물 (TOC) 제거율을 통해 공정을 최적화하고, 염색폐수의 분리효율을 조사하였다. 막 회복을 통한 운전 효율향상을 위해 역세척과 화학세정을 수행한 결과, 역세척에 의한 정밀여과막은 2분 주기로 1초 동안 역세척하였을때 투과수량이 10.3% 증가하였고, 한외여과막은 0.1% 수산화나트륨 용액으로 화학세정하였을 때 97%의 회복률을 나타내었다. 이때, 유기물, 색도, 부유물질(SS)의 제거율은 각각 84.6%, 97.4% 및 100%를 나타내었다. 분 복합공정의 적용은 염색폐수의 색도와 유기물 제거에 효과적임을 확인할 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권8호
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• pp.892-899
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• 2005

지하수는 지표수에 비하여 수질이 양호하며 외부로부터의 오염원이 적은 편이다. 하지만 현재 우리나라의 지하수도 산업화, 도시화에 의하여 많은 오염이 발생되고 있다. 그 중에서도 PCE와 TCE는 난분해성 염소계 유기화합물로서 그 처리에 신중을 기해야 한다. 본 연구에서는 PAC-막분리 공정을 적용하여 이들 물질을 보다 효과적이면서 컴팩트하게 처리할 수 있었다. 막의 재질에 따른 효율의 차이는 별로 없었으며, PAC가 투과 플럭스의 저하를 유발하지는 않았다. 따라서 PAC의 주입이 효과적으로 이루어진다면 막에서 발생하는 오염을 줄여줄 수가 있으며 보다 효율적인 운전이 이루어 질 수가 있다.

• 상하수도학회지
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• 제28권4호
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• pp.367-376
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• 2014

This study assessed the removal efficiency of NOM which is known as the precursors of DBPs in advanced water treatment using the ceramic membrane filtration, introduced the first in the nation at the Y water treatment plant (WTP). It is generally well-known that the removal of NOM by MF Membrane is very low in water treatment process. But, the result of investigation on removal efficiency of NOM in advanced water treatment using the ceramic membrane was different as follows. The removal rate of organic contaminant by the ceramic membrane advanced water treatment was determined to be 65.5% for the DOC, 85.8% for UV254, and 77 to 86% for DBPFP. The removal rate of pre-ozonation was found to be 6 to 15% more effective compared with the pre-chlorination. The removal rate of DOC and $UV_{254}$ in biological activated carbon(BAC) process was over 50% and 75%, respectively although the rate was decreased 10 ~ 20% according to analysis items in converting from GAC to BAC.