• 상하수도학회지
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• 제31권2호
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• pp.169-175
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• 2017

This study applied microbubbles to reduce membrane fouling in wastewater reuse membrane processes, evaluated and compared the transmembrane pressure with or without the application of microbubbles and the cleaning efficiency with the application of aeration and microbubbles. In addition, this study analyzed foulants removed from the membrane surface. Changes in the transmembrane pressure of membranes with the presence or absence of microbubbles were observed. As a result, transmembrane pressure (TMP) increasing rate decreased twofold when applying microbubbles to realize stable operations. This study compared and evaluated cleaning efficiency applying aeration and microbubbles. As a result, the cleaning efficiency was 5% higher on average when applying microbubbles. In turbidity and total organic carbon (TOC), foulants were discharged when applying microbubbles twice as much as applying aeration. It is thought that particulate foulants precipitated on the membrane surface were more likely to desorb because the adhesion between the membrane surface and particle was weakened by microbubbles. Therefore, it is considered possible to effectively control membrane fouling because of the increase in cleaning efficiency when applying microbubbles to wastewater reuse membrane processes.

• 대한환경공학회지
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• 제27권8호
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• pp.799-806
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• 2005

응집-UF 정수공정시 응집 전처리 공정에 있어 완속혼합없이 급속혼화만으로 충분한 응집의 효과를 기대할 수 있으며, 급속혼화장치로 in-line static mixer를 사용한 경우가 기존의 back mixer를 사용 한 경우보다 롤은 DOC 제거효율을 얻을 수 있었다. 또한, 적정 주입량인 16 mg alum/L에서 막의 투과 flux 감소가 가장 적게 나타났으며 적정 주입량보다 너무 적거나 또는 너무 많은 경우 모두 막의 투과 fiux 감소가 크게 나타났다. 또한 막의 fouling에 크게 영향을 미치는 것은 hydrophobic 물질로 이는 응집 전처리시 효과적으로 제거되어짐으로써 막의 투과 flux 감소를 줄일 수 있었다.

• 상하수도학회지
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• 제25권2호
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• pp.231-240
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• 2011

The objectives of this research are to investigate coagulation efficiencies of two coagulants l.e., alum and polyaluminum chloride and to understand effects of the coagulants on membrane fouling in microfiltration. The turbidity of supernatant from alum coagulation was increased with increasing doses whereas the turbidity from PACl coagulation was maintained at the low values. The observed injection volume of PACl for the same removal was approximately 30 percent less than alum, which produced a low sludge volume. The settling velocity of PACl flocs was greater than alum flocs. The results corresponded well with floc size measurements. Flux decline from alum coagulation was significant due in part to small sizes of flocs. At the low dose, alum floc had less specific cake resistance than PACl floc. However, as the dosage was increased, the increases in specific cake resistances of alum was substantial. Alum coagulation pretreatment needs careful operation to reduce membrane fouling by flocs. In general, PACl coagulants were more effective than alum coagulants for pretreatment of membrane processes because PACl showed the better performance in coagulation and membrane fouling.

• 멤브레인
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• 제21권1호
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• pp.13-21
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• 2011

본 연구는 폴리에틸렌 정밀여과 막을 이용한 $Al_2O_3$ 콜로이드 현탁액의 운전압력 순환변화에 따른 투과거동을 검토하였다. 운전압력의 순환은 0.49에서 1.96 bar까지 증가시키는 증압운전 후 다시 0.49 bar로 감소시키는 감압운전으로 행하였다. 연속적으로 운전압력을 순환변화 시킨 결과, 증압운전과 감압운전의 투과유속이 서로 다른 이력(hysteresis)을 나타냈다. 현탁액의 투과저항은 감압운전의 경우가 증압운전의 경우보다 컸으며, 투과저항 증가율도 컸다. 막오염 형태는 증압운전과 감압운전 모두 운전초기에 케익오염이 강하게 나타났으며, 막오염의 크기는 감압운전의 오염이 증압운전의 오염보다 컸다.

• Membrane and Water Treatment
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• 제13권1호
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• pp.39-49
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• 2022

Seawater desalination is doubtlessly a viable option to supply fresh drinking water. Nevertheless, RO (reverse osmosis) desalination plants in specific areas may be intermittently operated to match the imbalance between water demand and supply. Although a handful of works have been done on other membrane systems, few studies have attempted to mitigate fouling in intermittent RO systems. Accordingly, the objectives of this paper were to examine the effect of the intermittent operation on RO fouling; and to compare four intermittent operation modes including feed solution recirculation, membrane storage in the feed solution, deionized water (DI) recirculation, and membrane storage in DI water. Results showed that intermittent operation reduced RO fouling under several conditions. However, the extents of fouling mitigation were different depending on the feed conditions, foulant types, and membrane lay-up methods. When the feed solution was recirculated during the lay-up, the restoration of the flux was less significant than that by the feed solution feed-up. The use of deionized water during the lay-up was effective to restore flux, especially when the feed solution contains scale-forming salts (CaSO₄) and/or colloidal silica.

• Membrane and Water Treatment
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• 제7권5호
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• pp.433-449
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• 2016

The successful application of cleaning protocols is vital for optimized filtration processes. A series of experiments with an ultrafiltration ceramic tubular membrane were carried out for the foulants dextran and carboxymethyl cellulose. Firstly, the impact on fouling of concentration changes was investigated with the increase in resistance being used as the key parameter. In the second phase, removal of reversible fouling was also investigated by employing intermittent rinsing consisting of a cold water rinse followed by a hot one. A comparative analysis for both foulants is reported. Across a range of concentrations and for both foulants, the reduction in resistance due to rinsing was found to depend upon concentration (C); it changed as $C^n$ where n was found to be 0.3. A plausible semi-theoretical explanation is given. Thirdly, for both foulants, the application of a combination of strong alkaline solutions with oxidizing agent (mainly sodium hypochlorite) followed by acid was found to be appropriate for cleaning of the ceramic membrane. The effect of increased temperature for cleaning agents followed by a warm water rinse contributed positively to the cleaning capability.

• 멤브레인
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• 제20권2호
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• pp.120-126
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• 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.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 2008년도 춘계 총회 및 학술발표회
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• pp.89-89
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• 2008

• 멤브레인
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• 제21권4호
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• pp.360-366
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• 2011

음식물 폐기물 침출수를 처리하는 분리막 결합 고온 혐기성소화공정(생물학적 반응조) (Anaeorobic Membrane Bioreactor, AnMBR)의 파일럿 운전에서 분리막의 교차여과 속도와 막간압력이 파울링에 미치는 영향을 관찰하였다. 연구 결과 정압여과 하에서 교차여과 속도가 증가할수록 파울링의 속도는 현격히 감소되었다. 그러나 이와 같은 영향은 낮은 막간압력에서 더욱 효과적이었다. 막간압력이 증가할수록 여과대상 물질의 압축성으로 인해 투과성이 상대적으로 낮은 파울링층(혹은 케익층)이 분리막 표면에 형성된 것에 기인된 듯하다. 여과대상 시료의 입도분석을 해 본 결과 입자크기는 약 $10{\sim}100{\mu}m$ 범위에서 분포하였고 이에 따라 브라운확산에 의한 역수송보다 분리막 표면에서 교차여과에 의해 발생하는 전단력이 입자의 역수송에 더욱 기여하고 있음을 예측할 수 있었으며 이는 AnMBR의 연속운전을 통해 재확인할 수 있었다. 운전 후 막 부검을 실시한 결과 유기 및 무기 파울링이 모두 관찰되었으나 어느 것이 지배적인 파울링 기작을 나타내는지는 앞으로 더욱 연구가 필요하다. 무기 파울링의 경우 대부분 분리막 표면에서 스케일링 형성이 지배적이었으며, 따라서 분리막의 공극 막힘에 주로 기여하는 작은 콜로이드성 유기물질의 경우 분리막 표면에서 전단력에 의한 역수송 효과는 그다지 크지 않을 것으로 사료된다.

• 멤브레인
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• 제25권3호
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• pp.268-275
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• 2015

침지식 분리막 모듈에서 공기강도에 따른 분리막 위치에 대한 오염을 조사하였다. 분리막의 충진밀도가 낮은 곳에서 높은 유체 유속을 나타내었으며, 유체 속도는 기-액 주입률에 비례하였다. 전단응력은 기-액 주입률 및 유체 유속에 비례하였다. 비가역오염($R_{ir}$)은 흡입 압력이 가까운 부분에서 가장 높게 나타났다(position 1). 비가역오염에 대한 저항과 분리막 고유 저항의 비($R_{ir}/R_m$) 및 비가역오염에 대한 저항과 가역오염의 저항의 비($R_{ir}/R_r$)도 position 1에서 가장 높게 조사되었다. 비가역오염($R_{ir}$)은 흡입 압력이 높은 곳인 position 1에 오염물질이 축적되어진 결과이다. 분리막 위치에 따른 오염현상은 모듈 디자인 최적화에 중요한 인자임을 알았다.