• 한국항해항만학회지
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• 제34권5호
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• pp.383-388
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• 2010

본 연구는 크루즈선에 적합한 생물학적 오 폐수처리장치 개발을 위하여 SBR, MBR, MSBR 공정을 Lab scale 실험을 수행하여 오염물 처리 효율과 크루즈선이라는 특수 환경과의 접목성을 검토한 결과 MSBR공정이 처리효율과 장치 운영 면에서 가장 적합한 공정으로 평가되었다. MSBR 공정은 처리 대상 물질이 특정 성분에 국한 되지 않고 유기물, 영양염류, 병원성 미생물 처리에 있어 모두 안정적인 효율을 나타내었으며, 소요용적 및 장치의 운영 면에서도 우수한 결과를 나타내어 선박이라는 특수한 현장 적용에 매우 유리한 공정으로 확인되었다. MSBR 공정의 BOD, COD 및 SS 제거 효율은 99%, 98%, 99%로 나타나 IMO의 규제 기준을 모두 만족하였으며, 총질소와 인의 제거 효율도 76%, 59%로 강화되어 가는 해양오염기준을 충만족시킬 수 있는 공정으로 판단되었다.

• 한국수산과학회지
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• 제26권2호
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• pp.120-132
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• 1993

어류 가공시 부산물로 얻어지는 어피를 효율적으로 이용하고자 알칼리 전처리법으로 각시가자미 피(皮)로부터 제조된 젤라틴을 시료로 하여 연속식 중공사막 반응기를 이용한 젤라틴의 가수분해 최적조건과 중공사막 반응기 장치에서의 효소활성 및 안정성에 미치는 인자에 대하여 검토하였다. 연속식 중공사막 반응기에서 가수분해조건을 보면 효소농도는 0.1mg/ml 이상에서는 가수분해율이 거의 $72\%$ 이상이었다. 기질농도 $1\%$ 이하에서는 $70\%$ 이상의 가수분해율을 나타내었으며, 기질농도가 증가함에 따라 가수분해율이 약간 감소하는 경향이였다. S/E=100(w/w) 이하에서는 거의 $72\%$이상의 가수분해율을 나타내었다. 유출속도가 7.79ml/min일 때 잔류시간은 77분이였으며, 이때의 가수분해율은 $79\%$였다. 중공사막 반응기 장치의 최적조건은 $1\%$ 기질에 대해 효소농도 0.1mg/ml, 유출속도 7.79ml/min, 잔류시간 77분, 반응온도 $55^{\circ}C$에서 기질의 가수분해율은 반응시간 1시간 부근에서 최대값을 나타내었다. 효소활성은 온도 $55^{\circ}C$에서 $50\%$, $25^{\circ}C$에서 $20\%$가 감소되었으며, 막에 의한 효소활성은 3시간 후에 $34\%$ 감소하였다. 막을 통한 효소의 누출은 작동시간 20분에서 최대였으며 작동시간 5시간 이후에는 거의 효소가 누출되지 않았으며, 전체 효소량 중 효소누출량은 $12.95\%$이였다. 막의 fouling 성질은 $10\%$(w/v)기질용액에서 순수에 대한 상대적인 유출속도 감소율(RFR)은 $91\%$였으며 유출속도 재생율은 $92\%$였다. 높은 기질농도 $10\%$에서는 가수분해도가 $89\%$였으며, 그 이상의 기질농도에서는 $75\%$였다. 젤라틴에 대한 trypsin의 반응속도 상수인 $K_m$ 및 $V_{max}$는 회분식에서 각각 0.668mgN/ml, 1.468mgN/ml/min였으나, 연속식에서는 이들의 값이 각각 1.618mgN/ml, 0.347mgN/ml/min였다. 연속식에서 $K_m$값은 1.618mgN/ml으로 회분식의 0.668mgN/ml에 비해 2.4배 정도 큰 반면 $V_{max},\;K_2$는 매우 작았다. 회분식과 연속식에서 최적조건하에서 젤라틴을 가수분해하였을 때 효소 mg당 생산하는 가수분해물은 각각 87.58mg및 378.85mg으로 회분식에 비해 생산량이 4배 이상이었다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1998년도 춘계 총회 및 학술발표회
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• pp.97-98
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• 1998

1. Introduction : Polypropylene(PP) membrane is widely used in the field of microfiltration and ultrafiltration. However, the hydrophobicity of PP causes the adsorption of hydrophobic and amphoteric solutes in the feed. Surface modification techniques of membrane through the treatment of hydrophilizing agents, coating of hydrophilic compounds, UV, plasma and high energy irradiation, etc. can have a great effect on propensities to prevent the protein from staining membranes. Among them, the modification to hydophilize membrane surface using UV is very simple and effective. Recently many studies for more effective surface modification have been conducted. Iwata et al. prepared membranes by grafting polyethylene glycol diacrylate macromer(PEGDA) onto polysulfone with plasma using a glow discharge reactor which prevent the oil from staining the membrane. The primary mechanism contributing to the membranes is preventing the oil from directly contacting the surface of the membrane as the PEGDA chains dissolved into emulsion. To evaluate their feasibility for use as a anti-fouling separation membrane, we prepared hydrophilic membranes by UV irradiation method and investigated their characteristics.

• Korean Membrane Journal
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• 제3권1호
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• pp.32-38
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• 2001

Using the hollow fiber membrane module in a lab-scale membrane bioreactor, the anoxic- oxic (AO) process for nitrogen removal was operated for about one year. For the influent wastewater containing 1,200-1,400 mg $1^{-1}$ of CODcr and 200-310 mg $1^{-1}$ of nitrogen, this process achieved a high quality effluent of less than 30 mgCOD $liter^{-1}$ and 50 mgN $liter^{-1}$. The removal rate of organics was above 98% at a loading rate larger than 2.5 kgCOD $m^{-3}$$d^{-1}$. When the internal recycle from the oxic to the anoxic reactor changed room 2n to 600% rout the influent flow rate, the nitrogen removal rate increased from about 70 to 90% at a loading rate of 0.4 kgT-N m-s d-1. The initial increase of transmembrane pressure (TMP) was observed after a 4-month operation while maintaining the flux and MLSS concentration at 7-9 1 $m^2$ $h^{-1}$ and 6,000-14,000 mg $1^{-1}$, respectively. The TMP could be maintained below 15 cmHg for an 8-month operation. The chemical cleaning with an acid followed by an immersion in an alkali solution gave better cleaning result with the membrane operated for 10 month rather than that only by an alkali immersion.

• 한국물환경학회지
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• 제18권2호
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• pp.113-122
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• 2002

A bench-scale anoxic membrane bioreactor (MBR) system, consisting of a bioreactor coupled to a ceramic crossflow ultrafiltration module, was evaluated to treat a synthetic wastewater containing alkaline hydrolysis byproducts (hydrolysates) of RDX, The wastewater was formulated the same as RDX hydrolysates, and consisted of acetate, formate, formaldehyde as carbon sources and nitrite, nitrate as electron accepters. The MBR system removed 80 to 90% of these carbon sources, and approximately 90% of the stoichiometric amount of nitrate, 60% of nitrite. The reactor was also operated over a range of transmembrane pressures, temperatures, suspended solids concentration, and organic loading rate in order to maximize treatment efficiency and permeate flux. Increasing transmembrane pressure and temperature did not improve membrane flux significantly. Increasing biomass concentration in the bioreactor decreased the permeate flux significantly. The maximum volumetric organic loading rate was $0.72kg\;COD/m^3/day$, and the maximum F/M ratio was 0.50 kg N/kg MLSS/day and 1.82 kg COD/kg MLSS/day. Membrane permeate was clear and essentially free of bacteria, as indicated by heterotrophic plate count. Permeate flux ranged between 0.15 and $2.0m^3/m^2/day$ and was maintained by routine backwashing every 3 to 4 day. Backwashing with 2% NaOCl solution every fourth or fifth backwashing cycle was able to restore membrane flux to its original value.

• 한국물환경학회지
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• 제18권2호
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• pp.159-168
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• 2002

A lab-scale Reverse Osmosis(RO) membrane reactor was installed to investigate the membrane permeability, characteristics of membrane fouling at each conditions, and performance of elimination at different trans-membrane pressure(TMP) in the liquid fertilizer accumulated system. Experimental setup was divided to three different TMP conditions. As a result of experiment, permeability of RO membrane was proportional to the increase of TMP and temperature. After experiment was completed, two types chemical cleaning(remove the organic foulant and inorganic foulant) was done, and recover rate of permeability was each 99.8, 99.7 and 99.7%, respectively. From this experimental data, membrane fouling could be determined that the most of it was recoverable in this system, and major reason of fouling was concentration polarization. Elimination rate of solute substance in the liquid fertilizer indicated very stable(above 99%), except ammonia nitrogen, and the most stable elimination rate was investigated at the highest TMP condition (Run 3).

• 유기물자원화
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• 제29권3호
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• pp.5-16
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• 2021

본 연구에서는 MBR 공정 내 폭기조에서 순산소 용해와 일반 공기 폭기의 효율에 대한 비교·평가를 통해 순산소의 MBR 공정 적용성에 대해 평가 하였다. 순산소 장치에 의한 유기물 및 암모니아 산화 여부에 대해 평가하였으며, 실폐수(음식물류 폐기물의 혐기성소화 유출수) 적용 과포화산소용해 효율 평가를 진행하였다. 순산소용해와 일반공기폭기 방법의 SCOD, 암모니아 제거율과 속도는 비슷하였다. 하지만, 순산소 용해에 의한 미생물 수율이 일반공기폭기법에 의한 미생물 수율보다 약 0.03 g MLSS-produced/g SCOD-removed 낮아 잉여슬러지 처리 비용이 감소될 수 있을 것이라 판단된다. 음식물류 폐기물의 혐기성 소화 유출수의 고농도 유기물 (4,000 mg/L) 및 암모니아 (1,400 mg/L)의 제거율을 순산소용해와 일반공기폭기법을 비교한 결과, 순산소 용해기가 일반공기폭기법에 비해 유기물 제거율이 약 13% 가량 더 높게 평가되었다. 또한, MLSS의 경우 일반공기폭기법이 순산소장치에 비해 0.3배가량 높았다. 이는, 순산소장치의 경우 폭기조 내에 용존산소가 충분히 유지, 공급되기 때문에 슬러지 자산화가 고도로 진행된 결과로 판단되었다. 따라서, 고농도 유기물을 함유한 폐수 처리를 위한 방법으로는 기존에 많이 사용되었던 일반공기폭기법보다 순산소장치를 활용하는 것이 경제적인 면에서 더 유리할 것으로 판단되었다.

• 공업화학
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• 제5권4호
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• pp.681-697
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• 1994

어피로부터 추출한 젤라틴을 효소로 가수분해시킨 가수분해물을 분자량 크기에 따라 분획하여 이를 기능성 소재로서 이용할 목적으로 연속식 3단계 막(1st-SMR, MWCO 10,000; 2nd-SMR, MWCO 5,000; 3rd-SMR, MWCO 1,000) 반응기 장치를 이용하여 젤라틴 가수분해 최적조건이 구명되었고, 또한 막반응기 장치를 장시간 작동하였을 때, 기계적인 응력과 막에 의한 효소활성 및 안정성에 미치는 인자, 그리고 분자량이 서로 다른 가수분해물 획분의 생산량을 높이기 위한 최적화 공정에 대하여 검토하였다. 재순환 3단계 막반응기 장치에서 pH-drop법으로 선정하여 사용한 효소는 Alcalase(1단계), pronate E(2단계)였으며, 3단계에서는 collagenase(3단계)를 사용하였다. 최적 가수분해조건은 1단계의 경우, 효소농도 0.2mg/ml, 기질대 효소비 50(w/w), 온도 $50^{\circ}C$, pH 8.0, 반응부피 600ml 및 유출속도 6.14ml/min였으며, 2단계는 효소농도 0.3mg/ml, 기질대 효소비 33(w/w), 그외의 조건은 1단계와 동일하였다. 그리고 3단계의 경우는 효소농도 0.1mg/ml, 기질대 효소비 100(w/w) 및 유출속도는 10ml/min이였다. 1단계 막반응기를 1시간 작동하였을 때의 기계적인 전단응력 및 막에 의한 효소활성 저하는 30% 및 15%였으며, 2단계 및 3단계는 각각 14%, 5% 및 18%, 8%였다. 1단계, 2단계 및 3단계 막반응기의 최적 가수분해조건하에서 가수분해도는 각각 3.5%(Kjeldahl방법, 87%), 3.1%(77%) 및 2.7%(70%)였으며, 연속식 3단계 막반응기에서 가수분해물의 최종생산량은 부피대체율 10배에서 효소 mg당 430mg이었다.

• 멤브레인
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• 제11권4호
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• pp.170-178
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• 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.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 2003년도 The 4th Korea-Italy Workshop
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• pp.33-36
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• 2003

This research was aimed at developing new catalytic membrane reactors to be used for : i) partial oxidation of toluene (to benzaldehyde and benzoic acid) ii) oxidative dehydrogenation of propane iii) complete oxidation of propane and toluene. The reactor is particularly useful for the optimisation and the industrial development of heterogeneous catalytic processes, particularly for those processes where it is necessary to control the reactants stoichiometry in the reaction zone. This control limits consecutive reactions, thus obtaining high selectivity with industrially interesting conversions. This presentation will concentrate on the partial oxidation of toluene.