• 한국물환경학회지
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• 제37권5호
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• pp.355-362
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• 2021

This study investigated the fate of dissolved organic matter (DOM) in a water reclamation facility (WRF) in Korea. The WRF consists of coagulation, sedimentation, microfiltration, and reverse osmosis (RO) components. The production capacity of WRF is 90,000 m³/day. The reclaimed water is reused as industrial water. We also characterized DOM in raw, processed, and finished waters based on analysis of dissolved organic carbon (DOC), ultraviolet absorbance at 254 nm (UVA₂₅₄), fluorescence excitation emission matrix (FEEM), and DOC fractions via liquid chromatography-organic carbon detection (LC-OCD). Based on the results of DOC, UVA₂₅₄, and FEEM analyses, neither the coagulation/sedimentation nor the microfiltration at the WRF effectively removed DOM. The RO process removed more than 94% of DOM. The raw water (i.e., secondary treated effluent obtained from a wastewater treatment plant) exhibited tryptophan-like peaks, which are a promising marker of wastewater, in the FEEM analysis. Coagulation and microfiltration failed to eliminate the wastewater marker, whereas RO completely removed it. The raw water also carried high levels (89.4%) of hydrophilic and low-molecular weight substances, which are difficult to remove via coagulation-sedimentation or microfiltration. Humic substance was a major component of the hydrophilic fractions. Based on the LC-OCD analysis, RO effectively removed the humic and polymeric materials from DOM.

• 멤브레인
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• 제25권3호
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• pp.256-267
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• 2015

침지식분리막 오염을 최소화하기 위한 두 가지 공기세정방식을 비교하였다. 연속적인 공기세정과 단계별 공기량을 증가시키는 방식을 연구하였다. 15분의 여과 중에 세정공기의 증가는 5분마다 단계별로 공기량을 증가시켜주었다. 모의 여과 원수에 분말활성탄을 10 g/L 이하 그리고 카올린은 20 g/L 이하로 준비하였으며, 플러스는 80 LMH로 하였다. 단계별 공기세정방식은 연속적인 공기세정 방식보다 분리막 오염억제에 효과적이었다. 추가적으로 주입된 응집제는 분리막 오염저감을 보다 향상시켰다. 연속적인 공기세정의 오염현상은 공경막힘과 분리막 표면에 지속적인 입자의 축적에 기인하였다.

• Water Engineering Research
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• 제1권2호
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• pp.119-127
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• 2000

In the process of crossflow microfiltration, a deposit of cake layer tends to form on the membrane, which usually controls the performance of filtration. It is found, however, that there exist a condition under which no deposit of cake layer is made. This condition is called the sub-critical flux condition, and the critical flux here means a flux below which a decline of flux with time due to the deposit of cake layer does not occur. In order to study the characteristics of the critical flux, a numerical model is developed to predict the critical flux condition, and is verified with experimental results. For development of the model, the concept of effective particle diameter is introduced to find a representative size of various particles in relation to diffusive properties of particles. The model is found to be in good match with the experimental results. The findings from the use of the model include that the critical flux condition is determined by the effective particle diameter and the ratio of initial permeate flux to crossflow velocity.

• Korean Membrane Journal
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• 제2권1호
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• pp.1-8
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• 2000

In Kimchi (a salt-pickled and fermented food) manufacturing industry, the process of brining and rinsing the raw vegetable produces a vast amount of wastewater of high salinity. Instead of expensive and low-efficient conventional treatment system, brining wastewater reuse system was developed using hybrid chemical precipitation/microfiltration. In the microfiltration of chemically treated brining wastewater, comparison of flux, backwashing frequency and energy consumption was made between dead-end and crossflow filtration mode. The optimum location of neutralization step in this system was also discussed in connection with the microfiltration performance. The quality test of Kimchi prepared by the reuse system confirmed the new approach was successful in terms of water/raw material(salt) saving and wastewater reduction.

• 환경위생공학
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• 제23권4호
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• pp.13-21
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• 2008

With the rise in membrane applications, residuals management has become a growing challenge for membrane system. The primary residuals of MF/UF (microfiltration/ultrafiltration) system results from the wastes generated during backwashing. Many regulatory agencies, utilities, and water process engineers are unfamiliar with the characteristics and methods for treatment and disposal of membrane residuals. Therefore, this study was performed to investigate the backwash residuals water quality from the pressurized system with and without pre-coagulation, and to suggest approaches for the backwash residuals treatment. Pressurized MF system was installed at Guui water intake pumping station and operated with raw water taken from the Han River. We compared performances with and without the recycling backwash residuals at flux conditions, 50 LMH and 90 LMH with and without pre-treatment (coagulation). Based on the results, recycling of backwash residuals in pressurized system with pre-coagulation showed applicability of backwash residuals managements. Moreover, the recovery rate also increased up to over 99%.

• 멤브레인
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• 제30권4호
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• pp.205-212
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• 2020

This short review focuses on fouling by proteins and macromolecules in microfiltration/ultrafiltration. First, an experimental system that enables investigation of how the extent of the adsorption of proteins and macromolecules on membrane surfaces contributes to a decrease in filtrate flux in microfiltration/ultrafiltration is described. Using this system, a causal relationship - not a correlation - indicating that adsorption results in a decrease in filtrate flux could be clearly demonstrated in some cases. Second, a hydration structure at the membrane surface that can suppress adsorption is discussed, inspired by biomaterial research. In their hydrated states, polymers with low-fouling properties have water molecules with a particular structure. Finally, some successful examples of the development of low-fouling membranes via surface modification using low-fouling polymers are discussed.

• 멤브레인
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• 제23권3호
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• pp.211-219
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• 2013

탄소 한외여과 및 광촉매 코팅 폴리프로필렌(PP) 구의 혼성수처리 공정에서 물 역세척 주기(FT)의 영향을 알아보고, 탄소 정밀여과막 또는 알루미나 한외여과막 및 정밀여과막을 사용한 기존 결과들과 비교하여 분리막의 영향을 고찰하였다. FT 6분일 때 초기 60분까지 최소 막오염 저항을 보이고 최대 총여과부피를 얻어서, FT 6분이 초기 막오염의 억제에 가장 효과적이고 최적 조건이다. 탁도의 처리효율은 98.6% 이상이며 FT 변화의 영향이 보이지 않았는데, 탄소 또는 알루미나 정밀여과막을 사용한 기존 연구와 일치하는 것이다. 유기물의 처리효율은 FT 6분에서 98.2%로 최대값을 보였는데, 알루미나 정밀여과막의 결과와 유사하다. 반면에 탄소 정밀여과막에서는 유기물의 처리효율이 비역세척(NBF)에서 최소이고 FT가 감소할수록 증가하였으나, 알루미나 한외여과막에서는 NBF에서 최대이고 FT가 감소할수록 역시 증가하였다. 따라서 유기물 처리효율에 대한 물 역세척 주기의 영향은 동일한 재질의 분리막이라도 기공 크기에 따라 다른 기작을 보인다는 것을 알 수 있었다.

• KSBB Journal
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• 제16권4호
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• pp.403-408
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• 2001

알코홀 증류폐액은 통상적으로 COD 50,000-60,000 ppm, TS 3-8%, SS 2-4%, TN 0.05-0.2% 정도가 포함되어 있어 높은 SS와 TN 함량 때문에 종합폐수로써 생물학적 처리를 하거나 혐기성 소화를 통하여 처리하는 데 문제가 있다. SS의 주성분으로는 미발효 원료 잔류물과 함께 균체, 단백질, 섬유질, 그리고 기타 현탁성 또는 용해성 물질들이 포함된다. 본 연구에서는 알코홀 증류폐액 처리의 한 해결책으로써 0.1 $\mu$m Pore size를 갖는 스테인레스 재질의 분리막을 이용한 pilot scale 정밀여과(microfiltration)를 실시하였다. Decanter로 처리된 증류폐액을 정밀여과 처리한 결과 2.5 bar, 6$0^{\circ}C$ 조건에서 VCR 농축도 10X 정도가지 원활한 permeate flux를 얻으며 24시간 이상 장시간 여과가 가능하였고 feed 중 0.7%였던 SS가 100% 가까이 제거된 permeate를 얻을 수 있었다. SS는 retentate 중에 7%까지 농축 가능하였으며 COD는 25-27% 정도 제거되었다. SS가 2.6%인 decanter를 거치지 않은 증류 원폐액의 경우, VCR 3X 이내의 조건으로 여과할 때 SS를 100% 가까이 그리고 COD는 약 50% 정도 제거 가능하였다. 무방류 시스템으로의 전용을 위하여 정밀여과로 얻어진 permeate와 retentate를 발효배지 사입수으로 재활용하여 알코홀 발효에 미치는 영향을 검토한 결과, 재활용 사입수를 사용하지 않은 경우에 비해 발효 도중 이상 현상이나 발효속도와 알코홀 생산량에 부정적인 영향을 미치는 징후는 발견되지 않았다. 발효에 의한 총 $CO_2$ 발생량과 최종 알코홀 함량은 약간 증가하고 큰 차이를 보이지 않았으나, 발효시간 동안의 $CO_2$ 발생속도는 비교적 빨라져서 $CO_2$ 발생량 450 L/ton에 도달하는 시간은 재활용 사입수를 15% 사용했을 때 83-87%, 30%를 사용했을 때 72-76% 정도 단축되는 효과를 얻었다. 증류폐액을 처리하기 위해 사용되는 기존 decanter를 대체하여 정밀여과 막분리장치를 이용한다면 SS가 완벽하게 제거됨으로써 폐수처리의 부하를 줄이는 한편 부가적인 농축 공정을 줄일 수 있을 것으로 기대된다. 또한 여과 permeate를 발효배지 사입수로 재활용함으로써 발효속도를 증진시킬 수 있으며 용수사용량을 절약할 수 있다.

• 환경위생공학
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• 제12권1호
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• pp.77-83
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• 1997

An experimental research was conducted in order to study the treatment of waste reuse system using the membrane. Cell tester which supplied by Amicon was used to compare the fluxes of various membranes. Specially investigated items in the experiment were carried out by using 5 species of microfiltration membranes as to various MLSS concentrations. From the results, it is recognized from the cell test that 0.2 $\mu $m pore-sized membrane have the most effective performance at 2000mg/L of MLSS, and physical properties of membranes such as strength, deflection, elongation, structure of pore are more important than chemical properties in microfiltration membrane.

• 멤브레인
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• 제27권3호
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• pp.273-283
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• 2017

폴리술폰 고분자는 비대칭 정밀여과 멤브레인 제조에 가장 널리 사용되는 고분자 소재이다. 폴리술폰 멤브레인은 소수성 특성으로 인하여 공정상에서 빠른 막오염이 일어난다. 고분자 블렌딩은 폴리술폰 멤브레인의 수명을 향상시키는데 있어 가장 간단하고 효과적인 방법이다. sPES는 폴리술폰 블렌딩 방법을 통하여 소수성을 해결할 수 있는 유용한 친수성 고분자이다. 본 연구에서는 PSF/sPES/DMF/PVP/BE 고분자 용액을 물에 침지시켜 정밀여과 멤브레인을 제조하였다. 캐스팅 용액에 소량의 sPES 첨가함으로써 정밀여과 멤브레인 구조 변화를 볼 수 있었다. sPES의 첨가는 높은 비대칭성과 활성층의 성장, 그리고 평균 기공 크기의 감소를 가져왔다. 하지만 수투과량은 PSF/sPES/DMF/PVP/BE로 만든 멤브레인이 PSF/DMF/PVP/BE로 만든 멤브레인에 비해 더 큰 값을 보였다.