• 제목/요약/키워드: Particulate filtration

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Application of Membrane Technology in Japan

  • Minami, Katsuyoshi
    • 한국막학회:학술대회논문집
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    • 한국막학회 1995년도 추계 총회 및 학술발표회
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    • pp.58-73
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    • 1995
  • Membrane filtration is a promising technology for efficient solid/liquid separation in water purification. In FY 1991, the Ministry of Health and Welfare, Japanese Government launched a comprehensive research project "MAC 21" for development of membrane technology and its application to public water supply. The project was conducted by the Water Purification Process Association (WPPA), under the supervision of the Institute of Public Health. By the research project from FY 1991 to FY 1993, we confirmed that microfiltration (MF)/ultrafiltration (UF) technology was applicable to water purification and MF/UF was a effective method for the removal of such contaminants as particulate matter and coliforms. The Guideline Committee organized under the Technical Committee prepared a the guidelines on application of membrane system to small-scale public water supplies, based on the results as written above. The guidelines has been published in Dec., 1994 by WPPA.4 by WPPA.

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비점오염저감시설인 침투도랑과 여과형 시설내 침강지 퇴적의 물리화학적 특성 분석 (Physico-Chemical Characteristics of Sediment in Sedimentation Tank of Infiltration Trench and Filtration System)

  • 이소영;이은주;김철민;;손영규;김지형;김이형
    • 한국습지학회지
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    • 제9권3호
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    • pp.35-42
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    • 2007
  • 최근 환경부의 환경정책은 수질오염총량관리제도의 전국적인 확대를 앞두고 다양한 토지이용에서 발생되는 비점오염물질의 관리를 추진하고 있다. 이러한 환경정책의 변화와 함께 4대강 수계에 비점오염원 시범사업을 통해 다양한 비점오염저감시설의 효율평가 및 시설의 유지관리에 대하여 모니터링도 수행하고 있다. 따라서 본 연구는 한강수계에 설치된 비점오염 저감시설 중에서 전처리 시설로 설치되어 있는 침강지 또는 침사지 퇴적물의 물리화학적 성상을 연구함으로써 폐기물로써의 퇴적물 관리에 대한 기초자료를 제시하고자 한다. 일반적으로 비점저감시설의 전처리 시설로 사용되는 침강지는 일정한 체류시간을 제공함으로써 강우유출수내의 입자상 물질을 제거함과 동시에 비점저감시설 내의 여과재 및 침투재의 폐색을 예방하고자 설치되는 전처리 시설이다. 침강지 퇴적물의 물리화학적 특성 연구 결과에 의하면, 일반적으로 Zn과 Cd은 $75{\mu}m$이하의 퇴적물 입도분포에서 입자 표면적으로의 흡착농도가 높은 것으로 나타났다. 중금속 부하량을 살펴본 결과, 입자의 크기가 $425-850{\mu}m$범위 일 경우 중금속 농도가 가장 높게 나타났다. 전체 중금속에 대한 분석 결과, Cu, Zn, Pb의 중금속 함량이 입도분포 $425-850{\mu}m$ 사이에서 30% 이상을 나타내었다. 중금속 중에서 다른 항목에 비하여 Cu, Pb 및 Zn의 함량이 높게 나타났는데, 이는 차량의 타이어와 엔진파트에 이러한 중금속이 많이 함유되어 있기 때문이다. 또한 본 연 구결과 침강지는 퇴적물의 퇴적과 함께 다양한 중금속의 제거가 발생하는 것으로 나타났다.

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Roll-to-roll 공정으로 제조한 나노섬유가 코팅된 대면적 PTFE 필터 특성 (Characteristics of Large-area PTFE Filter Coated with PTFE Nanofiber Fabricated by Roll-to-roll Equipment)

  • 안승환;이우진;김연상;심의진;엄현진
    • 공업화학
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    • 제33권6호
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    • pp.613-617
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    • 2022
  • 미세먼지 다량배출사업장의 미세먼지를 제거하는 백하우스의 백필터 여과체를 제작하기 위한 대면적 PTFE 나노섬유 제조 장치를 설계하여 제작하였다. 상용 PTFE 폼 필터의 미세먼지 여과효율을 높이기 위해 전기방사 공정과 열처리 공정을 이용하여 PTFE 나노섬유를 코팅하였다. PTFE 나노섬유를 대면적의 PTFE 폼 필터 표면에 연속적으로 코팅하기 위하여 roll-to-roll 공정용 장비와 제조 공정을 제안하였다. PTFE 나노섬유를 연속적으로 제작하기 위해 전기방사부와 열처리부를 roll-to-roll 공정에 맞게 장비를 최적화하여 설계하고 제작하였다. 본 장비를 이용하여 대면적 필터 여과체를 제조하고, 제조된 여과체의 표면 형태, 조성, 필터 특성을 확인하였다. 롤 형태의 대면적 여과체 전반에 걸쳐 PTFE 나노섬유가 균일하게 코팅되었고, 본 여과체는 280 ℃에서도 280 ℃에서도 PM2.5 기준 91.79%의 높은 집진효율과 1 m/min 기준 62 Pa의 우수한 압력 손실 특성을 보였다.

초미세입자 제거를 위한 고온용 나노 세라믹 필터 개발 (Development of Nano Ceramic Filter for the Removal of Ultra Fine Particles)

  • 김종원;안영철;이병권;정현재
    • 설비공학논문집
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    • 제22권1호
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    • pp.13-20
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    • 2010
  • Airborne particulate matters have two modes of size distributions of coarse mode and fine mode. The coarse mode which is formed by break down mechanism of large particles has a peak around the $100\;{\mu}m$, and the fine mode formed by condensation and build up mechanism of evaporated vapors has a peak at several ${\mu}m$. The coarse mode particles can be removed easily by conventional collecting equipments such as a cyclone, an electrostatic precipitator, and a filter, however the fine mode particles can not be collected easily. Usually the fine mode particles are generated in the high temperature conditions especially through boilers and incinerators, so the high efficient and temperature filter is essential for the filtration. In this study, a nano ceramic filter for the removal of fine particles in the high temperature is developed and tested for several characteristics. The nano ceramic filter has double layer of micro and nano structure and the pressure drop and the filtration efficiency for $0.31\;{\mu}m$ at 3 cm/s are 15.45 mmAq, and 96.75%, respectively. The thermal conductivity is $0.038\;W/m{\cdot}K$, and the coefficient of water vapor permeability is $3.63\;g/m^2{\cdot}h{\cdot}mmHg$. It is considered that the sensible heat exchange rate is very poor because the low thermal conductivity but it has high potential to exchange latent heat.

침지식 MBR을 이용한 유입수의 COD fraction에 따른 막오염 특성 연구 (A Study on Membrane Fouling by COD fraction of Influent in Submerged MBR)

  • 이상정;주재영;배윤선;정인호;이해군;정창화;박철휘
    • 상하수도학회지
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    • 제25권5호
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    • pp.681-689
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    • 2011
  • Submerged membrane bio-reactor (SMBR) has several advantages such as high MLSS, long SRT, and low F/M ratio at wastewater treatment. So, this has widely applied over the world and many studies have been conducted. However, membrane fouling remains an inevitable problem. This study was investigated using bench-scale SMBR with three poeration modes. Raw waters were prepared by addition of starch, acetic and fibric acid to recovery water of zeolite. The efficiency of nitrification and COD were very stable as about 95% and 80%, respectively. And critical flux was 128.8L/$m^{2}$/hr. The result of biodegradability test was following values at the each mode : Ss+Xs/$C_{T}$=81.7%, 35.1% and 45.3%, $X_{I}+S_{I}/C_{T}=18.3%$, 64.9% and 54.7%. When particulate matters such as $X_{I}$ and $X_{S}$ in influent are increased, membrane fouling will take place more and more. A relative ratio of filtration resistance to the fouling occurred by the cake layer was increased when increased the portion of $X_{I}$ and polysaccharide. It was thought that the formation of cake layer was promoted due to bond between $X_{I}$ and vicid material s generated from the polysaccharide.

자기세정 여과 반응장치를 이용한 하수처리에 관한 연구 (A Study of Sewage Treatment with a Self-Cleaning Filtration Unit)

  • 모성영;이풀잎;김범수;이태진
    • 대한환경공학회지
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    • 제38권6호
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    • pp.309-316
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    • 2016
  • 본 연구에서는 내부에 여재순환용 스크루가 장착된 여과장치에 물보다 비중이 작은 여재를 충진한 후 오수를 상향류로 유입하였다. 반응기 내부의 여재가 스크루에 의해 상부에서 하부로 오수의 흐름에 반하여 원활히 순환되는지 확인하였으며 이 과정에서 여과장치에 의한 오염물질의 제거양상을 살펴보았다. 실험결과 내부 스크루에 의한 여재의 안정적인 순환을 확인할 수 있었으며, 여재 순환주기에 따른 오염물질의 제거효율은 순환주기가 길어질수록 여과작용이 원활히 진행되어 입자상 물질과 유기물질이 효과적으로 제거하는 것으로 나타났다. 최대 처리효율은 SS, CODmn, 그리고 T-P순으로 각각 96%, 72%, 65%를 보였으며, 이는 여재가 순환되지 않는 경우보다 각각 52.38%, 43.14%, 118.12%의 처리효율이 개선되는 효과가 있는 것으로 나타났다.

상수도관망에서 입자성 물질의 특성분석 및 영향조사 (Characteristic Analysis and Effect of Particulate Material in Drinking Water Distribution Networks)

  • 김도환;이두진;황진수;최두용
    • 대한환경공학회지
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    • 제35권5호
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    • pp.312-320
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    • 2013
  • 상수도관망에서의 입자성 물질들은 대부분 금속관로의 내부부식 및 퇴적물에 의한 영향으로 이를 해결할 수 있는 방법은 제한적이라 할 수 있다. 수중의 입자성 물질들은 입자크기, 화합물 성분 및 성상들이 다르며, 이들 특성은 시설별 종류, 관 상태, 외부적 요인 및 공급과정 등에 의해서 차이가 발생하게 된다. 본 연구에서는 상수도관망의 수질조사를 수행하면서 수중의 입자성 물질들에 대한 조사를 실시하고자 하였으며, 정수를 공급하는 각 계통들의 배수지 및 관말지역을 대상으로 실시하였다. 각 조사지점에서 입자성 물질을 포집하기 위해 $47{\phi}$ 의 유리섬유여지(GF/C)를 이용하여 여과를 수행하였다. 수중의 탁도에 영향을 미치는 물질들이 입자성 부유물질과 무기물질들에 의한 것으로 관말지역으로 갈수록 입자성 물질이 증가하는 것으로 조사되었다. XRD를 이용한 입자성 물질의 화합물 성분분석결과 상수도관망의 관말지역에서 가장 많은 화합물은 Goethite (${\alpha}$-FeOOH), Magnetite ($Fe_3O_4$) 등이고 정수와 각 배수지 유출수에서는 Quartz ($SiO_2$)와 Yeelimite ($Ca_4Al_6O_{12}SO_4$) 등도 있는 것으로 조사되어 각 상수도 시설별 용출되거나 잔존하고 있는 화합물 성분이 다르며, 침적물들에도 차이가 있었다.

막 파단 및 공극크기에 따른 막 완결성 및 제거효율 분석 (Analysis of Membrane Integrity and Removal Efficiency Considering Membrane Defect and Pore Size)

  • 허현철;이옥재;이광제;김광호;최영준;이주희;홍승관
    • 한국물환경학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.423-429
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    • 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.

도시 지하역사 미세먼지제어를 위한 이중여과장치의 현장적용 연구 (Field Application of a Double Filtration Process to Control Fine Dust in a Metro Subway Station)

  • 박해우;김우람;조영민
    • 한국대기환경학회지
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    • 제29권5호
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    • pp.625-633
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    • 2013
  • This study attempted to find an alternative method for fine dust control in the pre-exiting facilities of metro-subway stations. A new double-layer design was proposed for the MVAC (mechanical ventilation and air control) system. Several filter lay-outs were combined a pre-filter with electret filter (EF), electret bundle filter (EBF), or electret pleated filter (EPF), and were then examined focusing on the collection efficiency of particulate matters and pressure drop across the filter layers. The experimental results from the lab and field tests showed the best collection efficiency with EPF, which achieved 85% for $PM_{10}$ and 55% for $PM_{2.5}$. It was also found from the long term field test that the new filter lay-out could provide quite consistent dust level particularly in underground platform regardless of external condition.

자유 말단형 침지식 분리막을 이용한 정수장 배출수 처리 연구 - 막오염 발생 원인과 해결 방안 - (A study on the treatment of water discharge from the water treatment plant using end-free submerged membrane - Causes and solution of membrane fouling -)

  • 김준현;장정우;김진호;박광덕
    • 상하수도학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.93-104
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    • 2020
  • As water resources are limited and legal regulations are strengthened, there is a growing need to reuse residuals in WTP(Water Treatment Plant). In this study, membrane filtration system was constructed and its operation method was studied for water quality stabilization and reuse of WTP residuals. The operation parameters were stable for 1 year and 6 months. Membrane fouling was identified as particulate pollution (activated carbon) and inorganic pollution (manganese). The membrane system was operated steadily with raw water of high concentration SS(Suspended solid) containing activated carbon because membrane fouling was reduced by the effect of End-Free type. In the case of inorganic contamination, dissolved manganese eluted by chemicals and acted as a membrane fouling source, and the operating conditions for minimizing membrane fouling. were confirmed by newly developing application methods and types of cleaning chemicals. Based on the results, design parameters for reducing manganese membrane fouling were derived.