• 멤브레인
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• 제29권3호
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• pp.147-154
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• 2019

BSA 단백질 용액의 전량 막여과에서 상용(commercial) 막모듈의 경사각 변화에 따라 발생된 자연대류 불안정 흐름(NCIF)의 투과 플럭스 증가 효과를 측정한 결과, 막모듈의 경사각이 $0^{\circ}$에서 $180^{\circ}$로 증가하면 NCIF 발생이 커져 플럭스가 증가하였다. 그러나 상용 막모듈은 모듈 내에 존재하는 공기층을 완전히 제거해야 NCIF를 발생시킬 수 있다. 본 연구에서 설계 제작된 custom design 막모듈은 crossward 방향($90^{\circ}$)으로 막투과가 이루어져 모듈 상부에 공기층이 존재하더라도 항상 NCIF가 발생된다. Custom design 막모듈에서 BSA와 dextran 용액의 막여과 실험을 수행한 결과, NCIF의 발생으로 2시간 조작 시 BSA 용액의 경우 약 3.8배, dextran 용액의 경우 약 1.8배까지 투과 플럭스가 증가하였다. 또한 BSA 용액을 대상으로 한 20시간의 조작에서도 NCIF의 발생이 지속되어 플럭스가 약 7.5배까지 증가하였다. 본 연구에서 설계된 막모듈은 항상 NCIF가 발생되므로 막오염 형성 억제에 따른 투과 플럭스 증가를 기대할 수 있어 전량여과 막모듈로서의 활용성이 있음을 확인하였다.

• Membrane and Water Treatment
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• 제8권2호
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• pp.113-123
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• 2017

This study investigated effects of physical and chemical cleaning methods on the initial flux recovery of fouled membrane in membrane distillation process. A laboratory scale direct contact membrane distillation (DCMD) experiment was performed to treat digested livestock wastewater with 3.89 mg/L suspended solids, 874.7 mg/L COD, 543.7 mg/L nitrogen, 15.6 mg/L total phosphorus, and pH of 8.6. A hydrophobic PVDF membrane with an average pore size of $0.22{\mu}m$ and a porosity of 75 % was installed inside a direct contact type membrane distillation module. The temperature difference between feed and permeate side was maintained at $40^{\circ}C$ with the feed and permeate stream velocity of 0.18 m/s. The results showed that the permeate flux decreased from $22.1L{\cdot}m^{-2}{\cdot}hr^{-1}$ to $19.0L{\cdot}m^{-2}{\cdot}hr^{-1}$ after 75 hours of distillation. The fouled membrane was cleaned first by physical flushing and consecutively by chemicals with NaOCl and citric acid. After the physical cleaning the flux was recovered to 92 % as compared with the initial clean water flux of the virgin membrane. Then 94 % of the flux was recovered after cleaning by 2,000 ppm NaOCl for 90 minutes and finally 97 % of flux recovered after 3 % citric acid for 90 minutes. SEM-EDS and FT-IR analysis results presented that the foulants on the membrane surface were removed effectively after each cleaning step. The contact angle measurement showed that the hydrophobicity of the membrane surface was also restored gradually after each cleaning step to reach nearly the same hydrophobicity level as the virgin membrane.

• 멤브레인
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• 제25권1호
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• pp.7-14
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• 2015

본 연구에서는 MBR 내에 침지된 분리막 오염을 평가하기 위하여 운전시간에 따른 막간차압(TMP)을 측정하였다. 유효 막면적이 $0.02m^2$이고 공칭 세공크기가 $0.15{\mu}m$인 정밀여과용 평막 모듈을 MLSS 5,000 mg/L인 활성슬러지 용액에 침지시켰다. 운전/휴직(R/S) 및 사인파형 투과유속 연속운전(SFCO) 방식에 따른 TMP를 비교하기 위하여 동시에 투과 실험을 수행하였다. SFCO 운전방법에 따른 TMP는 R/S에 비하여 최대 93% 낮게 유지되었으며 투과유속이 증가함에 따라서 TMP 감소 효과는 줄어들었다. 또한 응집제인 $FeCl_3$를 활성슬러지 용액에 500 mg/L 농도로 주입시키면 SCFO 운전방식의 경우, 투과 운전시간을 5배 이상 증가시켜도 한계 운전 TMP인 55 kPa의 40% 미만으로 유지됨을 확인할 수 있었다.

• 공업화학
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• 제22권6호
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• pp.703-710
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• 2011

분리막 모듈 내 스페이서는 용액의 원활한 흐름을 위한 공간 확보와 더불어 유체의 난류를 형성시키므로 농도분극화 현상을 감소시키고 막 표면에 축적되는 오염물을 용액 내로 혼합하여 높은 투과유속과 분리막 모듈을 장기간 운전하는데 도움을 준다. 본 연구에서는 분리막 모듈 내 원형, 십자형, 다이아몬드형 및 육각형 단면의 스페이서와 스페이서의 배열 각도, 용질 배제율 및 투과유속에 대한 농도 변화를 "COMSOL Multiphysics" 프로그램으로 수치 해석하여 최적화하였다. 4가지 형태의 스페이서 중에서 십자형 단면 스페이서를 포함한 모듈의 경우가 분리막 표면 농도를 가장 낮게 유지하였으며 스페이서의 배열 각도는 $30^{\circ}$가 효율적이었다. 스페이서가 없는 모듈 출구에서 분리막 표면의 농도는 입구보다 약 2.09배까지 증가하였으나 가장 효율적인 십자형 스페이서를 $30^{\circ}$로 배열할 경우 약 1.29배로서 최대 37% 낮았다. 또한 투과유속이 증가할수록 십자형 스페이서의 농도분극 감소효과는 급격히 증가하였다.

• Membrane and Water Treatment
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• 제2권1호
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• pp.63-74
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• 2011

A spiral wound nanofiltration (NF) membrane (GE Osmonics, DK 4040F) was used to remove pesticides from water. Several solutions of single pesticides and their mixtures were prepared. The pesticides initial concentration ranged from ca. 50 ng/L (single pesticide) to ca. 700 ng/L (as sum of 14 pesticides) and progressively increased with time since the NF experiments were carried out in a concentration mode up to a Volume Concentration Ratio, VCR = 10. Permeate flux and pesticides retention were evaluated as a function of the Volume Concentration Ratio. The permeate flux did not practically change by varying VCR. Pesticide retention was found to be around 97-98% both in the cases of single pesticide solutions and different mixtures of pollutants, and was not affected by the VCR. Pesticides concentration in permeate samples was found to be lower than the maximum concentration level fixed in European directive.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제17권1호
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• pp.13-19
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• 2014

막분리법에 의한 해수 담수화시 공급 원수 온도는 막성능에 영향을 미친다. 특히 폐열원을 이용하여 분리막 투과량을 증대시키고자 하는 경우에는 고온의 공급 원수가 분리막 성능에 미치는 영향을 정확히 분석하여 적용하는 것이 필요하다. 온도에 의한 막투과 성능 분석을 위해 $10^{\circ}C$에서 $60^{\circ}C$까지 공급 해수 온도를 변화시키면서 실험을 실시하였다. 온도가 상승하면서 투과량이 증가하는 경향을 물의 점성 변화와 막의 변화로 나누어서 분석하였다. NF 막에서는 온도에 따른 물의 점성 변화로 투과량 변화를 예측할 수 있었으나 RO막의 경우는 물의 점성변화로 예측한 투과량과 실험에 의한 투과량은 $60^{\circ}C$에서 30%정도 차이가 나타났다. 이는 RO막이 원수 온도가 상승함에 따라 막의 수축이 일어나 공극의 크기가 8%정도 감소함에 기인하는 것으로 추정된다. 따라서 막분리식 해수 담수화에서 투과량을 증대시키기 위한 온도 상승은 막변형이 일어나지 않는 범위 내에서 효과적으로 수행하여야 할 것이다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2002년도 생물공학의 동향 (X)
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• pp.145-148
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• 2002

막 생물반응기를 이용하여 일정한 TMP 와 일정한 플턱스 여과방식에 따른 실험을 수행한 결과, 일정한 TMP 에서보다 일정 한 투과 플럭스에서 여과하는 것이 여과의 초기 단계동안 과도한 오염을 피할 수 있으므로 바람직하다는 것을 확인하였다. 투과 플럭스를 고정시킨 실험에서 속도에 대한 임계 플럭스 증가 간격은 선형적이었으며, supra-critical zone 과 sub-critical zone 의 두 지대로 구분되었다. 막 생물반응기는 화학적 세정 없이 장 기간 운전되어야하므로 TMP를 고정시키는 깃보다 플럭스를 고정시켜 운전하는 것이 효과적이여, 최적운선조건은 sub-critical zone 경계층 위, 임계플렉스 바로 아래상태임을 알 수 있었다.

• 한국환경과학회지
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• 제7권2호
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• pp.209-216
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• 1998

Nanofiltration[NF45] and reverse osmosis membrane(HR98PP) separation treatment of dyestuff wastewater was carried out In order to separate relatively pure water from synthetic dyestuff wastewater, which consists of reactive dye, acid dye, basic dye, direct dye, and disperse dye. The experiments were performed by using the plate and frame membrane module. In the nanofiltration and reverse osmosis membrane separation, When the NaCl concentration was 0.1, 5.0, and 20.091, retention was 63.0, 46.0, 0.9%, respectively. When permeate flux was 125.0, 67.5, and 45.0 L/$m^2$ h, the osmotic pressure increased with Increasing the NaCl concentration. Permeate flux of two membranes Increased as temperature Increased due to segmental movement of polymer of the membrane and the rejection rate of dyestuff was decreased gradually. It was found that the rejection rate was about 95% in the nanofiltratlon, while the reverse osmosis membrane showed a high rejection rate of 99% under all temperature and pressures conditions.

• Korean Membrane Journal
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• 제9권1호
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• pp.12-17
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• 2007

We performed periodic water-back-flushing using permeate water to minimize membrane fouling to enhance permeate flux in tubular ceramic microfiltration system for water treatment of high turbid source. The filtration time (FT) = 2 min with periodic 6 sec water-back-flushing showed the highest value of dimensionless permeate flux ($J/J_o$), and the lowest value of resistance of membrane fouling ($R_f$), and we acquired the highest total permeate volume $(V_T)\;=\;6.805L$. Also in the result of BT effect at fixed FT = 10 min and BT (back-flushing time) = 20 sec showed the lowest value of $R_f$ and the highest value of $J/J_o$, and we could obtain the highest $V_T\;=\;6.660\;L$. Consequently, FT = 2 min and BT = 6 sec could be the optimal condition in water treatment of high turbid source above 10 NTU. However, FT = 10 min and BT = 20 sec was superior to reduce operating costs because of lower back-flushing frequency. Then the average quality of water treated by our tubular ceramic MF system was turbidity of 0.07 NTU, $COD_{Mn}$ of 1.86 mg/L and $NH_3-N$ of 0.007 mg/L.

• Korean Membrane Journal
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• 제10권1호
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• pp.33-38
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• 2008

In this study periodic water-back-flushing using permeate water was performed to minimize membrane fouling and to enhance permeate flux in tubular ceramic micro filtration system for Gongji stream water treatment in Chuncheon city. The filtration time (FT) 2 min with periodic 6 sec water-back-flushing showed the highest value of dimensionless permeate flux ($J/J_0$), and the lowest value of resistance of membrane fouling ($R_f$), and we acquired the highest total permeate volume ($V_T$) of 7.44L. Also in the results of BT effect at fixed FT 10 min, BT (back-flushing time) 20 sec showed the lowest value of $R_f$ and the highest value of $J/J_0$, and we could be obtained the highest $V_T$ of 8.04 L. Consequently FT 10 min and BT 20 sec could be the optimal condition in Gongji stream water treatment. Then the average rejection rates of pollutants by our tubular ceramic MF system were 93.8% for Turbidity, 20.7% for $COD_{Mn}$, 39.2% for $NH_3$-N and 31.5% for T-P.