The effect of water back-flushing period (FT) and water back-flushing time (BT) was compared with the previous study of nitrogen back-flushing in viewpoints of resistance of membrane fouling ($R_f$), permeate flux (J), and total permeate volume ($V_T$) in hybrid process of tubular ceramic microfiltration and PES (polyethersulfone) beads loaded $TiO_2$ photocatalyst for advanced drinking water treatment. As FT decreasing, Rf decreased, but J and $V_T$ increased. Turdity treatment efficiency was the maximum at NBF (no back-flushing) and increased a little as FT decreasing in both water and nitrogen back-flushing. Organic matter treatment efficiency was the maximum at FT 4 min in water back-flushing, but increased as FT decreasing in nitrogen back-flushing. As BT increasing, Rf and resistance of reversible membrane fouling ($R_{rf}$) decreased, but J and $V_T$ increased. The turdity treatment efficiency was almost constant beyond 98% in water back-flushing, but increased as BT increasing except NBF in nitrogen. The organic matter treatment efficiency was the maximum at BT 6 sec in water back-flushing, but increased as BT increasing except NBF in nitrogen. The $V_T$ was the maximum at BT 30 and FT 2 min, and optimal condition was BT 30 sec per FT 2 min in this experimental range.
The effects of pH and oxygen back-flushing were investigated in hybrid process of ceramic microfiltration and PES (polyethersulfone) beads loaded with titanium dioxide ($TiO_2$) photocatalyst for advanced drinking water treatment in viewpoints of membrane fouling resistance ($R_f$), permeate flux (J), and total permeate volume ($V_T$). As increasing pH, $R_f$ decreased and J increased. Finally the maximum $V_T$ could be acquired at pH 9. Treatment efficiencies of turbidity was almost same independent of pH. Treatment efficiency of dissolved organic matters (DOM) decreased as increasing pH. As results of comparing the oxygen and nitrogen back-flushing, $R_{f,180}$ at oxygen back-flushing was the lower than that at nitrogen back-flushing, and the dimensionless final permeate flux ($J_{180}/J_0$) by initial permeate flux ($J_0$) at oxygen back-flushing was maintained the higher than that at nitrogen back-flushing except 10 and 12 min of back-flushing period (FT). Treatment efficiency of turbidity at oxygen back-flushing was a little higher than that at nitrogen back-flushing. Treatment efficiency of the DOM at nitrogen back-flushing was the higher than that at oxygen back-flushing. Also, treatment efficiency of turbidity at saturated oxygen was similar with those of oxygen and nitrogen back-flushing, but the treatment efficiency of DOM was increased significantly because OH radical could be generated by reaction between saturated oxygen and photocatalyst.
The effect of humic acid (HA), and the roles of microfiltration (MF), PES (polyethersulfone) beads adsorption, and photo-oxidation were investigated in hybrid process of ceramic MF and PES beads loaded with titanium dioxide ($TiO_2$) photocatalyst for advanced drinking water treatment. The results of water and nitrogen back-flushing were compared in viewpoints of membrane fouling resistance ($R_f$), permeate flux (J), and total permeate volume ($V_T$). Because membrane fouling increased dramatically as increasing HA, Rf increased and J decreased, and finally $V_T$ was the highest at 2 mg/L HA. Average turbidity treatment efficiencies were almost same independent of HA concentration. Average organic matter treatment efficiency was the minimum 71.4% at 10 mg/L HA in water back-flushing, but those were almost constant in nitrogen back-flushing. The hybrid process of MF, PES beads, and UV (MF + $TiO_2$ + UV) have the lowest $R_f$, and the highest J and $V_T$ in both water and nitrogen back-flushing. The turbidity and organic matter treatment efficiencies were the maximum at MF + $TiO_2$ + UV independent of water and nitrogen back-flushing, and decreased sequently as simplifying the process to MF. However, adsorption performed the more important role than photo-oxidation in water back-flushing, and photo- oxidation was the more than adsorption in nitrogen back-flushing.
The $N_2$ back-flushing period (FT) and time (BT) were investigated in hybrid process of ceramic microfiltration and PES (polyethersulfone) beads loaded with titanium dioxide ($TiO_2$) photocatalyst for advanced drinking water treatment in viewpoints of membrane fouling resistance ($R_f$), permeate flux (J), and total permeate volume ($V_T$). As decreasing FT and increasing BT, $R_f$ decreased and J increased, and finally the maximum $V_T$ could be acquired at FT 10 min and BT 30 sec. In FT effect experiment, treatment efficiencies of turbidity and dissolved organic matters (DOM) were the highest at no back-flushing (NBF) because of dramatic membrane fouling. As result of BT effect, the treatment efficiencies were the maximum at BT 30 sec, which was different with the FT result. Because the photocatalyst beads could be cleaned effectively as decreasing FT and increasing BT, turbidity treatment efficiency increased a little from 95.4% to 97.5% as decreasing FT, and from 95.9% to 98.5% as increasing BT. Also DOM treatment efficiency increased from 70.8% to 80.6% as decreasing FT, and from 75.1% to 85.8% as increasing BT. The optimal condition, where the treatment efficiencies and $V_T$ were the maximum, should be FT 10 min and BT 30 sec in our experimental range.
This study investigated the effect of 2-butoxyethanol (BE) as a nonsolvent additive, relative humidity and air contact time on the structure formation of microfiltration membranes, permeation and morphology properties in phase inversion process. The membranes were prepared by using polyethersulfone (PES)/Dimethyl formamide (DMF)/p-toluenesulfonic acid (TSA)/Polyvinylpyrrolidone (PVP)/BE casting solution and water coagulant. Casting solutions containing various concentration of BE were exposed to a water vapor, under 60 and 80% of relative humidity for 40 and 90 sec, which would be absorbed on. The correlations between the membrane permeation properties and surface/inner structures of membrane were investigated. The characterization of membranes was carried out by a capillary flow porometer, a FE-SEM and a water permeation test apparatus. The surface structure of PES membranes was affected by the exposure time as well as the relative humidity strongly. Furthermore, the addition of BE helped control surface and inner structure at certain humidity and exposure time.
The polyethersulfone(PES)-titanium oxide($TiO_2$) hybrid membranes were prepared by immersion precipitation phase inversion method. The casting solution for the preparation of $PES-TiO_2$ hybrid membrane was provided by adding $TiO_2$ nano particles into the basis polymer solution of 14 wt% and 20 wt% PES/N-methyl-2-pyrrolidone(NMP). The $TiO_2$ loading [wt% ($TiO_2/NMP$)] in eating solution was varied from 0 to 60 wt%. Membrane performance and morphological change of the resulting $PES-TiO_2$ hybrid membranes were discussed in aspect of $TiO_2$ loading, by viscosity, coagulation value and light transmittance of the casting solution, measurement of tensile strength, pore size and contact angle, surface and cross sectional SEM images of the hybrid membrane, and ultrafiltration experiments using the hybrid membrane. According as increase of $TiO_2$ loading in the casting solution, viscosity is increased and coagulation value becomes lower, therefore the thermodynamic instability of the casting solution is increased. It is found that when $TiO_2$ loading is increased, 1) precipitation rate becomes faster while instantaneous demixing is maintained, 2) pure water flux, membrane pore size and compaction stability of the resulting membranes are increased, 3) tensile strength and contact angle are decreased. Dead-end ultrafiltration of bovine serum albumin(BSA) solution using the hybrid membrane shows that membrane performance(flux of BSA solution) enhanced up to 7 times compared with the results obtained using the pure PES membrane(not containing $TiO_2$ particle), due to the increase of hydrophilicity.
Chang-Hun Kim;Youngmin Yoo;In-Chul Kim;Seung-Eun Nam;Jung-Hyun Lee;Youngbin Baek;Young Hoon Cho
Membrane Journal
/
v.33
no.4
/
pp.191-200
/
2023
Polyethersulfone (PES) is a widely employed membrane material for water and industrial purification applications owing to its hydrophilicity and ease of phase separation. However, PES membranes and filters prepared using the nonsolvent induced phase separation method often encounter significant flux decline due to pore clogging and cake layer formation on the dense membrane surfaces. Our investigation revealed that tight microfiltration or loose ultrafiltration membranes can be subject to physical fouling due to the formation of a dense skin layer on the bottom side caused by water intrusion to the gap between the shrank membrane and the substrate. To investigate the effect of the bottom surface porosity on membrane fouling, two membranes with the same selective layers but different sub-layer structures were prepared using single and double layer casting methods, respectively. The double layered PES membrane with highly porous bottom surface showed high flux and physical fouling tolerance compared to the pristine single layer membrane. This study highlights the importance of physical optimization of the membrane structure to prevent membrane fouling.
In this study, a study was carried out for the separation of metal ions in lignin extract discharged from the pulp process. alumina powders were mixed with DMAc (N, N-dimethylacetamide) solvent and PESf (Polyethersulfone) polymer, PVP (polyvinylpyrrolidone) dispersant was added and slip casting method was used to prepare the membrane. The membrane was measured for pore size through a CFP (Capillary Flow Porometer) device and the surface and cross-section of the membrane were observed through a FE-SEM (Field Emission Scanning Electron Microscope). The flux was calculated by measuring the filtered weight per hour using a separation experiment device. Pore size measurements were performed under increasing pressure from 0 psi to 30 psi. The pore size of the membrane was $0.4{\mu}m$ and the flux decreased from the initial flux value of $6.36kg{\cdot}m^{-2}{\cdot}h^{-1}$ to $1.98kg{\cdot}m^{-2}{\cdot}h^{-1}$ due to the fouling of the membrane. After the permeation experiment, membrane contaminants were removed by simple washing. Separation experiments showed that Na contained in the initial lignin extract was reduced by 69%, Fe was removed by 87%, K by 95%, Ca by 93% and Mg by 96%.
In this work, ultrafiltration(UF) membranes were prepared using polyethersulfone(PES). The polymer was dissolved in various solvent, such as N, N-dimethyl formamide(DMF), N,-dimethyl acetamide (DMAc), N,N-dimethyl sulfoxide(DMSO) and N-methyl-2- pynolidone(NMP). Each polymer solution was casted on the glass plate, and immersed into non-solvent bath. In this way finely porous UF membranes were prepared by phase inversion method. The cross sectional structure of PES membrane was asymmetric which was consist of sponge-like sublayer, finger-like toplayer, and active skin layer. From the solute rejection experiments, the molecular weight cut off of the prepared membrane in various solvent was evaluated 10,000 for DMF, 30,000 for DMAc, 50,000 for DMSO, and 10,000 for NMP respectively.
Flat sheet microfiltration membranes were prepared with polysulfone (PSF), polyethersulfone (PES), and polyphenylsulfone (PPS) by an immersion precipitation phase inversion method. In this method, dimethyl formamide (DMF) and polyvinylpyrrolidone (PVP) were used as a solvent and a wetting polymer additive, respectively. 2-butoxyethanol (BE) was used as a nonsolvent additive catalyst to form pore. The morphology of membranes was investigated by scanning electron microscopy and micropermporometer. The permeability of the membranes was evaluated with the flux of pure water. When the BE was added, the pore size of membranes became larger than blank membranes. The changes in the morphology of membrane due to the BE addition depend on polymer structure. All membranes have similar mean pore size and porosity. The mean pore sizes of PSF, PES, and PPS membranes were 0.282, 0.330 $0.308{\mu}m$, respectively. The porosities of PSF, PES and PPS membranes were 68.5, 66.1, 66.4%, respectively. However, the PPS membrane showed higher pore density on surface and narrower pore size distribution than PSF or PES membrane does. As a result, the pure water flux of PPS membrane ($357L/m^2\;hr$) was higher than that of PSF ($196L/m^2\;hr$) or PES membrane ($214L/m^2\;hr$).
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.