• Membrane and Water Treatment
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• 제8권3호
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• pp.279-292
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• 2017

This study was aimed at ultrafiltration (UF) as a pretreatment before reverse osmosis (RO) within the scheme of hybrid reverse osmosis-multistage flush (RO-MSF) desalination. Seawater at elevated temperature (after MSF heat-exchangers) was used as a feed in this process. The pretreatment system was represented as a set of functionally-linked technological segments such as: UF filtration, backwashing, chemical- enhanced backwashing, cleaning, waste disposal, etc. The process represents the sequences of operating cycles. The cycle, in turn, consists of the following unit operations: filtration, backwashing and chemical-enhanced backwashing (CEB). Quantitative assessment was based on the following indicators: normalized permeability, transmembrane pressure, specific energy and water consumption, specific waste generation. UF pre-treatment is accompanied by the following waste streams: $W1=1.19{\times}10$ power of $-2m^3$ (disposed NaOCl with 0.0044% wt.)/$m^3$ (filtrate); $W2=5.95{\times}10$ power of $-3m^3$ (disposed $H_2SO_4$ with 0.052% wt.)/$m^3$(filtrate); $W3=7.26{\times}10$ power of $-2m^3$ (disposed sea water)/$m^3$ (filtrate). Specific energy consumption is $1.11{\times}10$ power of $-1kWh/m^3$ (filtrate). The indicators evaluated over the cycles with conventional (non-chemical) backwashing were compared with the cycles accompanied by CEB. A positive impact of CEB on performance indicators was demonstrated namely: normalized UF resistance remains unchanged within the regime accompanied by CEB, whereas the lack of CEB results in 30% of its growth. Those quantitative indicators can be incorporated into the target function for solving different optimization problems. They can be used in the software for optimisation of operating regimes or in the synthesis of optimal flow- diagram. The cycle characteristics, process parameters and water quality data are attached.

• Membrane and Water Treatment
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• 제8권3호
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• pp.225-244
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• 2017

A novel thin-film nanocomposite (TFN) reverse osmosis (RO)/non-woven fabric (NWF) membrane was prepared by adding zinc oxide (ZnO) nanospheres ($30{\pm}10nm$) during the interfacial polymerization process of m-phenylenediamine (MPD) and trimesoyl chloride (TMC) on self-made polysulfone (PSF) membrane/polyester (PET) non-woven fabric support. The improved performance of TFN RO membrane was verified in terms of water contact angle (WCA), water flux, salt rejection, antifouling properties and chlorine resistance. The results showed that the WCA value of TFN RO surface had a continuous decrease with the increasing of ZnO content in MPD aqueous solution. The water flux of composite TFN RO membranes acquired a remarkable increase with a stable high solute rejection (94.5 %) in $1g{\cdot}L^{-1}$ NaCl aqueous solution under the optimized addition amount of ZnO (1 wt%). The continuous testing of membrane separation performance after the immersion in sodium hypochlorite solution indicated that the introduction of ZnO nanospheres also dramatically enhanced the antifouling properties and the chlorine resistance of composite RO membranes.

• Membrane and Water Treatment
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• 제11권4호
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• pp.303-312
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• 2020

This study aims to investigate at a laboratory scale fluorides removal from an industrial wastewater having excessive F^- concentration through a hybrid process combining neutralization and membrane separation. For the membrane separation operation, both Reverse Osmosis (RO) and Nanofiltration (NF) were investigated and confronted. The optimized neutralization step with hydrated lime allowed reaching fluoride removal rates of 99.1± 0.4 %. To simulate continuous process, consecutive batch treatments with full recirculation of membrane process brines were conducted. Despite the relatively high super saturations with respect to CaF₂, no membrane cloaking was observed. The RO polishing treatment allowed decreasing the permeate fluoride concentration to 0.9± 0.3 mg/L with a fluoride rejection rate of 93± 2% at the optimal transmembrane pressure of around 100 psi. When NF membrane was used to treat neutralization filtrate, the permeate fluoride concentration dropped to 1.1± 0.4 mg/L with a fluoride rejection rate of 88± 5% at the optimal pressure of around 80 psi. Thus, with respect to RO, NF allowed roughly 20% decrease of the driving pressure at the expense of only 5% drop of rejection rate. Both NF and RO permeates at optimal operating transmembrane pressures respect environmental regulations for reject streams discharge into the environment.

• 한국물환경학회지
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• 제18권4호
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• pp.387-394
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• 2002

본 연구는 $TiO_2$ 광촉매 및 응집-여과-중화공정을 거친 아크릴폐수를 UF(tubular)/RO(spiral wound)공정에 적용하여 적용압력과 온도변화에 따른 성능변화를 고찰하였다. 한외여과 관형모듈에서 광촉매 전처리수와 응집-여과-중화 전처리수의 COD, T-N은 온도 및 압력변화에 크게 영향을 받지 않고, 제거효율도 낮은 것으로 확인할 수 있었다. TDS 및 turbidity의 경우 한외여과 관형 모듈에서 광촉매 전처리수가 응집-여과-중화공정의 처리수에 비해 처리효율이 우수함을 확인하였다. T-N, TDS는 역삼투막 공정에서 우수한 제거효율을 나타내었다.

• 공업화학
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• 제3권2호
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• pp.349-359
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• 1992

염료속에 함유된 무기염(NaCl, $Na_2SO_4$)의 선택적 제거를 위해 역확산과 역삼투를 결합한 방법과 nanofiltration(NF)을 각각 이용하였다. 역확산에 의한 염의 제거율은 염의 종류에 따라 1회(one pass)에 1~30%를 나타냈으며 염과 염료의 분리비는 10~500의 매우 큰 값을 갖는 반면 염료의 손실율은 0.3% 이하였다. 염료용액을 순환시킬수록 음이온인 $Cl^-$ 이온의 제거율이 증가하고 양이온인 $Na^+$ 이온의 제거율이 감소하는 도난투석현상이 관찰되었다. 또한 공급용액의 유속이 염의 제거에 미치는 영향을 살펴보았다. 역확산에 의해 염이 제거된 염료를 평판형 역삼투막을 사용하여 농축하였으며 $Cl^-$ 이온의 배제율을 solution-diffusion 모델식에 적용하였다 2회의 Diafiltration(DF)을 수행한 NF에서도 역확산에서와 마찬가지로 도난투석에 의해 $Cl^-$ 이온의 배제율 감소와 음배제율을 관찰하였다. 특히 두번째 DF에서 도난투석의 효과는 더욱 크게 나타났다.

• 한국물환경학회지
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• 제30권5호
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• pp.517-523
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• 2014

In order to remove both nitrate and sulfate present in the concentrate of RO(reverse osmosis) process, a combined bio-regeneration and ion-exchange(IX) system was studied. For this purpose, both denitrifying bacteria(DNB) and sulfate reducing bacteria(SRB) were simultaneously cultivated in a bio-reactor under anaerobic conditions. When the IX column containing a nitrate-selective A520E resin was fully exhausted by nitrate and sulfate, the IX column was bio-regenerated by pumping the supernatant of the bio-reactor, which contains MLSS concentration of $125{\pm}25mg/L$, at the flowrate of 360 BV/hr. Even though the nitrate-selective A520E resin was used, the breakthrough curves of ionic species showed that sulfate was exhausted earlier than nitrate. The reason for this result is due to the fact that the concentration of sulfate in RO concentrate was 36 to 48 times higher than nitrate. The bio-reactor was successfully operated at a volumetric loading rate of 0.6 g $COD/l{\cdot}d$, nitrate-N loading rate of 0.13 g $NO_3{^-}-N/l{\cdot}d$, and sulfate loading rate of 0.08 g $SO_4{^{2-}}/l{\cdot}d$. The removal rate of SCOD, nitrate-N, sulfate was 90, 100, and 85%, respectively. When the virgin resin was fully exhausted and consecutively bio-regenerated for 2 days, 81% of nitrate and 93% of sulfate were reduced. When the virgin resin was repeatedly used up to 4 cycles of service and bio-regeneration, the ion-exchange capacity of bio-regenerated resin decreased to 95, 91, 88, and 81% of virgin resin.

• 멤브레인
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• 제24권4호
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• pp.317-324
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• 2014

기존의 폴리아마이드 박막 역삼투 복합막(PA TFC RO Membrane)은 우수한 분리투과특성을 지니고 있으나 내염소성이 상대적으로 낮은 단점을 지니고 있다. 본 연구에서는 이를 해결하기 위하여 표면에 -OH나 -COOH 기가 도입된 다공성 지지체를 제조하고, 그 표면에 폴리아마이드 박막을 형성하여 역삼투 복합막을 제조하였다. 제조된 역삼투막의 구조 및 분리투과 특성은 여러 가지 기기분석 방법과 투과테스트 방법으로 분석하였다. 폴리아마이드 박막을 제조하기 위하여 아민계 단량체로는 메타-페닐렌 디아민(MPD)과 2,6-디아민 톨루엔(2,6-DAT)을 사용하였고, 디엑시드계 단량체로는 트리-메소일 클로라이드(TMC)를 사용하였다. 제조된 복합막의 투과도는 800 psi에서 약 $1.0m^3/m^2day$ 이상이었으며 이때 염배제율은 99.0% 이상이었다. 내염소성도 친수성기가 없는 폴리설폰 지지체를 사용한 복합막에 비하여 우수한 것으로 나타났다.

• 멤브레인
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• 제12권3호
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• pp.182-191
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• 2002

복합 박막의 구조를 갖는 폴리아미드계 역삼투 분리막은 상용화되어 해수담수화 공정에 널리 적용되어져 왔다. 최근 고압·고회수율 공정은 기존의 해수 담수화 공정에 비해 에너지 비용 및 전처리의 규모의 측면에서 절감 효과를 가진다는 결과들이 발표되어왔다. 고압·고회수율 공정은 에너지 회수, 고압 펌프 설비, 그리고 고압 고염제거율의 역삼투막 개발에 의해 가능해 졌다. 본 연구에서는 기존의 해수담수화 공정에 사용되는 역삼투 분리막에 대한 고압·고회수율 공정 조건에서의 투과 성능을 조사하였다. 역삼투 분리막 평막의 평가에는 3.5%의 NaCl 수용액을 인공해수로 조제하여 실시하였으며 역삼투 분리막 모듈의 평가는 마산시 합포해변에서 자연 해수를 직접 사용하였다. 그 결과로 고압 고회수율 공정에 적합한 역삼투막은 고압에 대한 내압성을 갖는 역삼투막임을 보여준다. 고농축수에 대한 염제거율은 고압 운전에 의해 자연 향상되는 경향을 나타내었다.

• 멤브레인
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• 제9권4호
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• pp.209-214
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• 1999

본 연구의 목적은 냉연공장 폐수재이용을 위해 3단 역삼투시스템 사용시 각단에서의 투과특성을 조사하는 것이다 판틀형 모듈 7개를 사용하여 회수율이 75% 가 되도록 3단 (배열 : 4+2+1) 으로 구성하여 장기간에 걸친 pilot test를 통해 막오염 진행에 따른 각 단에서의 유량 및 수질변화를 조사하였다 실험결과 각 단 모듈 1개당 평균 투과수량은 운전초기에는 1단, 2단, 3단의 순서로 많았으나 운전시간이 경과하며 막오염이 진행됨에 따라 1단은 감소하는 반면 2단은 거의 변화가 없고 3단의 투과수량은 증가하였다 즉 막오염은 주로 1단에서 발생하며 점차 2단. 3단으로 진행되는 것을 확인할수 있었다. 한편 투과수 수질은 예상한 것과 같이 1단이 가장 우수하였고 다음으로는 2단, 3단의 순서였으며 막오염에 영향을 받지않았다.

• 멤브레인
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• 제14권1호
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• pp.75-84
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• 2004

폴리아미드계 역삼투 분리막의 투과성능을 비교하기 위하여 NaCl과 NaOCl을 함유하는 혼합용액을 공급수로 사용하여 연속운전과 단속운전 하에서 실험하여 보았다. 이 결과를 가지고 막 이동 모델의 선택적 적용이 가능함을 제시하고자 하였으며 투과 성능 분석 결과, 용액 확산 모델과 선흡착-모세관이동 모델이 운전 모드에 따라 상대적으로 유용함을 볼수 있었다. 연속 운전에서는 선흡착-모세관이동 모델을, 단속 운전에서는 용액 확산 모델을 따름을 알 수 있었다 NaOCl에 의한 표면 변화를 SEM 사진을 통하여 확인 할 수 있었다. 연속운전 후의 막은 염소 투과 결과 표면에서 부분적인 ridge and valley 구조가 나타났으며 단속 운전 후의 막은 표면 전반에서 변성이 일어난 것을 볼 수 있었다.