• 상하수도학회지
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• 제25권4호
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• pp.489-495
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• 2011

Silt Density Index (SDI) has been used as a fouling index for reverse osmosis (RO) processes for decades. In order to decrease RO fouling, feed water should meet SDI standard, which was used to select a proper pretreatment system for RO processes. However, SDI is supposed to be sensitive only to particles larger than 0.45 ${\mu}m$ in terms of diameters while nanoparticles and dissolved organic matter can be potent foulants for RO processes. Our study started from the suspected performance of SDI as a RO fouling index. SDI data from pilot plants located world wide including South Korea were collected and analyzed. Suspended partcle concentration (i.e., turbidity and particle counts), and dissolved organic matter concentration (i.e., dissolved orgnaic carbon (DOC) concentration) data were also collected and compared to SDI values of same water samples. We found that SDI values were not only affected by suspended particle concentration but also by dissolved organic matter concentration. Therefore SDI can be used as a reasonable fouling index for RO feed water because the main foulants for RO processes are suspended particle and dissolved organic matter.

• 상하수도학회지
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• 제19권6호
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• pp.775-780
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• 2005

This study was performed to investigate the effect of foulant characteristics on Membrane fouling index such as Silt Density Index (SDI) and Modified Fouling Index (MFI). A linear relationship was found relating the fouling index (both SDI and MFI) on particle concentration, but fouling index values were nonlinearly (exponentially) with increasing organic concentration. When organic matter was the primary cause of fouling, the MFI was not accurately predicted due to internal fouling such as pore adsorption. The fouling index was determined mainly by particle characteristics when both particle and organic coexisted in the feed water. This observation was attributed to lessening of organic pore adsorption by particle cake layer formed on the membrane surface. Bench-scale actual fouling experiments demonstrated that permeate flux declines much faster with feed water containing particles than organic matters although fouling potential predicted by SDI values were identical, indicating that the accurate prediction of fouling potential requires the development of fouling index reflecting different foulant characteristics.

• 한국물환경학회지
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• 제22권1호
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• pp.140-144
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• 2006

This study was performed to investigate the effect of organic characteristics and feed water solution chemistry on membrane fouling index such as Silt Density Index (SDI) and Modified Fouling Index (MFI). Specifically, Aldrich humic acids (AHA) and Suwannee river humic acids (SHA) were used in SDI/MFI experiments. Higher SDI values were observed with increasing organic concentration. AHA with larger molecular weight (MW) and SUVA (${\approx}UV_{254}/TOC$) resulted in higher SDI values, compared to SHA. The feed solution chemistry (i.e, pH, ionic strength, and hardness) also affects SDI values to some degree. In particular, SDI increased with increasing hardness ($Ca^{2+}$) concentration for AHA. Unlike SDI, the MFI developed on the basis of particle cake filtration theory, was not accurately assessed due to internal fouling by organics such as pore adsorption and subsequent pore blocking.

• 상하수도학회지
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• 제19권5호
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• pp.632-638
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• 2005

Membrane fouling index such as Silt Density Index (SDI) and Modified Fouling Index (MFI) is an important parameter in design of the integrated RO/NF membrane processes for drinking water treatment. In this study, the effect of particle, membrane and feed water characteristics on membrane fouling index were investigated systematically. Higher fouling index values were observed when filtering suspensions with smaller particle size and higher feed particle concentration. Larger membrane resistance due to smaller pore size resulted in an increased membrane fouling index. The variations of feed water hardness and TDS concentrations did not show any impact on fouling index, suggesting that there were no significant colloidal interactions among particles and thus the porosity of particle cake layer accumulated on the membrane surface could be assumed to be 0.36 according to random packing density. Based on the experimental observations, fundamental membrane fouling index model was developed using Happel Cell. The effect of primary model parameters including particle size ($a_p$), particle concentration ($C_o$), membrane resistance ($R_m$), were accurately assessed without any fitting parameters, and the prediction of membrane fouling index such as MFI exhibited very good agreement with the experimental results.

• 멤브레인
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• 제19권2호
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• pp.165-171
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• 2009

본 연구는 SDI (Silt Density Index)를 통해 RO막 전처리 장치로서의 섬유여과기 적용 가능성을 평가한 것이다. 실험 대상 원수는 탁도가 $0.76{\sim}1.6$ NTU인 하수처리장 방류수와 탁도가 $2.2{\sim}3.3$ NTU인 해수 및 탁도가 100 NTU인 지표수이었다. 2단 섬유여과기 공정의 최종여과수인 2차 여과수의 탁도는 17% PAC $10{\sim}30ppm$주입 시 $0.07{\sim}0.25$ NTU였으며 SDI는 $1.4{\sim}2.8$이었다. 하수처리장 방류수에 대해 2단 섬유여과기 pilot 여과수와 실험실 규모의 MF, UF평막 여과수의 탁도 및 $SDI_{15}$를 측정하여 비교한 결과, 여과수 수질은 2단 섬유여과기 > MF > UF순으로 약간 향상하였으며, $SDI_{15}$ 차이는 $0.7{\sim}1.0$ 수준으로 크지 않았다. 따라서 2단 섬유여과 공정을 RO막 전처리 공정으로 사용할 경우 통상의 RO막 제조사가 요구하는 $SDI_{15}$ 5 이하를 충분히 만족시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 멤브레인
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• 제20권2호
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• pp.97-105
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• 2010

2009년 1월 3일부터 12월 1일까지 11개월간 공업용수를 주변지역에 공급하는 A정수장 응집침전조의 상등수를 대상으로 실험을 진행한 본 연구는 RO막 전처리 장치로서의 압력식 섬유여과기인 PCF 여과기 2대를 직렬연결한 공정의 적용 가능성을 평가한 것이다. 성능평가는 SDI (Silt Density Index)를 통해 간접적으로 RO막에 대한 전처리 성능을 평가하였다. 실험 기간 동안 PCF Filter로 유입된 원수의 탁도는 평균 0.79 (0.28~4.01) NTU이었으며, 처리수의 탁도는 평균 0.16(0.04~0.50) NTU로 탁도 제거효율은 평균 77%이었다. 일일 평균 처리유량은 약 230 $m^3$/day고 평균 역세유량은 8.7 $m^3$/day로 평균 역세수량은 3.8%로 나타났다. 여과수의 탁도 및 SDI 값은 측정 전 보관시간에 따라 증가하는데 이번 실험에서 몇몇 시료는 1~11일 동안 보관한 후 탁도 및 SDI가 측정되었으며, 이들 전체의 평균 SDI 값은 3.6 (2.26~5.00)으로 RO 제조업체에서 RO의 수명보증을 위해 통상 요구하는 SDI 값인 5.0 이하를 나타내었다. 따라서 RO 전처리공정의 SDI 측면에서 2단 섬유여과 공정이 적합함을 알 수 있었다.

• 멤브레인
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• 제32권4호
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• pp.253-263
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• 2022

본 연구에서는 하수 재이용을 위한 역삼투막 공정에서 전처리 정밀여과막(MF) 손상에 대한 누출되는 다양한 수질변화로써 막 손상 검지 방안을 제시하였다. 이를 위하여 역삼투막 유입수질 적합성 평가지표인 SDI (silt density index)를 3에서 5의 범위 내에서 막 손상 시 검지 감도를 정량화하기 위하여 전처리 분리막이 1에서 3가닥 파단에 따라 SDI는 1.92에서 6.11까지 증가한 결과를 확인할 수 있었다. 일반적으로 3을 기준으로 역삼투막 유입수질로 설정하였을 때 분리막이 3가닥까지 파단이 되어야만 막 손상 검지가 가능하다는 것을 의미하며 역삼투막의 오염은 잠재적으로 가속화되어 효율을 저하시킬 수 있다. 또한 이때 누출되는 입자성과 유기물질에 대하여 0.45 ㎛ 이상의 크기만 걸러주는 입자계수는 입도분포별 막 파단 개수에 따라 일정한 패턴을 확인할 수 없었으며, TOC 농도는 약 2배의 변화패턴으로써 SDI와의 상관관계로써 TOC가 막 손상 수질지표로써 신뢰성이 높은 것으로 확인되었다. 수질분석결과와 더불어 USEPA에서 제시하는 막 손상 검지 방법 중 압력손실시험과 이를 기반으로 LRV_DIT 모델의 적합성 평가를 한 결과 막 손상 또는 역삼투막 공정으로 유입되는 막오염물질을 신속하게 확인할 수 있는 SDI 및 TOC를 포함한 LRV_DIT 모니터링과 UCL 설정을 병행해야 한다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권3호
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• pp.200-205
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• 2013

전처리 공정은 막의 오염 정도를 제어할 수 있는 유일한 방법이다. 막의 오염 현상은 피할 수 없는 중요한 문제이며 RO 공급수로 적합한 전처리 공정의 선택이 중요하다. 본 연구는 pH, 해수의 탁도, 수온, 응집제 주입량 그리고 SDI 측정 막재질과 같은 SDI 값에 영향을 미치는 인자들을 평가 하기위해 수행되었다. 그 결과 해수의 탁도는 여과수의 SDI 값에 약간의 영향을 미친것으로 조사되었다. 0.45 um 공극 크기를 가지는 SDI 측정 막은 소수성 막 보다 동일한 재질의 친수성 막을 이용하는 것이 분석 결과의 신뢰성과 재현성을 확보할 수 있었다. pH 7.0 이하의 조건에서 pH가 감소할수록 SDI 값은 증가한 것으로 나타났다. 그리고 수온은 SDI 값은 큰 영향을 미친것으로 조사되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권7호
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• pp.492-497
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• 2014

해수담수화 시설에서 전처리와 역삼투막(reverse osmosis, RO) 공정의 유기물 제거특성을 살펴보고, 유기물의 특성변화가 막오염 지수에 미치는 영향을 조사하였다. 연구에서 비교된 전처리 공정은 다중여재여과(dual media filter, DMF), 가압형 정밀여과(MF), 침지형정밀여과(SMF) 이다. 유기물의 특성변화를 알아보기 위해 원수와 공정별 처리수의 탁도, $UVA_{254}$, DOC, size exclusion chromatography (SEC), fluorescence excitation emission matrix (FEEM), transparent exopolymer particles (TEP) 등을 분석하였다. 이온성 물질과 무기물 항목은 전처리 공정의 종류에 관계없이 처리되지 않았고 RO공정을 거치면서 99% 이상 제거되었다. 유기물에 의한 막오염에 큰 영향을 미치는 소수성 유기물은 전처리를 통해 상대적으로 제거가 용이하였다. 전처리 공정의 유기물 제거율은 막여과 공정(MF, SMF)이 기존 DMF 공정에 비해 높았다. 처리수내 유기물의 농도가 감소할수록 막오염지수 중 하나인 silt density index (SDI) 값도 감소하였다. MF로 전처리한 경우 SDI값이 가장 낮게 나타났는데, 처리수 내의 $0.1-0.4{\mu}m$ TEP 농도가 MF와 SMF 막오염지수의 차이와 상관관계를 보였다.

• 상하수도학회지
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• 제33권6호
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• pp.437-446
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• 2019

Reverse osmosis seawater desalination facilities can extend the cleaning cycle and replacement time of the reverse osmosis membrane by pretreatment process. Selection of pretreatment process depends on water quality. It was attempted in this study to select approriate pretreatment process for the Masan bay, which was high in particles and organic content. For this purpose, performances of pretreatment processes such as filter adsorber (FA), pore controllable fiber (PCF), and ultrafiltration (UF) were compared based on the silt density index (SDI). The SDI value of the filtrate should be less than 3. The study results showed that UF can produce the filtrate quality satisfying the requirement. However, the transmembrane pressure (TMP) of UF increased quickly, reaching 0.6 bar within 4 days. In order to secure stable operation, FA and PCF were combined with UF. The study results showed that combination of PCF and UF was able to extend the filtration duration (more than 2 months) until to reach TMP of 0.6 bar.