• 대한환경공학회지
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• 제28권3호
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• pp.337-344
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• 2006

응집플록은 그 특성에 따라 분리막 오염에 지대한 영향을 미친다. 기존의 연구결과에서 보면, 자연입자에 의해 형성된 플록함유수는 인공입자에 의한 플록함유수에 비하여 낮은 투과량을 보이는 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서는 응집플록의 특성을 정량적으로 분석하고, 분리막 오염과의 상관성을 알아보고자 하였다. 이를 위해 응집 플록에 대한 image analysis, specific cake resistance 및 cake compressibility 등을 측정하였다. Image 분석은 플록의 fractal dimension을 구하는데 이용되었으며, dimension은 플록의 다공성, 크기나 표면의 거칠기를 표현하는데 유용하게 사용된다. 또한 케익 압축능은 플록이 쌓여 만들어진 막표면층의 특성을 분석하는데 사용되었다. 두 가지의 다른 특성을 가지는 플록으로서 자연입자를 핵으로 하는 응집플록과 카올린 입자를 핵으로 하는 응집플록을 선택하여 실험하였다. 실험결과에 따르면 자연입자와 인공입자에 의해 형성된 플록의 fractal dimension($D_2$) 값은 $1.79{\pm}0.07,\;1.84{\pm}0.06$을 각각 나타내었으며, 이것은 자연입자에 의해 형성된 플록이 인공입자에 의한 것 보다 더 다공성의 느슨한 형태로 존재하고 있다는 것을 나타내는 것이다. 자연입자에 의해 형성된 다공성의 느슨한 플록이 분리막 표면에서 케익층을 형성 할 때에는 상대적으로 쉽게 압축되어 케익비저항이 커지는 것을 확인하였다.

• Membrane and Water Treatment
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• 제2권2호
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• pp.91-103
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• 2011

The flux behavior in the separation of equimolar bovine serum albumin (BSA) and bovine hemoglobin (HB) in aqueous solutions by cross-flow ultrafiltration (UF) was investigated, in which polyacylonitrile membrane with a molecular weight cut-off (MWCO) of 100 kDa was used. BSA and HB have comparable molar mass (67,000 vs. 68,000) but different isoelectric points (4.7 vs. 7.1). The effects of process variables including solution pH (6.5, 7.1, and 7.5), total protein concentration (1.48 and 7.40 ${\mu}M$), transmembrane pressure (69, 207, and 345 kPa), and solution ionic strength (with or without 0.01 M NaCl) on the separation were examined. It was shown that the ionic strength had a negligible effect on separation performance under the conditions studied. Although BSA and HB are not rigid bodies, the flux decline in the present cross-flow UF did not result from the mechanism of cake filtration with compression. In this regard, the specific cake resistance when pseudo steady-state was reached was evaluated and discussed.

• 멤브레인
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• 제11권1호
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• pp.14-21
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• 2001

막오염을 줄이기 위해 고빈도 역충격 시스템을 적용한 새로운 분리막 모듈을 연구하였다. 폴리아크릴로니트릴(Polyacrilonitrile) 재질의 외경 1.4mm, 내경 0.9mm, 분획분자량 50,000인 한외여과막과 라텍스(latex)용액을 사용하여 실험하였다. 역충격을 중공사막에 적용했을 때 제안된 모델식에 의한 이론치와 실험치를 비교 분석하였고, 역충격을 적용했을 때와 하지 않았을 때의 경우를 비교하였다. 이론치를 계산하기 위해 비저항 계수(specific cake resistance), 케익성장시간상수(time constant for cake growth), 확산계수(diffusion coefficient), 그리고 4가지 오염모델의 속도상수를 구하였다. 고빈도의 역충격을 가한 모듈의 투과율은 역충격이 없을 때의 투과율보다 약 40∼120%가 증가하였고 모델을 이용한 예상값과 1∼14% 내의 오차 범위를 나타냈다. 최적 역충격 세기는 20∼40%의 범위에서 20%였고 최적 역충격 빈도수는 0.67∼3Hz 범위에서 2Hz로 나타났다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제7권2호
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• pp.35-40
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• 2004

A generation rate of sludge in Korea had increased dramatically about $200\%$ for a decade. A requirement for high efficiency dewatering system being possible to produce the low water content cake have suggested due to the appearance of commercial and social problems about handling of dewatered cake. The conventional dewatering system with mechanical compression device was not suitable to produce the low water content cake and didn't cope with lots of requirements. Therefore, this paper was to develop the high efficient filter press with the compressive and heating forces through the heating plate to be built between membrane fillet plates. It is possible to produce the low water content cake and improve the dewatering rate, so this equipment positively coped with several types of problems related to the sludge dewatering. The plate heated by heat transfer materials such as steam, hot water and thermo-oil made the sludge make the residual moisture within the cake to discharge easily and to improve the dewatering efficiency of equipment. The pilot scale experiment with 500kg of cake production showed that the dewatering efficiency determined by the final water content and dewatering velocity was improved $30\%$ more than the conventional dewatering equipment.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2003년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.278-283
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• 2003

A generation rate of sludge in Korea had increased dramatically about 200 % for a decade. A requirement for high efficiency dewatering system being possible to produce the low water content cake have suggested due to the appearanceof commercial and social problems about handling of dewatered cake. The conventional dewatering system with mechanical compression device was not suitable to produce the low water content cake and didn'tcope with lots of requirements. Therefore, this paper was to develop the high efficient filter press with the compressive and heating forces through the heating plate to be built between membrane filter plates. It is possible to produce the low water content cake and improve the dewatering rate, so this equipment positively coped with several types of problems related to the sludge dewatering. The plate heated by heat transfer materials such as steam, hot water and thermo-oil made the sludge make the residual moisture within the cake to discharge easilyand to improve the dewatering efficiency of equipment. The pilot scale experiment with 500kg of cake production showed that the dewatering efficiency determined by the final water content and dewatering velocity was improved 30% more than the conventional dewatering equipment.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권2호
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• pp.334-342
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• 2012

새로 개발된 '고액분리 통합이론'의 핵심 개념인 '케이크 첫 입자층이 받는 압력 $p_d$'의 역할을 인식하기 위해, 고압축성 케이크에 대해 다음과 같은 세 가지 고액분리 분야를 새로운 개념으로 분석하였다. 첫째, 침전된 플럭의 케이크 여과에서 여과 대상이 되는 침전 플럭의 두께 계산에서 $p_d$의 역할과, 케이크의 형성 두께 계산에서의 $p_d$의 역할. 둘째, 압착 과정에서의 $p_d$의 역할, 그리고 마지막으로 간섭침전 결과 쌓이는 높이에 미치는 $p_d$의 역할과 간섭침전 과정에서의 $p_d$의 중요성을 보였다. 이로써 고액분리 통합이론의 적용 가능성과, 그에 있어 $p_d$의 중요성을 밝힐 수 있었다. 이 과정을 통하여 케이크 여과, 압착, 간섭침전의 이론적인 새로운 정의가 가능해졌다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권2호
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• pp.161-167
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• 2008

본 연구에서는 새로운 여과-투과(filtration-permeation) 실험 방법을 사용하여 여과실험에 영향을 미치는 인자 중 침전에 대한 영향을 입자현탁액과 플럭현탁액에 대해 각각 수행하였다. 그 결과 여과실험으로는 정확한 평균 비저항값을 예측할 수 없었으나, 투과실험으로 정확한 평균 비저항값을 측정할 수 있었다. 투과기간을 연장하였을 때 입자현탁액에서 형성된 케이크에서는 투과속도에 별다른 영향이 없었으나 플럭현탁액의 경우는 응집제의 쓸려나감 현상을 보였다. 또한 여과-투과 실험을 사용하여 투과시에 단계적으로 압력을 증가시킴으로써 단 한번의 실험에 의해 케이크의 압축성이 측정되어 질 수 있음을 보였으며, 이 방법을 응용하여 평균 비저항값이 큰 활성슬러지의 긴 여과시간을 짧게 줄여 측정하는 새로운 방법을 제안하였다.

• 상하수도학회지
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• 제9권2호
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• pp.84-96
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• 1995

The dewatering characteristics of the sewage sludge was investigated through the experimental observations and model simulations. The activated sludge and the anaerobically digested sludge were examined for the dewaterability evaluation within the pressure range of $0{\sim}10^6N/m^2$. Modified Buchner funnel test and compression test by the consolidometer were conducted to evaluate average specific resistance, porosity, and moisture percentage of filter cake. Shirato's technique of compression-permeability test was followed for the pressure range lower than about $10^2N/m^2$. The flocculation effects on sludge dewatering was also examined for ferric chloride and polymeric flocculant. The application of hydrated lime which can be used for flue-gas desulfurization showed improved moisture percentage, and was thought to have positive feasibility in combined system of sludge dewatering and incineration. Determined characteristic constants were applied to Tiller's cake filtration model to simulate liquid pressure distribution and porosity distribution in cake. Model simulations showed a sharp drop of the porosity close to the cake-medium interface for the highly compressible material such as the activated sludge and the anaerobically digested sludge.

• 한국물환경학회지
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• 제21권4호
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• pp.337-346
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• 2005

An MSBR using a membrane for not only filtration but also aeration (MA-MSBR) was designed to reduce membrane fouling and to enhance water quality, and compared with an MSBR using a membrane for only filtration (BA-MSBR). COD removal efficiency of the MA-MSBR was similar to that of the BA-MSBR, but membrane performance of the MA-MSBR was better than that of the BA-MSBR. The MA-MSBR had more small particles in mixed liquor, so the specific cake resistance of flocs in the MA-MSBR was higher than that in the BA-MSBR. However, in the aerobic reaction step of the MA-MSBR, air went through membrane pores and out of the membrane surface, so cake layers on the membrane surface and a portion of organics adsorbed on membrane pores could be removed periodically. Therefore, cake resistance, $R_c$, and fouling resistance by adsorption and blocking, $R_f$, for the MA-MSBR increased more slowly than those for the BA-MSBR. Additionally, in order to compare the energy efficiency for two MSBRs, oxygen transfer efficiency and power to supply air into the reactor by a membrane module and a bubble stone diffuser were measured using deionized water. From these measurements, the transferred oxygen amount per unit energy was calculated, resulting that of MA-MSBR was slightly higher than that of BA-MSBR.

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.405-406
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• 2003

분진여과시 형성되는 분진 케이크는 궁극적인 여과 성능을 좌우하며, 필터의 구조, 분진 입자의 형태나 크기, 분진농도, 여과속도 등에 의해 영향을 받는다 특히 필터의 표면 구조나 기공 크기는 여과 초기 단계의 케이크 층의 구조를 결정하며, 연속적인 여과시 초기 케이크 층은 다음에 쌓이는 케이크 형성과 비저항에 영향을 주므로 필터 medium 구조 또한 분진여과 과정에서 중요한 영향 요인이 된다. 본 연구에서는 필터 medium의 구조가 서로 다른 고온가스정화용 복합 세라믹 필터, metal fiber mat, 스테인레스 필터를 이용하여 분진농도와 여과속도를 변수로 하여 분진 여과 실험을 함으로써 각각의 필터에 대한 케이크 비저항과 기공율을 실험과 이론식으로부터 추정하였다. (중략)