• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.2314-2320
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• 2015

MBR (Membrane Bio-Reactor) 공정은 막 오염을 해결하기 위해 막대한 에너지 소비를 하는 공정으로 알려져 있다. 이를 해결하기 위한 일환으로 전기응집 기술을 MBR에 적용하는 시도가 보고되고 있다. 본 연구에서는 전류밀도를 변화시켜가며 활성슬러지의 막 여과를 수행하여 전기응집이 막 오염 저감에 미치는 영향과 메커니즘을 파악하고자 하였다. 활성슬러지 혼합액을 전기응집한 후 회분식교반셀로 분리 막의 여과성능을 평가하였다. 전류밀도(A/m2)를 10에서 40으로 증가시켰을 때 총 오염 저항 (Rc+Rf) 값이 18%에서 79%까지 감소하여 전기응집으로 인해 분리 막의 여과성능이 향상됨을 확인할 수 있었다. 전기응집 전후로 유기물 농도와 활성슬러지 입도분포 변화는 거의 일어나지 않았다. 여과 성능의 향상은 수산화알루미늄, Al(OH)3이 생성되어 막 표면에 부착되면서 오염물질이 쌓이게 됨을 방지하는 역할, 즉 dynamic membrane 으로 작용하였기 때문인 것으로 판단되었다.

• 멤브레인
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• 제12권4호
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• pp.216-225
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• 2002

원자력 분야를 포함하는 다양한 산업에서 발생하고 있는 오일 함유 폐액의 처리에 있어서 전기여과막 공정의 적용성을 평가할 목적으로 폴리프로필렌 정밀여과막을 사용한 모의 오일 에멀젼 폐액의 막 여과 실험을 수행하였다. 이때 투과 플럭스에 대한 전기장의 효과 및 투과 플럭스에 영향을 주는 주요 인자들로써 막간 차압, 교차흐름 유속 및 오일 에멀젼 농도의 영향을 고찰하였다. 전기장을 가해주는 전기정밀여과 공정은 기존의 전기장을 사용하지 않는 막 여과 공정에 비해서 막 오염 문제를 현저히 개선함으로써 투과 플럭스가 크게 향상되었으며 장기간의 조업시에도 상당한 투과 플럭스의 유지가 가능함을 보였다.

• 상하수도학회지
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• 제25권5호
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• pp.767-775
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• 2011

In this study we verified if the electro-coagulation process can treat properly the nitrate and fluoride that are not removed well in the conventional small water treatment plants which usually employ chlorination and filtration only. As we gave a change of electrode material and gap-distance between electrodes, removal efficiency of the nitrate and fluoride was determined by electro-coagulation process which were equipped with aluminum and stainless steel (SUS304) electrodes. In addition, electrode durability was investigated by determination of electrodes mass change during the repetitive experiments. Removal efficiency was great when aluminum was used as an anode material. Nitrate removals increased as electric density and number of electrodes increased, but fluoride removal was less sensitive to both parameters than nitrate. After 10 minutes of contact time with the current density from $1{\times}10^{-3}$ to $3{\times}10^{-3}A/cm^{2}$, nitrate and fluoride concentration ranged from 9.2 to 1.2mg/L and from 0.02 to 0.01mg/L, which satisfied the regulation limits. Regardless of the repeating number of experiments, removal efficiency of both ions were almost similar and the change of electrode mass ranged within ${\pm}$0.5%, indicating that the loss of the electrode mass is not so much great under the limited circumstances.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권12호
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• pp.42-49
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• 2017

전기응집 공정은 MBR (Membrane Bio-Reactor) 공정의 막 오염을 해결하기 위한 일환으로 응용되고 있다. 본 연구는 전기응집 공정의 중요한 운전변수인 전류밀도와 접촉시간에 따른 활성슬러지의 특성 변화에 관한 연구를 수행하였다. 전류밀도를 2.5, 12, $24A/m^2$로, 접촉시간은 0, 2, 6 hr로 변화시켜 가며 활성슬러지의 특성 변화를 관찰하였다. 전류밀도 $24A/m^2$ 조건에서 6시간 동안 MLSS는 6,800에서 7,000 mg/L로 3% 증가하였고, MLVSS는 6,280에서 6,300 mg/L로 큰 변화가 없었다. 다른 전류밀도 조건 하에서도 동일한 경향이 관찰되었다. COD는 전류밀도가 $24A/m^2$일 때 71에서 37 mg/L로 감소하였고, $12A/m^2$일 때는 113에서 67 mg/L로, $2.5A/m^2$일 때는 84에서 80 mg/L로 감소하였다. 반면 TN과 TP는 전반적으로 큰 변화를 보이지 않았다. Soluble-EPS와 Bound-EPS는 전류밀도가 증가할수록 약간 감소하는 경향을 보였다. 전기응집을 거친 활성슬러지로 막 여과를 수행하여 여과성능이 개선되는지 평가하였다. 전기응집을 수행하지 않은 대조군에 비해 총여과저항 ($R_t$)이 6~61% 감소한 것으로 나타났다. 특히 전류밀도와 접촉시간이 증가할수록 막 여과 저항이 감소하는 것을 확인하였다. 이를 통해 전기응집 공정이 MBR 공정의 막 여과 성능 개선에 사용될 수 있음을 확인하였다.

• 상하수도학회지
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• 제33권2호
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• pp.111-119
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• 2019

Electro-coagulation process has been gained an attention recently because it could overcome the membrane fouling problems in MBR(Membrane bio-reactor). Effect of the key operational parameters in electro-coagulation, current density(${\rho}_i$) and contact time(t) on membrane fouling reduction was investigated in this study. A kinetic model for ${\rho}_i$ and t required to reduce the membrane fouling was suggested under different MLSS(mixed liquor suspended solids) concentration. Total 48 batch type experiments of electro-coagulations under different sets of current densities(2.5, 6, 12 and $24A/m^2$), contact times(0, 2, 6 and 12 hr) and MLSS concentration(4500, 6500 and 8500mg/L) were carried out. After each electro-coagulation under different conditions, a series of membrane filtration was performed to get information on how much of membrane fouling was reduced. The membrane fouling decreased as the ${\rho}_i$ and t increased but as MLSS decreased. Total fouling resistances, Rt (=Rc+Rf) were calculated and compared to those of the controls (Ro), which were obtained from the experiments without electro-coagulation. A kinetic approach for the fouling reduction rate (Rt/Ro) was carried out and three equations under different MLSS concentration were suggested: i) ${\rho}_i^{0.39}t=3.5$ (MLSS=4500 mg/L), ii) ${\rho}_i^{0.46}t=7.0$ (MLSS=6500 mg/L), iii) ${\rho}_i^{0.74}t=10.5$ (MLSS=8500 mg/L). These equations state that the product of ${\rho}_i$ and t needed to reduce the fouling in certain amounts (in this study, 10% of fouling reduction) is always constant.

• Advances in biomechanics and applications
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• 제1권4호
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• pp.227-237
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• 2014

The in vitro construction of osteo-articular large implants combining biomaterials and cells is of great interest since these tissues have limited regeneration capability. But the development of such organoids is particularly challenging, especially in the later time of the culture, when the extracellular matrix has almost filled the initial porous network. The fluid flow needed to efficiently perfuse the sample can then not be achieved using only the hydraulic driving force. In this paper, we investigate the interest of using an electric field to promote mass transport through the scaffold at the late stage of the culture. Based on the resolution of the electrokinetics equations, this study provides an estimation of the necessary electric driving force to reach a sufficient oxygen perfusion through the sample, thus analyzing the feasibility of this concept. The possible consequences of such electric fields on cellular activities are then discussed.

• 미생물학회지
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• 제13권2호
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• pp.71-80
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• 1975

The neurotoxin of Clostridium botulinum type B was purified from a liquid culture. The purification steps consist of ammonium sulfate precipitation of whole culture, treatment of Polymin P(0.15%, v/v), gel filtration on Sephadex G-100 at pH5.6 and DEAE-Sephadex charomatography at pH8.0. The procedure recovered 17% of the toxin assayed in the starting culture. The toxin was homogeneous by sodium dodecyl sulfate(SDS)-polyacrylamide gel electrophoresis and had a molecular weight of 163,000. Subunits of 106,000 and 56,000 molecular weight were found when purified toxin was treated with a disulfide-reducing agent and electro phoresed on SDS-polyacrylamide gels.

• 상하수도학회지
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• 제20권5호
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• pp.677-684
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• 2006

Electro-flotation(EF), a novel sludge thickening method, could improve the dewaterability of activated sludge. The gas(microbubbles) generated during EF decreased the solid-liquid separation time below 1/5 of the time required for gravity sedimentation. In addition, over 90% of the sludge volume reduction could be achieved by EF although the settling characteristics of the sludge was very poor. The SRF(specific resistance to filtration) of the thickened sludge by EF was much lower than that of the sludge thickened by gravity sedimentation. The SRF of the thickened sludge decreased exponentially with increase of gas generation rate of the EF system. Gas generation rate could be controlled by varying the current density of the electrode. Degasing of the microbubbles by vigorous mixing of the thickened sludge layer deteriorated the dewaterability of the sludge. Therefore, it is obvious that the gas bubbles entrapped in the thickened sludge play a key role in the observed dewaterability improvement.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권8호
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• pp.105-114
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• 2018

전기응집 (Electro-coagulation)을 활용한 분리 막 생물반응기 (Membrane Bio-Reactor) 공정의 막 오염 저감 현상을 확인하고 이를 해석하고자 하였다. 전기응집의 주요 운전 인자인 전류밀도와 접촉시간 변화가 활성슬러지 혼합액의 막 여과에 미치는 영향을 관찰하고 전기응집 과정에서 발생하는 수산화금속염이 막 오염에 미치는 역할에 대해 연구하였다. 전류밀도를 $10A/m^2$으로 높게 유지한 경우에는 전기응집 시간이 증가하여도 막 오염 감소 효과가 크지 않은 반면 $2.5A/m^2$의 낮은 전류밀도 하에서는 전기응집 시간이 증가하면 추가적인 막 오염 감소가 관찰되었다. 즉, 막 오염을 감소시키는 전류밀도와 접촉시간의 곱이 전체 막 오염 저감 정도를 지배하고 있음을 확인하였다. 또한 주어진 전류밀도와 인가시간에서 입도분포는 크게 변화하지 않은 것으로 나타나 콜로이드 입자와 막 오염 저감과는 큰 관련성이 없는 것으로 판단되었다. 그러나 전기응집을 통해 생성된 수산화알루미늄 (인산알루미늄)이 막 여과 과정에서 동적 막 (Dynamic Membrane)을 형성하여 막 오염 현상을 완화하는 것으로 확인되었다. 전기응집에서 발생한 수산화금속염이 막 표면에 동적 막을 형성하고 이로 인해 유입수의 입자성분이 직접 막 표면과 내부에 침적되는 것을 방해하고 동적 막에 주로 쌓이게 함으로써 막 오염이 감소된 것이다. 본 연구에서 밝힌 수산화금속염에 의한 동적 막의 역할은 전기응집을 활용한 MBR 공정의 후 막 오염 감소 메커니즘을 해석하는데 중요한 역할을 한다고 결론지을 수 있다.

• 상하수도학회지
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• 제31권4호
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• pp.321-328
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• 2017

Recently EC-MBR (Elctrocoagulation - Membrane Bio Reactor) has been suggested as one of alternative processes to overcome membrane fouling problems. Most important operational parameters in the EC-MBR are known to current density and contact time. Their effect on membrane filtration performances has been reported well, however, quantitative interrelationship between both parameters not been investigated yet. The purpose of this study is to give a kinetic model suggesting the current density and the contact time required to reduce the membrane fouling. The 4 different set of current densities (2.5, 6, 12 and $24A/m^2$) and contact times (0, 2, 6 and 12 hr) were selected as operational parameters. After each electro-coagulation under the 16 different conditions, a series of membrane filtration was carried out. The membrane fouling decreased as the current density and contact time increased, Total fouling resistances under different conditions, $R_t(=R_c+R_f)$ were calculated and compared to those of the controls ($R_0$), which were calculated from the data of experiments without electro-coagulation. A kinetic approach for the fouling reduction rate ($R_t/R_0$) was carried out and the equation ${\rho}^{0.46}_it=7.0$ was obtained, which means that the product of current density and the contact time needed to reduce the fouling in certain amounts (in this study, 10% of fouling reduction) is always constant.