• 멤브레인
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• 제12권2호
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• pp.90-96
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• 2002

멤브레인 여과 실험에서 얻어진 데이터 처리에 간단한 수치해석을 적용하여 삼투압(osmotic pressure) 과 구배확산계수(gradient diffusion coefficient)를 도출하는 새로운 방법론을 제시하였다. 삼투압과 구배확산계수는 이론 및 실험적으로 쉽게 구할 수 없는 물리적 특성치로서 멤브레인 여과의 특성 규명에 중요하다. 모델 라텍스 콜로이드의 여과시간에 따른 투과플럭스(permeate flux) 값과 이에 대한 수치적분과 수치미분 데이터로부터 분산된 입자농도의 함수인 삼투압 관계식을 구했다. 이로부터 계산된 열역학적 계수(thermodynamic coefficient)는 입자농도가 증가할수록 감소하는 거동을 보였고, 여기에 기존에 제시되어 있는 수력학적 계수(hydrodynamic coefficient)를 도입하여 구배확산계수를 산출하였다. 아울러, 본 연구에서 계산된 입자농도에 따른 구배확산계수의 결과와 동일한 멤브레인과 라텍스 콜로이드의 여과에 대해서 기존에 통계역학적 시뮬레이션으로 예측한 결과를 비교하였다.

• 멤브레인
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• 제11권4호
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• pp.170-178
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• 2001

상전환 방법에 의해 PVC계 MF막을 제조하여 환성슬러지가 포함된 폐수 처리용 MBR (Membrane bioreactor)에 적용하였다. 막 제조시 첨가제의 농도에 따른 막 특성을 확인한 결과 첨가제의 농도가 증가할수록 기공 크기가 증가하였으며 친수화도 역시 향상되었다. MBR의 내부 환경변화에 따른 실험을 통해 제조한 막의 투과 성능 및 막에 발생하는 막 오염 거동을 조사하였다. 사상균의 생성으로 인한 Sludge bulking 시 막 오염 현상이 가속화되었으며, 이 때 각 시료의 Rc을 조사한 결과 CP-0 > CP-1.0 > CP-1.5의 순으로 나타났고, 정상상태와 비교하여 sludge busking시 Rc값은 3.5~7배가지 증가하였다. 표면 특성이나 투과 유속면에서 PVP 1.5 wt% (CP-1.5)를 첨가하였을 때가 가장 적합하였다. 평균 투과 유속은 시료 모두에서 12(${\pm}$2) L/$m^2$hr 정도였으며, 평균 COD 제거율은 98.8% 정도를 나타내었다 MBR 운전에 있어 sludge bulking시 사상균이 차지하는 비율과 미생물의 모양과 크기에 따라 막 오염은 가속화 되었고, 투과 유속 감소를 보였다. 따라서 막 여과 특성은 막의 친수화 정도와 MBR 내부 미생물의 성장 조건과 환경에 의해 결정되는 것을 알 수 있었다.

• 멤브레인
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• 제32권1호
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• pp.66-73
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• 2022

본 연구에서는 stainless steel로 재질로 된 금속평막모듈을 이용하여 고플럭스가 유지되면서 처리수의 안정화 방안을 모색하였다. 이 모듈은 기공사이즈가 13 ㎛ 단위여서 플럭스가 60 LMH에서 100 LMH까지 고플럭스로 운전이 가능하다 그러나 SS가 초기 운전 시 30~50 ppm 정도 유출되지만 SS가 응집핵으로 작용하므로 응집이 가능하게 된다. 기존 고분자막 여과수는 응집핵이 없어서 coagulation은 되지만 floculation이 안되므로 추가적으로 응집보조제인 clay나 벤토나이트를 투여하게 되는데 본 연구에서는 이런 응집보조제 필요 없이 SS 누출만으로 floculation이 되므로 총인처리와 처리수질이 안정성을 도모하고자 하였다. 최종적으로 안정적인 처리수에 고플럭스가 가능한 Metal필터 운전이 MBR 시스템에서 적용가능한지 타당성을 연구하고자 하였다.

• 한국식품과학회지
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• 제31권2호
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• pp.448-457
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• 1999

Citrus류 과실은 독특한 풍미와 영양적 가치로 인하여 전 세계적으로 널리 섭취되고 있다. 막을 이용한 과육 주스 가공시 혼탁 유발 물질을 제거하는 동시에 유기산, 당, ascorbic acid와 같은 주요 성분의 손실을 최소화하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 감귤 주스 청징화에 가장 적합한 미세여과 막을 선정하기 위하여 surface filter인 Whatman No.4와 다섯 종류의 미세여과 막(GF/A, GF/D, GF/F, Gelman, SM)을 사용하였다. 과육에 3배의 물을 혼합한 감귤 주스를 170 mesh로 거른 후 미세여과 막이 장착된 Samduck 여과 시스템에서 막 분리하였다. 시간에 따른 flux와 HPLC로 분석한 여액내 유용성분 함량을 SAS 프로그램으로 통계처리하여 최적막을 선정하였으며 막 표면에 침착된 물질은 SEM으로 관찰하였다. 유의수준 0.10에서 시간 경과에 따라 GF/A와 GF/F 막의 flux는 감소하였으며 Gelman, SM, GF/D 막은 안정한 flux를 유지하였다. Citrate, malate 및 ascorbic acid의 농도로 대변되는 영약적 지표와 brix와 색도로 대변되는 구매 지표를 합한 종합적인 점수는 Gelman 막이 가장 높았다. 따라서, 미세여과법이 청징화시 매우 효과적인 공정이었으며 세공의 크기와 막 재질이 다양한 미세여과 막중 Gelman 막이 감귤 주스 청징화에 가장 적합한 막으로 판명되었다.

• 한국항해항만학회지
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• 제32권6호
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• pp.499-503
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• 2008

국제해사기구(IMO) 해양환경보호위원회(MEPC)의 회의 결과 새로이 제정된 선박의 밸러스트 수 처리 기준(D2규정)에 부합하는 밸러스트 수 처리 공정의 개발이 전 세계적으로 활발히 진행되고 있다. 밸러스트 수 처리 시스템에서 여과공정의 경우 $10{\mu}m$ 이상의 미세물질을 시간당 500톤 이상의 대용량으로 처리해야하며, 선내의 좁은 공간에 최소의 부피로 설계되어야 하는 제한요소가 전제되므로 실용적인 처리장치의 개발이 매우 어렵다. 본 연구에서는 이러한 제한요소를 극복하기 위한 방안으로 차세대 자기 역세형 메디아 필터에 관한 연구를 추진하게 되었으며 여재층의 두께에 따른 압력과 유량의 측정변화와 어느 크기의 입자까지 여과할 수 있는지 확인하기 위하여 진공여과 후 여과수 중의 입자의 입도 분석실험을 수행한 결과 원하는 성능옳 얼기 위한 각 메디아별 입자크기와 여재층의 두께를 구할 수 있었다.

• Membrane and Water Treatment
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• 제1권1호
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• pp.1-12
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• 2010

Membrane distillation process was used for purification of pre-treated natural water (tap water). The rejection of inorganic and organic compounds in this process was investigated. The obtained rejection of inorganic solutes was closed to 100%, but the volatile organic compounds (VOCs) diffused through the membrane together with water vapour. The content of trihalomethanes (THMs) in the obtained distillate was two-three fold higher than that in the feed, therefore, the rejection of the total organic compounds present in the tap water was reduced to a level of 98%. The intensive membranes scaling was observed during the water separation. The morphology and composition of the fouling layer was studied using scanning electron microscopy coupled with energy dispersion spectrometry. The influence of thermal water pre-treatment performed in a heat exchanger followed by filtration on the MD process effectiveness was evaluated. This procedure caused that significantly smaller amounts of $CaCO_3$ crystallites were deposited on the membrane surface, and a high permeate flux was maintained over a period of 160 h.

• Membrane and Water Treatment
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• 제9권6호
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• pp.393-403
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• 2018

In this research commercial polyethersulfone (PES) membrane was modified using $TiO_2$ nanoparticles (P-25 Degussa) and further irradiated using UV light to overcome the hydrophobicity and fouling nature of the membrane. Further the membranes were characterized using SEM and FTIR. Contact angle measurements study confirmed the hydrophilic tendency of the modified membrane by decreasing the contact angle from $73^{\circ}$ to $20.28^{\circ}$. The modified membranes showed higher flux and better anti-fouling properties as compared to the unmodified counterparts. The optimum conditions were found to be 0.5 wt% $TiO_2$ loading with 60 min membrane immersion and 10 min UV light illumination. The effect of different pH conditions of feed was analysed. Real wastewater filtration experiments also indicated better performance of modified membranes as opposed to neat PES membranes.

• Korean Membrane Journal
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• 제2권1호
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• pp.1-8
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• 2000

In Kimchi (a salt-pickled and fermented food) manufacturing industry, the process of brining and rinsing the raw vegetable produces a vast amount of wastewater of high salinity. Instead of expensive and low-efficient conventional treatment system, brining wastewater reuse system was developed using hybrid chemical precipitation/microfiltration. In the microfiltration of chemically treated brining wastewater, comparison of flux, backwashing frequency and energy consumption was made between dead-end and crossflow filtration mode. The optimum location of neutralization step in this system was also discussed in connection with the microfiltration performance. The quality test of Kimchi prepared by the reuse system confirmed the new approach was successful in terms of water/raw material(salt) saving and wastewater reduction.

• Korean Membrane Journal
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• 제11권1호
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• pp.21-28
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• 2009

We investigated the effect of organic materials on membrane fouling in advanced drinking water treatment by a hybrid module packed with granular activated carbon (GAC) outside multi-channel ceramic microfiltration membrane. Synthetic water was prepared with humic acid and kaolin to simulate natural water resouces consisting of natural organic matter and inorganic particles. Kaolin concentration was fixed at 30 mg/L and humic acid was changed as 2~10 mg/L to inspect the effect of organic matters. Periodic back-flushing using permeate water was performed for 10 sec per filtration of 10 min. As a result, both resistance of membrane fouling (Rf) and permeate flux (J) were influenced highly by concentration of humic acid. It proved that NOM like humic acid could be an important factor on membrane fouling in drinking water treatment. Turbidity and UV254 absorbance were removed up to above 97.4% and 59.2% respectively.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제16권4호
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• pp.13-22
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• 2015

나노여과공정에서 폭발 오염물질인 TNT(2, 4, 6-Trinitrotoluene), RDX(Hexahydro-1, 3, 5-trinitro-1, 3, 5-triazine) 및 HMX(1, 3, 5, 7-Tetranitro-1, 3, 5, 7-tetrazocane) 화약류의 잔류에 용존유기물의 오염과 무기물의 스케일링에 의한 케익층 형성 및 농도분극의 영향성을 분석하였다. 지표수 조건의 휴믹산 농도에 의한 나노여과공정에서는 용존유기물에 의한 나노여과막 오염이 발생되어도 플럭스의 큰 변화가 없는 것으로 나타났으며, 휴믹산과 무기 스케일링이 동시에 발생되었을 경우에는 나노여과공정에서 플럭스의 감소가 큰 것으로 나타났다. 휴믹산과 $Ca_3(PO_4)_2$을 혼합하였을 때 플럭스 투과량이 42% 감소하였고 휴믹산만 첨가하였을 경우에 플럭스 투과량은 8% 감소한 것으로 나타났다. 이는 NF 막의 $Ca_3(PO_4)_2$스켈턴트 결정과 용존유기물이 칼슘($Ca^{2+}$)이온의 상호작용에 의해 막 표면에 증강된 케익층을 형성하여 NF 막의 플럭스를 감소시키는 것을 알 수 있었다. 그리고 막의 크기배제에 의한 선택성을 기반으로 하여 폭발물의 나노여과막에 의한 잔류량을 조사할 경우 HMX(296.15, 83%) ${\gg}$ RDX(222.12, 49%) ≋ TNT(227.13, 32%)로 나타났다. 막 오염과 스케일링은 케익층의 형성으로 막 표면에서 증대된 농도 분극효과를 나타낼 수 있으나, 무기 스케일링 형성과 휴믹산에 의한 화약류의 잔류 영향성은 순수한 DI 및 NaCl 피드용액의 여과공정 결과와 크게 다르지 않는 것으로 나타났다. 이는 전량여과방식(Dead-end Flow)의 나노여과공정에서 화약류의 잔류 영향성은 임계크기에 의한 선택적 배제성이 케익층 형성 및 농도분극에 의한 잔류 영향성보다 크다는 것을 보여준다.