• 대한환경공학회지
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• 제38권9호
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• pp.469-475
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• 2016

본 연구는 실제 운영되는 수산물 가공 산업폐수의 immersed MBR (iMBR)공정을 이용한 폐수처리시설 운영 결과에 대한 실증적 고찰을 수행한 것이다. 수산물 가공 산업의 특성상 일별, 월별 유량 변동이 심하여 유량조정조의 설계 및 운전방법이 중요하며, 유량조정조 교반시 포기식 교반을 적용하면 산발효 방지를 통하여 후속 응집/부상 공정의 약품비 절감이 가능하다. 동 현장은 유량조정조, 가압부상조, iMBR을 거쳐 방류하며, 이때 가압부상조를 거쳐 iMBR로 유입되는 BOD, $COD_{Mn}$, SS, T-N, T-P의 농도는 2,291 mg/L, 530 mg/L, 38 mg/L, 256.8 mg/L, 13.5 mg/L으로 나타났다. 수산물 가공 폐수와 같이 고농도의 염이 함유된 폐수의 생물학적 처리는 슬러지의 침강성과 관계없는 침지식 중공사막을 이용한 iMBR 공법을 적용하는것이 바람직한 것으로 나타났다. iMBR 공정의 주요 에너지 소모 요인인 공기세정에 대한 운영 값의 검토 결과 SADm값이 $0.31m^3/hr{\cdot}m^2$ membrane area이었으며, SADp값은 $26.5m^3/hr{\cdot}m^3$ permeate으로 상용화된 평막 대비 월등히 에너지 효율이 우수한 것으로 나타났다. 무산소, 혐기, 호기 탈기조로 구성된 침지식 중공사막이 결합된 iMBR 공정에서 막오염 지표인 Normalized TMP와 온도, MLSS 등을 비교 분석한 결과 F/M비가 0.08~0.10 gBOD/gMLSS에서 임계 F/M 값을 나타냈다. 생물반응조에서의 BOD, $COD_{Mn}$, SS, T-N, T-P의 처리수질은 각각 1.8 mg/L, 11.0 mg/L, 1.1 mg/L, 11.0 mg/L, 0.24 mg/L으로 운전되었으며, 제거율은 99.9%, 97.9%, 96.3%, 95.7%, 97.8%으로 나타났다.

• 한국정보과학회논문지:데이타베이스
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• 제33권7호
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• pp.693-707
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• 2006

대부분의 유사 시퀀스 매칭 방법은 다차원 색인을 사용한 검색 속도의 향상을 위해, 많은 수의 고차원 시퀀스를 저차윈 변환한 후 이들 변환된 시퀀스들을 포함하는 저차원 MBR을 구성한다. 본 논문에서는 고차원 MBR자체를 직접 저차원 MBR로 변환하는 정형적인 방법을 제안하고, 이를 사용하면 유사 시퀀스 매칭에서 필요한 저차원 변환 횟수를 획기적으로 줄일 수 있음을 보인다. 이를 위해, 우선 변환의 MBR-safe 개념을 정형적으로 제안한다. 어떤 변환이 MBR-safe하다 함은 고차원 MBR을 직접 변환한 저차원 MBR이 개별 고차원 시퀀스가 변환된 저차원 시퀀스를 모두 포함함을 의미한다. 다음으로, 기존 저차원 변환 중에서 가장 널리 사용되는 DFT와 DCT에 대해 각각 MBR-safe 변환을 제안한다. 먼저, 기존 DFT와 DCT가 MBR-safe하지 않음을 보이고, DFT와 DCT를 확장한 mbrDFT와 mbrDCT를 각각 정의한다. 그리고, 이들 mbrDFT와 mbrDCT가 MBR-safe함을 정형적으로 증명한다. 또한, mbrDFT(흑은 mbrDCT)가 고차원 MBR을 저차원 MBR로 직접 변환하는 DFT(혹은 DCT) 기반의 최적 MBR-safe 변환임을 증명한다. 분석과 실험 결과, 제안한 mbrDFT 및 mbrDCT를 사용하면 저차원 변환 횟수를 획기적으로 줄이고 성능을 크게 향상 시킨 것으로 나타났다. 이 같은 결과를 볼 때, 본 논문에서 제시한 MBR-safe 개념은 고차원 MBR의 저차원 변환이 필요한 많은 응용에 활용될 수 있는 유용한 연구 결과라 사료된다.

• 멤브레인
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• 제15권4호
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• pp.289-296
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• 2005

MBR 공정에서 가장 문제시되는 부분은 실제 공정상에서 막 표면에 오염이 발생하는 문제이다. 일반적으로 막 오염은 활성 슬러지들이 막 표면에 퇴적되어서 일어나며 이로 인해 심각한 투과 유량의 감소를 야기하게 된다. 본 연구에서는 막 오염 저항성이 뛰어난 나노 입자를 분리막 표면에 함침시켜 MBR 막을 제작하였으며 이 입자들은 막 표면에서 활성 슬러지들이 쉽게 달라 붙지 못하는 역할을 수행하게 된다. 즉, 뛰어난 투수량을 지닌 정밀여과막에 나노 입자를 첨가함으로서 실제 MBR 공정에서 막 오염을 저감시킴으로서 투수량을 보전할 수 있게 하였다. 이들을 이용하여 MBR 공정에서 막 오염이 휠씬 적게 일어나는 것을 확인하였으며 이를 바탕으로 현장에 적용하여 막 오염 저항성을 확인하였다.

• Membrane and Water Treatment
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• 제6권3호
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• pp.189-203
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• 2015

Membrane biofouling impedes wide application of membrane bioreactor (MBR) for wastewater treatment. Recently, quorum sensing (QS) mechanisms are accounted for one of major mechanisms in biofouling of MBRs. In this study, vanillin was applied to investigate reduction of biofouling in MBRs. MBR sludge was analyzed to contain QS signal molecules by cross-feeding biosensor assay and HPLC. In addition, the inhibitory activity of vanillin against bacterial quorum sensing was verified using an indicator strain CV026. The vanillin doses greater than 125 mg/L to 100 mL of MBR sludge showed 25% reduction of biofilm formed on the membrane surfaces. Two MBRs, i.e., a typical MBR as a control and an MBR with vanillin, were operated. The TMP increases of the control MBR were more rapid compared to those of the MBR with the vanillin dose of 250 mg/L. The treatment efficiencies of the two MBRs on organic removal and MLSS were maintained relatively constant. Extracellular polymeric substance concentrations measured at the end of the MBR operation were 173 mg/g biocake for the control MBR and 119 mg/g biocake for the MBR with vanillin. Vanillin shows great potential as an anti-biofouling agent for MBRs without any interference on microbial activity for wastewater treatment.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 2008년도 춘계 총회 및 학술발표회
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• pp.234-237
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• 2008

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제27권3호
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• pp.573-583
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• 2017

Biofilm formation on the membrane surface results in the loss of permeability in membrane bioreactors (MBRs) for wastewater treatment. Studies have revealed that cellulose is not only produced by a number of bacterial species but also plays a key role during formation of their biofilm. Hence, in this study, cellulase was introduced to a MBR as a cellulose-induced biofilm control strategy. For practical application of cellulase to MBR, a cellulolytic (i.e., cellulase-producing) bacterium, Undibacterium sp. DM-1, was isolated from a lab-scale MBR for wastewater treatment. Prior to its application to MBR, it was confirmed that the cell-free supernatant of DM-1 was capable of inhibiting biofilm formation and of detaching the mature biofilm of activated sludge and cellulose-producing bacteria. This suggested that cellulase could be an effective anti-biofouling agent for MBRs used in wastewater treatment. Undibacterium sp. DM-1-entrapping beads (i.e., cellulolytic-beads) were applied to a continuous MBR to mitigate membrane biofouling 2.2-fold, compared with an MBR with vacant-beads as a control. Subsequent analysis of the cellulose content in the biofilm formed on the membrane surface revealed that this mitigation was associated with an approximately 30% reduction in cellulose by cellulolytic-beads in MBR.

• Membrane and Water Treatment
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• 제5권3호
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• pp.197-205
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• 2014

For the first time in Bangladesh, a bench scale membrane bioreactor (MBR) unit was tested in treating a textile wastewater in the industry premises of EOS Textile Mills LTD, Dhaka for three months. The performance of the unit was compared with that of the conventional activated sludge treatment plant, which is in operation in the same premises. The COD and BOD removal efficiency of the MBR unit reached to around 90% and 80% respectively in 20 days whereas the removal efficiency of the conventional treatment plant was as low as 40-50% and 38-40% respectively. The outlet COD and the BOD level for the MBR unit remained stable in spite of the fluctuation in the feed value, while the conventional effluent treatment plant (ETP) failed to keep any stabilized level. The performance of the MBR unit was much superior to that of the functional ETP and the water treated by the MBR system can meet disposal standard.

• Membrane and Water Treatment
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• 제9권4호
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• pp.279-284
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• 2018

Membrane biofouling is a critical operational problem that hinders the rapid commercialization of MBRs. Quorum quenching (QQ) has been investigated widely to control membrane biofouling and is accepted as a promising anti-fouling strategy. Various QQ strategies based on bacterial and enzymatic agents have been identified and applied successfully. Whereas, this study aimed to compare indigenously isolated QQ strain i.e., Enterobacter cloaca with well reported Rhodococcus sp. BH4. Both bacterial species were immobilized in polymeric beads and introduced to two different MBRs keeping the overall beads to volume ratio as 1%. Efficiencies of these strains were monitored in terms of prolonging the membrane filtration cycle of MBR, release of extra-cellular polymeric substances, membrane resistivity measurements and mineralization of signal molecules and permeate quality. Indigenous strain (Enterobacter cloaca) was added to $QQ-MBR_E$ while Rhodococcus sp. BH4 was introduced to $QQ-MBR_R$. QQ bacterial embedded beads showed enhanced filtration cycles up to 1.4 and 2.3 times for $QQ-MBR_E$ and $QQ-MBR_R$ respectively as compared to control MBR (C-MBR). Soluble EPS concentration of 52 mg/L was observed in C-MBR while significantly lower EPS concentration of 20 and 10 mg/L was witnessed in $QQ-MBR_E$ and $QQ-MBR_R$, respectively. Therefore, substantial reduction in biofouling showed the effectiveness of indigenous strain.

• 멤브레인
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• 제18권1호
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• pp.35-43
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• 2008

본 연구를 통하여 나노입자를 분리막의 표면에 함침시킴으로써 MBR 공정상에서 가장 큰 문제인 막 오염 문제를 해결하고자 하였고 실제 제작된 분리막의 현장적용 테스트를 거쳐서 개발된 분리막의 막 오염 저항성질을 확인하였다. 실험과정은 본 연구를 통한 티타니아가 함침된 분리막 제품과 국외의 타사 제품과의 장시간 현장적용 테스트를 통해 본 연구 제품의 우수성을 확인할 수 있었다. 본 연구 제품은 활성슬러지의 농도가 $7,000{\sim}13,000mg/L$의 고농도인 조건에서 $20{\sim}25L/m^2{\cdot}hr$의 투과유량을 꾸준하게 유지하는 것을 확인할 수 있었다. 이와 아울러 막과 막사이의 배치거리, 막과 산기관의 배치거리, 산기관의 홀 크기, 세정액의 농도 및 처리 방법 등에 따른 분리막의 투과유량의 거동 등을 살펴보았다. 즉 이들 부수적인 변수들의 최적화를 통해 분리막의 물성을 극대화할 수 있는 방법을 모색해 보았다.

• 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.