• Environmental Engineering Research
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• 제9권5호
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• pp.238-247
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• 2004

The objective of this study was to develop kinetic model for the MBR and investigate kinetic characteristics of the gravitational flow transverse direction MBR system. Kinetic model was derived by mass balance of substratc and biomass combined with empirical membranc filtration rerm for the MBR. To find kinctic values, permeale flux and COD removal were analyzed through the laboratory, MBR operation as different solids retention times. Permeate flux was ranged 2.5-5.0 LMH (L/m$^2$/hr) as sludge characteristics in each run. Although the soluble COD in the bioreactor was changed, the effluent COD was stable as average 99% removal rate during the experimental periods. Y$_g$ of this MBR system was higher than those of cross-flow MBR processes. The kinetics of this MBR showed that smaller k, larger b, and larger K$_s$ values than the conventional activated sludge process. These results indicated that substrate was used for cell maintenance rather than growth in this MBR system.

• 멤브레인
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• 제21권4호
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• pp.360-366
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• 2011

음식물 폐기물 침출수를 처리하는 분리막 결합 고온 혐기성소화공정(생물학적 반응조) (Anaeorobic Membrane Bioreactor, AnMBR)의 파일럿 운전에서 분리막의 교차여과 속도와 막간압력이 파울링에 미치는 영향을 관찰하였다. 연구 결과 정압여과 하에서 교차여과 속도가 증가할수록 파울링의 속도는 현격히 감소되었다. 그러나 이와 같은 영향은 낮은 막간압력에서 더욱 효과적이었다. 막간압력이 증가할수록 여과대상 물질의 압축성으로 인해 투과성이 상대적으로 낮은 파울링층(혹은 케익층)이 분리막 표면에 형성된 것에 기인된 듯하다. 여과대상 시료의 입도분석을 해 본 결과 입자크기는 약 $10{\sim}100{\mu}m$ 범위에서 분포하였고 이에 따라 브라운확산에 의한 역수송보다 분리막 표면에서 교차여과에 의해 발생하는 전단력이 입자의 역수송에 더욱 기여하고 있음을 예측할 수 있었으며 이는 AnMBR의 연속운전을 통해 재확인할 수 있었다. 운전 후 막 부검을 실시한 결과 유기 및 무기 파울링이 모두 관찰되었으나 어느 것이 지배적인 파울링 기작을 나타내는지는 앞으로 더욱 연구가 필요하다. 무기 파울링의 경우 대부분 분리막 표면에서 스케일링 형성이 지배적이었으며, 따라서 분리막의 공극 막힘에 주로 기여하는 작은 콜로이드성 유기물질의 경우 분리막 표면에서 전단력에 의한 역수송 효과는 그다지 크지 않을 것으로 사료된다.

• Membrane and Water Treatment
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• 제11권2호
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• pp.159-166
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• 2020

In this study, the performance and antifouling properties of polysulfone (PSf) and polyvinylidene fluoride/polyvinylpyrrolidone (PVDF/PVP) membranes in a membrane bioreactor (MBR) were investigated. The membranes were prepared via phase inversion method, and then characterized by a set of analyses including contact angle, porosity and water flux and applied in a lab-scale MBR system. Soluble microbial product (SMP), extracellular polymeric substance (EPS), FTIR, gel permission chromatography (GPC) and particle size distribution (PSD) analyses were also carried out for MBR system. The results showed that the MBR with PSf membrane had higher hydrophobic organic compounds which resulted in formation of larger flocs in MBR. However, in this MBR had high compressibility coefficient of cake layer was higher (n=0.91) compared to MBR with PVDF/PVP membrane (n=0.8); hence, the fouling was more profound. GPC analysis revealed that compounds with molecular weight lower than 2 kDa are more formed on PSf membrane more than PVDF/PVP membrane. The results of FTIR analysis confirmed the presence of polysaccharide and protein compounds on the cake layer of both membranes which was in good agreement with EPS analysis. In addition, the results showed that their concentration was higher for the cake on PSf membrane.

• 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.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2006년도 춘계학술발표논문집
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• pp.585-586
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• 2006

본 연구에서는 고도처리를 위한 BNR 공정에 사용되는 MBR (Membrane Bioreactor)의 막 오염(membrane fouling)을 저감시키기 위해 분리막을 침지시킨 침전조를 상하로 나누어 상부는 폭기조로, 하부는 침전조의 역할을 수행하게 하는 새로운 형태의 막분리 침전조 (aerated settler)의 성능을 평가 하였다. 막분리 침전조는 상하로 구분하기 위해서 baffle을 설치하였다. 파일럿 규모 ($Q=50m^3/d$)의 MBR 공정은 실제 오수를 유입수로 사용하였으며 약 6개월간 운전하였다. 탈질을 위하여 막분리 침전조 하부에서 무산소조로 반송되는 반송수의 DO를 크게 줄어들게 함으로써 무산조에서의 탈질효율이 증가되었다. 처리수의 총 TN 제거율은 75%이었다. 또한 막분리침전조 상 하부의 MLSS 농도 차에 의해 상부에 침지된 막 모듈은 기존의 MBR 공정보다 막 오염 저감 효과가 있어서 세정주기가 증가하였다. 운전 개시 후 4개월째 되는 시점에 TMP가 40cmHg에 도달하여 1회 화학적 약품세정만이 필요하였다.

• 상하수도학회지
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• 제27권5호
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• pp.529-545
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• 2013

With the increasing concern on climate changes and energy shortage, anaerobic membrane bioreactors (AnMBR) become a promising alternative to aerobic processes for domestic wastewater treatment. Two major advantages of AnMBRs are energy production and sludge reduction. Recently, several different configurations of AnMBRs have been proved to produce high quality effluent at reasonable hydraulic retention time and ambient temperature. One of the major problems of the AnMBR is membrane fouling control, and some solutions are already suggested. Other problems to be solved before the full application of the AnMBR are recovery of dissolved methane, management of residual nutrients and sulfide. Considering the potential advantages and future technology development, AnMBR will become major domestic wastewater treatment process in near future.

• Advances in environmental research
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• 제9권2호
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• pp.85-95
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• 2020

In this study, the decolorization of Evercion Blue P-GR (EBP) and Ostazin Black H-GRN (OBH) was investigated using white-rot fungi named as Trametes versicolor (T. versicolor) by Membrane Bioreactor (MBR) system. This study involved experiments employing synthetic textile wastewater in Membrane Bioreactor (MBR) system (170 ml), initially inoculated with a pure culture of fungi, but operated, other than controlling pH (4.5±0.2) and temperature (25±1℃), under non-sterile conditions. The effect of dye concentrations on fungal biodegradation was also investigated. The decolorization efficiencies were 98%, 90%, and 87% respectively, for EBP when the initial dye concentration of 50, 100, and 200 mg L^-1 were used. However, the decolorization percentages for OBH dye were obtained 95% for 50 mg L^-1 dye solution in 2 days and 66% for 100 mg L^-1 dye solution in 5 days. Possible interactions between dye molecules and the fungal surface were confirmed by SEM, EDX, and FTIR analyses.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 2002년도 추계 총회 및 학술발표회
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• pp.158-161
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• 2002

• 멤브레인
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• 제23권1호
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• pp.24-44
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• 2013

MBR 기술은 지난 20여 년 동안 처리성능과 효율성 그리고 비용절감 측면에서 빠른 속도로 발전하고 있다. 또한 안정적인 하수처리와 하수재이용관점에서 핵심기술로 널리 인식되고 있다. 본고에서는 MBR 기술의 개발과 상업적 응용에 관한 발전과정을 재조명하고 세계 시장의 전망을 제시하고자 한다. 주요 적용기술에 대해 다음 5가지 측면에서 검토하여 제시하였는데 1) MBR 기술의 진화, 2) MRBs의 상업용 기술, 3) 대용량 MBR 플랜트 설치 사례, 4) MBR 시장의 성장, 5) 기술의 발전방향 순으로 제시하였다. 마지막으로 MBRs에 대한 경제적, 환경적, 그리고 기술적 측면에서 향후 발전방향을 1) 초기투자비, 2) 처리 수질, 3) 분리막 소재/모듈, 4) MBR 장비와 공정, 5) 운영비용, 향후 6) 혐기성 MBRs 공정과 같은 차세대 기술 분야로 나누어 제시하였다.

• 멤브레인
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• 제24권2호
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• pp.142-150
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• 2014

본 연구는 축산분뇨 처리장(바이오가스 플랜트) 액비의 고도처리에 적합한 공정을 도출하기 위한 기초 연구이다. 액비를 고도처리하기 위하여 나노여과 및 역삼투(reverse osmosis) 공정을 각각 사용하였고, 전처리공정으로서 담체를 첨가하지 않은 MBR과 담체를 첨가한 MBR을 각각 적용하여 비교하였다. 액비의 질소는 주로 암모니아성 질소의 형태로 존재하였다. MBR의 운전에서 담체(biomedia) 유무에 따른 COD, T-N 및 T-P의 제거효율에서 큰 차이는 없었으나, 담체를 첨가한 MBR의 TMP는 담체를 첨가하지 않은 MBR에 비해 매우 서서히 증가하였다. 전처리 공정으로 담체를 첨가한 MBR 공정을 사용한 경우, NF에 의한 COD, T-N 및 T-P의 제거효율은 각각 99.8, 86.5% 및 99.8%이었으며, RO에 의한 제거효율은 각각 99.9, 86.8% 및 99.9%이었다. MBR과 NF/RO 공정을 이용하여 처리한 액비의 최종 수질은 분뇨처리장 방류수 수질기준과 비교하였을 때, COD와 T-P는 방류수 수질기준을 만족하였으나, T-N은 수질기준에 부적합하였다. 따라서 T-N에 대한 방류수 기준을 만족시키기 위해서는 MBR 조업 cycle의 조정 또는 나노여과/역삼투에 의한 2차 재처리 등의 개선이 필요한 것으로 판단된다.