• 멤브레인
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• 제19권4호
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• pp.268-276
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• 2009

본 연구에서는 기존의 중량법과 광산란법과는 원리와 기술이 다른 입도별 부유물질 측정용 분리막 모듈 및 장치를 개발하기 위한 원리를 수립하기 위한 기초 자료를 확립하고자 하였다. 이러한 목적을 위하여, 이산화규소 및 덱스트란(dextran), 카올린(kaolin), PEG (polyethylene glycol) 부유용액을 대상으로 유리섬유 여과지 GF/C와 GF/A를 분리막 모듈에 장착하여 여과시키면서, 디지털 압력계를 사용하여 막간압력차(TMP, Trans-membrane pressure) 변화를 측정하였다. 모사용액의 농도와 TMP 변화율 기울기의 상관관계식을 TMP 변화 실험 결과로부터 구하여, TMP 변화 기울기로부터 시료의 농도를 예측할 수 있도록 하였다.

• 멤브레인
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• 제19권3호
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• pp.183-188
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• 2009

아크릴폐수를 광촉매로 전처리하여 막오염인자를 최소화 한 후 막조합공정에 적용하였다. 한외여과막과 정밀여과막을 역삼투막과 조합을 이루어 막조합공정을 구성하였으며 광촉매처리수를 온도 및 압력변화에 따라 막조합공정에 적용하여 분리특성을 확인하였다. 정밀여과막 모듈 혹은 한외여과막 모듈의 투과수는 역삼투모듈로 보내지며 역삼투 모듈의 최종적인 투과량은 모듈 set 2 (MWCO 200,000 UF+RO)의 역삼투 모듈이 우수하였다. UF 및 MF 모듈에서 TDS, T-N 및 COD의 제거효율은 온도 및 압력변화에 영향을 받지 않고 제거효율 또한 낮음을 알 수 있었다. 그러한 결과로 RO 모듈에서 TDS, T-N 및 COD가 우수한 제거효율을 보였다. UF 및 MF모듈에서의 탁도 제거효율은 우수한 경향(제거효율 99% 이상)을 보였다. 막조합공정에서 처리된 광촉매처리수는 배출 허용기준치를 충족하고, 재활용이 가능하였다.

• 멤브레인
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• 제23권4호
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• pp.257-266
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• 2013

본 연구에서는 고온에서 유기용매를 정제할 수 있는 고온, 고압에서 안정한 상업화 규모의 고효율 중공사 투과증발막, 막모듈 개발, 상업 규모의 막분리 장치시스템 개발을 수행하였는데 구성 요소기술은 1) 고온 고압 하에서 사용할 수 있는 브레이드 강화 중공사 막제조, 2) 중공사 막모듈 제조, 3) 막 탈수, 정제장치 시스템 설계 및 제작기술등을 개발하였다. 개발 중 공사 투과증발막은 독일의 슐츠막 보다 막 안정성과 막 성능이 우수하였으며, 막면적 4.6 $m^2$의 고효율 상업적 규모의 중공사막모듈을 개발하였고, 200 L/hr 이상의 처리용량의 Pilot 규모의 투과증발 막장치 시스템을 개발하였다. 기존 평막 혹은 중공사막에서 모듈에서 볼 수 있었던 모듈내부에 공급액의 dead volume형성, 공급액의 채널링 현상들을 제거하기 위해서 본 개발 중공사막과 막모듈의 특징은 고온, 고압의 유기용매를 중공사막 내부로 공급되어 흐르도록 설계되어 있어 막분리 효율이 우수하며 특히 기존의 막제품의 대비 막모듈 가격이 저렴하고, 막성능 및 치수안정성이 우수하다. 또한 공급액의 열손실 적어 에너지 효율이 우수할 뿐 아니라 막모듈 내에 중공사막 사이의 간격이 일정하여 가해주는 진공이 균일하게 각 중공사막의 투과부 표면에 전달될 수 있기 때문에 투과된 투과물을 막 표면으로부터 효과적으로 제거할 수 있으므로 투과속도 또한 우수하다.

• 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.

• 멤브레인
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• 제30권1호
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• pp.66-77
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• 2020

본 연구에서는 정삼투 중공사막 모듈에서 중공사막의 가닥을 비틀어 배치하였을 때의 효과를 알아보기 위해 CFD전산 유체 역학 프로그램을 통해 5개의 다른 각도로 비틀린 중공사막 모듈을 설계하고 시뮬레이션하여 비틀리지 않은 모듈과 비교하였다. 실험 결과, 중공사막이 비틀렸을 때, 모듈 내부의 유도 용액의 농도가 비틀리지 않을 때에 비해 고르게 분포하였다. 모듈 입구의 압력은 중공사막의 비틀림과 관계없이 일정한 값을 보였지만 출구의 압력은 중공사막이 비틀린 정도가 커질수록 증가하는 추세를 보였다. 출구의 압력이 높아짐에 따라 막 내부의 유체 속도가 감소하고 모듈 체류 시간이 증가하여 막사이의 물질 교환이 원활하게 이루어질 것으로 예측된다. 이는 결과적으로 막이 비틀려 있을 때의 모듈 플럭스가 투과 수량이 차지하는 비율이 그렇지 않을 때에 비해 2배 증가하였다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 2002년도 제10회 하계 Workshop
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• pp.1-12
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• 2002

Desalination by reverse osmosis (RO), which first entered commercial use in the 1970s, was initially mainly used for treating brackish water. Technological progress led to the development of an RO membrane enabling single-pass seawater desalination. Toyobo succeeded in developing a single-pass seawater desalination RO module composed of hollow fiber type membranes made of cellulose triacetate in 1978, and then in 1979 began production of the first commercially available double-element module. This double-element module has many advantages suitable for seawater desalination. It has high chlorine tolerance and high salt rejection, derived from the properties of the membrane material, and it is highly resistant to fouling and scaling matters due to the unique flow pattern and fiber bundle configuration. These advantages help to explain why the Toyobo double-element module has been used so successfully at the many seawater desalination plants around the world. Since the 1980s, large plants capable of desalinating several tens of thousands of cubic meters a day have sprung up around the Mediterranean and In the Middle East. The Jeddah RO Phase I Plant, which has a capacity of 56, 800m$^3$/day, went into operation in 1989. In 1994, the same sized Phase II Plant came on stream, giving the plant a huge total capacity of 113, 600m$^3$/day. The plant constructor Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. (MHI), and the RO membrane manufacturer Toyobo Co., Ltd. In 1998, the world's largest RO seawater desalination plant in operation, which has a capacity of 128, 000m$^3$/day and is run by Saudi Arabia's Saline Water Conversion Corporation (SWCC), went into operation at Yanbu. RO seawater desalination technology has thus already reached the stage of full-scale commercial use. In order to encourage its wider use, however, RO desalination needs to be made more economical by lowering construction and water treatment costs. Toyobo has therefore developed a new economical RO desalination system by a recovery ratio of 60% using a high-pressure module with a high product flow rate. In 2000, Toyobo high recovery membrane module was selected for the largest seawater desalination plant in Japan, which has a capacity of 50, 000m$^3$/day.

• 멤브레인
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• 제7권2호
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• pp.84-94
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• 1997

Hollow fiber의 diameter와 curvature 및 turn수 등의 변화에 따른 첫번째 모듈 set와 두번째 모듈 set 사이의 성능비교가 이루어졌다. 모든 실험들은 같은 transmembrane pressure와 막면적당 에너지 소모하에서 수행되었다. 첫번째 모듈 set에 대해서 Dean vortices에 의한 농도분극과 막오염현상의 감소시키는 효과가 매우 작음을 알 수 있었다. 두번째 모듈 set에 대해서 115%의 투과 flux 향상값 (투과 flux 증분 ${\times}100$/선형 모듈의 투과 flux)을 보였다. 이로부터 두번째 모듈 set가 yeast suspension에 의한 농도분극과 막오염현상의 감소에 훨씬 효과적임을 알 수 있었다.

• 멤브레인
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• 제7권2호
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• pp.95-109
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• 1997

Active layer의 형성법에 따른 첫번째 모듈 set와 두번째 모듈 set 사이의 성능변화가 축방향 속도와 용질 농도변화를 통하여 각 모듈 set별로 비교, 고찰되었다. 모든 실험들은 같은 transmembrane pressure와 막면적당 에너지 소모하에서 동시에 수행되었다. 첫번째 모듈 set에 대해서 Dean vortices가 존재하는 나선형 모듈과 Dean vortices가 없는 선형모듈로 수행된 모든 비교 실험에서 용질 flux와 투과계수는 vortex flow의 경우 훨씬 큰 값을 보였다. 두번째 모듈 set에 대해서 순수에 대한 두 모듈의 투과계수는 다른 값을 보이고 있으며 선형 모듈의 투과계수가 나선형 모듈에 비해 약 150% 높은 것으로 나타났다. 이는 두 모듈의 막이 완전히 달라졌음을 보여준다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권8호
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• pp.537-544
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• 2017

본 연구의 목적은 수분회수 냉각탑에 설치된 엇갈림(staggered) 형태로 배치된 중공사막 모듈을 다공성 매질(porous medium)로 모델링 시 유동특성을 수치 해석적으로 검토하는 것이다. 1단으로 설치된 중공사막 모듈의 차압 데이터를 이용하여 다공성 매질의 모델링을 위한 압력-속도 2차 식을 도출하였다. 중공사막 모듈을 다공성 매질로 모델링한 경우 ("다공성 매질")와 중공사막 모듈의 형상을 그대로 고려한 경우 ("멤브레인 모듈")에 대해 유동 특성을 비교하였다. "다공성 매질"의 경우 "멤브레인 모듈"에 비해 유동에 의한 압력 변화는 0.6 % 미만의 적은 차이를 나타냈으나, 최대 유속은 약 2.5배, 평균 난류 운동에너지는 95배로 크게 나타났다. 이를 통해 다공성 매질로의 모델링은 압력강하는 잘 구현하나, 유속 및 난류 운동에너지는 잘 모사하지 못함을 알 수 있었다.

• 멤브레인
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• 제27권1호
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• pp.43-52
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• 2017

분리막 오염을 감소시키고 투과유속 향상을 위하여 관형분리막 모듈 내에 공기 분사노즐관을 삽입시켰다. 분리막의 평균 기공크기는 $0.1\;{\mu}m$이며 이스트를 오염물질로 사용하였다. 모든 투과실험은 노즐관을 모듈에 장착하고 공기를 주입하지 않는 실험을 먼저 실시하고 연속해서 공기를 주입하는 투과실험을 하였다. 그 다음 노즐관을 제거한 후 공기를 주입시키지 않으면서 투과유속을 측정하였다. 측정된 투과유속은 공기주입 효과를 분석하기 위하여 비교하였다. 공기주입에 대한 투과유속은 거의 일정하거나 증가하였다. 노즐관이 장착되고 공기 주입을 하지 않을 경우의 투과유속이 빈 관형 모듈의 경우보다 높았다. 운전압력을 0.4 bar까지 감소시키면 노즐관이 장착되지 않는 경우와 비교하여 공기를 주입할 경우 투과유속이 21%까지 향상되었다. 기체량이 증가하여 기/액체 2상 흐름이 stratified-smooth에서 intermittent 상태로 변화됨에 따라서 공기 주입에 의한 투과유속은 30% 이상으로 증가하였다.