• 제목/요약/키워드: membrane theory

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Developing a comprehensive model of the optimal exploitation of dam reservoir by combining a fuzzy-logic based decision-making approach and the young's bilateral bargaining model

  • M.J. Shirangi;H. Babazadeh;E. Shirangi;A. Saremi
    • Membrane and Water Treatment
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    • 제14권2호
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    • pp.65-76
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    • 2023
  • Given the limited water resources and the presence of multiple decision makers with different and usually conflicting objectives in the exploitation of water resources systems, especially dam's reservoirs; therefore, the decision to determine the optimal allocation of reservoir water among decision-makers and stakeholders is a difficult task. In this study, by combining a fuzzy VIKOR technique or fuzzy multi-criteria decision making (FMCDM) and the Young's bilateral bargaining model, a new method was developed to determine the optimal quantitative and qualitative water allocation of dam's reservoir water with the aim of increasing the utility of decision makers and stakeholders and reducing the conflicts among them. In this study, by identifying the stakeholders involved in the exploitation of the dam reservoir and determining their utility, the optimal points on trade-off curve with quantitative and qualitative objectives presented by Mojarabi et al. (2019) were ranked based on the quantitative and qualitative criteria, and economic, social and environmental factors using the fuzzy VIKOR technique. In the proposed method, the weights of the criteria were determined by each decision maker using the entropy method. The results of a fuzzy decision-making method demonstrated that the Young's bilateral bargaining model was developed to determine the point agreed between the decisions makers on the trade-off curve. In the proposed method, (a) the opinions of decision makers and stakeholders were considered according to different criteria in the exploitation of the dam reservoir, (b) because the decision makers considered the different factors in addition to quantitative and qualitative criteria, they were willing to participate in bargaining and reconsider their ideals, (c) due to the use of a fuzzy-logic based decision-making approach and considering different criteria, the utility of all decision makers was close to each other and the scope of bargaining became smaller, leading to an increase in the possibility of reaching an agreement in a shorter time period using game theory and (d) all qualitative judgments without considering explicitness of the decision makers were applied to the model using the fuzzy logic. The results of using the proposed method for the optimal exploitation of Iran's 15-Khordad dam reservoir over a 30-year period (1968-1997) showed the possibility of the agreement on the water allocation of the monthly total dissolved solids (TDS)=1,490 mg/L considering the different factors based on the opinions of decision makers and reducing conflicts among them.

거대고리 운반체에 의한 중금속이온의 에멀죤 액체막 수송 (Emulsion Liquid Membrane Transport of Heavy Metal Sons by Macrocyclic Carriers)

  • 정오진
    • 한국환경과학회지
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    • 제4권2호
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    • pp.223-232
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    • 1995
  • 액체막의 운반체로 사용할 새로운 2개의 거대고리화합물을 합성하였다. 이들 결과들은 이 시스템을 구성하는데 있어서 이론의 응용성을 증명하여 준다. source phase의 공존이온으로서 $SCN^-$,$I^-$$Cl^-$이온을 그리고 receicing phases에서 $S_2O_3^{2-}$$P_2O_7^{4-}$을 이용한 액세막계로서부터 중금속 이온들에 대한 선택적 수송효율을 검토하였다. source phase의 M(II)이 $Cd(SCN)_2$$(P[SCN^-]= 0.40M)$, $Hg(SCN)_2([SCN^-]=0.40M)$, Pd(CN)$([CN^-]= 0.40M)$일때 M(II)의 수송율은 최대값을 나타낸다. 각가의 경쟁 양이온에 대한 Cd(II)이나 Pd(II)은 source phase가 00.3M-$S_2O_3^{2-}$이나 0.3M-$P_2O_7^{4-}$ 일때 가장 잘 분리된다.이 연구의 결과에서, 이 액체막계에서 효과적인 거대고리-매질수송을 하기 위해서는 두개의 규칙이 반드시 필요하다. 첫째, tiluence중으로 $M^{n+}$이온이 효과적으로 추출되고, 즉 만일 $M^{n+}$ 거대고리화합물 상호작용에 대한 logK값과 $M^{n+}$-거대고리화합물($L_1$이나 $L_2$)의 상호작용에 대한 logK값의 비가 충분히 크다면 receiving phase와 toluene의 접촉면으로부터 쉽게 중금속이온($Cd^{2+}$,$Pb^{2+}$$Hg^{2+}$)들이 떨어져 나온다. $L_1$(3,5-benzo-10,13,18,21-tetraoxa-1,7-diazabicyclo(8,5,5)eicosnan)은 $Cd^{2+}$$Pb^{2+}$ 이온과 안정한 착물을 형성한다. 그리고 $L_1$은 수용액중에서 용해하기가 매우 어렵다. 그리고 $Cd^{2+}$$L_1$$Pb^{2+}$$L_1$착물은 $Cd^{2+}-{(S_2O_3)}_2^{2-}$$Pd^{2+}-P_2O_7^{4-}$착물보다 비교적 불안정하다. 다른 한편으로 $Hg^{2+}-L_1$착물의 안정도는 $Hg^2-{2+}-(S_2O_3)_2^{2-}$이나 $Pb^{2+}-P0_2O_7^{4-}$의 그것보다 그리고 $L_2$(5,8,15,18,23,26-hexaoxa-1,12-diazabicyclo(10,8,8)octacosan)의 tuluene에 대한 분배계수는 $L_1$의 그것보다 훨씬 작다. 따라서 $Hg^{2+}$-$L_1$이나 $M^{n+}$이나 $M^{n+}-L-2(M^{2+}=Cd^{2+}, Pb^{2+}$이나 $Hg^{2+})$의 안정도수상수가 매우 큼에도 불구하고 이들 양이온의 수송량은 매우 적다.

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대용량 splitter less full-feed depletion SPLITT 분획법 (Large scale FFD-SF)에서의 분획효율(FE)및 시료처리량(TP)의 최적화 (Optimization of fractionation efficiency (FE) and throughput (TP) in a large scale splitter less full-feed depletion SPLITT fractionation (Large scale FFD-SF))

  • 음철헌;노아람;최재영;유영석;김운중;이승호
    • 분석과학
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    • 제28권6호
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    • pp.453-459
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    • 2015
  • Split-flow thin cell fractionation (SPLITT fractionation, SF)은 밀도와 입자 크기에 따라 입자성 물질이나 거대분자를 연속적으로 분리 및 분획하는 기술이다. SF 모드 중 full-feed depletion mode (FFD)는 오직 한 개의 주입 구를 가지고 있으며, outlet에만 flow stream splitter가 존재한다. SPLITT은 두 가지의 중요 인자가 있다. 하나는 시간에 따라 통과되는 시료의 양 (throughput, TP)과 또 다른 하나는 이론에 의해 예측된 크기를 가지는 입자들의 수 퍼센트로 정의하는 분획효율 (fractionation efficiency, FE)이다.. 기존 FFD 모드에서는 splitter가 outlet에 존재하여, 채널 규모를 확장시키는 데 제한이 있어 시료 처리량의 한계가 있다. 따라서 splitter를 제거하고 채널규모를 증가하여 시료 처리량을 대폭 증가시킬 수 있는 대규모 중력장 FFD-SF 채널을 사용하였다. 따라서 이 논문에서는 대용량 중력장 FFD-SF의 TP와 FE 최적화를 위하여 시료농도와 유속변화로 실험을 진행하였다. 이 실험에서는 두 개의 다른 입자 분포 (3~7 µm, 2~30 µm) 를 가지는 Polyurethane (PU) latex beads가 사용되었다. 시료의 농도는 0.2~0.8% (wt/vol)을 사용하였으며, 채널의 유속은 70~160 mL/min을 사용하였다. 분획된 입자는 광학 현미경으로 확인하여 직접 크기 관찰을 하였으며 시료 회수율 (recovery)은 수집된 입자를 0.1 µm 맴브레인 필터로 거른 후 무게측정으로 실험하였다. 본 연구를 통해 fraction-a의 분획효율 (FE)은 이론에 따라 정확히 맞춰준다면 언제든 좋은 수치를 얻을 수 있다는 것이 확인되었고, 시료의 입자크기가 커서 채널에 쌓일 경우, 시료 회수율을 높이기 위해서는 이동상을 더 흘려주는 방법을 사용하면 효과적인 것을 확인하였다. 또한 효율적인 TP로 실험을 진행하기 위해서는 최소한 0.4% 농도는 사용해야 효율적인 분획이 이뤄진다는 것을 확인하였다.