• 멤브레인
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• 제18권1호
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• pp.26-34
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• 2008

본 연구에서 처리수를 이용한 주기적인 역세척은 세라믹 정밀여과에 의한 고도정수처리 시스템에서 막오염을 저감하고 투과선속을 향상시키고자 수행되었으며, 물 역세척 주기(FT) 및 시간(BT)의 영향과 최적 운전조건을 규명하고자 하였다. FT의 영향을 알아보기 위해 일정한 BT 3초에서 FT를 $30{\sim}120$초로 변화시켰고, BT 영향 실험에서 일정한 FT 120초에서 BT를 $3{\sim}12$초로 변화시켰다. 그리고 다른 운전변수인 막간압력차는 1.52 bar, 물 역세척 압력 0.98 bar, 유입유량 0.5 L/min, 공급액의 온도 $20^{\circ}C$로 일정하게 유지하였다. 그 결과, 일정한 BT 3초에서 본 실험 범위의 최적 FT는 30초로, 이것은 빈번한 역세척이 막오염의 저감에 더 효과적임을 의미한다. 그러나 너무 짧은 BT로 인하여 FT의 영향은 크지 않았다. 한편, 일정한 FT 120초에서 BT가 증가함에 따라 막오염에 의한 저항($R_f$)은 감소하고 투과선속(J)과 무차원화한 투과선속 ($J/J_o$)은 증가하는 경향을 나타내어, 최대 BT인 12초에서 가장 많은 총여과부피($V_T$)를 얻을 수 있었다.

• 멤브레인
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• 제18권3호
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• pp.191-197
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• 2008

본 연구에서는 고도정수처리를 위하여 모듈 내부와 세라믹 정밀여과막 외부 사이의 공간에 입상 활성탄(GAC)을 충전한 혼성 모듈을 이용하였으며, 정수 원수 중의 자연산 유기물(NOM)과 미세 무기 입자를 대체하기 위해, 휴믹산(humic acid)과 카올린(kaolin) 모사용액을 사용하였다. GAC의 충전율(packing fraction)에 따른 처리효율의 변화를 알아보고자. GAC의 충전율을 $0{\sim}24.05%$로 변화 시켰다. 그 결과, 3시간 운전하는 동안 막오염에 의한 저항($R_f$) 및 투과선속(J)의 변화 곡선은 GAC의 충전율에 관계없이 거의 중첩되었다. 그리고 탁도의 처리효율은 모든 조건에서 99.46% 이상으로 높았으며, $UV_{254}$ 흡광도로 측정한 NOM의 처리효율은 최대 충전율 24.05%에서 제거율은 99.43%로 가장 높게 나타났다. 한편, 충전율 24.05%에서 13시간 동안 운전한 결과, J는 막오염의 증가에 따라 운전 초기 1시간 이내에 급격히 감소하였으며 3시간 운전 후부터는 거의 일정한 투과선속을 나타냈다. 그리고 탁도 및 NOM의 처리효율은 각각 99.52%와 96.63%로 안정적인 높은 처리효율을 보였다.

• Korean Membrane Journal
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• 제10권1호
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• pp.26-32
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• 2008

The Gongji stream water of Chuncheon city was filtrated by 2 kinds of tubular alumina ceramic MF membranes with periodic $N_2$-back-flushing. $N_2$-back-flushing time (BT) was changed in $0{\sim}50$ sec at fixed filtration time (FT), or back-flushing period, of 4 min for NCMT-5231 membrane ($0.05\;{\mu}m$). Then, FT was changed in $0{\sim}32$ min at fixed BT of 40 sec for NCMT-7231 $0.1{\mu}m)$). In the viewpoints of total permeate volume ($V_T$), dimensionless permeate flux ($J/J_0$) and resistance of membrane fouling ($R_f$), the optimal $N_2$-BT was 50 sec, which was the longest BT, at 4 min FT for NCMT-5231. It means the longest BT was the most effective to minimize the membrane fouling, and we could acquire the most $V_T$. But the optimal FT for NCMT-7231 was 16 min in the viewpoint of $V_T$, and was 8 min in the viewpoints of $J/J_0$ and $R_f$ at fixed BT of 40 sec. The rejection rates were excellent as $80.6{\sim}96.6\;%$ for turbidity, $35.2{\sim}58.4%$ for $NH_3$-N, $16.3{\sim}45.2%$ for T-P and $16.3{\sim}45.2%$ for $COD_{Mn}$. However, the rejection rate of T-N was very low as $2.7{\sim}13.4%$ and it of TDS below 6.1%.

• Korean Membrane Journal
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• 제7권1호
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• pp.34-41
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• 2005

The wastewater discharged from a paper plant was filtrated by 3 kinds of tubular carbon ceramic UF and MF membranes with $N_2$-backflushing. The filtration time (FT) was fixed at 8 min or 16 min, and $N_2$-backflushing time (BT) was changed in 0${\~}$60 sec. The optimal condition was discussed in the viewpoints of total permeate volume ($V_T$), dimensionless permeate flux (J/Jo) and resistance of membrane fouling ($R_f$). In the viewpoints of $V_T$, J/Jo and $R_f$, the optimal $N_2$-BT was 40 sec at both FT for M9 (MWCO: 300,000 Daltons) and C005 ($0.05{\mu}m$) membranes. However, for C010 ($0.1{\mu}m$) it was 10 sec at FT=8 min, and 20 sec at FT=16 min in the viewpoints of J/Jo and $R_f$, and 5 sec at both FT in the viewpoints of $V_T$. It means that the short $N_2$-BT could reduce the membrane fouling and recover the permeate flux sufficiently for MF membrane having a large pore size as C010. Average rejection rates of pollutants were higher than $99.0\%$ for turbidity and $22.8{\~}59.6\%$ for $COD_{cr}$, but rejection rates of total dissolved solid (TDS) were lower than $8.9\%$. Therefore, the low turbidity water purified in our system could be reused for paper process.

• 멤브레인
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• 제19권1호
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• pp.7-18
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• 2009

본 연구에서는 고도정수처리를 위하여 모듈 내부와 관형 세라믹 정밀여과막 외부 사이의 공간에 입상 활성탄(GAC)을 충전한 혼성 모듈을 사용하였다. 정수 원수 중의 자연산 유기물(NOM)과 미세 무기 입자를 대체하기 위해, 휴믹산(humic acid)과 카올린(kaolin) 모사용액을 대상으로 하였다. 혼성공정에서 막오염을 최소화하고 투과선속(J)을 향상시키기 위하여 역세척 시간(BT)과 역세척 주기(FT)에 따른 영향을 알아보았으며, 최적운전조건을 규명하고자 하였다. 그 결과, BT가 증가함에 따라 $R_f$ 다소 감소하는 경향을 보였으며, 더 짧은 FT는 빈번한 역세척으로 $R_f$의 감소와 J의 향상에 더 효과적이었다. 그러나 운전비용을 고려하였을 때, 최적 BT 및 FT는 각각 10초와 8분이었다. 한편, 모사용액으로 실험하여 도출된 최적 운전조건을 호소수의 고도정수처리에 적용하였다. 그 결과, 탁도 및 $UV_{254}$ 흡광도, $COD_{Mn}$의 평균처리효율은 각각 99.11% 및 91.40%, 89.34%로 우수하였으나, TDS의 평균처리효율은 30.05%로 낮았다.

• 멤브레인
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• 제22권6호
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• pp.461-469
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• 2012

본 연구는 Y 정수장의 세라믹 정밀여과막 공정을 위한 최적의 약품세척 조건을 도출하고자 수행되었다. 세라믹 막 공정의 전처리로 오존과 응집공정이 있는 A계열의 경우 응집공정만 있는 B계열에 비해 9배 정도 잦은 약품세척(CIP)를 실시하였다. 이는 전처리 공정의 차이로 인하여 A와 B계열의 막오염현상이 다르게 나타난 근본적인 원인 이외에 막제조업체가 제시한 CIP 방법이 부적절한 것으로 조사되었다. 즉, CIP 회복률이 보정여과유속이 아니라 보정차압을 기준으로 계산되어 과대평가되었을 뿐만 아니라 구연산이 철산화물에 의한 파울링을 효과적으로 제거하지 못했기 때문이었다. 따라서 1단계 산세척 약품종류를 달리하여 CIP 효율을 평가한 결과 황산(0.1 N)과 구연산(1%)를 혼합하여 사용한 경우 회복률이 가장 높았고, 황산(0.1 N)만을 사용한 경우 회복률이 가장 낮은 것으로 나타났다. 그러나 황산의 농도를 0.3 N로 높인 결과 산세척 효율은 증가하였으나 알칼리세척 회복률이 낮아져 총회복률은 0.1 N 황산을 사용한 것과 유사하였다. 산과 알칼리세척 순서를 바꿔서 CIP를 수행한 결과 산세척을 먼저 수행시 CIP 효율이 더 높은 것으로 나타났다.

• 멤브레인
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• 제19권3호
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• pp.194-202
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• 2009

본 연구에서 처리수를 이용한 주기적인 역세척은 춘천시 공지천의 관형 세라믹 한외여과막에 의한 고도정수처리 시스템에서 막오염을 저감하고 투과선속을 향상시키고자 수행되었다. 일정한 역세척 시간(BT) 15초에서 여과시간 즉, 물 역세척 주기(FT) 2분이 가장 높은 무차원 투과선속(초기 투과선속에 대한 투과선속)과 가장 낮은 막오염 저항값을 보였다. 또한, FT 10분으로 고정한 BT 영향의 결과에서 BT 20초가 가장 낮은 막오염 저항과 가장 높은 무차원 투과선속을 나타내어, 가장 많은 총여과부피 107.3 L를 얻을 수 있었다. 결론적으로 공지천의 정수처리에서 FT 10분과 BT 20초가 최적조건으로 관형 알루미나 정밀여과의 선행 연구결과와 정확히 일치하였다. 한편 관형 세라믹 한외여과 시스템에 의한 오염물질 평균제거율은 탁도 97.0%, 망간법에 의한 COD 32.1%, 암모니아성 질소 28.8%, 총인 54.4%로 나타났다.

• 상하수도학회지
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• 제32권2호
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• pp.77-87
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• 2018

In this study, the effects of operating conditions on the formation of reversible and irreversible fouling were investigated in the filtration using ceramic membrane for water treatment process. The effect of coagulation pretreatment on fouling formation was also evaluated by comparing the performance of membrane filtration both with and without addition of coagulant. A resistance-in-series-model was applied for the analysis of membrane fouling. Total resistance (RT) and internal fouling resistance (Rf) increased in the membrane filtration process without coagulation as membrane flux and feed water concentrations increased. Internal fouling resistance, which was not recovered by physical cleaning, was more than 70% of the total resistance at the range of the membrane flux more than $5m^3/m^2{\cdot}day$. In the combined process with coagulation, the cake layer resistance (Rc) increased to about 30-80% of total resistance. As the cake layer formed by coagulation floc was easily removed by physical cleaning, the recovery rate by physical cleaning was 54~90%. It was confirmed from the results that the combined process was more efficient to recover the filtration performance by physical cleaning due to higher formation ratio of reversible fouling, resulted in the mitigation of the frequency of chemical cleaning.

• 상하수도학회지
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• 제31권6호
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• pp.501-510
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• 2017

In this study, it is estimated that ceramic membrane process which can operate stably in harsh conditions replacing existing organic membrane connected with coagulation, sedimentation etc.. Jar-test was conducted by using artificial raw water containing kaolin and humic acid. It was observed that coagulant (A-PAC, 10.6%) 4mg/l is the optimal dose. As a results of evaluation of membrane single filtration process (A), coagulation-membrane filtration process (B) and coagulation-sedimentation-membrane filtration process (C), TMP variation is stable regardless of in Flux $2m^3/m^2{\cdot}day$. But in Flux $5m^3/m^2{\cdot}day$, it show change of 1-89.3 kpa by process. TMP of process (B) and (C) is increased 11.8, 0.6 kpa each. But, the (A) showed the greatest change of TMP. When evaluate (A) and (C) in Flux $10m^3/m^2{\cdot}day$, TMP of (A) stopped operation being exceeded 120 kpa in 20 minutes. On the other hand, TMP of (C) is increased only 3 kpa in 120 minutes. Through this, membrane filtration process can be operated stably by using the linkage between the pretreatment process and the ceramic membrane filtration process. Turbidity of treated water remained under 0.1 NTU regardless of flux condition and DOC and $UV_{254}$ showed a removal rate of 65-85%, 95% more each at process connected with pretreatment. Physical cleaning was carried out using water and air of 500kpa to show the recovery of pollutants formed on membrane surface by filtration. In (A) process, TMP has increased rapidly and decreased the recovery by physical cleaning as the flux rises. This means that contamination on membrane surface is irreversible fouling difficult to recover by using physical cleaning. Process (B) and (C) are observed high recovery rate of 60% more in high flux and especially recovery rate of process (B) is the highest at 95.8%. This can be judged that the coagulation flocs in the raw water formed cake layer with irreversible fouling and are favorable to physical cleaning. As a result of estimation, observe that ceramic membrane filtration connected with pretreatment improves efficiency of filtration and recovery rate of physical cleaning. And ceramic membrane which is possible to operate in the higher flux than organic membrane can be reduce the area of water purification facilities and secure a stable quantity of water by connecting the ceramic membrane with pretreatment process.

• 멤브레인
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• 제14권4호
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• pp.329-338
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• 2004

본 연구에서는 4종류의 관형 세라믹 정밀 및 한외여과막(탄소 재질)으로 제지공장의 방류수를 물로 주기적 역세척하면서 여과하였을 때, 최적 역세척 시간을 규명하였다. 각 분리막에 대상으로 물 역세척 시간의 영향을 살펴 본 결과, 분리막의 기공이 클수록 길게 역세척 하는 것이 가장 많은 총여과부피, 즉 처리수의 회수 효율이 높기 때문에 가장 효과적이라 할 수 있다. 한편, 180분 동안 여과하면서 초기투과선속에 대한 투과선속의 변화를 살펴본 결과, 정상운전시간이 길수록 막오염이 많이 진행된 상태이므로 역세척 시간을 길게 해주여야만 막오염을 억제하여 높은 투과선속을 유지할 수 있다는 것을 알 수 있었다. 또한, 막오염의 저항 변화 추이를 관찰하여 최적 물역세척 시간을 규명해 보아도, 투과선속의 변화로부터 얻은 최적 역세척 시간과 거의 동일한 결과를 얻을 수 있었다.