한외여과 공정의 전처리 공정으로 응집을 적용하였으며, 막여과 공정에 미치는 응집공정의 영향을 평가하였다. 예상되는 응집 효과는 수질 개선, 막오염 저감 및 역세척 효율 향상 등이며, 응집 한외여과 막여과 공정을 연속운전을 통해 조사하였다. 이때 적용된 응집제는 황산반토, PACS, 염화제2철이다. 연구 결과 응집을 통해 처리수 수질을 크게 향상 시킬 수 있었으며, 현탁물질 보다는 유기물 제거율에 높은 효과가 있었고, 최대 30.6%의 제거율 향상을 나타내었다. 막오염 저감에 있어서는 세 종류의 응집제 모두 뚜렷한 효과를 관찰할 수 있었으며, 특히 장기운전에 TA어서 PACS가 가장 효과적이었다. 역세척 효율은 철염응집제가 가장 효과적이었으며, 적정 응집제 주입량에 가까울수록 효율이 향상되는 것으로 나타났다.
광촉매 기반의 수처리 공정에서 TiO2 나노입자와 기공형 고분자로 구성된 복합체 멤브레인은 광촉매 반응후 나노입자를 회수하기 용이하다는 장점과 멤브레인 파울링(fouling) 억제가 가능하다는 측면에서 다양하게 연구되어 왔다. 하지만, TiO2 나노입자가 복합체 멤브레인에 고착된 이후 나노입자의 광촉매 특성이 어떻게 변할지에 대한 연구는 상대적으로 많이 진행되지 않았다. 이러한 측면에서, 본 연구에서는 polyethersulfone (PES)/TiO2 복합체 멤브레인을 제조하고 유기염료분해 반응에 대한 광촉매 특성을 연구하였다. 복합체 멤브레인에 고착된 TiO2 나노입자의 염료분해반응 속도를 콜로이드 상에서 분산된 TiO2 나노입자와 비교함으로써 멤브레인에 고착화되기 전후의 TiO2 나노입자의 촉매 효율을 비교하였다.
Capacitive deionization(CDI) has many advantages over other desalination technologies due to its low energy consumption, less environmental pollution and relative low fouling potential. The objectives of this study are evaluate the performance of CDI which can be used for dissolved salts removal from sewage. To identify ion selectivity of nitrate and phosphate in multiionic solutions and adsorption/desorption performance related to applied potential, a series of laboratory scale experiments were conducted using a CDI unit cell with activated carbon electrodes. The CDI process was able to achieve more than 75 % TDS and $NO_3{^-}$, $NH_4{^+}$ removals, while phosphate removal was 60.8 % and is inversely related in initial TDS and $HCO_3{^-}$ concentration. In continuous operation, increasing the inner cell pressure and reduction of TDS removal ability were investigated which are caused by inorganic scaling and biofouling. However a relative mild cleaning solution(5 % of citric acid for calcium scaling and 500 mg/L of NaOCl for organic fouling) restored the electrochemical adsorption capacity of the CDI unit to its initial level.
본 연구는 침지형 분리막 모듈에 자체 설계한 회전원판을 적용하여 운전시간 경과에 따른 막오염 감소효과와 최적의 운전조건을 투과실험으로 알아보았다. 원료용액으로는 kaolin과 bentonite를 농도별로 제조하여 사용하였고, 원판의 회전수를 120 rpm까지 변화시키면서 60분 동안 실험하였다. 회전원판에 의한 막오염 감소 효과로 kaolin 수용액을 대상으로 한 실험에서는 흡입압력이 약 28%까지 감소하였다. 또한 kaolin 농도에 따라서 최적 투과유속이 감소하였으며 0.4wt% 일 경우는 60 내지 70 LMH가 적당하였다. Bentonite 수용액에 대하여 투과유속이 30 LMH 일 경우에 원판의 회전속도가 80 rpm 이상이 되면 흡입압력이 대략 0 mmHg에 접근하였다.
Ultrafiltration is an emerging technology for drinking water treatment because it produces better water quality as compared with conventional treatment systems. More recently, the combination of UF technology with other processes in order to improve its performance has been observed. These associations aim to maximize the contaminants removal and reduce membrane fouling. The operational performance of contaminants removal and water production of two UF pilot plants was compared. The first plant (Guarapiranga) was fed with raw water and the second plant (ABV) with pre-treated water by the coagulation, flocculation and sedimentation processes at Alto da Boa Vista WTP (Sao Paulo, Brazil). Both units operated continuously for approximately 2,500 hours, from September/2009 to January/2010. The results showed that the ABV UF pilot plant was able to operate at higher specific fluxes (6.2 $L.d^{-1}.m^{-2}.kPa^{-1}$ @ $25^{\circ}C$) than Guarapiranga (3.1 $L.d^{-1}.m^{-2}.kPa^{-1}$ @ $25^{\circ}C$). However, the number of chemical cleanings conducted in both pilot units during the considered operation period was the same (4 chemical cleanings for each plant), which shows that the pre-treatment reduced the membrane fouling. The water quality at ABV for all the variables analyzed was better, but the feed water quality was also better due to pretreatment. The rejection values for the different contaminants were higher at Guarapiranga mainly because of a pollution load reduction after pre-treatment at ABV. Even with the better performance of the ABV UF pilot plant, it is necessary to take into consideration the complexity of the complete treatment system, and also the costs involved in the construction and operation of a full-scale treatment unit.
Kim, Jang K.;Yarish, Charles;Hwang, Eun Kyoung;Park, Miseon;Kim, Youngdae
ALGAE
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제32권1호
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pp.1-13
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2017
Seaweed aquaculture technologies have developed dramatically over the past 70 years mostly in Asia and more recently in Americas and Europe. However, there are still many challenges to overcome with respect to the science and to social acceptability. The challenges include the development of strains with thermo-tolerance, disease resistance, fast growth, high concentration of desired molecules, the reduction of fouling organisms and the development of more robust and cost efficient farm systems that can withstand storm events in offshore environments. It is also important to note that seaweed aquaculture provides ecosystem services, which improve conditions of the coastal waters for the benefit of other living organisms and the environment. The ecosystem services role of seaweed aquaculture and its economic value will also be quantitatively estimated in this review.
Reverse osmosis(R/O), ultrafiltration(UF) and microfiltration (MF) processes are widely used for water treatment. In the seminar, characteristics of typical membrane modules including tubular, hollow fiber, plate and frame and spiral wound types will be discussed in detail. The design methods based on hydrodynamics for hollow fiber and spiral wound modules will be introduced analytically. Concentration polarization (CP) and membrane fouling mechnism as well as the techniques for CP reduction will be handled. The CP control techniques contain chemically modified membrane surface, pretreatment of feed water, operation of low trans-membrane pressure, chemical or physical cleaning methods and artificial production of various fluid turbulences near the membrane surface, etc. In especially, the recent commercial membrane modules for CP control including module rotation, vibration and Taylor or Dean vortex system will be introduced and discussed in detail.
NF와 RO를 이용한 용존성 물질의 제거특성을 관찰하기 위해 UF로 전처리된 지하수가 파일럿플랜트에 6개월 동안 연속 공급되었다. 그리고 NF와 RO에서 발생한 막 오염의 특성을 파악하고 막 오염물질을 규명하기 위해서 파일럿플랜트에서 NF와 RO를 분리하여 autopsy test를 실시하였다. Autopsy test에서는 파일럿플랜트에서 사용된 막의 투과플럭스와 화학세정에 따른 플럭스의 회복율을 측정하였다. 아울러 여기서 발생한 폐세정액의 수질을 분석하여 막 오염물질의 구성성분을 알아보고자 하였다. NF와 RO1의 비플럭스는 운전시간 100일 이후에 급격히 감소하기 시작하였고 RO1에서의 감소율이 NF에서보다 컸다. 회수율이 낮온 RO2의 비플럭스는 점진적으로 감소하였다. 파일럿플랜트에서 용존성 무기물질의 제거율은 전기전도도로 NF, RO1, RO2 막에서 각각 76.3%, 88.2%, 95.3%로 RO2에서 가장 높았다. 용존성 유기물질의 제거율은 TOC로 80%정도였다. 와권형 NF와 RO의 막 오염은 원수 유입부보다는 농축수 유출부에서 많이 발생하였다. 이것은 유출부로 갈수록 막면선속도가 낮아지고 원수 중 오염물질의 농도가 높아졌기 때문이다. 막 오염물질의 주성분은 무기성 Ca염과 유기성 Si염인 것으로 생각되며 비가역적 막 오염에 기여도가 가장 큰 물질은 Fe인 것으로 생각된다. 막 오염물질의 형상을 SEM으로 관찰한 결과 최근접 표면에 유기물질이 부착되어 있고 그 위에 판상모양의 무기성분이 쌓여 있는 형태가 관찰되었다. 미생물 막 오염은 거의 관찰되지 않았는데 이것은 UF에서 1차로 대부분의 미생물이 제거되었기 때문이다.
The impact of sodium hydroxide, which is one of chemicals of clean in place (CIP) for removing membrane fouling, on the PVDF membrane is reviewed with respect to physical/chemical structural change, the permeability affected therefrom. Based on the cleaning concentration applied in membrane water treatment facilities, 10% of accumulated defluorination was confirmed up to 166g.hr/L which reflects the exposure time. However, membrane resistance was confirmed to be reduced by about 10%. Through FT-IR and EDS analysis, reduction of F and change of are confirmed as factors that affect the permeability of membrane. Membrane resistance, which affects permeability, is affected by loss of additives for hydrophilicity, rather than defluorination of PVDF material. Therefore, in order to check membrane degradation degree, an accelerated test by NaOH was carried out, loss of additives was confirmed, and then PVDF inherent characteristic was observed.
The present study investigates the effect of the shear rate-dependent thermal conductivity of non-Newtonian fluids on the heat transfer enhancement in a pipe flow. An axially-constant heat flux boundary condition was adopted in the thermal fully developed region. The present analytical results of Nusselt numbers for various non-Newtonian fluids show heat transfer enhancement over those of a shear rate-independent thermal conductivity fluids. The present analytical results showed good agreement with the previous experiments which excluded the temperature-dependent viscosity effect on heat transfer. This study also proposes the use of a shear rate-dependent thermal conductivity fluids in the design of a heat exchanger for heat transfer enhancement as well as reduction of fouling.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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