• 상하수도학회지
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• 제17권4호
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• pp.559-566
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• 2003

From this research, the performances of a sludge reduction in the sewage sludge aerobic digestion was experimented by using a sludge pretreatment and membrane bioreactor. The submerged plate membrane was used as the solid-liquid separation membrane. After drawing small amounts of sludge in a bioreactor and then doing the alkaline treatment and ozone treatment, the sludge was sent to back to the reactor. The HRT in the reactor was set as 5 days and the operation in the reactor was carried out at the DO of 1mg/L on average. After 100 days of operation in the reactor, it was shown that the reduction efficiency of total solids was more than 83%. Most of volatile solids were removed through mineralization, and the considerable portion of the non-volatile solids was dissolved and then flowed out with the effluent. Only about 16.3% of total solids in the sludge was accmulated in the reactor even without the loss of volatile fraction. Also, by deriving nitrification and denitrification in one reactor simultaneously, more than 90% of nitrogen removal effect was realized and the experiment was run smoothly without fouling of membrane, even in the high concentration of MLSS. Based on this experiment, sludge can be reduced considerably at a low HRT by these two newly suggested approach.

• 대한환경공학회지
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• 제34권6호
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• pp.406-413
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• 2012

막오염을 감소시킬 수 있는 첨가제로서 chitosan, 염화제이철, MPE50의 막오염 저감 효과를 비교하여 연구하였다. 세가지 첨가제를 다양한 농도로 활성슬러지에 주입한 후 회분여과실험을 수행하여 막오염 특성의 변화를 평가하였다. Chitosan 20 mg/g-MLSS, 염화제이철 70 mg/g-MLSS, MPE50 20 mg/g-MLSS의 주입량에서 여과저항과 케이크 비저항이 모두 최소화되었는데, 케이크 여과저항 뿐 아니라 파울링 여과저항도 함께 감소하는 양상이 관찰되었다. 그러나 서로 다른 활성슬러지에 chitosan을 첨가하는 세 차례의 실험에서 최적 주입농도는 10, 20, 30 mg/g-MLSS로 서로 다르게 나타나, 최적 주입농도가 상수치가 아니라 활성슬러지의 특성에 영향을 받는 것으로 확인되었다. 세 첨가제 모두 최적 주입농도보다 더 많은 양을 주입한 경우 오히려 막여과 특성이 악화되었다. 첨가제의 주입에 따른 여과저항 감소의 기작을 분석하기 위하여 미생물 플록의 제타 전위, 소수성, 입도분포, 상징수 탁도, 용존성 EPS 등의 다양한 분석을 수행하였다. 최적 주입농도에서 제타전위는 0에 가깝게 그리고 입자크기는 가장 크게 나타났는데, 이러한 결과는 음전하를 띠는 슬러지 플록에 양전하의 첨가제가 주입되면서 미세입자의 불안정화 및 재안정화 메커니즘을 보이는 것으로 해석할 수 있다. 또한 최적 주입농도에서 용존성 EPS 농도와 상징수 탁도는 가장 작은 값이 관찰되었는데, 미생물 플록이 응집하며 성장하는 과정에서 고분자의 EPS와 미세 입자가 포집된 결과로 해석된다. 또한 이러한 효과는 고분자성 양이온물질인 chitosan과 MPE50에서 염화철보다 더 크게 나타났다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권5호
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• pp.523-528
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• 2007

본 연구에서는 막분리 공정의 전처리 공정으로 응집 공정을 적용할 경우 응집 공정의 적용 가능성을 평가하고자 하였으며 사용된 응집제 종류에 따라 발생하는 금속염이 막오염에 미치는 영향을 파악하고자 하였다. 응집제 종류에 따른 투과 flux 실험결과 응집 공정을 전처리 공정으로 적용할 경우 막의 재질에 상관없이 응집효율이 우수한 PACl의 경우 투과 flux가 높게 나타났으며 전처리 응집 공정의 적용시 급속교반+UF 공정에 비하여 급속-완속교반+UF 공정의 경우 투과 flux 감소율이 낮게 나타났다. 급속교반 공정에 응집제를 첨가할 경우 다양한 형태의 가수분해종이 형성되어졌으며 금속염 응집제가 막오염에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 시간에 따른 투과 flux 실험결과 금속염 응집제에 의한 막오염이 발생하였으며 응집제 주입량이 증가할수록 침전물 형태의 금속염 가수분해종의 발생이 증가하여 투과 flux 감소가 크게 나타났다.

• 멤브레인
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• 제29권6호
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• pp.339-347
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• 2019

정삼투 공정(forward osmosis, FO)은 역삼투 공정(reverse osmosis, RO)에 비해 저압으로 운영되므로 오염 제어, 유지 보수, 막 세정 및 잠재적 에너지 저감 측면에서 큰 이점이 있어 다양한 분야에 적용할 수 있는 기술이다. 특히, 정삼투 공정의 막오염층이 비교적 느슨하고 분산된 특성을 가지므로 역삼투 공정과 달리 물리세정만으로도 충분한 막오염 제어가 가능하다. 하지만 기존 연구들의 경우 정삼투 물리세정에 적합한 세정 유속을 적용하지 않아 최적화 운전을 하지 못했다는 한계가 있다. 따라서 이 연구는 경제적인 에너지량으로 높은 효율의 세정을 보일 수 있는 적절한 유속의 정당성 평가를 목적으로 한다. 정삼투 공정 막오염 실험을 8.54 cm/s 순환 유속으로 유지하고 세 가지 세정유속으로 회복률과 SEC (specific energy consumption) 비교 평가하였다. 이 실험의 결과로 2배속 세정이 3배속 세정의 수투과도 회복률 만큼의 높은 효율을 보이는 동시에, 2배속 세정이 높은 세정효율 및 경제적인 SEC를 보이는 적절한 유속이라는 것을 확인하였다.

• 멤브레인
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• 제24권1호
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• pp.31-38
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• 2014

지붕이나 여러 가지 방법과 장소에서 수집된 빗물을 처리하면 직접적 간접적으로 유익하게 사용될 수 있다. 이러한 빗물은 점점 더 높은 품질을 위해 고려되고 있고, 분리막은 이러한 빗물 처리를 위한 중요한 기술이다. 특히, 분리막은 고품질 물 생산, 높은 집적도 및 낮은 에너지 소비 등의 장점이 있다. 그럼에도 불구하고, 막오염은 수처리 및 폐수 재활용 부분과 마찬가지로 심각한 문제로 간주되고 있다. 본 연구에서는 빗물 처리에 정밀여과(MF)막을 적용하였고, 저압 자외선(LPUV) 처리를 정밀여과막의 전처리로 사용하였다. 유기물에 대한 UV의 영향을 정량화하기 위해 총 유기탄소(TOC) 및 UV 흡광도(UVA)를 모두 측정하였다. 또한 UV 전처리 효과에 따른 막의 오염 정도를 조사하였다. LPUV 전처리를 하고 실험을 한 결과 조류에 의해 오염된 빗물에서 막의 오염을 제어하는데 효과적임을 알 수 있었으며, 이것은 UV 처리 후 유기물의 양이 감소하고 특성이 변화하기 때문이었다. 따라서 UV/MF 처리는 마이크로 워터 그리드 시스템과 같은 수처리를 위한 유망한 옵션이 될 수 있을 것으로 생각된다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권7호
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• pp.753-761
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• 2005

전처리 공정에 따른 투과 flux 변화를 살펴보면 $MIEX^{(R)}$+UF 공정의 경우 응집+UF 공정에 비하여 높은 유기물 제거율을 나타내었으나 투과 flux 감소는 크게 나타났다. 따라서, 막 오염을 자세하게 규명하기 위하여 sequential filtration 실험결과 막 오염물질은 고분자 유기물질로 나타났으며, DOC 0.5 mg/L 이하의 유기물질이 막 오염 유발물질로 작용하고 있었다. 10 kDa 이하의 저분자 유기물질들은 $MIEX^{(R)}$ 처리에 의해 제거가 용이하여 막 표면에서 유기물 부하를 감소시켜 이로 인해 응집+UF공정에 비하여 투과 flux 감소율이 낮게 나타났다. $MIEX^{(R)}$+UF공정은 입자상 물질의 존재 유무에 관계없이 flux 감소율은 거의 유사한 경향을 보였으나 응집+UF공정은 용존성 유기물질만이 존재하는 시수에 비하여 입자상 물질이 존재하는 경우에 투과 flux 감소가 더 낮게 나타났다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제13권1호
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• pp.659-673
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• 2021

This study aims to investigate the impact of the High Pressure Selective Catalytic Reduction system (SCR-HP) on a large marine two-stroke engine performance parameters by employing thermodynamic modelling. A coupled model of the zero-dimensional type is extended to incorporate the modelling of the SCR-HP components and the Control Bypass Valve (CBV) block. This model is employed to simulate several scenarios representing the engine operation at both healthy and degraded conditions considering the compressor fouling and the SCR reactor clogging. The derived results are analysed to quantify the impact of the SCR-HP on the investigated engine performance. The SCR system pressure drop and the cylinder bypass valve flow cause an increase of the engine Specific Fuel Oil Consumption (SFOC) in the range 0.3-2.77 g/kWh. The thermal inertia of the SCR-HP is mainly attributed to the SCR reactor, which causes a delayed turbocharger response. These effects are more pronounced at low engine loads. This study supports the better understanding of the operating characteristics of marine two-stroke diesel engines equipped with the SCR-HP and quantification of the impact of the components degradation on the engine performance.

• Membrane and Water Treatment
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• 제9권4호
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• pp.255-262
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• 2018

This study attempted to evaluate the process of self-forming dynamic membrane formation on mesh filter in membrane bioreactor with a two-stage method of batch (agitation) and continues (aeration) stage at different sludge concentrations. Four concentrations of activated sludge including $6{\pm}0.4$, $8{\pm}0.5$, $10{\pm}0.3$, $14{\pm}0.3g/L$ were used to demonstrate the optimal concentration of sludge for treating municipal wastewater and reducing fouling in dynamic membrane bioreactor. The formation time and effluent turbidity were decreased in the batch stage when increasing the activated sludge concentration. The minimum values of formation time and effluent turbidity were 14 min and 43 NTU for the optimum mixed liqueur suspended solids of $8{\pm}0.5g/L$, respectively. To improve operational condition and fouling reduction in the aeration stage, critical fluxes were measured for all concentrations by flux-step method. With increasing the sludge concentration, the relevant critical fluxes reduced. The optimum subcritical flux of $30L/m^2/h$ was applied as operating flux in the second stage. The maximum COD removal efficiency of 98% was achieved by the concentration of $8{\pm}0.5g/L$. Compressibility index of self-forming dynamic membrane and transmembrane pressure trend remained somewhat constant until the optimal concentration of $8{\pm}0.5g/L$ and thereafter they increased steeply.

• 상하수도학회지
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• 제25권4호
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• pp.565-572
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• 2011

The effects of chemical pretreatments on the excess sludge production in the membrane-coupled bioreactor were investigated. In addition, their effects on membrane fouling were also evaluated. Two membrane bioreactors were operated. In one reactor, a part of the mixed liquor was t reated with NaOH and ozone gas consecutively and was returned to the reactor. T he f lowrate of the chemical pretreatment stream was 1.5% of the influent flowrate. During the 200days of operation, the MLSS level in the bioreactor with mixed liquor pretreatment was maintained relatively constant at the range of 8,000 ~ 10,000$mg/{\ell}$ while it increased steadily up to 26,000 $mg/{\ell}$ in the absence of the pretreatment. Each reactor was equipped with two laboratory membrane modules where the flux for each module was 20, and 30 ${\ell}/m^2{\cdot}h$, respectively. With pretreatment, almost constant transmembrane pressure(TMP) was observed throughout the operation at the flux of 20 ${\ell}/m^2{\cdot}h$. Without pretreatment the membrane module at the same flux could also be operated at relatively stable condition. However, as the MLSS increases up to 25,000 $mg/{\ell}$, a fast TMP increase was observed. In conclusion, a complete control of excess sludge production in the membrane-coupled bioreactor was possible without significant deterioration of the treated water quality. In addition, it was shown that stable operation in terms of TMP is possible with sludge pretreatment and recirculation.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제8권5호
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• pp.15-21
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• 2007

본 연구에서는 금속 정밀여과 시스템에 전기장 처리 공정을 적용할 경우 막오염 저감, 미생물 불활성 그리고 응집효과에 미치는 영향을 실험적으로 검토하였다. 전기장 처리공정을 적용할 경우의 누적투과량은 전기장 처리공정을 적용하지 않은 경우보다 높은 값을 보였다. 특히 수리학적체류시간을 증가시킬 경우 누적투과량 증가뿐만 아니라 총저항 값을 감소시키는 것으로 나타났다. 또한 전기장 강도를 증가시킬 경우 $100{\mu}m$ 이하의 입자크기를 가지는 입도분포량이 증가했고 미생물 생존 개체수는 감소했다. 이는 입자들의 쪼개짐 현상과 미생물 불활성에 의한 세포 파괴현상 때문이다. 전기장 강도 10kV/cm에서 95%의 탁도 제거율을 비교한 결과 전기장 처리 공정을 적용한 경우가 적용하지 않은 공정보다 약 75%의 응집제 절감효과가 있는 것으로 나타났다.