• Environmental Engineering Research
• /
• 제24권2호
• /
• pp.298-308
• /
• 2019

This work deals with the membrane fouling mode and the unclogging in seawater ultrafiltration process. The identification of the fouling mechanism by modeling the experimental flux decline was performed using both the classical models of Hermia and the combined models of Bolton. The results show that Bolton models did not bring more precise information than the Hermia's and the flux decline can be described by one of the four Hermia's models since the backwash interval is ${\leq}60$ min. An experimental screening study has been then conducted to choose among 5 parameters (backwash interval, duration, pulses and the flow-rate or injected hypochlorite concentration) those that are the most influential on the fouling and the net water production. It has emerged that fouling is mainly affected by the backwash interval; its prolongation from 30 to 60 min engenders an increase in the reversible fouling and a decrease in the irreversible fouling. This later is also significantly reduced when the hypochlorite concentration increases from 4.5 to 10 ppm. Moreover, the net water production significantly increases with increasing the filtration duration up to 60 min and decreases with decreasing the backwash duration and backwash flow-rate from 10 to 40 s and from 15 to ${\geq}20L.min^{-1}$, respectively.

• 대한환경공학회지
• /
• 제35권9호
• /
• pp.624-629
• /
• 2013

본 연구는 해수담수화 전처리 기술로서 개발된 가압식 정밀여과(microfiltration: MF) 중공사막 모듈(막 면적 $35m^2$)의 성능평가를 목적으로 $1,000m^3/day$ 규모 해수담수화 파일럿플랜트를 대상으로 하였다. 약 3개월 동안 용존공기부상법으로 처리한 원수를 공급하여 $1.5m^3/m^2{\cdot}day$ 정유량 조건에서 여과주기, 유지 세정(chemically enhanced backwash: CEB) 농도와 세정 주기 변화 등에 따른 여과성능과 비용을 분석하였다. MF 막 성능 유지를 위한 유지 세정 시 약품 농도에 의한 영향보다는 반복 세정(4회/일)이 효과적이었으나, 경제적 측면에서는 회수율 제고를 위한 단일 세정 방식이 적절한 것으로 나타났다. 막간차압 및 비용분석을 통해 4가지 운전방식 중 1일 1회 NaOCl 100 mg/L 세정 방식을 최적 운전조건으로 도출하였다. MF 전처리 공정의 유지관리 조건 도출 시에는 성능 평가와 함께, 운전방식에 따른 경제성을 함께 고려하는 것이 적절할 것으로 판단된다.

• 멤브레인
• /
• 제27권4호
• /
• pp.291-312
• /
• 2017

해수담수화는 최근 전 세계적으로 대두되고 있는 물부족 현상을 해결하기 위한 최적 기술 중 하나이다. 막분리 및 투과 현상의 근본적인 이해는 차후의 막여과 기술의 발전을 위해서 뿐만 아니라, 현재 막기술 증진을 위한 통합적 디자인, 최적화 제어법, 그리고 중장기적 유지관리를 위해서도 매우 중요하다. 이에, 본 연구는 물질 전달 및 여과 현상에 대한 기존의 주요 모델들을 상세히 재검토하고, 통계물리학에 근간하여 주요 막분리 현상들을 이론적으로 분석하며, 원천적 모델에 기초한 물리적 의미와 그들이 실제 막공정에서 미치는 영향들에 대해서 함축적으로 토의하고자 한다. 이론적 재검토의 과정에서 새로이 유도된 복합적 막오염도(Combined Fouling Index (CFI))의 소개도 포함한다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제35권7호
• /
• pp.495-502
• /
• 2013

본 연구는 UF공정의 전처리로써 Al(III)계 응집제인 alum과 PACl을 사용한 응집공정 적용 시 두 응집제의 효율 비교 및 잔류 알루미늄 농도를 고려한 최적 운전 조건을 알아보기 위해 응집제 주입농도, 완속교반의 적용 그리고 해수 원수의 pH를 변화하여 UF막 flux 및 잔류 알루미늄 이온 농도를 조사했다. 그 결과 pH 8.0 조건에서 alum의 주입농도가 증가할수록 flux 또한 증가하였으며 완속교반은 UF막 flux를 오히려 감소시킨 것으로 조사된 반면 PACl의 경우 주입농도가 증가할수록 flux는 일부 감소하는 경향을 보였으며 alum과는 반대로 완속교반 적용시 flux 또한 증가하였다. 반면에 pH 6.5 조건에서 alum 주입량이 0.7 mg/L (as Al)일 때 UF막 flux의 효율이 가장 좋았고 잔류 알루미늄 농도는 0.05 mg/L (as Al) 이하로 측정되었다. PACl의 경우 UF막 flux 측면에서는 최적 조건은 pH 8.0, 주입농도 1.2 mg/L (as Al) 그리고 완속교반 시간을 적용하였을 때였으며 잔류 알루미늄 농도를 고려한 최적 주입조건은 pH 6.5 조건에서 주입농도를 1.2 mg/L (as Al)일 때로 조사되었다.

• 한국어병학회지
• /
• 제34권2호
• /
• pp.255-259
• /
• 2021

This is the first report describing acute mass mortality occurred in juvenile olive flounder (Paralichthys olivaceus) caused by gas bubble disease (GBD). A total of 610 fish (average weight = 35 g), which were more than half of the fish acclimated at 17℃ in an aquarium, were killed within two days of acclimation. The dead and moribund fish showed excessively opened opercula and mouths, and occasionally, severe exophthalmia. Through microscopic observation, numerous gas emboli were found in the gills of the dead and live fish, while the fish were not infected with any microbial pathogens. The dissolved oxygen (DO) saturation level of the rearing water and seawater nearby the facility reached 145% and 286%, respectively, whereas other water quality parameters (such as salinity, pH, and chemical oxygen demand) were normal. The extreme saturation rate of seawater in the shore nearby seemed to be due to an enormous algal bloom that occurred there. Through molecular identification based on 18S rDNA sequences, the most dominant algal species was most closely related to Ulva californica (99.87% sequence identity) followed by U. prolifera, U. linza, and U. curvata (99.81%). Therefore, it can be concluded that supersaturated seawater due to mass algal bloom caused gas bubble disease in the olive flounder, leading to mass mortality. After technical adjustment, such as increased aeration, lowered water circulation rate, and inlet water filtration using micro-pore carbon filters, the DO level became normal, no further mortality occurred and the status of the fish was stabilized.

• 한국수산과학회지
• /
• 제55권2호
• /
• pp.91-101
• /
• 2022

In this study, we analyzed the compositional characteristics of Melosira nummuloides mass-cultured using Jeju lava seawater. M. nummuloides showed the highest growth rate when cultured for 14 days at 17-20℃ and 15,000 lx. Proximate composition of raw-material (RM) and freeze-dried M. nummuloides (FM) showed high ash content (65-72%), while ethanol-extracted M. nummuloides (EM) had low ash and high lipid contents. The predominantly occurring mineral, Si, was 334 g/kg in RM and 269 g/kg in FM, but EM contained only 1.97 g/kg. The ratio of essential amino acids was similar in RM (38.93%) and FM (36.89%) lower in EM (17.83%), but branched chain amino acids required for muscle metabolism was high (63.40%). The polyunsaturated fatty acids of EM (34.74%) was 11% more than that in RM (23.81%), and the ratio of omega-6 to omega-3 fatty acids was 1:3.6. Furthermore, the concentration of total chlorophyll was higher by 5.15 times (62.32 mg/g) and that of fucoxanthin by 7.06 times (11.02 mg/g) in EM than in RM (12.11, 1.56 mg/g, respectively). The mass cultivation and filtration of M. nummuloides using lava seawater has high prospects of commercialization as a competitive bio silica, cosmetic and healthy functional food material.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
• /
• 제1권1호
• /
• pp.59-68
• /
• 2013

본 연구에서는 한외여과막과 역삼투압막으로 이루어진 해수담수화장치를 구성하였다. 해수를 취수하여 디스크필터와 한외여과막을 이용한 전처리설비를 통과시켜 생산한 전처리수의 $SDI_{15}$와 탁도를 측정하여 역삼투압해수담수설비에 적합함을 밝혔다. 역삼투압해수담수설비의 부산물인 브라인을 전처리수와 혼합하여 역삼투압해수담수설비의 입구농도를 변화시켰다. 농도 변화실험에서, 해수농도가 역삼투압해수담수설비의 성능에 끼치는 영향을 실험으로 구하였다. 염배제율, 회수율, 생산수의 수질은 입구농도에 따라 많은 변화가 있었으며, 에너지소비량도 입구농도에 거의 선형적으로 상승하는 것을 실험으로 구하였다.

• 지질공학
• /
• 제29권1호
• /
• pp.51-68
• /
• 2019

국내에서는 바닷가 주변의 상가나 수협 등의 활어 위판장 등에 많은 양의 해수가 사용되고 있다. 이러한 해수는 기상악화나 태풍 등에 의해 관련시설이 수시로 파손되고 조기 폐색되어 시간적, 경제적 비용이 많이 소요되고 있는 실정이다. 또한 오염된 해수가 그대로 유입되는 경우가 많아 환경적인 문제를 야기하기도 한다. 본 연구는 직접적인 해수취수의 대안으로 이중필터취수정을 적용한 해변여과 방식의 해수취수 적용성을 평가하고자 수행하였다. 본 연구에서는 토층으로 이루어진 해변의 자유면대수층에서 필터조건을 달리하여 실규모의 이중필터취수정과 단일필터취수정을 각각 설치하고 설치된 우물에서 단계 및 연속대수성시험을 실시하여 필터재 조건에 따른 투수특성 및 적정양수량을 평가하였다. 단계대수성시험 분석결과 이중필터 취수정에서 우물 개량의 정도가 양호하여 단일필터 대비 110.3%의 투수계수 상승효과가 발생하는 것으로 분석되었다. 동일 양수량 대비 이중필터의 투수계수가 높게 나타나며, 이는 이중필터가 단일필터에 비해 투수성이 개선된 영향으로 판단된다. 연속대수성시험 분석결과 관측정 및 양수정을 이용한 투수계수 분석에서 이중필터취수정(SD1200)이 단일필터취수정(SS800)에 비해 높은 투수특성을 나타내는 것으로 평가되었으며, 이중필터가 단일필터 대비 평균 110.7%의 투수계수 상승효과가 발생하는 것으로 분석되었다. 수위강하량 분석을 통한 양수량 평가결과, 수위강하 2.0 m일 때 이중필터 취수정이 단일필터 취수정 대비 122.8% 양수량이 증대되는 것으로 분석되었으며, 비수위강하량을 이용하여 적정양수량을 산정한 결과 이중필터취수정이 단일필터취수정에 비해 136.0% 높은 양수량을 보이는 것으로 분석되었다. 또한 변곡점을 이용한 양수량 평가결과 이중필터가 단일필터에 비해 160.0% 높은 적정양수량을 보이는 것으로 분석되었다. 적정양수량의 경우 분석방법에 따라 단일필터 대비 122.8~160.0%의 개선효과가 있는 것으로 평가되었으며, 이를 평균한 단일필터 대비 이중필터의 양수량 개선율은 139.6%이다. 즉, 이중필터 설치만으로 일반적인 우물 대비 취수효율이 40% 정도 개선될 수 있음을 확인하였다. 변곡점을 이용한 이중필터취수정의 적정양수량은 2843.3 L/min로써 이중필터취수정 단일공의 일 해수취수량은 약 $4,100m^3/day$ (${\fallingdotseq}4094.3m^3/day$)에 달하는 것으로 평가되었다. 이와 같이 공당 다량의 취수가 가능하기 때문에 해수취수의 적용성이 높을 것으로 기대된다. 또한 이중필터취수정을 이용하여 해수취수를 수행하는 경우 기존에 문제시되었던 기상악화나 태풍 등에 의한 파손우려를 해소할 수 있으며, 해변의 모래층이 필터재 역할을 하여 오염정도를 개선하는 효과가 있을 것으로 기대된다. 따라서, 기존 해수취수기술에 대한 환경적인 문제 해결의 대안이 될 수 있고, 설치비용 및 파손등과 관련된 장기적인 유지관리비용 면에서도 유리하여 경제적 측면에서 그 적용성이 매우 높을 것으로 판단된다. 본 연구의 결과는 추후 수행예정인 이중필터취수정의 강변여과수 적용을 위한 현장실증시험의 기초자료로 활용될 예정이며, 그 결과를 종합하여 강변여과 및 해변여과기술과 관련된 우물의 설계 및 시공에 대한 표준화된 기준을 제시할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제27권5호
• /
• pp.353-357
• /
• 2015

해수침투로 인하여 부존되어 있는 지하수의 염분농도가 높아 방치되고 있는 해안지역 대수층을 활용한 수자원 확보 방안을 제안하였다. 대수층으로 담수를 주입하여 염수를 치환할 수 있는 주입-양수 시스템을 연구하였다. 염수로 포화되어 있는 충적층에서 인공함양 및 회수 기술이 성공하기 위해서는 양수정으로 유입되는 염수를 방지하는 것이 가장 중요한 문제 중의 하나이다. 본 연구에서는 양수정을 염수 침투로부터 방지하기 위한 염수포획관정의 효과를 수치모델링 방법으로 분석하였다. 적절히 설계된 염수포획관정은 담수 양수정을 염수침입으로부터 보호할 수 있음을 제시하였다.

• 한국해양바이오학회지
• /
• 제2권3호
• /
• pp.142-148
• /
• 2007

Agar로부터 oligosaccharides를 제조하기 위하여 효소 (agarase)를 이용한 분해법이 시도되면서 agarase의 균주의 분리 및 유전자에 대한 많은 연구가 수행되고 있다. 본 연구에서는 해양으로부터 agarase를 생성하는 균주를 분리 동정하고 균주의 특성을 조사하였다. 분리된 균주는 AS-3균주는 16S rDNA 염기서열분석에 의하여 Algibacter lectus AS-3로 동정되었다. 정제된 효소의 최적 활성 조건 및 agar 분해산물의 항산화활성을 조사하였다. 분리된 균주의 최적배양조건은 marine broth 2216에서 온도 $27^{\circ}C$, pH 7일 때 가장 균주의 생육이 높았다. Agarase 효소는 salt 침전, ion exchange와 gel filtration chromatography에 의해 9.6 units/mg으로 6.9배 정제되었다. 최적 효소활성은 온도 $40{\sim}50^{\circ}C$, pH 7일 때 나타났다. Agar 첨가한 배지에 agar 분해균을 접종한 후 분해산물의 시간에 따른 항산화활성은 12시간 배양 후 62%의 가장 높은 전자소거능 (EDA)을 나타내었다.