Abstract
The particle back transport velocity from the membrane surface were evaluated to determine the critical flux. Four kinds of back transport mechanisms were considered, i.e. back diffusion, shear induced migration, lateral migration, and interaction enhanced migration. The interaction enhanced migration caused by electrostatic repulsion between particles and membrane surface was found to be the most important mechanism of particle back transport for the charged particles of 0.1 ~10${\mu}{\textrm}{m}$ diameter with 20 to 40 mV of zeta potential. Hematite particles with different sizes were synthesized with ferric chloride (FeCl$_3$) and hydrochloric acid (HCl) at high temperature, and subsequently experimental critical fluxes for each sized particle were obtained. The experimental results were well coincident with the calculated critical fluxes based on back transport mechanisms.
입자의 정밀여과에 있어 임계플럭스의 이론치를 계산하기 위해 확산(diffusion), 횡방향이동(lateral migration), 전단유도확산(shear induced diffusion), 그리고 입자의 정전기적 반발력에서 기인하는 상호작용에 의한 상승이동(interation enhanced migration) 등의 입자의 역전달 이동을 고려하였다. 보통의 여과조건에서 제타전위의 절대치가 20~40mV이고 직경이 0.1$\mu{m}$~10$\mu{m}$인 입자의 경우 상호작용에 의한 이동이 가장 중요한 역전달 메카니즘이었다. 입자크기에 따라 계산된 임계플럭스값을 실험적으로 확인하기 위해 다양한 크기를 갖는 구형인 적철광(hematite)입자를 합성하여 여과실험을 수행하였다. 이 실험치는 역전달 이론에 의해 예측된 플럭스의 이론치와 비교적 잘 일치하였다.
