• 상하수도학회지
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• 제23권6호
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• pp.855-864
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• 2009

The main object of this work was to determine the influence of periodic chemical backwash on filtration resistance in membrane filtration system. In this work Hermia's models were used to investigate the fouling mechanisms involved in the microfiltration of $0.45{\mu}m$ filtered sewage feed. Batch microfiltration experiments were performed at transmembrane pressure 0.4 bar and different feed SCOD concentration (9~67 mgSCOD/L). The results showed that the best fit to experimental data corresponded to the intermediate blocking model followed by the standard and complete blocking model for all the experimental conditions tested. From the simulation results of filtration performance, it was found that in order to maintain sustainable operation of membrane filtration system, irreversible foulant component accumulated continuously on membrane surface and/or pore must be effectively removed. In addition, it was verified that periodic chemical backwash using NaOCl or NaOH effectively improved filtration performance of membrane.

• 멤브레인
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• 제23권1호
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• pp.12-23
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• 2013

섬진강 수계의 복류수를 대상으로 막여과 정수처리 공정 현장 적용성 평가를 위해 여과막의 공경에 따른 막오염도 예측 및 최적 응집제 주입농도 선정을 통해 파일롯플랜트 규모의 검증실험을 실시하였다. 막공경에 따른 막오염도 평가를 위한 여과저항 평가실험 결과, $0.1{\mu}m$와 $0.01{\mu}m$ 여과막의 비가역적 여과저항 증가율은 각각 $0.44{\times}10^{12}/m^2$, $0.42{\times}10^{12}/m^2$로 나타났으며, Flux-test 실험결과, 적정응집제 주입농도는 Jar-Test 실험결과에 비해 낮게 나타났다. 현장 적용성 평가를 위해 6개월 동안의 파일롯플랜트 운영을 수행하였다. 응집을 실시하지 않은 막여과공정은 여과유속 $1.0{\sim}1.5m^3/m^2{\cdot}day$, 응집을 실시한 막여과 공정은 여과유속 $1.0{\sim}2.0m^3/m^2{\cdot}day$의 조건에서 운전한 결과 두 조건 모두 6개월 이상 막차압이 안정되게 유지되었다. 따라서 섬진강 수계의 복류수를 이용한 막여과 공정 운영에 있어 적정 여과유속으로 운전 시 응집제 사용 없이 안정적인 운전이 가능함을 알 수 있었다.

• 상하수도학회지
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• 제32권5호
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• pp.453-460
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• 2018

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.

• 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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• 제30권1호
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• pp.1-8
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• 2016

Temperature correction trans-membrane pressure (TC-TMP) is frequently used as a fouling index in membrane water treatment plants. TC-TMP equation is derived based on an assumption that the total membrane resistance (i.e. the sum of the intrinsic membrane resistance and fouling resistance) is not affected by temperature. This work verified the validity of this assumption using microfiltration (MF) and ultrafiltration (UF) membranes with and without fouling. The foulants used in the work were kaolin (inorganic) and humic acid (organic). The intrinsic resistances of MF and UF membranes remains at constant values regardless of temperature change. When the same amount of foulants were accumulated on the membrane, inorganic fouling resistance with kaolin was constant regardless of temperature change while organic fouling resistance with humic acid decreased at higher temperatures, which means that TC-TMP cannot be used as a fouling index when organic fouling occurs in a real field application. Since TC-TMP underestimates the amount of fouling at higher temperatures, more attention should be necessary in the operation of membrane water treatment plant in a hotter season like summer.

• 상하수도학회지
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• 제22권1호
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• pp.79-86
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• 2008

In Korea, most of the drinking water treatment relied upon the availability of the surface water, of which the raw water quality varied significantly by season and location. Therefore, the comparison of two operation modes (Pressurized type and Submerged type membrane system) must be estimated before the long-term establishment of two systems. In this study, two pilot-scale microfiltration systems with the capacity of $50m^3/day$ were installed and operated in two different modes, and the applicability of the system was determined based on the results such as the TMP (Trans-Membrane Pressure) and flux. For quantitatively comparing the two systems, a new concept, DRF (Differential Resistance Fraction) was introduced. The accumulated sum of the permeate after each cycle of chemical cleaning was also used as a tool for the system comparison.

• 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.

• 멤브레인
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• 제21권1호
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• pp.72-83
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• 2011

고탁도 원수의 고도정수처리를 위해 관형 세라믹 정밀여과막 외부와 원통형 막 모듈 내부 사이의 공간에 광촉매를 충전한 혼성 모듈을 사용하였다. 광촉매는 PP (polypropylene) 구(bead)에 $TiO_2$ 분말을 플라즈마 화학증착(chemical vapor deposition) 공정으로 코팅한 것이다. 정수 원수 중 자연산 유기물(NOM)과 미세 무기 입자를 대체하기 위해, 휴믹산(humic acid)과 카올린(kaolin) 모사용액을 대상으로 하였다. 혼성공정에서 막오염을 최소화하기 위해 10분 주기로 10초 동안 물 역세척을 시행하였다. 휴믹산을 10 mg/L부터 2 mg/L로 변화시킴에 따라, 막오염에 의한 저항($R_f$)이 감소하고 J가 증가하여 2 mg/L에서 가장 높은 총여과부피($V_T$)를 얻었다. 탁도 및 $UV_{254}$ 흡광도의 처리효율은 각각 98.5% 및 85.7% 이상이었다. MF 공정 및 MF + $TiO_2$ 공정, MF + $TiO_2$ + UV 공정의 막여과 및 광촉매 흡착, 광산화의 처리 분율을 알아본 결과, 광촉매 흡착과 광산화에 의해 탁도는 거의 처리되지 않았으나, 광촉매 흡착 및 광산화에 의한 휴믹산 처리 분율은 각각 10.7, 8.6% 이상이었다.