• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
• /
• v.31 no.1
• /
• pp.51-57
• /
• 2009

Biofouling in seawater reverse osmosis (SWRO) desalination process causes many problems such as flux decline, biodegradation of membrane, increased cleaning time, and increased energy consumption and operational cost. Therefore biofouling is considered as the most critical problem in system operation. To control biofouling in early stage, detection of the most problematic bacteria causing biofouling is required. In this study, six model bacteria were chosen; Bacillus sp., Flavobacterium sp., Mycobacterium sp., Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas fluorescens, and Rhodobacter sp. based on report in the literature and phylogenetic analysis of seawater intake and fouled RO membrane. The adhesion to RO membrane, the high pressure resistance, and the hydrophobicity of the six model bacteria were examined to find out their fouling potential. Rhodobacter sp. and Mycobacterium sp. were found to attach very well to RO membrane surface compared to others used in this study. The test of hydrophobicity revealed that the bacteria which have high hydrophobicity or similar contact angle with RO membrane ($63^{\circ}$ of contact angle) easily attached to RO membrane surface. P. aeruginosa which is highly hydrophilic ($23.07^{\circ}$ of contact angle) showed the least adhesion characteristic among six model bacteria. After applying a pressure of 800 psi to the sample, Rhodobacter sp. was found to show the highest reduction rate; with 59-73% of the cells removed from the membrane under pressure. P. fluorescens on the other hand analyzed as the most pressure resistant bacteria among six model bacteria. The difference between reduction rates using direct counting and plate counting indicates that the viability of each model bacteria was affected significantly from the high pressure. Most cells subjected to high pressure were unable to form colonies even thought they maintained their structural integrity.

• Membrane Journal
• /
• v.24 no.4
• /
• pp.317-324
• /
• 2014

It is very well known that the conventional polyamide (PA) thin film composite (TFC) reverse osmosis (RO) membranes have excellent permselective properties, but their chlorine tolerance is not good enough. In this study, to improve such chlorine tolerance, microporous membranes containing hydrophilic functional groups such as -COOH were used as a support to prepare PA TFC RO membranes, employing the conventional interfacial polymerization method. Meta-phenylene diamine (MPD) and 2,6-diamine toluene (2,6-DAT) were used as diamine monomers and tri-mesoyl chloride (TMC) as an acid monomer. The membranes prepared were characterized using various instrumental analytical methods and permeation test set-up. The flux obtained from the membranes prepared so was more than $1.0m^3/m^2day$ at 800 psi of operating pressure, while the salt rejection was over 99.0%. The chlorine tolerance of them was also found to be better than that of the membrane prepared by using conventional polysulfone support without hydrophilic functional groups.

• Membrane Journal
• /
• v.28 no.2
• /
• pp.96-104
• /
• 2018

With the rapid increase in seawater desalination, the importance of boron rejection is rising. This study was conducted to investigate the effect of hydrophilic compounds on surface modification to maximize water flux and increase boron rejection. First, polyamide active layer was fabricated by interfacial polymerization of polysulfone ultrafiltration membrane with M-phenylenediamine (MPD) and trimesoyl chloride (TMC) to obtain Control polyamide membrane. Next, D-gluconic acid (DGCA) and D-gluconic acid sodium salt (DGCA-Na) were synthesized with glutaraldehyde (GA) and hydrochloric acid (HCl) by modifying the surface of Control polyamide membrane. XPS analysis was carried out for the surface analysis of the synthesized membrane, and it was confirmed that the reaction of surface with DGCA and DGCA-Na compounds was performed. Also, FE-SEM and AFM analysis were performed for morphology measurement, and polyamide active layer formation and surface roughness were confirmed. In the case of water flux, the membrane fabricated by the surface modification had a value of 10 GFD or less. However, the boron rejection of the membranes synthesized with DGCA and DGCA-Na compounds were 94.38% and 94.64%, respectively, which were 12.03 %p and 12.29 %p larger than the Control polyamide membrane, respectively.

• Membrane Journal
• /
• v.13 no.3
• /
• pp.131-142
• /
• 2003

Cylindrical rotating reverse osmosis (RO) is a means of dynamic filtration that incorporates both high shear and flow instabilities to reduce membrane fouling. This article summarizes recent works on rotating RO including the physics of rotating filtration; mass - transfer and concentration polarization; theoretical and experimental analysis; and some case studies.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
• /
• 1997.04a
• /
• pp.63-84
• /
• 1997

산업발전에 따라 발생하는 각종 오염물질에 의한 양질의 물 부족현간을 해결하거나 산업적으로 특정물질을 분리하기 위하여 새로운 분리기술이 개발되고 있으며 앞으로 인류에 대한 가장 절실한 기술로 떠오를 것이다. 이러한 측면에서 분리막은 가장 효율적인 분리기술로 여겨져 지난 30년간 눈부신 발전을 해왔고 최근 국내에서도 소재개발과 함께 이를 응용한 분리막 System개발이 활발히 이루어지고 있다. 분리막에 의한 공정은 상변화가 없는 분리공정이므로 에너지 측면에서 효율적이며 공정자체가 간단하여 점차 보편적인 기술로 자리를 잡아가고 그 기본원료가 부직포, 종공사나 장,단섬유이므로 주로 화섬회사위주로 소재개발이 주로 되고 있다. 본 발표에서는 최근에 국내에서 생산되기 시작한 역삼투막의 제조방법과 이를 이용한 System설계기술에 대하여 총괄적으로 소개하고자 한다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
• /
• 1995.10a
• /
• pp.29-30
• /
• 1995

산업폐수는 종종 희석용액 내에 많은 유독성 물질을 함유하고 있다. 산업폐수를 처리하는 분리공정으로 역삼투막과 한외여과와 같은 막분리 기술은 분리 공정이 간단하고 상변화없이 폐수용량을 크게 감소시킬 수 있고 에너지 소모가 작은 장점을 가지고 있어 그 적용이 확산되고 있다. 계면활성제의 흡착성을 이용한 한외여과 막분리는 높은 막투과속도와 계면활성제의 높은 선택성이 결합된 것인데, Sodium Dodecyl Sulfate(SDS)와 같은 계면활성제를 이용하여 폐수로부터 불용성 중금속 이온과 독성의 유기물질을 분리하는 데에 적용할 수 있다. 임계미셀농도(CMC) 이상에서의 농도에서, 60~200 계면활성제 분자들이 거대분자나 미셀을 형성하면서 서로 응집된다. 그러므로 음으로 하전된 미셀과 결합된 금속 음이온은 2,000에서 10,000 범위의 분자량을 가지는데 역삼투막(RO)보다 작은 압력에서 상당히 큰 막투과속도를 가진 한외여과막에 의해 선택적으로 제거될 수 있다 본 연구의 목적은 중공사 한외여과막의 막투과속도에 미치는 인자들의 영향과, 계면활성제의 흡착성을 이용한 중공사 한외여과 막분리계 성능에 미치는 금속의 형태, S/M 몰비등의 효과를 결정하는데 있다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
• /
• 1997.06a
• /
• pp.183-205
• /
• 1997

산업발전에 따라 발생하는 각종 오염물질에 의한 양질의 물 부족현상을 해결하거나 산업적으로 특정물질을 분리하기 위하여 새로운 분리기술이 개발되고 있으며 이는 앞으로 인류에 대한 가장 절실한 기술로 떠오를 것이다. 이러한 측면에서 분리막은 가장 효율절인 분리기술로 여겨져 지난 30년간 눈부신 발전을 해왔고 최근 국내에서도 소재개발과 함께 이를 응용한 분리막 System개발이 활발히 이루어지고 있다. 분리막에 의한 공정은 상변화가 없는 분리공정이므로 에너지 측면에서 효율적이며 공정자체가 간단하여 점차 보편적인 기술로 자리를 잡아가고 그 기본원료가 부직포, 중공사나 장단섬유이므로 주로 화섬회사 위주로 소재개발이 주로 되고 있다. 본 발표에서는 최근에 국내에서 생산되기 시작한 역삼투막의 제조 방법과 특성 및 개발동향을 총괄적으로 소개하고자 한다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
• /
• 1993.04a
• /
• pp.28-29
• /
• 1993

최근에 들어 고분자막을 이용하는 분리공정이 다양한 분야에 걸쳐 중요한 역할을 하고 있으나 적용공정에 따라 개선해야 할 점들을 가지고 있다. 역삼투공정의 수행에 있어 폴리아미드막(PA)은 투과유량이 CA막보다 3-5배 정도이며 기계적 강도에서도 우수한 성능을 발휘하지만 CA막을 완전히 대체하지 못하고 있는 실정이다. 이 이유는 아미드결합이 공정상에 포함되는 염소에 대해 저항성을 가지고 있지 못한 때문이다. 이런 문제들은 물질의 구조에 지배적인 영향을 받는다. 본 연구에서는 Friedel-Crafts reaction을 이용하여 합성된 술폰기를 단량체와 기존의 입체장애를 가지는 단량체를 가지고 고분자를 중합하고 비용매 중에 침적시켜 술폰기를 갖는 폴리아미드를 제조하였다. 침적시 비용매로는 아세톤, 에탄올, 물등이 좋은 경향을 보였다. 얻어진 고분자를 열분석을 통해 열적특징을 살펴보았으며, 또한 이들에 대한 염소저항성을 타진하여 역삼투 공정막으로서의 사용가능성을 살펴 보았다.

• Membrane Journal
• /
• v.29 no.6
• /
• pp.339-347
• /
• 2019

Forward osmosis (FO) is operated at a lower pressure than reverse osmosis (RO), which has great advantages in terms of fouling control, maintenance, membrane cleaning, and potential energy reduction. In particular, since the membrane fouling layer of the forward osmosis process has a relatively loose and dispersed property, it is possible to control the membrane fouling by physical cleaning, unlike the reverse osmosis process. However, existing studies do not apply the proper cleaning flow rate for forward osmosis physical cleaning, and thus there is a limit that the optimal operation can not be performed. Therefore, this study aims to evaluate the justification of proper flow rate that can show high efficiency cleaning with economical energy amount. The membrane fouling experiments of the forward osmosis process were maintained at a circulating flow rate of 8.54 cm/s and the recovery rates were compared with the three cleaning flow rates. As a result of this experiment, it was confirmed that the 2 × speed cleaning showed the same efficiency as the water permeability recovery rate of the 3 × speed cleaning, and it was confirmed that the 2 × speed cleaning was an appropriate flow rate with high cleaning efficiency and economical SEC.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
• /
• 2002.05a
• /
• pp.159-162
• /
• 2002