• 상하수도학회지
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• 제32권4호
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• pp.301-307
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• 2018

Membrane distillation (MD) is a thermally driven desalination process with a hydrophobic membrane. MD process has been known to have a lower fouling potential compared to other pressure-based membrane desalination process (NF, RO). However, membrane fouling also occurs in MD process. In this study, the membrane fouling was observed in MD process according to the pre-treatment processes. The filtration and precipitation processes were applied as the pre-treatment to prevent the membrane fouling. The pore sizes of roughing filters were 0.4, 5, 10, 30, and $60{\mu}m$. The concentration of the coagulant was 1.2 mg/L as $FeCl_3$. The membrane fouling on MD membrane was successfully removed with both pre-treatment processes.

• Membrane and Water Treatment
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• 제2권3호
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• pp.159-173
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• 2011

The air gap membrane distillation (AGMD) process was applied for water desalination. The main objective of the present work was to study the heat and mass transfer mechanism of the process. The experiments were performed on a flat sheet module using aqueous NaCl solutions as a feed. The membrane employed was hydrophobic PTFE of pore size 0.22 ${\mu}m$. A mathematical model is proposed to evaluate the membrane mass transfer coefficient, thermal boundary layers' heat transfer coefficients, membrane / liquid interface temperatures and the temperature polarization coefficients. The mass transfer model was validated by the experimentally and fitted well with the combined Knudsen and molecular diffusion mechanism. The mass transfer coefficient increased with an increase in feed bulk temperature. The experimental parameters such as, feed temperature, 313 to 333 K, feed velocity, 0.8 to 1.8 m/s (turbulent flow region) were analyzed. The permeation fluxes increased with feed temperature and velocity. The effect of feed bulk temperature on the boundary layers' heat transfer coefficients was shown and fairly discussed. The temperature polarization coefficient increased with feed velocity and decreased with temperature. The values obtained were 0.56 to 0.82, indicating the effective heat transfer of the system. The fouling was observed during the 90 h experimental run in the application of natural ground water and seawater. The time dependent fouling resistance can be added in the total transport resistance.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 한국태양에너지학회 2011년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.74-79
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• 2011

This study was accomplished to evaluate the performance of Multi Effect Distillation(MED) for solar thermal desalination system. It was designed Multi effect distillation with $3m^3/day$ capacity and Shell&Tube type heat exchanger. Also, The effective heat transfer of Shell&Tube heat exchanger was used Cu(90%)-Ni(10%) corrugated tube. The parameters relating to the performance of Multi Effect Distillation are known as hot water flow rate. The experimental conditions for each parameters were $18^{\circ}C$ for sea water inlet temperature, $6m^3/hour$ sea water inlet volume flow rate, $75^{\circ}C$ for hot water inlet temperature, 2.4, 3.6, and $4.8m^3/hour$ for hot water inlet volume flow rate, respectively. The results are as follows, Development for Multi effect distillation was required about 40kW heat and 35kW cooling source to produce $3m^3/day$ of fresh water. And, Performance ratio of Development Multi effect distillation was about 2.0191.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1998년도 제6회 하계 Workshop (98 한국막학회, 국립환경연구원 국제 Workshop, 수자원 보전과 막분리 공정)
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• pp.81-94
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• 1998

Nowadays, membrane separation such as reverse osmosis (RO) and ultrafiltration (UF) play an important role in the industrial separation technology. Among desalination technologies available today, reverse osmosis is usually the most economical process for wide range of water salinity. Main applications include production of high purity water, desalination of seawater and brackish water for a drinking water supply, treatment of waste water for environmental protection, and recovery of precious materials from industrial waste water. In this paper, we will mention membrane performance and these practical use focused on reverse osmosis membranes and ultrafiltration membranes recently developed by Toray.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2004년도 학술대회지
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• pp.23-28
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• 2004

Various merchandises have appeared in recent markets of mineral water, beverage, food and cosmetics etc. These are almost manufactured by adding raw seawater, desalinated water, brine or salt from Deep Ocean Water(DOW), and it intimated desalination and mineral extraction are key techniques for DOW business. This study aims to verify the functional performance of mineral-controlled water produced by the basic methods which were proposed by authors for industrial purposes. This water revealed the possibility of the radical scavenging effects and moisturizing capability.

• Corrosion Science and Technology
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• 제7권1호
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• pp.27-34
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• 2008

In industrial and fluid handling systems, frequently the protective film forming materials suffer from severe corrosion due to microbial effects. As an example, various micro-organisms, including bacteria, exist in seawater normally fed to power and desalination plants. Unless seawater intakes are properly disinfected to control these microbial organisms, biological fouling and microbial induced corrosion (MIC) will be developed. This problem could destroy metallic alloys used for plant construction. Seawater intakes of cogeneration plants are usually disinfected by chlorine gas or sodium hypochlorite solution. The dose of disinfectant is designed according to the level of contamination of the open seawater in the vicinity of the plant intake. Higher temperature levels, lower pH, reduced flow velocity and oxidation potential play an important role in the enhancement of microbial induced corrosion and bio-fouling. This paper describes, in brief, the different types of bacteria, mechanisms of microbiological induced corrosion, susceptibility of different metal alloys to MIC and possible solutions for mitigating this problem in industry. A case study is presented for the power plant steam condenser at Al-Taweelah B-station in Abu Dhabi. The study demonstrates resistance of Titanium tubes to MIC.

• 대한환경공학회지
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• 제38권1호
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• pp.34-41
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• 2016

UF (ultrafiltration)-SWRO (seawater reverse osmosis) 공정을 이용하여 해수와 기수의 유입수 블렌딩(pre-blending)이 보론(boron)과 휴믹산(humic acid)의 제거에 미치는 영향을 조사하였다. 유입수 블렌딩은 TDS (total dissolved solids) 농도를 기준으로 15,000 mg/L~27,000 mg/L까지 설정하였으며, RO에서의 보론 제거특성을 분석하였다. 또한, 동일한 TDS 농도범위에서 휴믹산을 주입하여 유기물 제거 특성을 알아보았다. 보론은 TDS 농도가 높아질수록 제거율은 76.60% - 83.27%로 높게 나타났지만, 최종 생산된 생산수의 보론 농도는 0.48 mg/L-0.69 mg/L로 높아져 유입수 내 보론 농도가 다량 유입될 시 유입수 블렌딩이 필요할 것으로 판단된다. 휴믹산의 경우 10 mg/L 수준일 경우 TDS 농도 22,500 mg/L가 27,000 mg/L 보다 제거율이 높게 나타났지만, 휴믹산이 5 mg/L 수준일 경우 TDS 농도 18,000 mg/L가 15,000 mg/L보다 높게 나타났다. 한편, 휴믹산이 주입되었을 때 UF-SWRO 공정에서는 오히려 플럭스(flux)와 회수율(recovery rate)이 증가하는 효과를 나타내었는데, 이는 파울링 물질이 $Ca^{2+}$와 휴믹산의 결합에 의해 대부분 제거되어 나타난 것으로 판단된다. 따라서 UF-SWRO를 이용한 해수 담수화 시 보론 농도와 휴믹산 제거측면에서 TDS 농도가 낮을수록 유리하다고 판단된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제16권1호
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• pp.39-51
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• 2011

본 연구는 해수담수화 부산물인 고염해수에 대한 어류의 단기적인 영향을 평가하기 위하여 해양생태독성평가용 표준시험종인 송사리(Oryzias latipes)를 이용하여 급성독성평가 및 행동패턴의 변화를 관찰하였다. 30.0 psu 해수에 순치된 송사리를 7일 동안 고염수에 노출하여 급성독성평가를 수행한 결과, 40.0~80.0 psu에 노출된 송사리의 사망률은 농도-반응의 선형관계가 뚜렷하였다. 반면 40.0 psu 이하의 염분에서는 송사리의 독성반응이 관찰되지 않았으나 50.0 psu 보다 높은 농도에서는 뚜렷한 독성 반응이 나타났다(7-day $LC_{50}$=514 psu). 송사리의 행동 변화 분석은 카메라를 통해 투시된 실시간 배정 영상을 추출하여 현재의 프레임과 차영상을 추출하는 기법을 이용하였다. 고염수 노출에 따른 송사리의 행동변화를 분석한 결과, 40.0 psu와 50.0 psu에 노출되고, 각각 3.1시간과 4.6시간 동안 초기 염분 스트레스를 받은 후에는 안정된 활동패턴을 보였다. 그러나 60.0 psu 보다 높은 농도에 노출된 송사리의 활동량은 염분노출 초기에 급격히 증가하였으며, 50% 가량 사망하였다. 70.0 psu 보다 높은 농도에서 실험생물의 활동량은 노출 후 급격히 증가하였으며, 행동패턴은 심각하게 교란되었고, 12시간 이내에 모든 개체가 사망하였다. 본 연구 결과, 고염해수에 대한 급성독성평가와 행동변화 모니터링 결과는 유의한 연관성이 나타났으며, 따라서 해수담수화에 따른 고염해수의 해양배출은 확산후 최종농도가 50.0 psu 이하로 배출될 수 있도록 조절하여야한다. 또한 카메라 관찰을 통한 영상 분석 기법은 시험생물의 행동변화에 따른 영향을 실시간으로 모니터링할 수 있으므로 조기 경보시스템으로 활용 가지가 높은 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권9호
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• pp.624-629
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• 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.

• 한국수자원학회논문집
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• 제49권5호
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• pp.431-438
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• 2016

역삼투 해수 담수화 공법의 주요 단점으로 여겨지고 있는 에너지 소비량을 줄이기 위한 방편으로 해안선을 통하여 바다로 유출되는 담수 지하수를 활용하여 낮은 염도의 원수를 확보하는 방안을 제시하였다. 저 염도 지하 염수는 담수화 비용 뿐 아니라 표류 해수 취수의 알려진 단점을 극복하는 데도 유리하다. 지하 염수의 염도는 해안선을 통하여 바다로 유출되는 담수 지하수량의 영향을 크게 받는다. 본 연구에서는 담수화 시설에 필요한 수량을 최저 염도로 충족시킬 수 있는 지하 염수 관정의 위치 및 양수량 분포를 산정할 수 있는 최적 전산설계모델을 개발하였다. 해안 지역에서 지하 염수를 개발하면 대수층으로 해수가 추가 침투하여 다른 사용자의 지하수 관정을 오염시킬 수 있다. 본 모델은 지하 염수 관정의 최적 설계 시에 기존 지하수 관정을 해수 침투로부터 보호할 수 있도록 구성되었다.