• Membrane and Water Treatment
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• 제6권1호
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• pp.43-52
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• 2015

A small-scale electro-dialysis system was constructed for domestic use. It is composed of six compartments in which five special polystyrene ionic membranes are housed. A series of experiments on the transport of sodium and chloride ions through polystyrene membranes was performed and the effects of electric current and voltage on the pH of water were investigated. This electrodialyser could reduce the NaCl content to an acceptable level (5307 mg/L) when water containing 9945 mg/L of sodium chloride is fed to the electrodialyser. The reduction was by the action of direct current 60 mA/100 mA when a 15 V / 20 V potential is maintained across the membrane. The results showed that the pH of the treated water attained a value in the range of 7-8, with the chloride concentration of 5307 mg/L when the voltage was in the range of 20 volts. This was achieved when two of the small-scale electro-dialysers were placed in series and the solutions from the respective compartments were mixed. This is considered useful because this complies to the requirement of drinking water standard both in terms of chloride and pH. Therefore, this type electrodialyserhas the potential for domestic uses in isolated houses where potable water supply is not available.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1991년도 춘계 총회 및 학술발표회
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• pp.10-12
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• 1991

The first membrane technology applied in the Japanese industry was a. electro-dialysis(ED) process using ion-exchange meabranes. These membranes were first developed in early 50ties and the Japanese government decided to use this method for concentration of sea water to produce salt, which was then produced by solar evaporation. This development program started from 1960 by the Japan monopoly Coop. (at that time). To apply ED process for sea-water concentrat ion it was necessary to develop ion-exchange membranes having very low electric resistance to avoid energy loss due to Joule heat, and those having selectivity to permeate single valent ions only to avoid scale formation in the ED stacks. These Japanese companies, Asahi Glass, Asahi Chemical and Tokuyama Soda, have succeeded to develop such membranes, and until 1971 all of the seven salt manufacturing companies had adopted ED for production of food salt.

• 한국세라믹학회지
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• 제51권5호
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• pp.466-471
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• 2014

Hydrous zirconia particles were prepared from $ZrOCl_2$ aqueous solution using an electro-dialysis [ED] process. For the preparation of $(Zr,Y)(OH)_4$ precipitates, 3 mol% $YCl_3$ was added into $ZrOCl_2$ aqueous solution. During the hydrolysis of 0.5 mol/L $(Zr,Y)OCl_2$ solution at $90^{\circ}C$ a slurry solution was obtained. The ED process was used for the removal of chlorine from the slurry solution. Two kinds of slurry solution were sampled at the beginning and end of the ED process. The morphology of hydrous zirconia particles in the solution was observed using an inverted optical microscope and an FE-SEM. The hydrous zirconia particles were nano-crystalline, and easily coagulated with drying. Yttrium stabilized zirconia [YSZ] powder could be obtained by the calcination of $(Zr,Y)(OH)_4$ precipitates prepared from a $(Zr,Y)OCl_2$ solution by the ED process. The coagulated dry powders were shaped and sintered at $1500^{\circ}C$ for 2 h. The sintered body showed a dense microstructure with uniform grain morphology.

• 한국세라믹학회지
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• 제53권3호
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• pp.325-331
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• 2016

Anatase particles of titanium dioxide were prepared from $TiCl_4$ aqueous solution by using an electro-dialysis [ED] process. For the preparation of an aqueous solution of $TiCl_4$ precipitates, $TiCl_4$ liquid frozen in ice was transferred to a neck flask and then hydrolyzed using deionized [DI] $H_2O$. During the hydrolysis of the $TiCl_4$ solution at $0^{\circ}C$, a slurry solution of $TiOCl_2$ was obtained and the color changed from red to orange. The ED process was applied for the removal of chlorine content in the slurry solution. Two kinds of hydrolyzed slurry solution with lower [$Ti^{4+}$] and higher [$Ti^{4+}$] were sampled and the ED process was applied for the samples according to the removal time of [$Cl^-$]. With de-chlorination, the solution status changed from sol to gel and the color quickly changed to blue. Finally, white crystalline powders were formed and the phase was confirmed by XRD to be anatase crystallites. The morphology of the hydrous titania particles in the solution was observed by FE-SEM. The hydrous titania particles were nano-crystalline, and easily coagulated with drying.

• 접착 및 계면
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• 제15권1호
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• pp.1-8
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• 2014

이온 교환막은 전기투석, 확산투석, Redox flow 전지, 연료전지 등 다양하고 넓은 분야에서 사용되고 있다. 초음파를 이용하여 만들어진 PVC 양이온 교환막을 시간을 변화시켜 가면서 술폰화 반응에 의해 제조하였다. 술폰화제로 황산을 사용하였으며, 술폰화 PVC 양이온 교환막의 기본구조와 특성을 FT-IR, EDX, Water uptake, 이온교환용량(IEC), 전기저항(ER), 전도도, 이온수송수 및 표면 morphology를 SEM 분석하였다. FT-IR 스펙트럼 분석결과 술폰화 PVC 양이온 교환막에 술폰산기가 도입되었음을 확인하였으며 멤브레인의 Water uptake, IEC, 전기 저항 및 ion transport number의 최대값은 각각 40.2%, 0.87 meq/g, $35.2{\Omega}{\cdot}cm^2$ 및 0.88이었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제16권4호
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• pp.227-238
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• 2013

본 연구의 목적은 해수담수화 과정 중 황산이온과 염소이온은 제거하고 유용미네랄인 마그네슘, 칼슘은 잔존 시키는 미네랄 수질 조정 기술로 먹는물 수질기준에 맞는 고경수 제조 공정 개발에 있다. 역삼투막(RO)에 통과시켜 농축수(Concentrated deep seawater)와 탈염수(desalted deep seawater)를 제조하고, 나노여과막(NF)를 사용하여 염화나트륨이 제거되지 않은 1차 미네랄 농축수(Mineral enriched deep seawater)를 제조하여, 전기투석 이온교환막(ED)을 가동하여 염화나트륨을 제거한 탈염 미네랄농축수(Mineral enriched desalted water)를 제조하여 이를 RO 탈염수와 희석하여 고경도 먹는해양심층수를 제조하였다. 역삼투막은 해수(해양심층수) 원수에서 용존물질과 담수를 분리할 수 있으며, 2차에 걸쳐 역삼투막을 사용하면, 용존성분 중 99.9% 이상 제거되고, 경도 1이하, 염소이온의 농도 2.3 mg/L인 용존물질이 완전히 제거된 탈염수(순수)를 제조할 수 있었다. 나노여과막 (NF 막)의 간극은 $10^{-9}$ m으로 마그네슘과 칼슘은 50%정도 통과시키며, 염소이온과 나트륨 같은 일가이온은 95%이상 통과한다. 나노여과막은 마그네슘과 칼슘과 같은 경도 성분과 나트륨과 염소이온과 같은 염분성분을 분리 농축할 수 있지만, 완벽하게 분리하지는 못한다. 전기투석막(ED)은 전기전도도에 따라 경도성분의 이가이온과 염분성분인 일가이온이 분리된다. 전기전도도 20 mS/cm 이상에서 경도성분(마그네슘이온, 칼슘 이온 등)은 제거되지 않는 반면, 염분성분 (나트륨이온, 염소이온 등)은 지속적으로 제거되었다. 따라서, 나노여과막을 이용하여 마그네슘과 칼슘과 같은 경도 성분을 농축하고, 전기투석막을 이용하여 경도농축수에서 염분성분을 분리하여 경도농도 12,600 mg/L, 염소이온 농도 2,446 mg/L의 염분성분이 배제된 고경도 농축수를 제조할 수 있었다. 이러한 고경도수를 역삼투막을 이용하여 용존물질이 모두 제거된 2차 RO 생산수로 10배 희석하면 염소이온 농도 244 mg/L 로 먹는물 수질기준에 적합하면서 경도농도 1,260 mg/L 인 고경도 수 제조도 가능하였다. RO/NF/ED 또는 NF/ED 연계공정은 해수의 증발 없이 역삼투막, 나노여과막과 전기투석막만을 이용하여 염소이온과 나트륨, 칼륨, 황산이온과 같은 염분성분을 제거하면서 마그네슘과 칼슘과 같은 경도성분은 농축할 수 있어서 먹는물 수질기준에 적합한 고경도수 제조가 가능하였으며, 이 과정 중 소모되는 에너지를 줄일 수 있었다.

• 멤브레인
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• 제33권3호
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• pp.87-93
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• 2023

전기투석(ED)은 이온교환막을 통한 이온의 분리에서 중요한 과정이다. 해수담수화로 발생하는 염수 처리는 환경적으로 큰 문제이며 막분리 기술을 통한 재활용 효율이 높다. 마찬가지로 알칼리는 가죽, 전기도금, 염색, 제련 등과 같은 여러 화학 산업에서 생산된다. 폐기물의 고농도 알칼리는 부식성이 높고 화학적 산소 요구량(COD) 값이 높기 때문에 환경에 방출하기 전에 처리해야 합니다. 칼슘과 마그네슘의 농도는 염수의 거의 두 배이며 주요 환경 오염 물질인 이산화탄소의 흡착에 완벽한 후보입니다. 수산화나트륨은 양극성 막 전기투석 공정으로 쉽게 생산되는 금속 탄산화 공정에 필수적입니다. 역삼투압(RO), 나노여과(NF), 초여과(UF), ED 등 다양한 공정을 통해 회수가 가능하다. 본 검토에서는 알칼리 회수를 위한 이온교환막에 의한 ED 공정에 대해 논의한다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1997년도 춘계 총회 및 학술발표회
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• pp.3-10
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• 1997

제염농축공정은 증류, 증발법을 일반적으로 사용하나, 에너지 절약차원에서 전기투석 (Electro dialysis)장치를 증발기 선단에 도입한 복합공정을 국내에서도 사용하고 있는 실정이다. 그러나, 전기투석장치는 전기적인 소모와 막의 재생, 교체처리비가 문제점이 되므로 역삼투 장치를 제염농축 공정 최선단에 도입한 복합공정을 이용할 경우 전기 투석 및 증발 복합공정에 비해 40%의 에너지 절감 효과를 기대할 수 있다. 이와 같은 장점에도 불구하고 역삼투 공정은 공급용액의 삼투압보다 큰 적용압력을 막표면에 가하여 물질분리를 수행하므로 농축공정에서 유발되는 배제액 농도의 상승은 삼투압의 증가를 일으켜 실적적용압력의 효과를 떨어뜨리게 되며 결과적으로 농축효과를 감소시키게 된다. 본 연구에서는 효과적인 염농축 공정을 위하여 막모듈 투과부에 고농도 삼투압 감소액(osmotic sink solution)을 향류식(막투과흐름을 맞받아치며 흐르는 방식)으로 유입시키는 향류식 역삼투 (counter-current reverse osmosis, CCRO) 나권형 모듈을 고안 제작하였으며, 제작된 모듈을 기존 역삼투 공정과 향류식 염삼투 공정에 적용하여 염농축도의 성능을 상호 비교하고 염농축에 관계되는 공급농도, 공급유량, 투과유량, 배제유량, 향류 유입유량, 압력구배, 삼투압차 및 농축단수 등의 인자들을 이용하여 두 공정에 대한 염농축 분리조작의 제반조건과 제작된 모듈 내의 농축관련 특성을 실험 및 수치적으로 비교, 고찰하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권9호
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• pp.1094-1100
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• 2014

오폐수처리, 해수담수화 및 식품산업의 경우 증발과정은 필수공정이며, 이는 기본적으로 용액으로부터 용매인 순수한 물성분을 추출하여 점차 용액의 농도를 증가시키는 방식이다. 농축을 위한 방식은 전기투석, 증발식, 막방식 등의 다양한 방법이 사용되고 있으나, 본 연구에서는 여러 산업분야에서 적용되고 있는 증발식을 대상으로 운전방식에 따른 가열열원의 소모량을 이론적으로 분석하고, 이에 근거하여 다단증발식 해수담수화설비의 운전특성을 파악하였다. 본 연구의 결과에 따르면 시스템에서 이용할 수 있는 전체 온도차, 즉 인입해수의 온도와 1단 증발부로 유입되는 해수온도와의 차를 기준으로 증발단의 수를 증가시킬수록 에너지효율이 상승함을 알 수 있었다.

• 멤브레인
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• 제18권2호
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• pp.138-145
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• 2008

지하수나 폐수 등에 포함된 독성을 가진 음이온류나 양이온류 등의 유독물질을 경제적으로 처리하는데 탁월한 분리기능을 가진 것으로 알려진 전기투석공정에 사용하기 위해 음이온 교환 복합막을 제조하여 그 전기화학적인 특성을 조사하였다. 다양한 조성의 vinylbenzylchloride (VBC)와 divinylbenzene (DVB) 그리고 ${\alpha},\;{\alpha}$-azobis(isobutyronitrile) (AIBN)으로 이루어진 단량체 용액에 다공성 지지체인 poly(ethylene) (PE)을 함침한 후 열중합 가교시켜 poly(VBC-DVB)/PE 복합막을 생성한 다음 trimethylamine(TMA)과 acetone을 이용해 음이온 교환기$(-N^+(CH_3)_3)$를 함유하는 복합막을 제조하였다. 음이온 교환막 제조시 VBC/DVB의 비율과 TMA/Acetone의 비율에 따른 막의 함수율, 이온교환용량(IEC) 및 전기저항을 조사하였다. 그 결과 제조된 막들은 사용된 PE지지체의 얇은 막두께에 기인하여 아스톰사의 상용화 음이온 교환막(AMX)보다 높은 IEC와 낮은 전기저항 및 낮은 함수율 등을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 본 실험에서 제조된 복합막은 저렴한 제조비용과 우수한 전기화학적 특성으로 정수 및 폐수처리를 위한 전기투석공정에 충분히 적용될 수 있음을 알 수 있었다.