• 한국물환경학회지
• /
• 제21권3호
• /
• pp.242-247
• /
• 2005

In this study, we investigated the removal efficiencies of pollutants and permeate fluxes depending on chemistry of feed water, various molecular weight cut-offs (MWCOs) and materials of membrane, operating pressure. We used seven MWCO membranes of YC0.5, YM1, YM3, YM10, YM30, YM100 and PM30, humic acid solution and surface water as feed water, and examined variation in permeate flux. Results of TOC removal experiment demonstrate that MWCO lower 1,000daltons could remove humic acid effectively. As increasing solution pH and decreasing divalent cations ($Ca^{2+}$) concentration, TOC removal increased. But $UV_{254}$ removal efficiency increased with higher divalent cation concentration and solution pH. Membrane fouling increased with increasing electrolyte (NaCl), divalent cation concentration and decreasing solution pH. In spite of initial permeate flux of the hydrophobic membrane (PM30) was higher than that of the hydrophilic membrane (YM30), flux decline of PM30 was significant during operation. At higher operating pressure, compactness of the cake layer on the membrane surface increased, resulting in gradual increase in hydraulic resistance.

• Korean Membrane Journal
• /
• 제7권1호
• /
• pp.19-27
• /
• 2005

PP hollow fiber membrane was hydrophilized by EVOH dip coating followed by low temperature plasma treatment and UV irradiation. EVOH coating attained high water flux without any prewetting but its stability did not guaranteed at high water permeation rate. At high water permeation rate, water flux declined gradually due to swelling and delamination of the EVOH coating layer causing pore blocking effect. However, plasma treatment reduces the swelling, which suppress delamination of the EVOH coating layer from PP support result in relieving the flux decline. Also, UV irradiation helped the crosslinking of the EVOH coating layer to enhance the performance at low water permeation rate. FT-IR and ESCA analyses reveal that EVOH dip coating performed homogeneously through not only membrane surface but also matrix. Thermogram of EVOH film modified plasma treatment and W irradiation show that crosslinking density of EVOH layer increased. Chemical modification by plasma treatment and UV irradiation stabilized the hydrophilic coating layer to increase the critical flux of the submerged membrane.

• 한국미생물생명공학회:학술대회논문집
• /
• 한국미생물생명공학회 2005년도 2005 Annual Meeting & International Symposium
• /
• pp.233-244
• /
• 2005

Guanosine fermentation process can be well predicted and analyzed by the proposed state equations describing the dynamic change of a bioreactor. Pyruvate and alanine were found to be characteristically accumulated along with the decline of the guanosine formation rate during the mid-late phase of the process. The enzymological study of the main pathways in glucose catabolism and the quantitative stoichiometric calculation of metabolic flux distribution revealed that it was entirely attributed to the shift of metabolic flux from hexose monophosphate (HMP) pathway to glycolysis pathway. The process optimization by focusing on the restore of the shift of metabolic flux was conducted and the overcoming the decrease of oxygen uptake rate (OUR) was taken as the relevant factor of the trans-scale operation. As a result, the production of guanosinewas increased from 17 g/L to over 34 g/I.

• 상하수도학회지
• /
• 제29권1호
• /
• pp.133-138
• /
• 2015

Pressure retarded osmosis (PRO) process is one of membrane processes for harvesting renewable energy by using salinity difference between feed and draw solutions. Power is generated by permeation flux multiplied by hydraulic pressure in draw side. Membrane fouling phenomena in PRO process is presumed to be less sever, but it is inevitable. Membrane fouling in PRO process decreases water permeation through membrane, resulting in significant power production decline. This study intended to investigate the effect of hydraulic pressure in PRO process on alginate induced organic fouling as high and low hydraulic pressures (6.5 bar and 12 bar) were applied for 24 h under the same initial water flux. In addition, organic fouling in draw side from the presence of foulant (sodium alginate) in draw solution was examined. As major results, hydraulic pressure was found to be not a significant factor affecting in PRO organic fouling as long as the same initial water flux is maintained, inidicating that operating PRO process with high hydraulic pressure for efficient energy harvesting will not cause severe organic fouling. In addition, flux decline was negligible from the presence of organic foulant in draw side.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제52권3호
• /
• pp.328-334
• /
• 2014

정삼투막 공정을 이용한 소금 및 수크로오스 용액의 처리에서 농도분극현상이 투과유속에 미치는 영향을 검토하였다. 정삼투 공정에서 투과 유속감소는 주로 분리막 표면에서의 농도분극에 기인하며, 분리막의 지지층에서 발생한 내부농도분극에 의한 투과유속 감속이 활성층에서 발생한 외부농도분극에 의한 것 보다 더 컸다. 순수 투과유속은 삼투압이 증가함에 따라 비선형적으로 증가하였다. NaCl 용액의 활성층 배향(DS-AL)에서의 수 투과계수는 $1.8081{\times}10^{-7}m/s{\cdot}atm$, 지지층 배향(DS-SL)의 경우 $1.0957{\times}10^{-7}m/s{\cdot}atm$ 이었으며, 이로부터 산출된 막저항은 각각 $5.5306{\times}10^6s{\cdot}atm/m$, $9.1266{\times}10^6s{\cdot}atm/m$ 이었다. 수크로오스 용액의 경우 활성층 배향(DS-AL)에서의 투과유속이 지지층 배향(DS-SAL)에서의 투과유속보다 1.33~1.90배 크게 나타났다. 삼투압(${\pi}$)에 대한 투과유속(J)의 변화는 전자의 경우 $J=-0.0177+0.4506{\pi}-0.0032{\pi}^2$, 후자의 경우 $J=0.0948+0.3292{\pi}-0.0037{\pi}^2$으로 표현될 수 있었다.

• Membrane and Water Treatment
• /
• 제2권3호
• /
• pp.147-158
• /
• 2011

Membrane distillation process was used for desalination of hot (333 K) geothermal water, which was applied in the plant producing heating water. The investigated water contained 120 g salts/$dm^3$, mainly NaCl. The mineral composition was studied using an ion chromatography method. The obtained rejection of solutes was closed to 100%, but the small amounts of $NH_3$ also diffused through the membrane together with water vapour. However, the composition of obtained distillate allowed to use it as a makeup water in the heating water system. The geothermal water under study was concentrated from 120 to 286 g NaCl/$dm^3$. This increase in the solution concentration caused the permeate flux decline by a 10-20%. The geothermal water contained sulphates, which was subjected to two-fold concentration to achieve the concentration 2.4-2.6 g $SO{_4}{^{2-}}/dm^3$ and the sulphates then crystallized in the form of calcium sulphate. As a results, an intensive membranes scaling and the permeate flux decline was observed. The XRD analysis indicated that beside the gypsum also the NaCl crystallites were deposited on the membrane surfaces. The fresh geothermal water dissolved the mixed $CaSO_4$ and NaCl deposit from the membrane surface. This property can be utilized for self-cleaning of MD modules. Using a batch feeding of MD installation, the concentration of geothermal water was carried out over 800 h, without significant performance losses.

• Environmental Engineering Research
• /
• 제24권2호
• /
• pp.298-308
• /
• 2019

This work deals with the membrane fouling mode and the unclogging in seawater ultrafiltration process. The identification of the fouling mechanism by modeling the experimental flux decline was performed using both the classical models of Hermia and the combined models of Bolton. The results show that Bolton models did not bring more precise information than the Hermia's and the flux decline can be described by one of the four Hermia's models since the backwash interval is ${\leq}60$ min. An experimental screening study has been then conducted to choose among 5 parameters (backwash interval, duration, pulses and the flow-rate or injected hypochlorite concentration) those that are the most influential on the fouling and the net water production. It has emerged that fouling is mainly affected by the backwash interval; its prolongation from 30 to 60 min engenders an increase in the reversible fouling and a decrease in the irreversible fouling. This later is also significantly reduced when the hypochlorite concentration increases from 4.5 to 10 ppm. Moreover, the net water production significantly increases with increasing the filtration duration up to 60 min and decreases with decreasing the backwash duration and backwash flow-rate from 10 to 40 s and from 15 to ${\geq}20L.min^{-1}$, respectively.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제43권2호
• /
• pp.236-242
• /
• 2005

대표적인 단백질 물질인 bovine serum albumin(BSA), lysozyme, pepsin, casein 그리고 ovalbumin의 이성분계 단백질 혼합물의 미세 분리 막에서 보이는 막 오염 현상에 관한 실험을 고찰하였다. 트랙 에치법에 의해 제조된 $0.2{\mu}m$ 폴리카보네이트 미세 막을 이용하여 단백질 혼합물 용액의 조성과 종류가 여과유량감속에 미치는 영향에 대한 실험을 일정한 압력(14 kPa)과 수소이온농도(pH=11) 하에서 수행하였다. 각각의 이성분 단백질 혼합물에 대한 막오염 현상을 확인하였으며, 유량 감속 데이터는 최근에 개발된 pore blockage-cake formation 모델을 이용하여 분석한 결과, 실험 결과와 일치하였다. 이성분계 단백질 혼합물의 조성과 단백질 종류가 막오염 및 유속변화에 미치는 영향은 공극막힘속도(${\alpha}$), 단백질 침적층의 초기 저항($R_{po}$) 및 단백질 저항의 증가속도(${\beta}$)에 의해 설명 할 수 있었다. 대체로 공극막힘속도의 변화는 유속감소현상과 일치함을 알 수 있으며, 특히 casein이 존재하는 단백질 혼합물에서의 급격한 유량감속은 casein에 의한 단백질 침적층의 초기저항에 크게 기인된 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제22권12호
• /
• pp.2205-2213
• /
• 2000

NF와 RO를 이용한 용존성 물질의 제거특성을 관찰하기 위해 UF로 전처리된 지하수가 파일럿플랜트에 6개월 동안 연속 공급되었다. 그리고 NF와 RO에서 발생한 막 오염의 특성을 파악하고 막 오염물질을 규명하기 위해서 파일럿플랜트에서 NF와 RO를 분리하여 autopsy test를 실시하였다. Autopsy test에서는 파일럿플랜트에서 사용된 막의 투과플럭스와 화학세정에 따른 플럭스의 회복율을 측정하였다. 아울러 여기서 발생한 폐세정액의 수질을 분석하여 막 오염물질의 구성성분을 알아보고자 하였다. NF와 RO1의 비플럭스는 운전시간 100일 이후에 급격히 감소하기 시작하였고 RO1에서의 감소율이 NF에서보다 컸다. 회수율이 낮온 RO2의 비플럭스는 점진적으로 감소하였다. 파일럿플랜트에서 용존성 무기물질의 제거율은 전기전도도로 NF, RO1, RO2 막에서 각각 76.3%, 88.2%, 95.3%로 RO2에서 가장 높았다. 용존성 유기물질의 제거율은 TOC로 80%정도였다. 와권형 NF와 RO의 막 오염은 원수 유입부보다는 농축수 유출부에서 많이 발생하였다. 이것은 유출부로 갈수록 막면선속도가 낮아지고 원수 중 오염물질의 농도가 높아졌기 때문이다. 막 오염물질의 주성분은 무기성 Ca염과 유기성 Si염인 것으로 생각되며 비가역적 막 오염에 기여도가 가장 큰 물질은 Fe인 것으로 생각된다. 막 오염물질의 형상을 SEM으로 관찰한 결과 최근접 표면에 유기물질이 부착되어 있고 그 위에 판상모양의 무기성분이 쌓여 있는 형태가 관찰되었다. 미생물 막 오염은 거의 관찰되지 않았는데 이것은 UF에서 1차로 대부분의 미생물이 제거되었기 때문이다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제22권2호
• /
• pp.323-329
• /
• 2000

막결합형 활성슬러지 공정은 막오염으로 인한 플럭스 감소 때문에 시스템의 경제성과 효율성이 떨어지는 문제점을 지니고 있어 막오염에 대한 체계적인 연구가 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 한외여과막과 결합된 활성슬러지 시스템을 운영하면서 막오염 유발 인자를 규명하고자 하였다. 활성슬러지 공정의 운전 초기에 급격한 플록 크기 감소와 동시에 급격한 플럭스 감소가 관찰되었다. 초기 플럭스 감소현상은 활성슬러지 플록의 입자 크기 감소로 인한 케이크 저항의 증가가 주요 원인이었다. 이것은 운전시간에 따른 각 여과 저항값을 측정하여 확인하였다. 또한, 플록 해체로 인하여 EPS 양이 운전 전보다 약 150 % 가량 증가한 것을 볼 때 EPS 양의 증가가 케이크 저항 증가의 또 다른 원인이 될 수 있음을 제시하였다.