Chatchai Rodwihok;Mayulee Suwannakaew;Sang Woo Han;Siyu Chen;Duangmanee Wongratanaphisan;Han S. Kim
Membrane and Water Treatment
/
제14권3호
/
pp.121-128
/
2023
This study introduces a NaOH/Zn-assisted hydrothermal method for the synthesis of zeolites derived from coal ash (CA). A zeolite/Zn adsorbent is successfully prepared by the activation of CA with NaOH and Zn; it is characterized by a high surface area and a negative surface charge.Methylene blue (MB) and methyl orange (MO) are selected as dye pollutants, and their adsorption onto the zeolite/Zn adsorbent is investigated. Results show the high adsorption capacities of MB and MO and that the negative surface charge facilitates electrostatic interactions between the adsorbates and adsorbents. The zeolite/Zn adsorbents shows the selective adsorption of positively charged dye MB via electrostatic interactions between the =NH+ group (positive dipole) and the oxygen functional group of the adsorbents (negative dipole). The selectivity for the positively charged dye is sufficiently high, with the removal efficiency reaching 99.41% within 10 min. By contrast, the negatively charged dye MO exhibits negligible absorption. These findings confirm the role of electrostatic interactions in the adsorption of MB, in addition to the effect of a large surface area. The results of this study are expected to facilitate the development of simple, eco-friendly, and cost-effective zeolite-based adsorptive composites from CA residuals for the selective removal of dye pollutants from CA waste.
The design theory for nanoporous filtration membranes needs to be established. The present study shows that the performance and technical advancement of nanoporous filtration membranes are determined by the fundamental parameter I (in the unit Watt1/2) which is formulated as a function of the shear strength of the liquid-pore wall interface, the radius of the filtration pore, the membrane thickness, and the bulk dynamic viscosity of the flowing liquid. This parameter determines the critical power loss on a single filtration pore for initiating the wall slippage, which is important for the flux of the membrane. It also relates the membrane permeability to the power cost by the filtration pore. It is shown that for biological cellular membranes its values are on the scale 1.0E-8Watt1/2, for mono-layer graphene membranes its values are on the scale 1.0E-9Watt1/2, and for nanoporous membranes made of silica, silicon nitride or silicon carbonized its values are on the scale 1.0E-5Watt1/2. The scale of the value of this parameter directly measures the level of the performance of a nanoporous filtration membrane. The carbon nanotube membrane has the similar performance with biological cellular membranes, as it also has the value of I on the scale 1.0E-8Watt1/2.
As a result of algal bloom, algal organic matters (AOMs) are rapidly increased in surface water. AOMs can act as precursors for the formation of harmful disinfection by-products (DBPs), which are serious problems in water treatment and human health. The main aim of this study is to characterize the formation of DBPs from AOMs produced by three different algae such as Oscillatoria sp., Anabaena sp., and Microcystis aeruginosa under different algal growth phases. In an effort to examine formation of DBPs during chlorination, chloroform (TCM), dichloroacetic acid (DCAA) and trichloroacetic acid (TCAA) were determined under various CT (product of disinfectant concentration and contact time, mg·min/L) values. Generally, the amounts of DBPs tended to increase with increasing CT values at the most growth phases. However, there was a significant difference between the amounts of DBPs produced by the three algal species at different growth phases. This result is likely due to the chemical composition variability of AOM from different algae at different growth phases. In addition, the effect of pre-ozonation on coagulation for the removal of AOMs from three algal species was investigated. The pre-ozonation had a positive effect on the coagulation/flocculation of AOMs.
In the developing country like India, groundwater is the main sources for household, irrigation and industrial use. Its contamination poses hydro-geological and environmental concern. The hazardous waste sites such as landfills can lead to contamination of ground water. The contaminants existing at such sites can eventually find ingress down through the soil and into the groundwater in case of leakage. It is necessary to understand the process of migration of pollutants through sub-surface porous medium for avoiding health risks. On this backdrop, the present paper investigates the behavior of pollutants' migration through porous media. The laboratory experiments were carried out on a soil-column model that represents porous media. Two different types of soils (standard sand and red soil) were considered as the media. Further, two different solutes, i.e., non-reactive and reactive, were used. The experimental results are simulated through numerical modeling. The percentage variation in the experimental and numerical results is found to be in the range of 0.75- 11.23 % and 0.84 - 1.26% in case of standard sand and red soil, respectively. While a close agreement is observed in most of the breakthrough curves obtained experimentally and numerically, good agreement is seen in either result in one case.
Kim, Yusik;Choi, Jihyeok;Choi, Yongjun;Lee, Sangho
Membrane and Water Treatment
/
제13권1호
/
pp.51-62
/
2022
Vacuum-assisted air gap membrane distillation (V-AGMD) has the potential to achieve higher flux and productivity than conventional air gap membrane distillation (AGMD). Nevertheless, there is not much information on technical aspects of V-AGMD operation. Accordingly, this study aims to analyze the effect of membrane deformation on flux in V-AGMD operation. Experiments were carried out using a bench-scale V-AGMD system. Statistical models were applied to understand the flux behaviors. Statistical models based on MLR, GNN, and MLFNN techniques were developed to describe the experimental data. Results showed that the flux increased by up to 4 times with the application of vacuum in V-AGMD compared with conventional AGMD. The flux in both AGMD and V-AGMD is affected by the difference between the air gap pressure and the saturation pressure of water vapor, but their dependences were different. In V-AGMD, the membranes were found to be deformed due to the vacuum pressure because they were not fully supported by the spacer. As a result, the deformation reduced the effective air gap width. Nevertheless, the rejection and LEP were not changed even if the deformation occurred. The flux behaviors in V-AGMD were successfully interpreted by the GNN and MLFNN models. According to the model calculations, the relative impact of the membrane deformation ranges from 10.3% to 16.1%.
With a small particle size, specific surface area and chemical nature, Pd/Cu-Fe nanocomposites can efficiently remove the organic compounds. In order to understand the applicability for in situ remediation of contaminated groundwater, the degradation of p-nitrophenol by Pd/Cu-Fe nanoparticles was investigated. The degradation results demonstrated that these nanoparticles could effectively degrade p-nitrophenol and near 90% of degradation efficiency was achieved by Pd/Cu-Fe nanocomposites for 120 min treatment. The efficiency of degradation increased significantly when the Pd content increased from 0.05 wt.% and 0.10 wt.% to 0.20 wt.%. Meanwhile, the removal percentage of p-nitrophenol increased from 75.4% and 81.7% to 89.2% within 120 min. Studies on the kinetics of p-nitrophenol that reacts with Pd/Cu-Fe nanocomposites implied that their behaviors followed the pseudo-first-order kinetics. Furthermore, the batch experiment data suggested that some factors, including Pd/Cu-Fe availability, temperature, pH, different ions (SO42-, PO43-, NO3-) and humic acid content in water, also have significant impacts on p-nitrophenol degradation efficiency. The recyclability of the material was evaluated. The results showed that the Pd/Cu-Fe nanoparticles have good recycle performance, and after three cycles, the removal rate of p-nitrophenol is still more than 83%.
Choline chloride-glycerol (1:2 mol), a natural deep eutectic solvent (NADES) is examined as a draw solution in forward osmosis (FO) for dewatering application. The NADES is easy to prepare, low in toxicity and environmentally benign. A polyamide thin film composite membrane was used. Characterization of the membrane confirmed porous membrane structure with good hydrophilicity and a low structural parameter (722 ㎛) suitable for FO application. A dilute solution of 20% (v/v) NADES was enough to generate moderate water flux (14.98 L m-2h-1) with relatively low reverse solute flux (0.125 g m-2h-1) with deionized water feed. Application in dewatering industrial wastewater feed showed reasonably good water flux (11.9 L m-2h-1) which could be maintained by controlling the external concentration polarization and fouling/scaling mitigation via simple periodic deionized water wash. In another application, clarified sugarcane juice could be successfully concentrated. Recovery of the draw solute was accomplished easily by chilling utilizing thermo responsive phase transition property of NADES. This study established that low concentration NADES can be a viable alternative as a draw solute for dewatering of wastewater and other heat sensitive applications along with a simple recovery process.
Al2O3 positively charged nanofiltration composite membrane was successfully prepared with aluminate coupling agent (ACA) as modifier, sodium bisulfite (NaHSO3) and potassium persulfate (K2S2O8) as initiator and methacryloyloxyethyl trimethylammonium chloride (DMC) as crosslinking monomer. The surface of the membrane before grafting and after polymerization were characterized by SEM and FT-IR. Three factor and three-level orthogonal experiments were designed to explore the optimal conditions for membrane preparation, and the optimal group was successfully prepared. The filtration experiments of different salt solutions were carried out, and the retention molecular weight was determined by polyethylene glycol (PEG). The results showed that the polymerization temperature had the greatest effect on the rejection rate, followed by the reaction time, and the concentration of DMC had the least effect on the rejection rate. The rejection rates of CaCl2, MgSO4, NaCl and Na2SO4 in the optimal group were 83.8%, 81.3%, 28.1% and 23.6% (average value), respectively. The molecule weight cut-off of 90% (MWCO) of the optimal group was about 460, which belongs to nanofiltration membrane.
In the present study, we compared the adsorption capacity of Pb (II) from contaminated water of used cardboard (UC) and a commercial powdered activated carbon (PAC), the latter has been characterized by different techniques, namely X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy with energy dispersive spectroscopy (SEM/EDS), wavelength dispersion x-ray fluorescence (WDXRF), infrared spectroscopy (IR) and surface area B.E.T analyzer. The effect of various parameters, such as the pH, the contact time, the amount of adsorbent, and the temperature on the adsorption of Pb (II) on both materials was investigated. The Pb (II) adsorptions are perfectly described by a pseudo-second-order model, while the intraparticle diffusion is a decisive step after the first minutes of contact. The fit to the Langmuir and Redlich-Peterson models seems perfect for these adsorption reactions. (PAC) showed a greater affinity for Pb (II) compared to (UC) and the adsorption of Pb (II) ions is strongly pH-dependent, on the other hand, the increase in temperature doesn't have much influence on the two solids. This study showed that the capacity of (UC) to adsorb Pb (II) from an aqueous solution is greater than two-thirds of that of (PAC).
The regulations of the International Maritime Organization (IMO) have been steadily strengthened in ship emissions. Accordingly, there is a growing need for development of related technologies for the removal of contaminants that may occur during the treatment of SOx and NOx using a wet scrubber. However, this system also leads to wastewater production when the exhaust gas is scrubbed. In this research, we evaluated the performance of an ion selective resin process in accordance with scrubber wastewater discharge regulations, specifically nitrate discharge, by the IMO. Accelerated real and synthetic wastewater of wet scrubbers, contained high amounts of TDS with high nitrate, is used as feed water in lab scale systems. Furthermore, a pilot scale dissolved air flotation (DAF) using microbubble generator with ion exchange resin process was combined and developed in order to apply for the treatment of wet scrubber wastewater. The results of the present study revealed that operating conditions, such as resin property, bed volume (BV), and inlet wastewater flow rate, significantly affect the removal performance. Finally, through a pilot test, DAF with ion exchange resin process showed a noticeable improvement of the nitrate removal rate compared to the single DAF process.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.