• 한국환경과학회지
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• 제15권10호
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• pp.945-949
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• 2006

For a membrane bio-reactor, it is possible to fillet and separate activated sludge and effluent by head loss of centimeters, if non-woven fabric material is used as titration media. However, if non-woven fabric material is used to thicken high-concentration sludge, excessive sludge attachment causes the rapid decrease of flux. Mesh with fore sizes of $100{\mu}m,\;150{\mu}m,\;and\;200{\mu}m$ allows for easy separation of attached sludge. This study examined the possibility of mesh as filtration media. Existing close-flow filtration process, which requires maintaining sludge movement, makes It difficult to obtain high thickening rate. With a view of complementing this weakness, this study has made an experimental examination on how high-concentration sludge (about 3,000mg/L to 10,000mg/L) will be filtered and thickened when mesh module is submersed in the bio-reactor. Effluent flowed from the bottom of the bio-reactor by head loss of 65cm. In case of pore size of $100{\mu}m$, SS showed high recovery of 80% to 96%; therefore, it has been decided that mesh can be used as filtration media. Filtration lasted for more than 9 hours, until sludge with 9,000mg/L in MLSS concentration was thickened 9 times as dense. In the range from 3,610mg/L to 9,060mg/L in MLSS concentration, it was possible to obtain effluent with less than 2mg/L in MLSS concentration within 10 minutes.

• 한국물환경학회지
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• 제18권4호
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• pp.387-394
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• 2002

본 연구는 $TiO_2$ 광촉매 및 응집-여과-중화공정을 거친 아크릴폐수를 UF(tubular)/RO(spiral wound)공정에 적용하여 적용압력과 온도변화에 따른 성능변화를 고찰하였다. 한외여과 관형모듈에서 광촉매 전처리수와 응집-여과-중화 전처리수의 COD, T-N은 온도 및 압력변화에 크게 영향을 받지 않고, 제거효율도 낮은 것으로 확인할 수 있었다. TDS 및 turbidity의 경우 한외여과 관형 모듈에서 광촉매 전처리수가 응집-여과-중화공정의 처리수에 비해 처리효율이 우수함을 확인하였다. T-N, TDS는 역삼투막 공정에서 우수한 제거효율을 나타내었다.

• 상하수도학회지
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• 제25권3호
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• pp.383-390
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• 2011

In this study, a process combined biofiltration with sulfur-utilizing autotrophic denitrification and membrane separation was proposed to examine the efficiency of nitrogen removal. As an experimental device, hollow-fiber module was installed in the center of reactor to generate the flux forward sulfur layer in the cylinder packed with granular sulfur. In addition, a simple module was installed in activated sludge aeration tank which inside and outside of sulfur-using denitrification module was covered with microfilter and the module was considered as an alternative of clarifier. The experiment for developing new MBR process was carried out for three years totally. As the results of first two-year experiment, successful nitrogen removal performance was revealed with lab-scale test and pliot scale plant using artificial wastewater and actual plating wastewater. In this year, pilot scale test using actual domestic wastewater was performed to prove field applicability. As the results, high-rate nitrogen removal performance was confirmed with about 0.19 kg ${NO_3}^--N/m^3$ day of rate. Also significant fouling and pressure increase were not found during the experiment. And, the production ratio of sulfate and the consumption ratio of alkalinity showed a slightly higher value about 311 mg ${SO_4}^{2-}/L$ and 369 mg $CaCO_3$/L, respectively. In conclusion, the developed MBR process can be utilized as an alternative for retrofiting existing wastewater plants as well as new construction of advanced sewage wastewater treatment plants, with cost-effective merit.

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

• 멤브레인
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• 제30권6호
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• pp.443-449
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• 2020

본 연구에서는 CH4/CO2 혼합가스에서 CO2 분리를 위해 세라믹 중공사 접촉막 모듈(HFMC)을 이용하여 실험을 수행하였다. 고 내구성의 HFMC를 제작하기 위해, 고강도의 중공사막을 제조하여 평가하였다. 제조한 중공사막을 이용하여 HFMC를 제작하였고, 실험은 CH4/CO2 혼합 기체(30% CO2, CH4 balance)와 monoethanolamine (MEA)를 사용하였다. HFMC 운전 중 기체와 흡수제의 압력이 CO2 제거 효율에 어떠한 영향을 주는지 평가하였다. CO2 제거 효율은 기체압력이 증가함에 따라 같이 상승하였으며, CO2 흡수 flux 또한 액체유량과 함께 증가하는 추세를 보였다. 또한 CO2 흡수율이 40% 이하일 때는 흡수제가 아래쪽에서 들어가는 향류형태인 LTS-1이 흡수제가 위쪽에서 들어가는 향류형태인 LTS-2보다 CO2 제거 성능이 높았으며, 흡수율이 40% 이상일 때는 LTS-2가 LTS-1보다 성능이 높았다.

• 멤브레인
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• 제33권6호
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• pp.352-361
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• 2023

청정 연료인 수소를 생산하기 위해 현재 가장 널리 사용되는 기술인 증기 개질이다. 이 방법으로 생산된 수소는 일산화탄소와 같은 불순물을 함유하고 있어, 이를 연료전지와 같은 응용분야에 사용하기 위해서는 적절한 정제 과정을 반드시 거쳐야 한다. 최근 효과적인 정제 방법으로 분리막 기술이 각광받고 있다. 본 연구에서는 수소와 일산화탄소 혼합가스에서 수소 분리 및 회수를 위해 바이오가스 고질화용(biogas upgrading) 상용 폴리설폰(polysulfone) 고분자막의 활용 가능성에 대해서 평가하였다. 먼저, 사용한 상용막의 물리화학적 특성에 대해서 평가하였고, H₂/CO를 이용하여 stage-cut, 운전압력과 같은 다양한 조건에서의 상용막 모듈의 성능 평가를 진행하였다. 마지막으로, 평가 결과를 바탕으로 공정설계를 위한 시뮬레이션을 진행하였다. 본 연구에서의 상용 분리막 공정의 최대 H₂ 투과도와 H₂/CO 분리계수는 각각 361 GPU와 20.6을 기록하였다. 또한, CO 제거 효율은 최대 94%를 나타내었으며, 생산 수소 농도는 최대 99.1%를 달성하였다.

• 상하수도학회지
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• 제18권5호
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• pp.588-597
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• 2004

In this research, we investigated the variation of transmembrane pressure and permeate water quality with pre coagulation and sedimentation with iron based coagulant and chlorination of feed water for PVDF (polyvinylidene fluoride) based MF membrane filtration. NaCIO was fed to the membrane module with dosage of 0.5mg/L and maintained during filtration. To observe the effect of raw water, three types of raw and processed waters, including river surface water, coagulated water and coagulated-settled water, were applied. In case of river surface water, the transmembrane pressure increased drastically in 500 hours of operation. On the contrary, no significant increase in transmembrane pressure was observed for 1,200 hours of operation for coagulated water and coagulated-settled waters. The turbidity of permeate was lower than a detection limit of equipment for all raw waters. The removal efficiency of humic substances of coagulated water and coagulated-settled water was approximate ten times of that of surface river water. And, the removal efficiency of TOC and DOC was approximate two times of that of surface river water. From the results of plant operation, stable operation was maintained at $0.9m^3/m^2{\cdot}day$ filtration flux through the combination of pre-coagulation and pre-chlorination. However, the water quality of permeate was the best when pre-coagulation-sedimentation process was combined with pre-chlorination.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권5호
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• pp.560-564
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• 2011

본 연구의 목적은 과산화수소 농축을 위한 투과증발공정의 수학적 모델을 제시하는 것이다. 대상공정은 NASA에서 개발한 것으로 쉘과 멤브레인 튜브들로 구성되어 있다. 쉘과 튜브에는 각각 과산화수소용액과 sweep gas가 향류로 흐른다. 이때 막을 통해 투과증발되는 기체에는 과산화수소보다 물분자가 더 많기 때문에 과산화수소를 농축할 수 있다. 이 공정의 수학적 모델은 투과물의 흡수-확산 메커니즘에 기초한 비선형 편미분 및 대수 방정식, 투과물 플럭스의 온도 의존성에 대한 아레니우스 관계, 그리고 막 모듈 내의 액상 농도와 흐름에 대한 질량 및 운동량 수지식의 형태로 개발하였다. 과산화수소 농축물 농도의 동적 거동은 제안된 모델의 단순화된 형태를 풀어 모사하였고 그 결과값을 NASA 특허에서 보고된 실험자료와 비교하였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제26권10호
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• pp.1746-1754
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• 2016

Recently, spherical beads entrapping quorum quenching (QQ) bacteria have been reported as effective moving QQ-media for biofouling control in MBRs for wastewater treatment owing to their combined effects of biological (i.e., quorum quenching) and physical washing. Taking into account both the mass transfer of signal molecules through the QQ-medium and collision efficiencies of the QQ-medium against the filtration membranes in a bioreactor, a cylindrical medium (QQ-cylinder) was developed as a new shape of moving QQ-medium. The QQ-cylinders were compared with previous QQ-beads in terms of the QQ activity and the physical washing effect under identical loading volumes of each medium in batch tests. It was found that the QQ activity of a QQ-medium was highly dependent on its specific surface area, regardless of the shape of the medium. In contrast, the physical washing effect of a QQ-medium was greatly affected by its geometric structure. The enhanced anti-biofouling property of the QQ-cylinders relative to QQ-beads was confirmed in a continuous laboratory-scale MBR with a flat-sheet membrane module.

• Applied Science and Convergence Technology
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• 제23권5호
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• pp.248-253
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• 2014

Air Gap Membrane Distillation (AGMD) is one of several technologies that can be used to solve problems fresh water availability. AGMD exhibits several advantages, including low conductive heat loss and higher thermal efficiency, due to the presence of an air gap between the membrane and condensation wall. A previous study by Bhardwaj found that the condensation surface properties (materials and contact angle) affected the total collected fresh water in the solar distillation process. However, the process condition differences between solar distillation and AGMD might result in different condensation phenomena. In contrast, N. Miljkovic showed that a hydrophobic surface has higher condensation heat transfer. Moreover, to the best of our knowledge, there is no study that investigates the effect of condensation surface properties in AGMD to overall process performance (i.e. flux and thermal efficiency). Thus, in this study, we treated the AGMD condensation surface to make it hydrophobic or hydrophilic. The condensation surface could be made hydrophilic by immersing and boiling plate in deionized (DI) water, which caused the formation of hydrophilic aluminum hydroxide (AlOOH) nanostructures. Afterwards, the treated plate was coated using hexamethyldisiloxane (HMDSO) through plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD). The result indicated that condensation surface properties do not affect the permeate flux or thermal efficiency significantly. In general, the permeate flux and thermal efficiency for the treated plates were lower than those of the non-treated plate (pristine). However, at a 1 mm and 3 mm air gap, the treated plate outperformed the non-treated plate (pristine) in terms of permeate flux. Therefore, although surface wettability effect was not significant, it still provided a little influence.