• 멤브레인
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• 제21권1호
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• pp.72-83
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• 2011

고탁도 원수의 고도정수처리를 위해 관형 세라믹 정밀여과막 외부와 원통형 막 모듈 내부 사이의 공간에 광촉매를 충전한 혼성 모듈을 사용하였다. 광촉매는 PP (polypropylene) 구(bead)에 $TiO_2$ 분말을 플라즈마 화학증착(chemical vapor deposition) 공정으로 코팅한 것이다. 정수 원수 중 자연산 유기물(NOM)과 미세 무기 입자를 대체하기 위해, 휴믹산(humic acid)과 카올린(kaolin) 모사용액을 대상으로 하였다. 혼성공정에서 막오염을 최소화하기 위해 10분 주기로 10초 동안 물 역세척을 시행하였다. 휴믹산을 10 mg/L부터 2 mg/L로 변화시킴에 따라, 막오염에 의한 저항($R_f$)이 감소하고 J가 증가하여 2 mg/L에서 가장 높은 총여과부피($V_T$)를 얻었다. 탁도 및 $UV_{254}$ 흡광도의 처리효율은 각각 98.5% 및 85.7% 이상이었다. MF 공정 및 MF + $TiO_2$ 공정, MF + $TiO_2$ + UV 공정의 막여과 및 광촉매 흡착, 광산화의 처리 분율을 알아본 결과, 광촉매 흡착과 광산화에 의해 탁도는 거의 처리되지 않았으나, 광촉매 흡착 및 광산화에 의한 휴믹산 처리 분율은 각각 10.7, 8.6% 이상이었다.

• 상하수도학회지
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• 제24권2호
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• pp.237-246
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• 2010

This study was carried out to compare the performances of hydrophobic and hydrophilic membranes in the filtration of the pretreatment waters using coagulants such as PAC and PAHCs, and to investigate the influence of NOM characteristics on the fouling of membranes. As a result, the hydrophobic fraction was more effectively removed by PAHCs, however the transphilic and hydrophilic fraction were more effectively removed by PAC on NOM removal. Raw water showed the highest response in the range of humic substances, and pre-coagulated waters with PAC and PAHCs followed. It was also observed that the fouling effect for a hydrophobic membrane was greater than that of a hydrophilic membrane with a similar pore size, due to fouling caused by adsorption. Foulants causing significant flux decline were alcoholic compounds (polysaccharide-like) and humic substances including aromatic groups. Especially, it appeared that alcoholic compounds such as polysaccharide-like substances which mostly remained after coagulation pretreatment had most influence on fouling. It was found that fouling were influenced by each fraction NOM components depending on coagulants used. And PAHCs was more efficient for membrane fouling than PAC.

• 한국물환경학회지
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• 제22권1호
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• pp.140-144
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• 2006

This study was performed to investigate the effect of organic characteristics and feed water solution chemistry on membrane fouling index such as Silt Density Index (SDI) and Modified Fouling Index (MFI). Specifically, Aldrich humic acids (AHA) and Suwannee river humic acids (SHA) were used in SDI/MFI experiments. Higher SDI values were observed with increasing organic concentration. AHA with larger molecular weight (MW) and SUVA (${\approx}UV_{254}/TOC$) resulted in higher SDI values, compared to SHA. The feed solution chemistry (i.e, pH, ionic strength, and hardness) also affects SDI values to some degree. In particular, SDI increased with increasing hardness ($Ca^{2+}$) concentration for AHA. Unlike SDI, the MFI developed on the basis of particle cake filtration theory, was not accurately assessed due to internal fouling by organics such as pore adsorption and subsequent pore blocking.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권6호
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• pp.669-676
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• 2007

낙동강 매리지역 원수에 대해 유기물 성상분석을 한 결과, 소수성 물질이 43%, 친수성 물질이 39%, 반친수성 물질이 18%를 차지하고 있는 것으로 나타났으며, 각각의 유기물질에 대한 분자량 크기 분포 특성을 살펴보면 소수성 > 반친수성 > 친수성 물질의 순으로 분자량 분포특성을 보였다. 막 공극 크기에 따른 영향을 살펴본 결과 막 공극 크기가 증가할수록 공극 내에서 공극 막힘현상과 공극 흡착현상이 막오염의 주된 메카니즘으로 작용하여 투과 flux 감소율이 크게 나타나는 것으로 조사되었다. 막의 재질에 따른 영향을 살펴본 결과 소수성 막의 경우 친수성 막에 비하여 소수성 상호반응(hydrophobic interaction)에 의하여 유기물에 의한 막 오염 현상이 발생하여 투과 flux 감소율이 더 크게 나타나고 초기 투과 flux 감소율도 빠르게 진행되었다. 원수에 대한 막의 재질과 막의 공극크기에 따른 막오염 메카니즘 분석결과 소수성 재질의 막에서 막표면 오염을 나타내는 Kc, 막의 공극흡착현상을 나타내는 Ks, 막의 공극 막힘현상을 나타내는 Ki 값이 상대적으로 크게 나타났다. 막의 공극 크기에 따른 막 오염 메카니즘 분석결과 막의 100 kDa 이상의 공극이 큰막의 경우에는 소수성 계열의 유기물이 막의 공극 내부에서 막 오염을 유발하였으며, 10 kDa 정도로 공극이 작은 막의 경우 소수성과 친수성 계열 유기물이 막 표면에서 막 오염을 유발하는 메카니즘이 주원인으로 작용하였다

• 멤브레인
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• 제31권3호
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• pp.219-227
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• 2021

분자각인막(MIM)은 특정 분자의 결합자리를 갖고 있는 다공성 고분자 막이다. 비용매유도 상분리(NIPS)법을 사용하여 분자각인막의 지지체로 사용될 P(AN-co-MA) 비대칭막을 제조하고, 여기에 표면 각인법을 적용하여 광활성 이니퍼터 도입과 photo-grafting을 통해 라이소자임 분자각인막을 제조하였다. P(AN-co-MA) 비대칭막을 3-chloropropyltrimethoxysilane과 광활성 이니퍼터 dithiocarbamate로 개질하고, acrylamide 단량체, N,N'-methylenebisacrylamide 가교제, 라이소자임 주형분자 혼합액을 UV 조사 환경에서 혼성중합 시켜 MIM을 제조하였다. 제조된 MIM의 FT-IR과 FE-SEM 및 EDS 분석을 실시한 결과 P(AN-co-MA) 막은 비대칭 단면 구조이었고 표면에 이니퍼터 그룹이 잘 결합되어 있어 MIM이 성공적으로 제조되었다. 제조공정의 변수 조절을 통해 라이소자임의 흡착량이 비각인막(NIM)에 비해 13배 큰 값인 2.7 mg/g을 갖는 P(AN-co-MA) 기반 MIM이 제조되었으며, 막여과 실험을 통해 라이소자임에 대한 오발부민의 투과선택도를 측정한 결과 MIM은 라이소자임의 선택적 결합력이 우수하였다.

• 멤브레인
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• 제16권1호
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• pp.1-8
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• 2006

나노섬유란 $1{\mu}m$ 이하의 섬유를 의미하며 멜트블로운(Melt blown), 복합방사, 분할방사, 전기방사 등의 방법으로 제조된다. 나노섬유는 초극세 섬유로서 섬유의 생성과 동시에 3차원의 네트워크로 융착되어 적층된 형태의 다공성 웹은 초박막, 초경량이며 기존 섬유에 비해 부피 대비 표면적비가 지극히 높고, 높은 기공도를 지니고 있다. 이러한 특성으로 인해 가스나 액체로부터 미세입자를 분리하는 고효율 초기능성 필터 소재로 활용될 수 있으며, 나노섬유로 구성된 필터는 여과 효율이 높고 공극율이 매우 높아 필터에서 발생하는 압력강하가 적다. 또한 공정의 적용이 용이하여 기존의 부직포 등의 소재에 코팅이 가능하므로, 나노섬유 필터는 기존 부직포 필터 시장의 대부분을 대체할 것으로 기대되어 진다. 본 총설에서는 나노섬유 필터의 연구개발 동향과 공업적 제조기술의 문제점 및 향후 시장성에 대해서 고찰하였다.

• 상하수도학회지
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• 제23권4호
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• pp.459-469
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• 2009

It is well known that coagulation pretreatment can reduce foulants prior to membrane filtration. The purpose of this research was to investigate the effects of coagulation on fouling of ceramic microfiltration membrane($0.1 {\mu}m$) using pilot plant of $150m^3/day/train$ capacity. Train A membrane system has pretreatment process of ozonation and coagulation while train B has only coagulation. Two types of coagulation operation were investigated: back mixer(rapid mixing with or without slow mixing) which is a conventional mechanically stirred mixer and an inline static mixer. Ozone dose rate for train A was 1 mg/L and ozone contact time was 12 min. The coagulation dose(PACl 10% as $Al_2O_3$) rate was changed 20~40 mg/L according to experimental schedule. In this experimental conditions, the coagulation of back mixer type with rapid mixing(GT=72,000) and slow mixing(GT=45,000) was the best effective in reduction of ceramic membrane fouling regardless preozonation. Especially, the effect of inline static mixer was sensitive to change in water quality. Ozonation mainly affected irreversible fouling rather than reversible fouling in accordance with less adsorption of NOM on the membrane surface. Thus, the increase rate of the nomalized TMP(trans membrane pressure) at $25^{\circ}C$ for train A was relatively lower than that of train B under same coagulation process with same coagulant dosage. The best performance of ceramic membrane appeared in case of combined process with ozonation, therefore this integrated process is able to archive less coagulant dosing and secure a stability of ceramic membrane system.

• 대한화학회지
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• 제17권5호
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• pp.319-323
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• 1973

무단체 Ag-111의 상태를 여과법에 의하여 연구하였다. 이 연구는 막여과자에 의하여 수용액에 있어서 Ag-111의 pH 및 농도변화에 대한 효과를 조사하였다. 이 연구결과 막여과지에 대한 Ag-111의 부착은 Freundlich 흡착 등온식에 따르고 Ag-111의 흡착상태는 AgOH 형태로 존재하며 높은 pH에서 흡착성이 없는 $Ag(OH)_{2}-$는 Ag의 흡착을 방해하는 것으로 생각된다. 또한 무단체 Ag-111는 수용액중에서 $Ag^+$상태로 존재하고 있다.

• 상하수도학회지
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• 제24권1호
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• pp.15-24
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• 2010

Coagulation can be used for pretreatment of NF membrane filtration. Foulants such as organic matter and particulate can be removed effectively with the process while high flux recovery is maintained. Recently various types of polyaluminium coagulants including polyaluminium chloride(PAC) are commercially available for water treatment. This study examines effects of polymeric Al and hydrolysis products of PAC on nanofiltration membrane performance. Dominant hydrolysis products were polymeric Al, $Al(OH)_3$, and ${Al(OH)_4}^{-1}$ at acidic, neutral, and alkaline pH conditions, respectively. Under acidic pH condition, flux decline was increased with increasing PAC concentrations, possibly due to polymeric Al adsorption on membrane pore and/or surfaces. For neutral and alkaline pH conditions, little flux decline was observed with increasing PAC concentrations except the highest ${Al(OH)_4}^{-1}$ concentration, with which rapid flux decline was shown. Removal of ionic matters was also varied with pH conditions in this study. Especially, conductivity removal was substantially low and $Ca^{2+}$ concentration in the permeate was quite high at neutral pH condition.

• Membrane and Water Treatment
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• 제10권4호
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• pp.259-264
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• 2019

Cost effective clay adsorptive microfiltration membranes were synthesized to remove Cr (III) from high polluted water. Raw and calcined bentonite were mixed in order to decrease the shrinkage and also increase the porosity; then, 20 wt% of carbonate was added and the samples, named B (without carbonate) and B-Ca20 (with 20 wt% calcium carbonate) were uniaxially pressed and after sufficient drying, fired at $1100^{\circ}C$ for 3 hours. Then, physical and mechanical properties of the samples, their phase analyses and microstructure and also their ability for Cr(III) removal from high polluted water (including 1000 ppm Cr (III) ions) were studied. Results showed that the addition of calcium carbonate lead the porosity to increase to 33.5% while contrary to organic pore formers like starch, due to the formation of wollastonite, the mechanical strength not only didn't collapse but also improved to 36.77 MPa. Besides, sample B-Ca20, due to the presence of wollastonite and anorthite, could remove 99.97% of Cr (III) ions. Hence, a very economic and cost effective combination of membrane filtration and adsorption technology was achieved for water treatment which made microfiltration membranes act even better than nanofiltration ones without using any adsorptive nano particles.