• 멤브레인
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• 제24권5호
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• pp.409-415
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• 2014

본 연구에서는 석유화학공정 중에서 많은 에너지를 소비하는 NCC(Naphtha Cracking Center) $C_3$ splitter를 대신하여 에너지 소비가 적고 친환경 공정인 막분리법을 이용하여 프로필렌/프로판의 분리특성을 예측하고자 한다. 막소재로는 프로필렌/프로판 분리에 대하여 우수한 성능을 나타내는 것으로 잘 알려진 촉진수송막을 사용하였다. 실험에 사용된 촉진수송막은 한양대학교에서 제조한 은나노입자가 함유된 VP/$AgBF_4$/TCNQ 용액을 에어레인에서 다공성 폴리이서이미드 중공사에 얇게 코팅하여 소형 중공사 막모듈로 제작하였다. 제작된 촉진수송막 모듈의 투과성능을 평가하기 위하여 프로필렌과 프로판에 대한 단일기체 테스트를 진행하였다. 분리막의 투과현상을 예측하기 위하여 전산모사 프로그램을 개발하였다. 개발된 전산모사 프로그램에 단일기체 테스트를 통해 얻어진 투과도와 선택도를 이용하여 95/5 vol% $C_3H_6$ / vol% $C_3H_8$ 혼합가스를 공급하였을 경우, 공급측 및 투과측 압력 변화에 따른 투과측 프로필렌의 농도가 99.5 vol%를 유지하는 단일 분리막 공정을 설계하였다.

• 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.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권10호
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• pp.1347-1353
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• 2014

It's possible for a human to breathe under water, if dissolved oxygen is effectively used. Fish can stay under water using the gill which extracts dissolved oxygen from water. Water includes small amounts of oxygen, so a human needs larger amounts of water to acquire oxygen enough for underwater breathing. The exhalation gas from a human is another method to get higher amounts of oxygen under water. It mainly composes of oxygen, nitrogen and carbon dioxide. So, if only carbon dioxide is decreased, the exhalation gas has good characteristics for breathing of a human under water. In this paper, composition of the exhalation gas from a human was analyzed using GC. Based on these results, the synthesized gas was prepared and mixed into water which was used for experimental devices to analyze separation characteristics of dissolved gases from water. Experimental devices included a water pump, a hollow fiber membrane module and a vacuum pump. The effects of pressure and water flow on separation characteristics of synthesized gas were investigated. The compositions of gases separated from water using synthesized gas were investigated using GC. These results expect to be applied to the development of underwater breathing technology for a human.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권3호
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• pp.295-301
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• 2015

폴리설폰 분리막을 이용한 바이오 메탄 가스 농축 특성을 이론적 방법으로 분석하였다. 병류 흐름 분리막 공정의 지배 방정식을 유도하고 Compaq Visual Fortran 6.6 소프트웨어를 이용하여 유도된 비선형 상미분 방정식을 수치 해석하였다. 공급 메탄 몰분율이 0.7로 주어진 전형적 운전조건에서 분리막 입구로부터 출구로 이동하면서 잔류 측 메탄몰분율은 0.7에서 0.76로 증가하였고 공급유량 대비 잔류유량 비는 1에서 0.79로 감소하였다. 공급 메탄 몰분율 또는 공급 압력이 증가할수록 잔류 측 메탄 몰분율은 증가하였다. 분리막 길이를 고정한 상태에서 분리막 면적이 감소하거나 투과 측 압력 대 공급 측 압력 비가 증가함에 따라 잔류 측 메탄 몰분율이 감소함을 확인하였다. 총 투과 분율이 증가할수록 잔류 측 메탄 몰분율은 증가하였고 메탄 회수율은 감소함을 관찰할 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권9호
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• pp.624-629
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• 2013

본 연구는 해수담수화 전처리 기술로서 개발된 가압식 정밀여과(microfiltration: MF) 중공사막 모듈(막 면적 $35m^2$)의 성능평가를 목적으로 $1,000m^3/day$ 규모 해수담수화 파일럿플랜트를 대상으로 하였다. 약 3개월 동안 용존공기부상법으로 처리한 원수를 공급하여 $1.5m^3/m^2{\cdot}day$ 정유량 조건에서 여과주기, 유지 세정(chemically enhanced backwash: CEB) 농도와 세정 주기 변화 등에 따른 여과성능과 비용을 분석하였다. MF 막 성능 유지를 위한 유지 세정 시 약품 농도에 의한 영향보다는 반복 세정(4회/일)이 효과적이었으나, 경제적 측면에서는 회수율 제고를 위한 단일 세정 방식이 적절한 것으로 나타났다. 막간차압 및 비용분석을 통해 4가지 운전방식 중 1일 1회 NaOCl 100 mg/L 세정 방식을 최적 운전조건으로 도출하였다. MF 전처리 공정의 유지관리 조건 도출 시에는 성능 평가와 함께, 운전방식에 따른 경제성을 함께 고려하는 것이 적절할 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제38권12호
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• pp.656-661
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• 2016

분리막의 제조에 있어서 높은 분리도와 투과도가 요구되지만 투과도와 분리도는 반비례하는 경향이 있으므로 현실적으로 가능하지 않다. $CO_2$ 포집의 비용절감 측면에서 살펴보면 분리막의 재질 자체보다는 투과도와 분리도가 분리막의 모듈이나 시스템의 성능이 미치는 영향이 더 중요하다고 할 수 있다. 예로 들어 $CO_2$ 13%와 $N_2$ 87%인 혼합기체를 분리도를 5로 고정시킨 후 유량의 10%가 분리막을 통하여 투과된다고 가정하면 투과한 10% 중에 $CO_2$ 4.28%, $N_2$가 5.72%로서 투과한 기체중 이산화탄소의 농도가 42.8%가 된다. 이 경우 이산화탄소의 순도는 42.8%이며 첫 번째 투과에 의해 얻은 이산화탄소의 회수량은 4.28/13 = 32.9%가 된다. 만일 투과도와 분리도를 두배로 증가시킬 경우 이산화탄소의 순도는 64.5%, 이산화탄소 회수량은 12.9/13 = 99.2%로 나타났다. 이 경우 대부분의 $CO_2$가 회수되었으며 이것이 의미하는 바는 주입된 이산화탄소가 투과되지 않고 그대로 통과하여 빠져나가는 양은 거의 제로에 가까운 경우로서 이산화탄소 분리에는 이상적인 설계나 운전조건이라 할 수 있다. 일정한 주입농도에서 주어진 투과도에 대하여 이산화탄소를 100% 회수하는 임계 분리도가 존재함을 알 수 있으며, 임계 분리도 이상 높아질 경우 이산화탄소 회수되는 양이나 순도 향상에 별다른 영향이 없음을 시사하고 있다. 이상의 결과에서 주어진 이산화탄소의 농도에 대해서 분리막을 이용한 분리에서 이산화탄소를 100% 투과시키는 임계 투과도와 분리도가 설계와 운전조건의 최적화를 위하여 절대적으로 중요함을 알 수 있다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제21권3호
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• pp.311-320
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• 2000

본 연구에서는 새롭게 설계한 인공폐 모듈을 사용하여 인공폐의 효율을 평가하기 위한 압력손실과 산소전달에 대한 실험을 수행하였다. 또한 증류수, 아황산나트륨용액을 혈액대용물질로 사용하여 다른 인공폐의 성능을 평가하였다. 혈액대용물질은 압력손실과 산소운반력을 연구하는데 전혈(whole blood)에 비해 장점이 많다 즉. 이들은 상대적으로 값이 저렴하고 조절하여야 할 변수가 적다. 또한 이 용액을 사용하게 되면 탈산화장치가 필요 없으며 실험결과의 분석이 상대적으로 쉽다. 전혈과 같은 산소분압을 갖는 아황산나트륨용액을 사용하는 경우 아황산나트륨 용액의 산소전달속도는 전혈을 사용하는 경우의 산소전달속도와 거의 일치하였다. 이 실험에서 중공사모듈의 산소전달속도를 측정하는데 아황산나트륨용액이 혈액대용물질로 이용될 수 있음을 보였다. 이 인공폐 모듈에서는 용액이 중공사의 바깥쪽으로 흐르도록 설계하였는데 이 실험용 인공폐는 압력손실이 안쪽으로 흐르도록 하는 흐름에 비해 $1/3\~1/6$였다.

• 상하수도학회지
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• 제23권4호
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• pp.439-446
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• 2009

This study was performed to evaluate SND(simultaneous nitrification and denitrification)efficiency, nitrogen removal efficiency and filtration function of non-woven fabric by using submerging MBR packed with granular sulfur covered with non-woven fabric filter. Synthetic wastewater was used as influent wastewater. Concentration of $NH_4{^+}-N$ in influent was maintained about 40 mg/L and the experiment was performed in four phases according to the flow rate. Nitrogen loading rate divided four phases ranging from $0.04 kg\;NH_4{^+}-N/m^3-day$ to $0.16 kg\;NH_4{^+}-N/m^3-day$. As a result, the maximum $NH_4{^+}-N$ removal rate was accomplished at $0.142 kg\;NH_4{^+}-N/m^3-day$ in nitrogen loading of $0.147 kg\;NH_4{^+}-N/m^3-day$. Nitrification efficiency was higher than 95% in all phases. $NO_3{^-}-N$ loading rate was adjusted ranging from $0.22 kg\;NO_3{^-}-N/m^3-day$ to $0.89 kg\;NO_3{^-}-N/m^3-day$. The maximum $NO_3{^-}-N$ removal rate was accomplished up to $0.71 kg\;NO_3{^-}-N/m^3-day$ in $NO_3{^-}-N$ loading of $0.89 kg\;NO_3{^-}-N/m^3-day$. The maximum $NO_3{^-}-N$ removal efficiency was 95% in $NO_3{^-}-N$ loading of $0.22 kg\;NO_3{^-}-N/m^3-day$. T-N removal rate was 90% and concentration of T-N in effluent was 3.7 mg/L in T-N loading rate of $0.039 kg\;NO_3{^-}-N/m^3-day$. In this study, TMP in reactor with and without non-woven fabric filter were observed to define fouling of hollow-fiber membrane module. Reaching time to standard washing pressure(22 cm Hg) of two reactors were 29 days with non-woven fabric But the reactor without non-woven fabric reached standard washing pressure only after 4 days. Accordingly, non-woven fabric was demonstrated the superiority as a filtration ability. With high nitrogen removal rate and decreasing of fouling of membrane, MBR packed with granular sulfur covered with non-woven fabric filter submerging in activated sludge aeration tank can be used as an advanced treatment process.

• 한국식품과학회지
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• 제30권5호
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• pp.1146-1151
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• 1998

청주지방의 민속주인 대추술은 제조과정중 고유한 대추술의 풍미의 손실로 인한 상품가치가 감소되는 문제점이 있다. 특히 가열살균 공정에서의 품질저하를 개선하고자 미세여과와 한외여과 시스템을 적용하여 다음과 같은 결과를 얻었다. $0.2\;{\mu}m$와 50K dalton의 hollow-fiber module을 사용하여 대추술을 여과시에 시간에 따른 투과플럭스의 변화는 초기 10분 경과시까지 급속히 저하되었으며, 공정압력이 높을수록 투과유속이 증가하였다. 막을 투과한 대추술의 색은 L값이 증가하고 b값이 감소하여 밝고 엷어졌으며, 탁도는 크게 낮아져 청징되었다. 또한 pH, 알코올, 총산 및 당도는 같거나 약간 낮아졌으며, 유기산과 유리당은 80%이상 회수되었다. 또한 이들의 성분은 적용압력에는 큰 영향을 받지 않았다. 관능검사 결과 대추술을 미세여과와 한외여과시 색은 맑고 밝으며 연하여지나 오히려 선호도가 좋은 것으로 나타났으며, 맛과 향은 시판제품에서 강하게 느끼던 화독내가 적고 무처리 발효주와 비슷한 맛과 향을 보여줘 미세여과와 한외여과법이 기존의 여과와 가열살균법에 비하여 관능적 품질을 개선시킬 수 있음을 보여주었다. 또한 선호도를 조사한 관능검사 결과 미세여과와 한외여과 술은 같은 그룹으로 구분되어 차이가 없으므로 처리 효율이 좋은 미세여과 법만으로도 대추술의 품질을 크게 개선시킬 수 있음을 알 수 있었다.