• Membrane and Water Treatment
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• 제13권3호
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• pp.147-166
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• 2022

Liquid-liquid membrane contactor (LLMC), a device that exchanges dissolved gas molecules between the two sides of a hydrophobic membrane through membrane pores, can be employed to extract ammoniacal nitrogen from a feed solution, which is transported across the membrane and accumulated in a stripping solution. This LLMC process offers the promise of improving the sustainability of the global nitrogen cycle by cost-effectively recovering ammonia from wastewater. Despite recent technological advances in LLMC processes, a comprehensive review of their feasibility for ammonia recovery is rarely found in the literature. Our paper aims to close this knowledge gap, and in addition to analyze the challenges and provide potential solutions for improvement. We begin with discussions on the operational principles of the LLMC process for ammonia recovery and membrane types and membrane configurations commonly used in the process. We then assess the performance of the process by reviewing publications that demonstrate its practical application. Challenges involved in the implementation of the LLMC process, such as membrane fouling, membrane wetting, and chemical requirements, are presented, along with discussions on potential strategies to address each. These strategies, including membrane modification, hybrid process design, and process optimization based on cost-benefit analysis, guide the reader to identify key areas of future research and development.

• Membrane and Water Treatment
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• 제8권1호
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• pp.35-50
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• 2017

The theoretical membrane gas absorption module treatments in a hollow fiber gas-liquid membrane contactor using Happel's free surface model were obtained under countercurrent-flow operations. The analytical solutions were obtained using the separated variable method with an orthogonal expansion technique extended in power series. The $CO_2$ concentration in the liquid absorbent, total absorption rate and absorption efficiency were calculated theoretically and experimentally with the liquid absorbent flow rate, gas feed flow rate and initial $CO_2$ concentration in the gas feed as parameters. The improvements in device performance under countercurrent-flow operations to increase the absorption efficiency in a carbon dioxide and nitrogen gas feed mixture using a pure water liquid absorbent were achieved and compared with those in the concurrent-flow operation. Both good qualitative and quantitative agreements were achieved between the experimental results and theoretical predictions for countercurrent flow in a hollow fiber gas-liquid membrane contactor with accuracy of $6.62{\times}10^{-2}{\leq}E{\leq}8.98{\times}10^{-2}$.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권3호
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• pp.521-528
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• 2008

중공사막 접촉기에 적절한 PVDF 중공사막을 상전이 공정에 의하여 제조하였으며, SEM 과 기체투과도에 의하여 그 특성을 분석하였다. 벤치규모 중공사막 접촉기에서 $SO_2$ 제거를 위한 흡수제는 수산화나트륨 수용액을 사용하였다. 기체는 shell side, 액체는 lumen side로 흐르는 counter-current로 실험하였으며, 흡수제의 농도, 기체의 유속, 액가스비, 유입 $SO_2$ 농도에 따른 영향을 알아보았으며, 수학적 모델링에 의해 막 물질전달계수($k_m$)를 측정하였다. 흡수제의 농도와 액기비가 증가함에 따라 기-액 계면에서 충분한 알칼리도가 제공되므로, 액체막 저항이 감소하며, 총괄물질전달 용량계수는 증가하였다. 기체유속이 증가함에 따라 기체막저항은 감소하게 되므로 총괄물질전달 용량계수는 증가하였다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1998년도 추계 총회 및 학술발표회
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• pp.39-42
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• 1998

1. 서론 : 막을 경계로 접촉한 두 상(phase)간의 물질전달에 의해 물질을 효과적으로 분리해내는 막접촉기(membrane contactor) 방식은 추출이나 흡수에 적용되고 있다. 이것은 고전적인 충전탑이 갖는 접촉면적의 한계, 불안정한 유체유동의 단점을 가급적 극복할 수 있다는 측면에 있다. 막접촉방식의 하나인 막 흡수법의 경우, 흡수제(absorbent)를 정지시킨 contained(혹은, supported) liquid membrane 방식에서 인공폐의 원리를 기초로 독립적으로 분리시킨 흡수와 탈착모듈간의 계속 순환시키는 circulatory membrane absorber방식이 제안되었다.(생략)

• Membrane and Water Treatment
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• 제4권2호
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• pp.95-108
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• 2013

Metal ions exist in seawater, groundwater and industrial wastewaters. These source waters can be recycled if their concentrations are reduced. A number of processes can be applied for this purpose. Liquid-liquid extraction is one of the promising methods. In this paper, experimental results are presented on the removal of Cr(VI) using Aliquat-336, a reactive carrier, in sunflower oil (a non-toxic solvent). The performance of this new system is compared with those of kerosene (a toxic solvent). The extent of removal of Cr(VI) from samples with high and low concentrations are presented. The process was upgraded to a bench-scale module that can selectively remove about 50-90% Cr(VI) from samples of groundwater. Thus this process can produce water within the acceptable range for recycling and for use in secondary purposes such as irrigation.

• 멤브레인
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• 제17권4호
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• pp.345-351
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• 2007

본 연구에서는 선택적 Gas-Liquid Contactor의 성능을 향상시키기 위하여 polyethersulfone(PES), polysulfone(PSf), polyvinylidenefluoride (PVDF) 등의 막에 $F_2$ gas를 이용하여 표면개질하였다. 표면개질된 막의 특성을 알아보기 위해 SEM, 표면접촉각, XPS, 물 투과 최소 압력 실험을 수행하였다. SEM 측정으로부터 막의 표면형태를 살펴본 결과 불소처리 시간이 증가함에 따라 막 표면의 roughness가 증가함을 알 수 있었다. 표면불소화한 막 표면에 $-CF_2$, $-CF_3$의 perfluoro group이 화학적으로 결합되어 막의 소수성이 증가된 것으로 나타났다. 또한 표면접촉각 및 물 투과 최소 압력 실험으로부터 표면불소화 처리시간이 증가함에 따라 측정값이 증가하여 막의 특성이 향상됨을 알 수 있었다.

• Membrane and Water Treatment
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• 제8권1호
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• pp.19-34
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• 2017

Boron exists in dilute concentrations in sea water, ground water and waste waters. Reactive liquid extraction can be used for removing boron to make the treated water suitable for drinking and irrigation, with its final concentration less than 0.5 ppm. The results of equilibrium experiments are reported on the removal of boron using 2-butyl-2-ethyl-1, 3-propanediol (BEPD as a nonionic carrier) in sunflower oil, a non-traditional solvent. The results of removal of boron from aqueous solutions in the concentration range 0.5-20 ppm are presented. It is shown that this new liquid membrane system, is able to remove boron from ground waters at their natural pH of 6-8 (without any chemical addition for pH adjustments). The removal efficiency is good when the process is upgraded to a hollow-fibre membrane contactor and approximately 45% boron can be removed in a single-stage contact. There are additional advantages of this new approach that includes reduced operational health and safety and environmental issues. The results reported here provide guidelines to the development of boron removal process using renewable, biodegradable, safe and cheap solvent system such as sunflower oil.

• 멤브레인
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• 제15권3호
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• pp.187-197
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• 2005

분리막 접촉기는 액체-액체, 기체-액체와 같이 두 개의 다른 상 사이에 막이 상계면 혹은 상 장벽의 역할을 수행하여 두 상간의 물질전달이 이루어지게 하는 장치이다 분리막 접촉기는 기체-액체 또는 액체-액체 간에 접촉을 통해 안정된 계면을 형성시켜줌으로써 인위적으로 물질전달속도 조절이 가능할 뿐만 아니라 접촉면적이 크고 기존 분리정제 공정의 운전 시 발생할 수 있는 유화(emulsion), 범람(flooding), 편류(channeling), 기포생성(foaming), 그리고 부하(unloading) 등과 같은 기술적 문제점을 보완할 수 있어 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이에 본 논문에서는 분리막 접촉기가 이용되는 공정과 분리막 접촉기에 사용되는 막의 제조방법, 국내외의 연구동향을 고찰하여 분리공정으로써의 분리막 접촉기에 관한 이해를 높이고자 한다.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제6권6호
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• pp.426-432
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• 2001

Perstractive fermentation is a good way to increase the productivity of bioreactors. Us-ing Propionibacteria as the model system, the feasibility of using supported emulsion liquid mem-brane(SELM) fro perstractive fermentation is assessed in this study. Five industrial solvents were considered as the solvent for perparing the SELM. The more polar a solvent, is the higher the par-tition coefficeint However, toxicity of a solvent also increases with its polarity. CO-1055(indus-trial decanol/octanol blend)has the highest partition coefficient toward propionic acid among the solvents that has no molecular toxicity toward Propionibacteria, A preliminary extraction study was conducted using tetradecane as solvent in a hydrophobic hollow fiber contactor. The results confirmed that SELM eliminates the equilibrium limitation of conventional liquid-liquid extrac-tion and allows the use of a non-toxic solvent with low partition coefficient.

• 멤브레인
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• 제30권4호
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• pp.269-275
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• 2020

본 연구에서는 세라믹 중공사 접촉막 모듈을 이용하여 CH₄/CO₂ 혼합가스에서 CO₂ 분리 실험을 수행하였다. 높은 성능의 접촉막 모듈을 제작하기 위해 고투과성 중공사막의 제조 실험을 진행하였으며, 제조한 중공사막은 N₂ 기체투과실험을 통해 투과 성능을 평가하였다. 최종적으로 고투과도 중공사막을 이용하여 CH₄/CO₂ 혼합 기체 분리를 위한 Hollow fiber membrane contactor (HFMC)를 제작하였다. 실험에는 CH₄/CO₂ 혼합 기체(34.5% CO₂, CH₄ balance)와 monoethanolamine (MEA)를 사용하였으며, CO₂ 제거 효율이 흡수제의 유량에 따라 어떠한 영향을 받는지 평가하였다. CO₂ 제거 효율은 액체유량이 증가함에 따라 같이 상승하였으며, CO₂ 흡수 flux 또한 액체유량과 함께 증가하는 결과를 보였다.