• 멤브레인
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• 제31권5호
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• pp.315-326
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• 2021

리튬 이온 배터리(LIB) 수요는 화석 연료에 대한 부담을 줄이기 위해 전 세계적으로 매년 증가하고 있다. LIB는 전기 자동차, 고정식 저장 시스템 및 기타 다양한 응용 분야에 사용된다. 리튬은 해수, 염수, 염호에서 구할 수 있으며 환경 친화적이고 저렴한 방법으로 추출하면 리튬 채굴의 부담을 크게 줄일 수 있다. 주로 나노여과(NF)와 같은 막 분리 공정은 용액에서 리튬 금속을 분리하는 효과적인 방법이다. 전기투석 및 전기 분해는 리튬 분리에 사용되는 다른 분리 공정이다. 역삼투압(RO) 공정은 이미 해수 담수화를 위한 잘 정립된 방법이다. 따라서, 리튬 금속을 목적으로 사용되는 개질된 RO 분리막은 용액속에 존재하는 다른 금속 원소의 간섭에 의한 문제를 해결할 수 있는 좋은 대안 방법이다. 적합한 NF 막을 찾거나 개발하여 리튬을 선택적으로 제거하는 것은 도전적일 수 있지만 흥미로운 연구 영역이다. 이 총설에서는 나노여과, 전기투석, 전기분해 및 기타 공정을 이용한 리튬 회수에 대해 자세히 설명한다.

• 멤브레인
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• 제32권6호
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• pp.390-400
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• 2022

나노여과막(NF)은 식품가공, 제약 등 폐수는 물론 지자체 하수처리시설에서 배출되는 폐수 처리에 있어 훨씬 낮은 압력으로 운용이 가능해 역삼투막(RO)보다 인기가 높다. NF막의 경우 분리 메커니즘은 투과확산 기작과 더불어 RO 박막보다 낮은 가교밀도로 인한 체거름 메커니즘이다. 막 오염은 세라믹 막과 달리 고분자 막의 경우 나노 여과 공정의 고질적인 문제 중 하나이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 차아염소산나트륨을 사용한 멤브레인 세척이 이루어진다. 폴리머 멤브레인에 비해 세라믹 멤브레인은 이러한 화합물에 매우 안정적이다. 본 리뷰에서는 NF 프로세스에 의한 폐수 처리의 다양한 유형의 세라믹 막 적용에 대해 논의한다.

• 멤브레인
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• 제26권4호
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• pp.273-280
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• 2016

가압형 정삼투(pressure-assisted forward osmosis, PAFO) 공정은 기존의 정삼투(forward osmosis, FO) 공정의 단점인 낮은 수투과도 및 유도용질의 역확산을 극복하여 전체 공정 효율을 향상시킨다. 하지만 가압에 의한 추가적인 수리학적 압력의 작용은 파울링을 가속화 시킨다는 단점이 있다. 본 연구는 PAFO의 간헐적 운전방법인 간헐적 가압형 정삼투(Intermittent pressure-assisted forward osmosis, I-PAFO)의 파울링 저감 가능성을 평가하기 위해 수행되었다. 비교를 위해 FO 및 PAFO를 동시에 운전하여, 세 가지 운전에서의 파울링 거동을 관찰하였다. 파울링 실험을 위한 오염물질로 콜로이드 실리카 입자를 사용하였고, 분리막 및 입자의 정전기적 상호작용 에너지 변화가 파울링 거동에 미치는 영향도 확인하였다. 실험결과, I-PAFO 운전에서, 용액 pH 변화에 관계없이 가압구간, 압력완화 구간에서 각각 PAFO, FO보다 높은 수투과도를 유지하였다. 파울링 실험 후, PAFO에 비해 I-PAFO운전에서 더 적은 수투과도 감소가 관찰되었고, 이로 인해 물리세정 후 향상된 수투과도 회복률 또한 관찰되었다.

• 멤브레인
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• 제28권4호
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• pp.286-295
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• 2018

폴리에틸렌이민(분자량 800)에 다가이온을 갖는 정삼투용 새로운 유도용질을 합성하고 특성을 분석하였다. 폴리에틸렌이민과 메틸 아크릴레이트의 중화반응으로 중간체를 합성하고, KOH로 가수분해하여 수용성의 카복실산 금속염 형태의 폴리에틸렌이민을 합성하였다. NMR, 점도, 삼투압을 측정하여 유도용질의 특성을 평가하였다. 그 염이 유도용질로서 사용할 수 있는지의 여부를 정삼투 실험을 통하여 알아보았다. 유도용질로서 수투과도와 역염 투과도를 측정하여 NaCl과 비교하였다. 정삼투와 나노여과의 혼성공정을 통하여 유도용질의 회수가능성을 보였다.

• 상하수도학회지
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• 제30권6호
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• pp.755-764
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• 2016

Pressure retarded osmosis (PRO) processes can be implemented on a number of water types, using different technologies and achieving various power outcomes. In this study, Sewage facility effluent was used for feed solution of PRO and synthetic NaCl water for draw solution. This study was conducted to investigate effect of water quality of pretreatment on power density and flux decline in PRO process. The results show that organic and particulate foulants have to be removed for more stable operation. Flourescence technique with EEM enables to investigate the chemical properties of aquatic organic matter by extracting spectral information. Humic/fulvic matters and soluble microbial by-products were analyzed as the most affecting factors on the PRO performance. As a result of analyzing the whole system based on the energy consumption of the unit process, specific energy consumption(SEC) of the applicable technology for PRO pre-treatment should be about $0.2kWh/m^3$ or less.

• 상하수도학회지
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• 제30권4호
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• pp.401-408
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• 2016

Desalination is getting more attention as an alternative to solve a global water shortage problem in the future. Especially, a desalination technology is being expected as a new growth engine of Korea's overseas plant business besides one of the solutions of domestic water shortage problem. In the past, a thermal evaporation technology was a predominant method in desalination market, but more than 75% of the current market is hold by a membrane-based reverse osmosis technology because of its lower energy consumption rate for desalination. In the future, it is expected to have more energy efficient desalination process. Accordingly, various processes are being developed to further enhance the desalination energy efficiency. One of the promising technologies is a desalination process combined with Pressure Retarded Osmosis (PRO) process. The PRO technology is able to generate energy by using osmotic pressure of seawater or desalination brine. And the other benefits are that it has no emission of $CO_2$ and the limited impact of external environmental factors. However, it is not commercialized yet because a high-performance PRO membrane and module, and a PRO system optimization technology is not sufficiently developed. In this paper, the recent research direction and progress of the SWRO-PRO hybrid desalination was discussed regarding a PRO membrane and module, an energy recovery system, pre-treatment and system optimization technologies, and so on.

• Environmental Engineering Research
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• 제16권4호
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• pp.227-230
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• 2011

Seawater desalination technology is a complicated and expensive process. Besides salt removal from seawater, thesignificant problem that needs to be solved is boron removal. Boron removal is difficult so it is a considerable challenge for the desalination process. The main technology of this process is reverse osmosis (RO). RO can remove salt and boron more effectively than other technologies. In a conventional seawater desalination process, coagulant is utilized for pre-treatment but it is difficult to remove boron through this stage. In this study, a coagulant called Mineral Cluster was examined for boron removal. Therefore, Mineral Cluster can be considered a potential coagulant for boron removal in seawater desalination technology.

• 멤브레인
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• 제18권3호
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• pp.241-249
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• 2008

본 연구의 목적은 제주도 지하수에 미량으로 함유되어 있는 바나듐을 역삼투 공정을 이용하여 고농도로 농축하고 이를 바나듐수로 이용하는데 있다. 이를 위하여 바나듐 농도가 서로 다른 와흘 지역, 어음 지역 및 서귀포 지역의 지하수를 원수로 선정하였으며, 이 지역 지하수의 바나듐 농도는 각각 31.8, 44.5 및 53.0 ppb이었다. 지하수 중의 모든 성분에 대한 배제율은 막간차압의 증가에 따라 증가하였다. 막간차압을 8 $kg_f/cm^2$로 하였을 때, 바나듐(V)의 배제율은 $97.4%{\sim}99.0%$이였고, 나트륨(Na), 칼륨(K), 알류미늄(Al), 철(Fe), 및 바륨(Ba)의 배제율은 각각 $97.7%{\sim}97.8%,\;98.0%{\sim}98.3%,\;94.8%{\sim}97.5%,\;88.0%{\sim}96.4.0%$ 및 $97.9{\sim}98.0%$이었으며, 그 외의 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 크롬(Cr), 망간(Mn) 및 스트론 튬(Sr)의 배제율은 3 지역 지하수 모두 99.0% 이상이었다. 와흘 지역, 어음 지역 및 서귀포 지역의 지하수를 각각 회수율 15%로 6단 처리하였을 때, 와흘 지역, 어음 지펴 및 서귀포 지역 지하수의 바나듐 함량을 각각 88.6, 118.9 및 165.1 ppb로 농축 할 수 있었으며, 농축수(바나듐수)의 유해물질은 먹는 물 기준 미만이었다.

• 멤브레인
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• 제26권2호
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• pp.108-115
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• 2016

비료를 유도용액으로 사용하는 정삼투를 하수처리수(2차 침전지 유출수)의 재이용에 적용하여 유도용액의 성능을 평가하였다. 일반적으로 많이 사용되고 있는 비료 중에서 삼투압, 용해도 및 pH 등을 고려하여 $NH_4H_2PO_4$, KCl, $KNO_3$, $NH_4Cl$, $(NH_4)_2HPO_4$, $NH_4NO_3$, $NH_4HCO_3$ 및 $KHCO_3$을 유도용액 후보군으로 선정하고, 수투과선속 및 역용질선속을 측정하여 유도용액의 성능을 평가하였다. 평균 수투과선속은 KCl > $NH_4Cl$ > $NH_4NO_3$ > $KNO_3$ > $KHCO_3$ > $NH_4HCO_3$ > $NH_4H_2PO_4$ > $(NH_4)_2HPO_4$의 순서로 나타났으며, KCl을 유도용액으로 사용하였을 때, 평균 수투과선속은 13.49 LMH이었다. 하수처리장 2차 침전지 유출수의 삼투압은 탈이온수의 삼투압에 비해 큰 차이가 없었다. 역용질선속은 $NH_4H_2PO_4$ < $NH_4Cl$ < $(NH_4)_2HPO_4$ < $KNO_3$ < $NH_4HCO_3$ < $NH_4NO_3$의 순서로 나타났으며, $NH_4H_2PO_4$를 유도용액으로 사용하였을 때, 역용질선속은 $4.96{\times}10^{-3}mmol/m^2{\cdot}sec$이었다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1995년도 추계 총회 및 학술발표회
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• pp.74-79
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• 1995

In the last 10 years, membrane science and technology in Korea have grown fast in terms of basic research and process applications. Even the first large commercial membrane plant in Korea was an ion-exchange membrane process built in 1975 for the production of table salt with an annual capacity of 150,000 tons of salt, membrane processes could not draw general interests from industry not until 1987 when a reverse osmosis plant for the production of process water with a capacity of 10,000 m$^3$/day was built by Kugdong Petroleum Co. Today, the production of water by RO over the capacity of 140,000 m$^3$/day is in operation or under construction in Korea. Consumption of ultra pure water increases sharply in recent years mainly due to the rapid expansion of semiconductor industry and the introduction of ultra high pressure boilers for power plants.