• 대한환경공학회지
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• 제27권8호
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• pp.886-891
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• 2005

본 연구는 침지형태로 운전되는 중공사막 결합형 생물반응기(HFMB) 시스템의 VOC 처리능력 및 안정성을 평가하기 위하여 수행되었다. 일차적으로 미생물이 없는 조건에서 VOC 물질전달을 알아보기 위한 abiotic test를 통해, 본 연구에서 사용한 HFMB는 미세기포를 이용한 산기관과 유사한 물질전달율을 나타냄을 확인하였다. 그러나 HFMB는 일반 산기관 시스템과는 달리 기체 유속과 중공사막 개수를 증가시켜 물질전달율을 더욱 증대시킬 수 있을 것으로 예측된다. 또한 반응조에 톨루엔 분해 미생물을 첨가하고 다양한 유입부하 조건에서의 기체상 톨루엔 제거 실험을 수행하였는데, 50, 100, $500\;g/m^3/hr$의 유입부하 조건에서 $70{\sim}80%$ 수준의 처리효율을 얻을 수 있었다. 추가적으로 수행된 분해능 실험에서는 최대 $800\;g/m^3/hr$ 이상의 분해능을 실험적으로 확인하여, 문헌에 제시된 기존 생물여과공법의 최대분해능($50{\sim}100\;g/m^3/hr$) 보다 월등히 높았다. 따라서 HFMB는 기존의 VOC 저감기술을 대치할 수 있는 친환경적인 기술이라고 판단된다.

• 한국물환경학회지
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• 제20권4호
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• pp.365-369
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• 2004

Submerged membrane bio-reactor equipped with a hollow fiber microfiltration was applied to reuse weaving wastewater of water jet loom, where two parameters such as the concentration of MLSS and the flux were controlled. While the flux at the concentration of MLSS around 900mg/L was constantly kept over 0.4m/d and 0.8m/d in a short time, the stable flux at around 300mg/L of MLSS was shown at the 8 days later. Regardless of MLSS and flux, BOD, CODcr and Turbidity of the permeate were 1~2mg/L, 7~10mg/L and below 1 NTU, which were 85~90%, 87~90% and 98% of removal efficiency, respectively. The stable operation without fouling was achieved because the contents of ECP were smaller than those of common MBR processes and the composition(saccharide/protein) was kept constantly. In this study, 0.5~1.0m/d of flux and 400~900mg/L of MLSS were considered as the most recommendable operating condition for the reuse of weaving wastewater.

• 대한환경공학회지
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• 제30권9호
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• pp.948-954
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• 2008

침지형 MBR 공정에서 막 오염과 플럭스 감소의 주요 원인인 케이크층에 의한 저항을 저감하기 위하여 분리막 모듈의 외부에 원통형 관을 도입하였다. 도입된 원통형관 안에 노즐과 산기관을 적용하여 공기 주입량에 따른 공기와 액체의 2상흐름(Two phase flow)중 slug 흐름을 유도하여 공기 방울에 의한 막세정의 효과를 비교 분석하였다. 실험결과 동일한 유량의 공기를 공급할 경우 노즐에서 발생한 공기방울이 원통형관으로 유입되면서 효율적인 slug 흐름을 형성으로 산기관을 사용한 공급 방식보다는 막오염 방지에 효과적이었음을 알 수 있었다. 그러나 노즐로 공급되는 공기의 유량을 최적화하지 않는다면 원통형 관의 벽 부분부터 활성슬러지 혼합액이 퇴적하게 되거나 막간에 슬러지가 퇴적되어 관 내부의 급격한 막힘 현상이 발생하여 일정시간이 경과하면, 오히려 산기관보다 급격한 막오염 현상을 나타냄을 알 수 있었다. 또한 원통형 관 내부에 침지된 분리막의 면적의 최적 비율, A$_m$/A$_t$가 비율이 존재하는 것을 확인할 수 있었다. 산기관의 경우에는 A$_m$/A$_t$ 비율이 0.27일 때 최소화된 막오염이 관찰된 반면에, 노즐의 경우에는 A$_m$/A$_t$ 비율이 0.55일 때 막오염이 최소값을 보였다. 따라서 상승하는 공기방울에 의한 막오염 저감효과는 관 내부의 중공사막이 차지하고 있는 비율, A$_m$/A$_t$에 크게 의존하고 있으며, 산기관과 노즐의 경우 그 최적비율은 각각 다름을 알 수 있었다.

• 멤브레인
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• 제11권2호
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• pp.66-73
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• 2001

중공사막의 일단이 자유롭게 움직여 막 오염 현상을 줄일 수 있도록 고안된 침지형 프리엔드 중 공사막 모듈에 아주 짧은 주기로 역세를 실시하는 역충격을 적용하여 중공사막의 기초 오염 특성을 조사하였다. 본 연구에 사용된 막은 폴리설폰(PS, polysulfone)과 폴리아크릴로니트릴(PAN, polyacrylonitrile) 재질의 내경 0.7mm, 외경 1.3mm, 분획분자량 50,000인 한외 여과막을 사용하여 모듈을 제작 후 MLSS 10,000mg/L의 반응조를 침지하였다. PS 중공사막의 역충격 유무에 따른 투과율과 압력 변화를 측정하였다. 역충격을 가하지 않은 경우, 모듈의 투과율은 초기 3시간 동안 급격히 감소하였고 150시간 이후에 일정한 투과율을 나타내었다. 역충격을 가한 모듈의 투과율 감소율은 현저히 줄어들었다. PS과 PAN 재질 중공사막의 역충격에 대한 영향을 15kPa에서 비교한 결과 초기 투과율은 PS 막이 19lmh, PAN 막이 16lmh이었다. 그러나 PS 막은 급격한 막 오염으로 인하여 압력이 30kPa까지 상승하였고 PAN 막은 15kPa에서 거의 일정하게 유지되었다. 160시간 이후 역충격을 멈추었을 때 PAN 막의 투과율은 역충격이 있을 때보다 더욱 감소하였고 PS 막은 역충격을 주었을 경우와 비슷한 투과율을 나타내었다. PAN 막은 역충격으로 인하여 막의 오염이 지연되고 있는 상태에서 역충격의 영향이 없어지므로 막의 오염이 계속적으로 생기는 것이고, PS 막의 경우는 초기의 급격한 막의 오염 때문에 역충격으로 인한 막오염 지연효과가 적었다.

• 한국염색가공학회지
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• 제30권1호
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• pp.51-61
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• 2018

In this study, effluent water was produced through Submerged Membrane Bio-Reactor(SMBR) process, which is a simple system and decomposes organic matter contained in wastewater with biological treatment process and performs solid-liquid separation, Especially, ozone oxidation treatment process is applied to effluent water containing fluorescent whitening agent, which is a trace pollutant which is not removed by biological treatment, and influences the quality of reused water. The concentration of $COD_{Cr}$ in the SMBR was $449.3mg/{\ell}-COD_{Cr}$, and the concentration of permeate water was $100.3mg/{\ell}-COD_{Cr}$. The removal efficiency was about 70.1%. The amount of ozone required for the removal of the fluorescent whitening agent in the permeated water in SMBR was $6.67g-O_3/min$, and the amount of ozone required to remove $COD_{Mn}$ relative to the permeate water was calculated to remove $0.997mg-COD_{Mn}$ for 1mg of $O_3$.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제20권1호
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• pp.21-29
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• 2010

The phenolic compounds are a major contaminant class often found in industrial wastewaters and the biological treatment is an alternative tool commonly employed for their removal. In this sense, monitoring microbial community dynamics is crucial for a successful wastewater treatment. This work aimed to monitor the structure and activity of the bacterial community during the operation of a laboratory-scale continuous submerged membrane bioreactor (SMBR), using PCR and RT-PCR followed by denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) and 16S rRNA libraries. Multivariate analyses carried out using DGGE profiles showed significant changes in the total and metabolically active dominant community members during the 4-week treatment period, explained mainly by phenol and ammonium input. Gene libraries were assembled using 16S rDNA and 16S rRNA PCR products from the fourth week of treatment. Sequencing and phylogenetic analyses of clones from the 16S rDNA library revealed a high diversity of taxa for the total bacterial community, with predominance of Thauera genus (ca. 50%). On the other hand, a lower diversity was found for metabolically active bacteria, which were mostly represented by members of Betaproteobacteria (Thauera and Comamonas), suggesting that these groups have a relevant role in the phenol degradation during the final phase of the SMBR operation.

• 대한환경공학회지
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• 제27권11호
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• pp.1168-1173
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• 2005

본 연구는 pilot plant 규모의 수직형 MBR 공정을 장기간 운전하면서 호기조에 직접 철염($FeCl_3$)을 투입하였을 때의 유기물 및 질소, 인의 제거 특성을 조사하였고 운전경과에 따른 투과압력 변화를 검토하였다. 공극크기 $0.25\;{\mu}m$인 PTFE재질의 중공사막을 호기조에 침지시켜 투과유속 25 LMH로 일정하게 연속 운전을 하였다. 막 오염 저감을 통한 장기운전 방법으로 공기역세를 적용한 결과, 투과압력의 급격한 증가 없이 안정적으로 유지되는 것으로 나타났다. 전체 310일 동안의 pilot plant 장기운전에서, 철염의 투입이 화학적 인 제거뿐만 아니라 분리막의 투과압력 저하에 효과적인 것으로 나타났다. 또한 철염을 투입한 운전조건의 처리수 평균 $COD_{Cr}$ 및 총질소 농도는 각각 11.3 mg/L, 6.0 mg/L인데 비하여 철염을 투입하지 않은 경우 처리수 평균 $COD_{Cr}$ 및 총질소 농도는 14.3 mg/L, 6.9 mg/L로 철염을 투입한 운전조건에서 보다 양호한 처리수질을 보였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제34권3호
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• pp.257-264
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• 2006

침지형 막/생물반응기에 암모니움 합성폐수를 공급하여 약 350일 동안 운전하면서 질산화 특성 및 미생물의 분포 변화를 살펴보았다. 원수의 암모니움 농도는 500-1000 $mgNH_4-N/L$, 질소 부하는 $1-2\;kgN/m^3{\cdot}d$로 공급하였고, 용존산소(DO)농도, 슬러지 체류시간(SRT), 온도 변화에 따른 질산화 효율, 아질산성 질소의 비율, 슬러지 농도, sludge volume index(SVI)변화를 모니터링 하였다. DO 농도, 온도, SRT 증가에 따라 암모니움 산화율은 증가하였으며, 이와 같은 암모니움 산화율의 감소로 MBR 내에서 free ammonia($NH_3-N$)농도가 증가할 경우 처리수에서 아질산성 질소의 비율이 높아졌다. 운전 기간 중 원인이 뚜렷하지 않은 질산화 효율의 급격한 감소가 관찰되었는데, 이때 슬러지 벌킹 및 SVI 값의 증가가 동시에 수반되었다. 운전 후반부에 질산화균이 우점된 MBR에 추가로 유기물을 공급하면, SVI 값이 2배로 증가하였고 암모니움 산화율은 감소하였다. FISH 분석에서 나타난 MBR내의 미생물 분포는 암모니아 산화균의 경우 Nitrosomonas가 우점하였으나 운전 후반부로 갈수록 Nitrosospira의 비율이 Nitrosomonas와 비슷할 정도로 증가하였다. 아질산 산화균은 Nitrospira가 우점하였지만 Nitrobacter 역시 운전기간 내내 관찰되었는데, 이는 MBR 내에서 높게 유지된 아질산성 질소가 Nitrobacter의 성장에 도움을 준 것으로 보인다.

• 한국환경농학회지
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• 제16권2호
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• pp.156-160
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• 1997

침적식 부직포 막분리와 생물학적처리를 조립한 본 연구시스템을 합성폐수에 적용 실험한 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 1. 부직포는 기존 여과막보다 공극이 크므로 부직포 모율을 하루정도 침적한 후 생물여과막이 형성된 후 처리수가 안정됨으로 장치의 설치후 하루이상 경과한 후 가동되어야 한다. 2. 수리학적 체류시간, 부하량등의 변화에도 유기물 제거율은 평균 $COD_{Cr}$ 86.0%, $COD_{Cr}$ 90.0%, BOD 95.2%를 나타내었으며, 유출수 SS은 평균 6.2mg/l이었다. 3. 플럭스는 운전 초기 및 높은 압력에서 감소율이 크게 나타났으며 흡입압 $21{\sim}25cmHg$(약 30kpa)에서 $0.124m^3/m^2day$로 안정되었다. 4. 본 시스템의 단위체적당 처리량을 증가시키기 위한 적정한 부직포막의 선정 및 막면의 증가와 부직포 표면의 생물여과막의 조절을 위한 계속적인 연구가 필요하다고 사료된다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권5호
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• pp.371-380
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• 2013

MBR공정의 여러 가지 장점에도 불구하고 현장적용에 있어서 가장 큰 제한요소로 작용하는 것은 운전이 지속됨에 따라 멤브레인 파울링이 발생하여 플럭스의 저하가 발생하는 것이다. 현재 멤브레인 파울링에 관한 수많은 연구가 진행되고 있으나, 여러 가지 원인들이 복합적으로 영향을 미치기 때문에 정확한 메커니즘을 밝히기 어려운 실정이다. 본 연구에서는 lab-scale의 생물반응조와 정밀여과 중공사 멤브레인의 성능을 평가하고, 멤브레인 성능에 영향을 미치는 오염물질들을 측정하여 파울링과의 상관관계를 규명하고자 하였다. 마지막으로 파울링을 일으키는 다양한 인자들과 파울링 완화제(Membrane Fouling Reducer, MFR)의 적용성을 평가하였다. 실험결과 88 LMH로 임계 플럭스가 결정되었으며, 그때의 한계압력은 0.32 bar로 나타났다. MLSS농도와 EPS농도의 상관관계에서는 MLSS농도가 6,000 mg/L 이하에서는 EPS농도의 변화 폭이 큰데 비하여 6,000 mg/L 이상에서는 변동폭이 줄어드는 것을 확인할 수 있었다. 또한 SEM/EDX를 이용하여 멤브레인 표면 상태와 원소분석을 측정한 결과 탄소와 불소가 멤브레인의 재질 특성상 가장 높은 비율을 차지하였으며 알루미늄, 마그네슘과 같은 무기물의 비율이 증가한 것으로 보아 운전이 지속됨에 따라 무기성 멤브레인 파울링이 발생한 것으로 판단된다. MFR주입량에 따른 혼합액의 특성 변화를 측정하기 위해 입도분석, 제타전위, SCODcr, EPS 및 MLSS농도를 비교분석한 결과 전반적으로 0.03 mg MFR/mg MLSS의 MFR을 주입하였을 때 가장 좋은 결과를 나타내었다.