In membrane applications for wastewater treatment, polymeric membranes are dominant due to their processbility and low cost. To enlarge the membrane application in industrial effluent treatment, membrane materials with high mechanical and chemical tolerance should be needed. Although ceramics such as alumina would be good options for harsh environmental conditions, high cost and complex production methods hinder the application of ceramic membranes. Here, we demonstrate the preparation of cost-effective, robust alumina hollow fiber membranes (HFMs). Alumina HFMs prepared with phase inversion method followed by sintering showed narrow pore size distribution. Also, characteristics of the membrane can be easily tuned by controlling spinning and post treatment conditions.

미세 기공을 갖는 세라믹 중공사막의 기공 크기 및 분포도를 분석하기 위해 gas-liquid displacement porometer(GLDP)와 liquid-liquid displacement porometer(LLDP) 두 가지 측정법을 이용하였다. GLDP와 LLDP를 이용한 기공 크기 측정 및 분석과 관련하여 이론적 고찰을 진행하였고, 10-100 nm의 기공 크기를 갖는 세라믹 중공사막의 기공 크기 및 분포도를 비교 분석하였다. 또한, 서로 다른 기공크기를 가질 것으로 예상되는 세 종류의 세라믹 중공사막의 기공 크기 측정 결과와 수투과도, 배제율 측정 결과를 종합하여 분리막 특성의 연계성을 확인하였다.

we present a novel pressure-cascaded stripping configuration for membrane contactor biogas upgrading processes. Employing polypropylene (PP) hollow fiber membrane modules and water as physical absorbent, the effects of absorption pressure, gas-liquid flowrate, and vacuum mode were systematically studied. In addition, exploiting the solubility difference between CO2 and CH4, as well as the preferential absorption of CO2 in water, a pressure-cascaded stripping tank was implemented to recover and recycle the absorbed CH4 in high purity. The proposed configuration simultaneously enhanced the bio-methane yield (90%) and purity (97%). This project is supported by the "R&D Center for reduction of Non-CO2 Greenhouse gases (2013001690002)" funded by Korea Ministry of Environment(MOE) as "Global Top Environment R&D Program".

증류에 의한 올레핀/파라핀 분리는 끓는점이 유사하여 에너지 소모가 높기 때문에, 분리막을 이용한 연구가 많이 진행 중이다. 특히 CMS 분리막은 sieving separation에 의한 투과/분리 성능이 우수하다. 따라서 본 연구에서는 중공사형 α-alumina 지지체에 γ-alumina 중간층을 형성한 후 Matrimid로 코팅하여 열분해함으로써 높은 기계적 강도와 충진 밀도를 갖는 중공사형 CMS 복합막을 제조하였다. 제조된 CMS 분리막은 20 - 35 GPU 프로필렌 투과도와 10 이상의 프로필렌/프로판 분리도를 보였다. 이 연구는 2014년 정부(미래창조과학부)의 재원으로 국가과학 기술연구회 융합연구단 사업(No. CRC-14-01-KRICT)의 지원을 받아 수행된 연구입니다.

세라믹 중공사형 분리막은 열적, 화학적 안정성, 내구성이 우수하며 packing density를 증가 시킬 수 있어 수처리용 분리막으로 적합하다. 중공사형 세라믹분리막은 보통 상전이법에 의해 제조하지만, 생산 속도 및 세라믹 함량 제한이라는 기술적 한계를 갖는다. 뿐만 아니라 세라믹 소재가 갖는 특성인 취성으로 인해 scale-up의 한계가 있는 것으로 보고되었으며 이를 해결하기 위해 고강도 세라믹 중공사형 분리막의 제조가 요구되는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 새로운 제막 방식인 상전이-압출 공정을 통해 생산속도를 높여 세라믹 분리막의 대량 생산에 적합할 것으로 사료되며, 제조 용액 내세라믹 분말의 함량 증가 및 소결 조건을 통해 고강도 세라믹 중공사형 분리막을 제조 할 수 있었다.

본 연구에서는 한외여과 막을 사용하여 대장균 단독, 대장균 및 Bacillus subtil is 균을 혼합액을 대상으로 제거 효과를 고찰하였으며, 아울러 kaolin, CaCO3 및 urea와 같은 탁도 유발 성분들과 대장균 단독, 대장균 및 Bacillus subtilis 균과의 혼합액에서의 상호작용을 검토하고자 pH 변화, 탁도 제거 효율, urea, kaolin, Ca CO3 제거 효율, 대장균 군 및 Bacillus subtilis 균의 제거 효과를 고찰하였다.

본 연구에서는 환경 친화적 재료를 제조할 목적으로 자연계에 풍부한 bacteri al cellulose를 지지체로 하여 이온교환 특성이 있는 acrylic acid 단량체를 자외선 그라프트 중합법으로 고정시켰다. 이 중합체를 중금속 흡착제로서 막분리 hy brid시스템에 적용하기 위해 모델 용질로 Pb에 대한 흡착거동을 조사하였고 이에 대한 흡착 등온식 및 Benaissa model과 Kurniawan model 속도식을 적용하여 해석하였다.

본 연구는 Hummer’s method를 이용하여 Graphene oxide (GO)를 합성하였으며, poly acrylonitrile (PAN)과 복합화하여 나노섬유 막을 제조하였다. 접촉각 측정, SEM, FT-IR, 인장강도, DI water를 이용한 flux 실험 및 BSA rejection 실험을 실시하여 막의 특성 분석을 진행하였다. PAN/GO 0.3 나노섬유의 경우, rejection 값이 59%로 PAN/GO 복합 나노섬유 막들 중 상대적으로 우수하였다. PAN/GO 복합 나노섬유 막을 수 처리 분야에 이용하여 얻은 자료는, 폐수 속의 유기물질 함량 감소 연구에 대한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

Quaternary amonium salts are used as anion-exchange and also easily decomposed due to their intrinsic structural instability. These drawbacks have limited the long-term utilization of the membranes. The objectives of this study are to synthesize high performance anion-exchange membranes and to investigate their electrochemical properties The new membranes were prepared via a monomer sorption method. Their morphological and electrochemical properties have been investigated through various analyses. While the accumulated water-splitting flux of the commercial membrane containing conventional quaternary ammonium groups was shown to largely increase with time, theirs of the new membrane was shown without significant change.

본 연구는 식품첨가물의 안전관리확보를 위해 국내 식품 중 사용빈도가 높은 소르빈산류 및 안식향산류를 대상으로 모니터링을 한 후 일일추정섭취량을 평가하였다. 일일추정섭취량은 식품 중 보존료의 농도와 국민건강·영양 조사 자료를 이용하여 국민평균, 성별·연령별 상위섭취자(95th) 그룹으로 분류하여 산출하였고, 이를 JECFA에서 제시한 ADI와 비교하여 국민의 섭취 수준을 확인하였다. 그 결과 분석된 보존료의 국민평균 일일추정섭취량은 소르빈산류 221.60 μg/kg·bw/day, 안식향산류 27.30 μg/kg· bw/day로 산출되었으며, ADI 대비 각각 0.89, 0.55%로 섭취수준은 안전한 것으로 확인되었다. 상위섭취자(95th)의 소르빈산류 일일추정섭취량은 1140.27 μg/kg·bw/day로 ADI 대비 4.56%, 안식향산류 일일추정섭취량은 194.95 μg/ kg·bw/day로 ADI 대비 3.90% 수준으로 소르빈산류 및 안식향산류의 상위섭취자 섭취수준도 안전한 것으로 평가 되었다. 성별에 따른 차이는 안식향산류의 경우 남자가 여자보다 조금 높았으나 소르빈산류는 성별에 따른 차이를 보이지 않았다. 연령별 섭취수준은 소르빈산류 0.52~2.01%, 안식향산류 0.15~1.23% 로 평가되었다. 따라서 모든 그룹에서 소르빈산류 및 안식향산류의 섭취수준은 ADI를 초과하지 않아 안전한 것으로 평가되었다.

본 연구에서는 생활오수, 산업폐수, 축산폐수 등에서 발생하는 질산성화합물 및 난분해성 화합물을 효과적으로 처리하기 위해 막분리법과 다공 전극형 전기분해법을 조합한 하 폐수의 고도처리 기술을 제안하였고 제안 시스템의 효율성을 검토하였다. 제안하는 시스템은 활성슬러지 공정, 막분리 공정, 다공 전극형 전기분해공정의 3단계로 구성하였다. 본 연구에서 구성되는 막분리 공정은 부유물질을 제거해줌으로써 전기분해공정의 부하를 최소화할 수 있는 역할을 담당할 수 있게 하여 시스템을 안정하게 운전할 수 있도록 하였다. 전기분해 하이브리드 공정에 있어서는 다공성 전극으로 구성함으로써 비표면적의 확대로 인한 전극의 효율성을 높였다. 아울러 외부전압을 인가함에 따라 처리제의 공급 없이 장치에 유입된 물을 분해시킴으로써 산화 환원 반응을 유도하였다. 즉 중간체로서 수소 자유전자 라디칼과 산소원자 라디칼이 발생되어 난분해성 유기물을 산화 분해하는 역할을 담당하도록 하였다. 이는 전극 내에서 발생하는 중간체를 폐용질의 분해에 사용하기 때문에 친환경적 처리공법이었다. 실험결과들은 제안공정이 활성슬러지공법에 비하여 우수한 공정임을 보여 주었다. SS제거율은 제안공정, 막분리공정, 활성슬러지 단독공정에서 각각 약 100%, 약 100%, 약 90%였고 COD 제거효율은 제안공정 약 92%, 막분리공정 약 84%, 활성슬러지 단독공정 약 75%였으며 T-N의 제거효율은 제안공정 약 88%, 막분리공정 약 67% 활성슬러지 단독공정 약 58%였다. 이결과는 SS의 제거에 있어서 막분리 하이브리드 공정만으로도 부유물질이 충분히 제거됨을 나타내고 있었다. COD의 제거에 있어서 막분리 하이브리드 공정은 SS분의 제거를 통한 COD와 SS이외의 유기물질이 소량제거 되었음을 보였고 전기분해 하이브리드 공정에 있어서는 유기물질의 산화반응을 통한 분해로 높은 제거효율을 보였다. T-N의 제거에 있어서는 막분리 하이브리드 공정은 SS분에 포함된 부분과 소량의 유기물에 포함된 부분이 제거되고 있는 반면 전기분해 공정에 있어서는 유기물질의 산화분해반응으로 인한 높은 제거효율을 나타내고 있었다.

아크릴폐수를 광촉매로 전처리하여 막오염인자를 최소화한 후 막조합공정에 적용하였다. 한외여과막과 정밀여과막을 역삼투막과 조합을 이루어 막조합공정을 구성하였으며 광촉매처리수를 온도 및 압력변화에 따라 막조합공정에 적용하여 분리특성을 확인하였다. 정밀여과막 모듈 혹은 한외여과막 모듈의 투과수는 역삼투모듈로 보내지며 역삼투 모듈의 최종적인 투과량은 모듈 set 2 (MWCO 200,000 UF+RO)의 역삼투 모듈이 우수하였다. UF 및 MF 모듈에서 TDS, T-N 및 COD의 제거효율은 온도 및 압력변화에 영향을 받지 않고 제거효율 또한 낮음을 알 수 있었다. 그러한 결과로 RO 모듈에서 TDS, T-N 및 COD가 우수한 제거효율을 보였다. UF 및 MF모듈에서의 탁도 제거효율은 우수한 경향(제거효율 99% 이상)을 보였다. 막조합공정에서 처리된 광촉매처리수는 배출 허용기준치를 충족하고, 재활용이 가능하였다.

아크릴 폐수를 응집-여과-중화의 전처리 공정에 적용하여 막오염 인자를 최소화 한 후 UF/RO 공정에 적용하였다. 막의 형태 및 종류에 따라 한외여과 및 역삼투 모듈을 조합을 이루어 전처리 수를 온도 및 압력변화에 따라 적용하여 분리 특성을 고찰하였다. 투과 플럭스는 모듈 set 1의 UF모듈보다 모듈 set 4의 UF모듈의 투과량이 약 2~3배 더 많이 배출됨을 확인하였다. 최종적인 투과량은 관형모듈과 조합을 이룬 모듈 set 2와 모듈 set 3이 좋은 결과를 나타내었다. 모든 UF 모듈에서 TDS, T-N 및 COD의 제거 효율은 온도 및 압력변화에 영향을 받지 않고 제거 효율 또한 낮음을 알 수 있었다. RO모듈에서 TDS, T-N 및 COD가 우수한 제거 효율을 보였다. 아크릴 폐수의 최종적인 수질결과는 공장폐수의 배출 허용기준을 만족하였고, 막모듈 조합은 폐수의 재활용 가능성을 확인할 수 있었다.

본 연구는 아크릴 폐수의 COD제거를 위한 전터리 공정 및 전 처리된 아르릴폐수를 한외여과 중공사형 모듈과 역삼투 나권형 모듈에 적용하여 적용압력과 온토변화에 따른 한외여과막과 역삼투막의 분리특성을 고찰하였다. 또한, 장시간 연속운전으로부터 한외여과 및 역삼투 막의 세척 적정시간을 결정하고, 운전시간에 따른 막오염을 고찰하였다. 14시간을 기준으로 한외여과 막의 플럭스가 급격히 떨어지고 있으며, 역삼투 막도 비슷한 경향을 나타내고 있다. CaO 및 모래여과장치를 거친 처리수를 중화처리 하여 UF/RO공정에 적용한 결과 COD 및 TDS가 배출허용 기준치 이하로 제거됨을 알 수 있었다.

국내산 kaolinite를 소성한 다음 실리카를 선택적으로 추출하여 중기공성 γ-Al2O3를 제조하였다. 1000˚C에서 24시간 소성된 kaolinite는 소량의 무정형 실리카와 γ-Al2O3으로 이루어진 스피넬 상의 미세구조로 전이되었음을 확인하였다. 다공성 γ-Al2O3는 25~90˚C의 반응온도, 0.5~4h의 추출시간 및 1~8M의 KOH 농도범위에서 무정형 실리카를 선택적으로 용해하여 제조할 수 있었다. 90˚C, 1시간 및 4M의 KOH 농도조건에서 얻어진 γ-Al2O3는 약 40~80Å 정도의 매우 좁은 하나의 기공크기 분포를 가지고 있었으며, mesopore의 기공이 많이 생성되었다. 비표면적은 250m2/g이고, 총 기공부피는 0.654cm3/g로 나타났다.

본 연구는 한외여과 중공사형 모듈과 역삼투 나권형 모듈로 구성된 모듈 set 1∼7을 이용하여 모듈 set에 따른 순수 및 2차 처리수의 투과 flux를 고찰하고, 적용압력과 온도변화에 의한 한외여과 막과 역삼투 막의 분리 특성을 고찰하였다. 탁도와 SS는 한외여과 막에서 효율적으로 제거되며 COD, T-N, TDS 등은 역삼투 막에서 우수한 제거효율을 나타내었다. 적용압력과 온도의 증가에 따른 투과 flux는 선형적으로 증가하는 경향을 보였다. 이로부터 한외여과 및 역삼투 막은 정유공장 방류수의 고도처리 및 재활용을 위해 적합한 것으로 나타났다.

Active layer의 형성법에 따른 첫번째 모듈 set와 두번째 모듈 set 사이의 성능변화가 축방향 속도와 용질 농도변화를 통하여 각 모듈 set별로 비교, 고찰되었다. 모든 실험들은 같은 transmembrane pressure와 막면적당 에너지 소모하에서 동시에 수행되었다. 첫번째 모듈 set에 대해서 Dean vortices가 존재하는 나선형 모듈과 Dean vortices가 없는 선형모듈로 수행된 모든 비교 실험에서 용질 flux와 투과계수는 vortex flow의 경우 훨씬 큰 값을 보였다. 두번째 모듈 set에 대해서 순수에 대한 두 모듈의 투과계수는 다른 값을 보이고 있으며 선형 모듈의 투과계수가 나선형 모듈에 비해 약 150% 높은 것으로 나타났다. 이는 두 모듈의 막이 완전히 달라졌음을 보여준다.

Hollow fiber의 diameter와 curvature 및 turn수 등의 변화에 따른 첫번째 모듈 set와 두번째 모듈 set 사이의 성능비교가 이루어졌다. 모든 실험들은 같은 transmembrane pressure와 막면적당 에너지 소모하에서 수행되었다. 첫번째 모듈 set에 대해서 Dean vortices에 의한 농도분극과 막오염현상의 감소시키는 효과가 매우 작음을 알 수 있었다. 두번째 모듈 set에 대해서 115%의 투과 flux 향상값 (투과 flux 증분 ×100/선형 모듈의 투과 flux)을 보였다. 이로부터 두번째 모듈 set가 yeast suspension에 의한 농도분극과 막오염현상의 감소에 훨씬 효과적임을 알 수 있었다.

본 연구는 1985년 이후 엔고와 더불어 급증한 일본의 대아시아 직접투자를 기업전략적인 차원에서 「이원화전략」, 「다계화전략」, 「네트워크 구축전략」의 관점에서 설명하고자 한다. 여기서 이원화 전략이란 기술전파를 막기 위해 첨단기술을 요하는 고부가가치 제품은 국내에서 생산하고, 노출가능한 기술을 사용하여 생산하는 중저가 제품은 해외에서 생산함으로써 후발개도국들의 추격을 따돌리는 전략을 의미한다. 한편 다계화전략이란 투자국의 경제발전에 따라 일본기업의 생산입지를 단계적으로 변화시키는 전략이다. 마지막으로 네트워크 구축전략이란 일본기업의 아시아 투자가 개별적으로 이루어 지지 않고, 총체적인 경쟁우위를 향상시키기 위해 기존 해외 네트워크의 연장선 하에서 이루어진다는 것이다. 이러한 일본기업의 아시아 해외투자전략에 대응해서 전통적으로 일본으로부터 기술을 수입해 온 한국기업이 일본기업을 추격하기 위해서는 「전문화전략」, 「투사지역 선도전략」 및 「보완적 네트워크 구축전략」을 채택해야 할 것이다. 한편 한국과 같은 선발개도국을 모델로 하여 경제개발을 추구하고 있는 다른 아시아국가들 역시 본 논문을 통해 일본기업들의 전략적 의도를 파악하고, 이에 대응하기 위해 「자체능력 개발전략」 및 「네트워크 연결전략」을 채택할 필요가 있다.