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본 연구에서는 dimethylformamide (DMF)와 acetone의 혼합용액에 산화그래핀(graphene oxide, GO)을 분산시키고 기질 고분자인 PVdF (polyvinylidene fluoride)를 도입하여 전기방사법으로 나노섬유를 제조하였다. 또한 PVdF/GO 복합 나노 섬유를 평막 형태로 적층시켜 기공크기 0.4 μm인 정밀여과막을 제조하였다. 그리고 GO의 고유한 항균 특성으로 생물학적 오염을 줄일 수 있는 PVdF/GO 복합막의 막오염을 평가하기 위하여 막간 압력차(transmembrane pressure, TMP)를 측정하였 다. 유효 막면적이 0.01 m2인 PVdF/GO 평막과 상용화된 MBR용 CPVC (chlorinated polyvinyl chloride) 평막을 MLSS 4,500 mg/L인 활성슬러지 수용액 내에서 동시에 투과 실험하였다. 공기를 주입하지 않을 경우, 투과유속이 10 L/m2⋅h일 때 PVdF/GO 막의 TMP는 CPVC 막의 최대 79%까지 감소하였다. 또한 운전/휴직 방식으로 운전할 경우, 10 L/m2⋅h일 때 PVdF/GO 막의 TMP는 CPVC 막의 최대 69%까지 감소함을 확인하였다.
In this study the nanofiber was prepared by electrospinning method with polyvinylidene fluoride (PVdF) and a completely dispersed solution of graphene oxide (GO) in the mixed solvent of dimethylformamide (DMF) and acetone. The 0.4 μm pore size microfiltration flat membrane was made by increasing layers of the PVdF/GO composite nanofiber. Also, transmembrane pressure (TMP) was measured in order to evaluate fouling of the PVdF/GO composite membrane which was introduced GO reducing biological fouling with the intrinsic antibacterial characteristics. The permeate experiments were carried out simultaneously for the PVdF/GO and commercialized CPVC (chlorinated polyvinyl chloride) flat membranes with 0.01 m2 effective area in the activated sludge solution of MLSS 4,500 mg/L. TMP of PVdF/GO membrane decreased up to 79% lower than that of CPVC for 10 L/m2⋅h permeate flux without air supply. Also, for the case of run/stop operational mode, TMP of PVdF/GO membrane decreased up to 69% lower than that of CPVC for 10 L/m2⋅h.
