알루미나 콜로이드 용액의 막여과에서 막모듈의 중력에 대한 경사각 변화로 유발된 자연대류 불안정 흐름(natural convection instability flow, NCIF)의 콜로이드 물질의 막오염 제어 효과를 정압(constant-pressure) 막여과 시 플럭스 증가와 정투과량(constant-flux) 막여과 시 막차압 감소 정도로 측정하고, 플럭스 결과를 막힘여과 모델로 해석하였다. 막모듈의 경사각이 0°에서 180°로 커지면 NCIF 유발이 증가하여 막오염 제어 효과가 커져 2시간의 막여과에서 플럭스는 최대 2.8배까지 증가하고, 막차압은 최대 85%까지 감소하였다. 막힘여과 모델을 적용하여 NCIF의 유발에 따른 플럭스 결과를 해석하여 운전 시간 15분 이내에서는 중간막힘모델 그 이후에는 케이크여과모델로 평가하는 것이 타당하였다. 막모듈 경사각 180°에서 유발 된 NCIF는 15분 이내의 운전 초기에는 중간막힘 오염을 52% 감소시키고, 그 이후의 운전 시간에서는 케이크층 오염을 93% 감소시켰다. 따라서 막모듈에 유발된 NCIF의 주된 막오염 제어기작은 막표면에의 입자상 콜로이드 물질의 케이크층 형성을 억제시키는 것으로 평가하였다.

The constant-pressure and constant-flux membrane filtration experiments of alumina colloidal solution are performed to investigate defouling effect of the natural convection instability flow (NCIF) induced in membrane module. The permeate flux at constant-pressure and the transmembrane pressure (TMP) at constant-flux experiments are measured by changes the inclined angle (0, 90 and 180°) of membrane module to the gravity, and flux results are analyzed by using the blocking filtration model. NCIF are more induced as the inclined angles increased from 0° to 180°, and the maximum induced NCIF at 180° angle enhances flux to 2.8 times and reduces TMP to 85% after two-hour operation. As a result of analyzing flux data by applying the blocking filtration model, it is more reasonable to analyze them by using the intermediate blocking model within 15-minute operation time and then thereafter times by using the cake filtration model. The induced NCIF at 180° angle reduces the intermediate blocking fouling at 52% in the early operation time of 15-minute and thereafter the cake layer fouling at 93%. The main membrane fouling control mechanism of NCIF induced in membrane module is evaluated as suppressing the formation of the cake layer of particulate colloidal materials on membrane surface.

요 약
Abstract
1. 서 론
2. 실 험
    2.1. 실험재료 및 장치
    2.2. 실험방법
3. 결과 및 고찰
    3.1. 막모듈 경사각에 따른 정압 막여과 실험
    3.2. 막모듈 경사각에 따른 정투과량 막여과 실험
    3.3. 막힘여과 모델에 의한 막오염 저감 해석
4. 결 론
Reference

• 김예지(충북대학교 공과대학 공업화학과) | Ye-Ji Kim (Department of Engineering Chemistry, Chungbuk National University)
• 염경호(충북대학교 공과대학 공업화학과) | Kyung-Ho Youm (Department of Engineering Chemistry, Chungbuk National University) Corresponding author