목 적：일반적으로 DWI 검사의 Echo Planner Image(EPI)기법은 공기, 지방, 물 등 자화율 차이가 큰 물질에서 종종 왜곡 된 영상이 발생되는 특성이 있다. 또한 B0 field 영역의 불균일에 따라 발생 되어지는 왜곡현상도 1.5T보다 3.0T에서 더 크다. 이러한 문제점을 해결하고 보완하기 위하여 본 연구에서는 정상인을 대상으로 3D shim Whole body DWI와 SIEMENS의 Integrated-shim (i-shim) Whole body DWI의 영상품질을 비교 평가해 보았다. 대상 및 방법：본 연구는 2017년 12월부터 2018년 1월까지 정상인 10명(평균 나이 28.7±3.62세, 체질량지수 26.3±2.74)을 대상으로 하였다. 연구에 사용된 장비는 3.0T MRI 장비(Skyra 3.0T Elfs, SIEMENS, Germany)를 사용 하였으며, 20 채널 head&neck coil, 30 채널 body coil 2개, 18채널 spine coil을 사용하였다. 방법으로는 3D shim WB DWI와 i–shim WB DWI을 연속적으로 검사하였다. step당 TR/TE = 8500/ 56 msec, FOV450x450, matrix 134/134, NEX(b-value 0 =3NEX, 900= 4NEX), 50slice, Slice Thickness 5mm로 하였다. 영상획득시간은 pre scan을 포함하여 step당 3D shim DWI = 183sec, i-shim DWI = 227sec였다. 평가 방법으로는 재구성 된 영상(b-value=900)의 시상 면 영상을 가지고 정성적 분석과 Image J의 Plot profile기능을 활용한 정량적 분석을 하였다. 결 과：시상면 영상에서 척추와 뇌척수(spinal cord) 주변부의 신호소실, 틀어짐, 영상 품질, 3가지 항목을 정성적으로 평가 한 결과 i-shim DWI가 3D shim DWI보다 신호소실 평가에서 0.87점(17.4%)더 높게 받았으며, 틀어짐에서 1.1점(22%), 전체적 영상 품질에서 1.1점(22%) 높았다. 결과적으로 i-shim DWI가 3D shim DWI보다 높은 점수를 보였으며, Total image quality를 5점 척도로 평가한 결과 i-shim DWI가 1.3점(26%)이상으로 더 좋은 점수를 받았다. 정성적 평가에서 영상의 품질이 가장 좋지 않았던 목 부위를 정량적으로 분석해 본 결과, 3D shim WB DWI의 Area signal Plot profile 은 242.74(6.67)이었고, i-shim WB DWI의 Area signal Plot profile은 250.21(5.65)로 i-shim WB DWI에서 목 부위 Area 신호 면적이 더 넓어 신호소실이 더 적은 것으로 확인됬다. 또한 영상의 background 값을 normalize하여 signal intensity를 비교한 결과 3D shim DWI이 455.80(299.81), i-shim DWI이 718.80(376.40)으로 약 1.57배 더 신호강도 가 좋았다. 결 론：i-shim DWI은 기존의 3D shim DWI보다 자화율과 두께 차이가 심한 목 부분에서 자화 불균일에 의한 인공물을 효과적으로 교정할 수 있었으며, 결과적으로 B0 fileld 불균일에 따라 발생되어지는 인공물을 줄이는데 탁월한 것으로 확인됬 다. 또한 step이 인접한 각 table의 위치에서 왜곡에 따른 신호소실을 줄이고 움직임에 대한 보상이 탁월한 것으로 판단되었다.

합성 지표수 용액을 가압식 한외여과 시스템을 통하여 100 L/m2/h 정속 및 0.15bar 정압 조건에서 전량 여과하였다. 공극 크기 0.05μm의 중공사막으로 구성된 가압식 모듈을 통해 실리카(SiO2) 입자 50, 10, 2 mg/L와 알긴산 나트륨(SA) 10, 2, 0.4 mg/L가 혼합된 용액을 여과하였다. 여과 공정은 30분 여과 후 30초 역세와 30초 정세의 주기적 물리 세정과 병행하여 수행되었다. 실험 결과 높은 농도 조건에서 정속 / 정압 여과조건에 따른 파울링 거동은 큰 차이를 보이지 않았으나, 낮은 농도 조건에서는 정속 여과가 정압 여과에 비해 파울링 속도가 빠른 것으로 관찰되었다. 모델링 결과 이는 정속 여과에서 막간 차압 증가에 의한 케이크 층 압축에 의한 것으로 나타났다.

정삼투 여과막(FO) 기술 분야는 해수 담수화에서 이미 다양한 연구가 진행되었으나, 하폐수 처리 분야의 적용에서는 상대적으로 많은 연구가 필요한 상황이다. FO 기술은 비 다공성 특성막과 각 용액 사이의 삼투압 차이를 이용하여 원폐수로부터 수분을 비롯하여, 질소-인과 같은 이온성 물질까지 분리할 수 있다. 본 연구에서는 FO 막을 혐기성 유동상 미생물반응기(AFBR)를 통해 처리된 처리수 내 존재하는 질소(주로 암모니아성 질소)를 제거하기 위해 적용되었다. 유도용액(Draw Solution, DS)의 종류(NaCl, CaCl2, Na2CO3)에 따라 투과량은 NaCl, CaCl2, Na2CO3 순으로 높게 나타났으며, 암모니아성 질소의 배제율은 각각 42.25%, 78.83%, 70.35%으로 나타났다.

In this study, we prepared thin composite membranes in which a support layer and a selective layer are covalently bonded in a simple method. The graft polymerization was carried out using UV/Ozone on a commercial Poly(sulfone) ultrafiltration membrane with Poly((ethylene glycol) methyl ether methacrylate) (PEGMA) possessing CO2 affinity. As a result, nano-pores on the surface membrane were covered with PEGMA. The covalent bonding of the composite membranes has the advantage of improving stability and weatherability. In addition, due to the thin selective layer formed by the graft polymerization, highly gas permeation characteristics are exhibited, and efficient process performance can be expected. The final composite membranes were investigated in terms of their chemical structures and elements, and gas permeation properties.

Commercial polystyrene-based ion exchange membranes have simple manufacturing processes, they also possess the poor durability due to their brittleness. Poly(ethylene glycol)methyl ether methacrylate with hydrophilic side chain of poly(ethylene glycol) (PEG) was used as a co-monomer to make the membranes have improved flexibility. Hydrophilicity of the anion exchange membrane was able to be adjusted by varying the chain lengths of the PEG polymers. For the preparation of the anion exchange membranes, a porous PE substrate was immersed into monomer solutions and thermally polymerized and crosslinked. The prepared membranes were then subsequently post-aminated using trimethylamine(TMA). The prepared pore-filled anion exchange membranes were evaluated in terms of ion exchange capacity(IEC), electric resistance(ER) and water uptake.

다양한 산업 부생가스에 포함되어 있는 CO를 고순도로 정제하면 고부가가치의 화학원료 및 신재생 연료로 사용되어 경제적인 효과를 기대할 수 있다. CO를 정제하기 위해서는 주로 CO2가 포함된 혼합기체로부터 CO를 분리해야 하지만 CO만을 선택적으로 투과시킬 수 있는 CO/CO2 선택성 분리막에 대한 연구는 전 세계적으로 미미한 상태이다. 본 연구에서는 CO2친화성을 갖는 성질을 도입하여 CO2의 투과를 방해하고 상대적으로 CO를 선택적으로 투과할 수 있는 분리막을 개발하고자 하였다. 유기 졸-겔 법을 이용하여 Network former(TAPM)의 아민 그룹과 network linker(HDI)의 이소시아네이트 그룹으로부터 우레아 결합이 포함된 다공성 네트워크 구조를 제조하였다. 다양한 기체에 대한 순수가스 투과테스트를 통해 투과도를 확인하였고, 분리 메커니즘을 규명하기 위해 CO, CO2,N2에 대한 흡착 등온선을 측정하였다.

Poly(ethylene glycol) (PEG)는 CO2와 높은 친화력을 가지고 있기 때문에 CO2 분리막으로 많이 사용되고 있다. 하지만 PEG의 이용한 기체분리막은 낮은 물성 및 높은 결정화도로 인해 제조에 어려움, 낮은 투과도 및 CO2에 대한 가소화 현상으로 인한 선택도의 감소 등의 문제점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 가교시스템을 도입하여 결정화도를 줄이고, 가교밀도를 조절함으로써 기계적 강도를 향상 시켰다. PEG와 가교가 가능한 모노머를 혼합한 후 자유라디칼 중합을 통해 PEG계 가교형 고분자를 제조하였고, time-lag 장비를 이용하여 기체투과 특성을 알아보았다.

In the epoxy resin manufacturing process, carcinogenic ECH (epichlorohydrin), IPA (isopropanol) and Biphenol-A materials has been generally used. After the reaction, byproducts containing ECH/IPA/Water is remained along with final product. But, in the recovery process, ECH and IPA forming an azeotropic mixture with water containing feed solution at any temperature condition, the recovery of high purity ECH is difficult only by distillation. Therefore, pervaporation process could be suitable countermeasure due to its mild operation condition for separation of azeotropic mixtures at the point of energy and cost saving. In this study, Alumina-PVA composite membrane was prepared for pervaporation dehydration of ECH/IPA/Water feed mixtures and pervaporation performance and stability of the prepared composite membrane was identified.

본 연구에서는 상전이법을 이용하여 P(VDF-co-HFP) 분리막의 구조를 조절하였다. Macrovoid 없는 구조를 얻기 위하여 다양한 조건에서 비용매유도상전이(NIPS) 공법으로 분리막을 제막하였으나 고분자의 낮은 결정화 속도로 인해 macrovoid가 생성된다는 것을 관측하였다. 이를 극복하기 위해 증발유도상전이법(EIPS)과 증기유도상전이법(VIPS)을 도입하였으며 NIPS공법과 함께 제막되었을 때 이상적인 구조를 얻을 수 있다는 것을 확인하였다.

본 연구에서는 향후 역삼투식 해수담수화 기술의 에너지 효율을 개선하기 위한 3가지 방법을 제안한다. 그리고 제안된 방법이 적용되었을 때, 이론적인 최대 에너지 소모량 감소를 엑서지 분석을 통해 산출하고 현재 개발되고 있는 기술을 분석해서 실질적으로 각 방법에서 에너지 소모량이 얼마나 감소될 수 있는지를 비교하고 분석한다. 이러한 논의를 통해서 향후 역삼투 공정의 에너지 소모량이 얼마나 더 감소할 수 있을지에 대한 가능성을 평가할 수 있고 나아가서 역삼투 해수담수화 플랜트의 에너지 소모량을 낮추는 명확한 아이디어를 제공할 수 있다.

본 연구는 역삼투 해수담수화 플랜트의 실 데이터 분석을 통해 에너지 소모를 줄이는 방안을 제안한다. 이를 위해 10,000m3/d 이상의 플랜트를 대상으로 70여개의 데이터를 수집하고 분석하였다. 역삼투 해수담수화 플랜트의 에너지 소모는 에너지회수장치 발전으로 인해 크게 감소하였으나 각 요인에 따라 다른 값을 보였다. 에너지 소모는 유입수 수질에 영향을 받고, 높은 수질의 생산수를 얻기 위해선 더 많은 에너지가 소모됨을 확인하였다. 또한, 플랜트 규모가 커지면 에너지 소모가 줄어든다고 알려져 있으나 반드시 그런 것은 아니며, 역삼투시스템 운영 시 에너지 소모가 최소가 되는 회수율이 있음을 알아냈다. 마지막으로 에너지 소모와 관련된 요인을 정리하고 이를 바탕으로 저에너지 소모를 위한 3가지 방안을 제시한다.