본 연구에서는 기존의 중량법과 광산란법과는 원리와 기술이 다른 입도별 부유물질 측정용 분리막 모듈 및 장치를 개발하기 위한 원리를 수립하기 위한 기초 자료를 확립하고자 하였다. 이러한 목적을 위하여, 이산화규소 및 덱스트란(dextran), 카올린(kaolin), PEG (polyethylene glycol) 부유용액을 대상으로 유리섬유 여과지 GF/C와 GF/A를 분리막 모듈에 장착하여 여과시키면서, 디지털 압력계를 사용하여 막간압력차(TMP, Trans-membrane pressure) 변화를 측정하였다. 모사용액의 농도와 TMP 변화율 기울기의 상관관계식을 TMP 변화 실험 결과로부터 구하여, TMP 변화 기울기로부터 시료의 농도를 예측할 수 있도록 하였다.

본 연구는 공정모사를 통해서 막모듈 배열 및 연결과 막모듈 내에서 공급 잔류액의 온도 변화가 투과증발 공정에 끼치는 영향을 관찰하였으며 이를 위해서 기본 막모듈이 직렬 혹은 병렬로 연결되어 있는 모듈들의 조합을 통한 투과탈수공정을 예측할 수 있는 모델식들을 확립하였다. 에탄올/물 혼합물을 모델 혼합물로 사용하였고 모델식들에 포함되어 있는 투과 파라메타들을 직접 실험에 의해 구하여 사용함으로써 모사의 현실성을 높였다. 모사를 통해서 모듈의 배열방식, 모듈 단의 갯수와 단사이의 공급액의 재가열등의 중요성을 검토하였다.

본 연구에서는 평판 지지층 위에 부착된 플라스틱 돌기에 의하여 형성되는 와류가 투과성능에 미치는 영향을 측정하기 위하여 돌기 있는 모듈과 돌기 없는 모듈에서 각각 투과 실험하였다. 운전압력을 0.4 bar에서 1.6 bar까지 증가시키면서 카올린 용액을 투과시킬 경우, 돌기형 평막 모듈은 돌기가 없는 모듈과 비교하여 초기 투과유속 감소 시간이 2배 이상 연장되었고 순수 대비 투과유속의 감소비 역시 1 내지 5% 가량 낮게 나타났다. 레이놀즈수가 1,750인 층류영역에서 돌기에 의한 투과유속 향상은 전이영역에 비하여 약 2배 높게 나타났다. 전반적으로 평막 모듈에 부착된 돌기는 60분 후 투과유속 향상에는 크게 기여하지 못하였지만, 투과실험 초기에는 막오염 방지에 효과적인 것으로 확인되었다.

본 연구는 침지형 분리막 모듈에 자체 설계한 회전원판을 적용하여 운전시간 경과에 따른 막오염 감소효과와 최적의 운전조건을 투과실험으로 알아보았다. 원료용액으로는 kaolin과 bentonite를 농도별로 제조하여 사용하였고, 원판의 회전수를 120 rpm까지 변화시키면서 60분 동안 실험하였다. 회전원판에 의한 막오염 감소 효과로 kaolin 수용액을 대상으로 한 실험에서는 흡입압력이 약 28%까지 감소하였다. 또한 kaolin 농도에 따라서 최적 투과유속이 감소하였으며 0.4wt% 일 경우는 60 내지 70 LMH가 적당하였다. Bentonite 수용액에 대하여 투과유속이 30 LMH 일 경우에 원판의 회전속도가 80 rpm 이상이 되면 흡입압력이 대략 0 mmHg에 접근하였다.

국내 정수장.수도전.간이상수도등 2000여 곳의 수질을 환경부가 검사한 결과, 지역별로 세균.무기 이온등 몇몇 항목에서 환경기준을 초과한 것이 밝혀졌다. 이중에서 문제가 되고 있는 질산성 질소.암모니아성 질소.불소.염소등의 농도를 임의로 조작한 후, 시중에 유통되고 있는 가정용 정수기 모듈로 정수처리시켰을 때의 효과와 지역별로 문제시되는 항목들을 효과적으로 제거하기 위한 적당한 분리막을 선정하고자 측정 검토하였다. 정수처리하여 얻은 투과수를 일정 온도 하에서 보관하고, 일정 시간마다 세균수를 측정하여 세균수와 온도 및 시간과의 관계를 측정 조사함으로써 막 사용을 좀 더 효율적으로 할 수 있게끔 검토하였다.

Polysulfone 재질의 다공성 평판막 및 실관막에 키토산 피막층을 형성시킨 후 반응성 염료인 Cibacron Blue 3GA를 고정화시켜 human serum albumin(HSA)의 결합용량이 최대 70 μg/cm2인 단백질 친화성 막을 제조하였다. 친화성 평판막 모듈을 대상으로 HSA에 대한 용출 크로마토그래피 실험을 수행하여 eluent 용액의 최적 환경조건을 결정하였는바, 1M KCl이 첨가된 농도 0.06 M, pH 10의 universal buffer를 eluent로 사용했을 때 리간드와 결합된 단백질의 용출이 가장 우수하였다. 친화성 평판막 및 실관막 모듈을 대상으로 HSA의 전열 크로마토그래피 실험을 수행하여 단백질에 대한 동적 결합용량을 측정하였다. 이 결과 동적 결합용량은 평판막 모듈의 경우에는 loading 용액의 유량과 HSA의 농도가 증가함에 따라 평형 결합용량 값으로부터 크게 감소하였으나, 실관막 모듈의 경우에는 loading 용액의 유량과 HSA의 농도에 관계없이 항상 평형 결합용량 수준을 유지하였는바, 따라서 실관막 모듈이 평판막 모듈보다 단백질 친화성 크로마토그래피 분리관으로서 더 효과적이었다

평판형 모듈 설계의 최적화를 목적으로 feed 흐름 조건에 따른 feed 온도 및 유속분포를 예측할 수 있는 모델식을 확립하였고 모델 모사를 통해 흐름 조건들이 온도 분포에 끼치는 영향들을 조사하였다. 모델내의 유체의 Re 크기가 커지면 채널 두께방향으로의 유속 구배가 커질 뿐 아니라 투과물 증발을 위한 에너지원인 feed 흐름 속도가 커져 물질 및 열흐름이 증가하여 투과물 증발로 인한 feed 온도 강하가 증어든다. 반면에 채널 간격이 작아지면 feed 흐름량이 상대적으로 작아져 급격한 온도 강하를 야기시킨다. Re 크기에 따른 feed 온도 변화는 실험결과와 일치함이 관찰되었다.

본 연구에서는 hollow fiber 막모듈을 통한 순수 CH4, CO2 기체와 CH4/CO2혼합기체의 투과 특성을 살펴 보고, 이를 모사값과 비교하여 보았다. 순수 기체의 투고율은 온도에 따라 Arrhenius type으로 증가하였으며, 활성화에너지는 CO2는 6.61kJ/mol, CH4는 25.26kJ/mol로 나타났다. 혼합기체의 투과에 있어서 투과부의 유량과 CO2 조성, 그리고 배제부의 CH4조성은 cut의 증가에 따라 증가하였다. 분리인자는 5~20atm의 압력과 cut이 20으로 고정된 상태에서 20~40의 범위에 있었으며, 압력이 증가하고 온도가 감소할수록 증가하는 경향을 나타내었다. 실험결과와 모사결과는 투과부 유량과 CO2조성의 경우 8% 이내에서, 배제부의 CH4조성의 경우 15% 이내에서 일치하였다.

A curved channel duct is designed, built and used specifically to produce Dean vortices as a result of flow around a 180℃ curve. We present evidence using optical reflection of the existmace of the vortices in the curved section and following flat section. Also, three different feed soludons(DI water, a monodispersed styrene-divinyl-benzene latex particle suspension and a yeast suspension) were used to determine the effectiveness of Dean instabilities to destabilize polarization layers. For each suspension, the flux data were compared as a function of time for flow conditions with and without Dean vortices, for a 0.2μm microfiltration membrane. Any permeation flux improvement was not sustained for 2.0Dec due to the vortex-decay in the flat section after the curved channel, but a 15~30% permeation improvement was obtained for 3.8Dec

This research was conducted to configure an optimal membrane module system that would selectively separatehazardous gases which are emitted during the processes in the semiconductor industry. In order to identify the most integralcharacteristic results, a numerical analysis formula which incorporates the dimensions of pipe diameter and gas flow ratewas utilized. Based on the results of the numerical analysis formula, a prototype designed with the main pipe being 100Awith gas outlets made with identical diameter thickness to the main pipe, set at equal intervals, was built. When the gasflow rate is set at 100L/min, although the processing outlets 1, 2, and 3 showed 0.03m/sec deviations in the rate ofspeed, when considering the variables of the average flow rate, the same emission rates are noted. However, in the instanceof when the overall prototype pipe dimensions was enlarged to 200A and the gas flow rate was increased to 500L/min,there was better stabilization. Therefore concluding that as the pressure rates flowing in the main pipe increases, morestable characteristics at the gas outlets can be found.

This study was carried out to investigate the filtration characteristics of membrane modules according to hollow fiber dispersion for direct solid-liquid separation of activated sludge. 2 bundle, 4 bundle, and 10 bundle module used in this experiment according to hollow fiber dispersion was manufactured at laboratory and permeate flux and transmembrane pressure(TMP) of each module were observed under a suction pressure of 0.5㎏f/㎠. As the hollow fibers were dispersed, permeate flux was increased and TMP was decreased. Permeate flux and TMP of each module was 15.0 ℓ/㎡·h and 31.8 ㎝Hg for 2 bundle, 16.0 ℓ/㎡·h and 17.4 ㎝Hg for 4 bundle, and 20.4 ℓ/㎡·h and 13.8 ㎝Hg for 10 bundle. In conclusion, the membrane fouling is expected to be decrease by maintaining lower TMP with hollow fiber dispersion.

Nanofiltration[NF45] and reverse osmosis membrane[HR98PP] separation treatment of dyestuff wastewater was carried out in order to seperate relatively pure water from synthetic dyestuff wastewater, which consists of reactive dye, acid dye, basic dye, direct dye, and disperse dye. The experiments were performed by using the plate and frame membrane module. In the nanoflltration and reverse osmosis membrane separation, When the NaCl concentration was 0.1, 5.0, and 20.0%, retention was 63.0, 46.0, 0.9%, respectively. When permeate flux was 125.0, 67.5, and 45.0 L/㎡·h, the osmotic pressure increased with increasing the NaCl concentration. Permeate flux of two membranes increased as temperature increased due to segmental movement of polymer of the membrane and the rejection rate of dyestuff was decreased gradually. It was found that the rejection rate was about 95% in the nanofiltration, while the reverse osmosis membrane showed a high rejection rate of 99% under all temperature and pressures conditions.