Kaolin, bentonite, starch 및 PMMA의 단일 또는 혼합 입자용액을 정밀여과막이 장착된 dead-end 형 Amicon 여과셀에서 투과 실험하였으며 그 결과는 오염 특성을 규명하기 위하여 등압여과 모델에 적용하였다. 동일한 양으로 혼합한 kaolin/starch 입자의 0.1 wt% 혼합용액에 경우, 각각 입자의 평균 투과유속보다 30% 정도 낮았다. 그러나 kaolin보다 훨씬 큰 PMMA와의 혼합 입자용액의 경우에 투과유속은 kaolin과 PMMA의 평균보다 10% 정도 높았다. Bentonite와 PMMA 또는 starch의 혼합 용액일 경우, 혼합 입자에 의한 투과유속 향상효과는 kaolin에 비하여 훨씬 적게 나타났다. 또한 동일 양으로 혼합한 kaolin/starch 용액의 농도를 변화시킬 경우, 막오염 저항은 0.05 wt%에서 최소이었다.

공칭크기가 0.2μm인 polytetrfluroethylene(PTFE Satorius사) 정밀여과막에 0.1wt% kaolin benotonite yeast 및 starch 용액을 각각 투과시키고 막을 세척한 후 순수/이소부탄올을 이용한 액체전이법으로 막의 세공분포를 추정하였다 액체전이법으로 추정한 오염되지 않은 PTFE 분리막의 세공분포는 수은침투법 및 전자 현미경 사진의 분포와도 유사하였다 PTFE 막의 세공크기보다 작은 입자가 존재하는 bentonite 및 starch 용액을 투과시킬 경우 분리막 세공이 상당히 오염되어 세공분포가 약 0.3μm이하로 축소되었다. 그러나 kaolin 용액의 경우에는 0.35μm 이상의 세공일부만이 부분적으로 오염된 것으로 나타났다 이와같이 액체전이법을 이용한 분리막의 세공분포 측정으로 막오염 현상을 보다 정량적으로 구명할수있었다.

에멀젼형 절삭유(Caltex, Trusol) 수용액을 공칭 세공크기가 0.22μm 인 Millipore사의 GVHP 막과 0.2μm인 SUS 관형막(Mott 사)이 설치된 dead-end 및 십자형흐름 정밀여과 시스템으로 각각 분리하였다. 오일입자의 분포는 0.07 내지 0.22μm의 분포이었다. 투과유속을 예측하기 위하여 cake 여과모델 (CFM)과 standard pore blocking 모델(SPBM)을 적용하였다. Dead-end 시스템에서 0.01 vol% 절삭유 수용액을 400 rpm으로 교반시켜 투과시킬 경우, 100 kPa 이하에서는 CFM 이 투과유곡을 잘 나타내었으나, 150 kPa 이상에서는 SPBM을 적용할 수 있었다. 운전압력을 60에서 200 kPa로 갑자기 증가시키면 분리막 표면에 형성된 오일층이 파괴되고, 다시 60 kPa로 감소시킬 때 반복하여 오일층이 형성됨을 알 수 있었다. 투과기구가 CFM에서 SPBM 으로 전환되는 이른바 임계압력을 추정하였으며, dead-end system에서는 약 100 kPa이었다. Reynolds 수가 7080인 십자형흐름 시스템에서 농도를 0.01에서 0.03 vol%로 증가시키면 입계압력이 약 100에서 150 kPa로 증가하였다.

입자의 정밀여과에 있어 임계플럭스의 이론치를 계산하기 위해 확산(diffusion), 횡방향이동(lateral migration), 전단유도확산(shear induced diffusion), 그리고 입자의 정전기적 반발력에서 기인하는 상호작용에 의한 상승이동(interation enhanced migration) 등의 입자의 역전달 이동을 고려하였다. 보통의 여과조건에서 제타전위의 절대치가 20~40mV이고 직경이 0.1μm~10μm인 입자의 경우 상호작용에 의한 이동이 가장 중요한 역전달 메카니즘이었다. 입자크기에 따라 계산된 임계플럭스값을 실험적으로 확인하기 위해 다양한 크기를 갖는 구형인 적철광(hematite)입자를 합성하여 여과실험을 수행하였다. 이 실험치는 역전달 이론에 의해 예측된 플럭스의 이론치와 비교적 잘 일치하였다.

본 연구는 흡착과 막분리를 결합시킨 혼성 시스템을 폐수처리에 응용하기 위한 기초 연구로서, 페놀을 분말활성탄에 의해 흡착하고, 흡착된 페놀을 활성탄과 함께 정밀여과에 의해 분리하였다. 분말활성탄의 입자크기가 클수록 여과저항은 감소하였으며, 활성탄의 양이 적을수록 단절점(break point) 이전의 투과농도 변화율과 페놀 부하 변화율은 증가하였다. 분말활성탄의 입자크기가 작을수록 활성탄의 외표면적과 경막물질전달계수의 증가로 인해 단절점 전의 투과농도는 감소하였다.

기존의 정수처리 공정인 응집 ·침전·모래여과를 단일 공정인 막분리 공정으로 대체하기 위한 중공사 정밀여과막의 적용 가능성을 검토하였다. 실험은 우선 실험실 규모의 실험에서 여러 가지 운전인자에 대한 수질의 안정성 및 장기 운전 가능성을 검토하였고, 여기에서 최적 운전인자로 얻어진 투과플럭스 0.03m/h, 10분 여과, 2분 정지 (30초간 air scrubbing 세정 포함)의 조건으로 20m3/일 규모의 Pilot Plant를 1년 이상 운전하여 안