상전환 방법에 의해 PVC계 MF막을 제조하여 환성슬러지가 포함된 폐수 처리용 MBR (Membrane bioreactor)에 적용하였다. 막 제조시 첨가제의 농도에 따른 막 특성을 확인한 결과 첨가제의 농도가 증가할수록 기공 크기가 증가하였으며 친수화도 역시 향상되었다. MBR의 내부 환경변화에 따른 실험을 통해 제조한 막의 투과 성능 및 막에 발생하는 막 오염 거동을 조사하였다. 사상균의 생성으로 인한 Sludge bulking 시 막 오염 현상이 가속화되었으며, 이 때 각 시료의 Rc을 조사한 결과 CP-0 > CP-1.0 > CP-1.5의 순으로 나타났고, 정상상태와 비교하여 sludge busking시 Rc값은 3.5~7배가지 증가하였다. 표면 특성이나 투과 유속면에서 PVP 1.5 wt% (CP-1.5)를 첨가하였을 때가 가장 적합하였다. 평균 투과 유속은 시료 모두에서 12(±2) L/m2hr 정도였으며, 평균 COD 제거율은 98.8% 정도를 나타내었다 MBR 운전에 있어 sludge bulking시 사상균이 차지하는 비율과 미생물의 모양과 크기에 따라 막 오염은 가속화 되었고, 투과 유속 감소를 보였다. 따라서 막 여과 특성은 막의 친수화 정도와 MBR 내부 미생물의 성장 조건과 환경에 의해 결정되는 것을 알 수 있었다.

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.

중공사막의 일단이 자유롭게 움직여 막 오염 현상을 줄일 수 있도록 고안된 침지형 프리엔드 중 공사막 모듈에 아주 짧은 주기로 역세를 실시하는 역충격을 적용하여 중공사막의 기초 오염 특성을 조사하였다. 본 연구에 사용된 막은 폴리설폰(PS, polysulfone)과 폴리아크릴로니트릴(PAN, polyacrylonitrile) 재질의 내경 0.7mm, 외경 1.3mm, 분획분자량 50,000인 한외 여과막을 사용하여 모듈을 제작 후 MLSS 10,000mg/L의 반응조를 침지하였다. PS 중공사막의 역충격 유무에 따른 투과율과 압력 변화를 측정하였다. 역충격을 가하지 않은 경우, 모듈의 투과율은 초기 3시간 동안 급격히 감소하였고 150시간 이후에 일정한 투과율을 나타내었다. 역충격을 가한 모듈의 투과율 감소율은 현저히 줄어들었다. PS과 PAN 재질 중공사막의 역충격에 대한 영향을 15kPa에서 비교한 결과 초기 투과율은 PS 막이 19lmh, PAN 막이 16lmh이었다. 그러나 PS 막은 급격한 막 오염으로 인하여 압력이 30kPa까지 상승하였고 PAN 막은 15kPa에서 거의 일정하게 유지되었다. 160시간 이후 역충격을 멈추었을 때 PAN 막의 투과율은 역충격이 있을 때보다 더욱 감소하였고 PS 막은 역충격을 주었을 경우와 비슷한 투과율을 나타내었다. PAN 막은 역충격으로 인하여 막의 오염이 지연되고 있는 상태에서 역충격의 영향이 없어지므로 막의 오염이 계속적으로 생기는 것이고, PS 막의 경우는 초기의 급격한 막의 오염 때문에 역충격으로 인한 막오염 지연효과가 적었다.

본 연구는 정수처리 공정에서 예상되는 오염물질에 대한 막의 투과성능과 오염현상을 알아보기 위하여 막의 깊이와 운전압력에 따른 압밀화 현상을 검토하였다. 막의 길이와 운전압력이 증가함에 따라 압밀화 현상도 증가하였다. MF막을 오염물질에서 고압(2.0 kg/cm2)과 저압(0.5 kg/cm2)으로 운전할 때, 고압 운전이 막힘현상(clogging)을 가속화 시켜 플럭스를 급격히 감소시키므로 저압 운전이 효과적이다. MF막을 Out-In방식으로 운전하였을 때, 막의 길이와 운전 압력에 관계없이 일정 시간 운전 후 비슷한 플럭스가 나타났다. 미생물 물질에 대한 막오염 현상을 파악하기 위해 중공사막을 강제 오염시킨 후 화학세정을 실시하였다. Biofouling된 막을 화학세정 하였을 때 산화능력이 우수한 H2O2와 NaOCl이 NaOH에 비해 살균능력과 탈착능력이 우수하다는 것을 알 수 있었다.

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.

Fouling을 줄이기 위한 한외여과용 친수성 막을 제조하기 위해서 chlorosulfonic acid(CSA)를 사용하여 이온교환용량이 다른 여러 종류의 sulfonated polyethersulfone(SPES)을 불균일계에서 제조하고 특성조사를 하였다. CSA농도, 반응온도, 반응시간 등의 반응조건에 따른 반응도와 분해정도를 알아본 결과 10℃ 이상의 온도와 0.05 mol 이상의 CSA 농도에서 효과적으로 반응이 일어나지만 고분자 주쇄의 분해가 심하게 일어나는 경향을 나타내었다. 술폰산기의 치환여부는 FTIR과 1H-NMR로 확인할 수 있었다. 불균일계에서 개질된 SPES 한외여과막의 단백질에 의한 fouling 감소효과를 알아보기 위해 같은 투과성능을 갖는 막을 비용매인 DCM과 pore 형성제 PVP를 첨가제로 사용하여 막을 제조하였다. 이온교환용량이 증가함에 따라 투과속도는 감소하고 배제율은 상당히 증가되었다. 이런 결과는 SEM에 의해서도 확인할 수 있었다. Finger 구조가 사라지면서 top layer의 두께도 증가하였다. 비용매인 DCM에 의해서 치밀한 막을, pore 형성제인 PVP에 의해서 다공성 막을 제조할 수 있었다. 이온교환 용량이 높을수록 친수성이 증가하여 fouling을 감소시킬 수 있었다.

막결합형 활성슬러지 시스템의 운전에서 운전 시간에 따른 막 여과 특성의 변화를 살펴보았다. 슬러지의 순환 과정에서 전단력에 의한 플럭 크기의 변화가 여과 저항에 미치는 영향을 살펴보기 위해 여과 저항 모델식을 사용하였으며 또한 케이크 층의 특성 변화를 살펴보기 위해 입자의 비저항을 측정하였다. 플럭의 크기는 운전 초기 4~6시간 내에 급격한 감소 양상을 보였으며 이후 서서히 감소하여 20μm 부근의 값을 유지하였다. 운전 시간에 따른 입자의 비저항의 증가는 시간에 따른 입자 크기의 감소로부터 예상되는 결과와 잘 일치하였다. 플럭의 구성 성분 중에서 용존 유기물과 미생물이 플럭스 감소에 미치는 영향은 상대적으로 작았으며 콜로이드성 입자가 가장 큰 플럭스 감소 요인으로 작용하였다. 미생물 플록과 비교하여 콜로이드성 입자는 높은 비저항을 가졌으며 이로 인해 상대적으로 높은 케이크 저항을 나타내었다.

발전소 복수기의 열전달 표면에 형성되는 불순물의 fouling factor와 튜브내면에 부착되는 피막의 두께변화를 측정하여 복수기 관리에 관한 지침을 제시하고자 모델복수기를 이용하여 60일간 현장실험을 실시하였다. 복수기의 fouling factor는 시험 후 약 40일 이후부터 큰 폭으로 증가하였다. 발전용 복수기의 관청결도가 85-90%로 설계되므로 설계치를 유지하기 위해서는 약 40일 마다 복수기튜브를 세정하여 관청결도를 향상시켜야 할 것으로 판단되었다. 또한 동합금 재질을 사용하는 복수기튜브는 설치 후 보호피막이 형성되는 초기 30일 동안의 방식운전이 복수기튜브 건전성 확보에 중요한 인자임을 유추할 수 있었다.

본 논문에서는 막오염을 일으키는 현상과 원인들을 나름대로 규명하기 위해 고찰 하였고, 이러한 규명은 막오염층 성장모델과 막오염층의 성장요인이 되는 흡착과 대류속도 등으로 나누어서 고찰하였다. 이러한 문제의 근본적인 이해는 막오염의 기초적 이론 지식이 이해되었을 때 막공정의 개발이 향상될 수 있으며 막오염은 농도 분극현상서부터 흡착, 막세공 막힘에 이르기까지 일련의 과정들이 분리돼서 이해될 수 없는 서로의 긴밀하 관계가 유지되므로 종합적인 기초 지식의 열거가 필오하다.

A study on the fouling control by periodical ozone-scrubbing was conducted in a membrane filtration process for drinking water treatment. Hydrophilic hollow fiber polyethylene membrane with pore size of $0.1{\mu}m$ and its surface area of $0.42m^2$ was used. Dead-End filtration method was selected to obtain high efficiency of energy. Laboratory prepared synthetic raw water with kaolin was used and the membranes were scrubbed by ozone once in an hour and once in two hours. When the duration of ozone scrubbing was increased from 10 seconds to 20 seconds, the rate of membrane fouling was significantly decreased. Although the frequency of ozone-scrubbing was reduced from once in an hour to once in two hours. the effect of fouling control was unchanged. However, ozone-scrubbing was not effective after a membrane was fouled and washed with detergent for reuse. Among several possible working effects of ozone, bactericidal effect was confirmed to be the primary reason of fouling control.

In 2001, about 20 years after the introduction of the standard buoys, the natural environment and maritime traffic flow changes in the waters near Korea and the necessity of improvement of the AtoN (Aids to Navigation) maintenance was suggested. The IALA provides guidelines for maintenance and management of AtoN, and Korea provides guidelines for the management and operation of standard buoys by means of the Enforcement on the AtoN laws. The objective of this study was to investigate the installation status and the repair status of the standard type buoys by sea area in order to improve the management and operation of the steel standard buoys. In addition, a survey was conducted on the improvement of the steel buoy fouling and the improvement of the lifting inspection cycle towards on the AtoN managers and producers of the representative authority by sea area. In the case of LL-26 (M) buoy type, the standard type buoy installation status of Korea in 2017 was 57.1%, and the LL-26 (M) type was 58.9% showing the highest repair rate. According to the results of the survey on buoys fouling, 51.2% were caused by the attachment of shellfish, and 43.2% were caused by bird feces. The results of the survey on the improvement of the regular buoy inspection cycle showed that the measures are to maintain the current inspection period of 2 years regardless of the characteristics of the sea area (water depth, inside and outside port, buoy size, etc.).

신재생 에너지의 활용 및 폐기물 순환을 통한 재활용에 주목하는 전세계적인 요구에 힘입어 바이오매스 및 생활환경 폐기물을 연료로 발전하는 SRF 발전에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 특히 화석연료의 고갈과 각종 폐기물의 증가로 SRF 발전에 대한 수요는 점차 증가할 것이라 예상된다. 다만, 정제된 화석연료의 사용 대신 각종 폐기물을 연로로 활용하기 때문에 이로 인해 발생하는 연소 생성물에 의해서 다양한 문제들이 발생되고 있다. 특히 보일러 시스템 내에서의 보일러 관에 각종 연소 생성물이 부착되는 파울링 현상은 연속 운전 시간 및 에너지 효율 측면에서 극복해야할 대표적 난제이다. 본 연구에서 우리는 현장에서 채취한 각종 소각재 및 파울링 현상으로 인해 발생하는 보일러 관 표면의 클링커에 대한 구성 물질 분석결과들을 통한 회귀분석과 동시에 시뮬레이션을 통해 각 구성 물질의 함량 변화에 따른 소각재 및 클링커의 녹는점 변화에 대해 분석하였다. 이를 통해 파울링 현상에 영향을 미치는 인자들을 구별하고 이에 따른 해결법을 제시하고자 한다.

Membrane Bioreactor 공법(MBR process)은 기존 활성슬러지 공법에 분리막 공정을 적용하여 하수를 처리하는 고도하수처리공정이다. 분리막과 생물반응조를 결합해 생물반응조에서 하수가 처리되고 분리막에 의해 처리된 하수가 여과되어 과정이 이루어진다. MBR 공법의 장점으로 미생물 농도를 높게 유지해 처리 수질을 기존의 생물학적 처리장보다 향상 시킬 수 있고, 처리 수질을 향상시켜 처리수를 중수도로 이용가능하다. 하수를 재이용함으로써 현재 물 부족 상황에 대처하기 위한 방법 중 하수 재이용에 대한 현실적인 대안이 될 수 있다. 그러나 MBR 공정에서 분리막에 생기는 Fouling은 공정의 효율성을 떨어뜨리는 가장 큰 문제가 되고 있다. 현재 MBR 공정에서 발생하는 Fouling을 해결하기 위해 화학세정방법 및 계면활성제를 이용하고 있다. Rhamnolipid는 미생물로부터 생성되는 효소의 일종으로 화학적 계면활성제와 유사한 특성을 가진다. Rhamnolipid는 또한 생분해성으로 박테리아에 의해 무기물로 분해되어 환경에 대한 위해성과 독성이 거의 없으므로 환경복원에 유용하게 쓰일 수 있다. 따라서 본 연구에서는 MBR공정 운전에서 Rhamnolipid의 주입 방식과 투입량에 따른 분리막 세정 효과 및 막 오염 제어 가능성을 알아보았다.

In response to the water shortage problem, continued attempts are being made to secure consistent and reliable water sources. Among various solutions to this problem, wastewater effluent is an easy way to secure the necessary supply, since its annual output is consistent. Furthermore, wastewater effluent has the advantage of being able to serve various purposes, such as cleaning, sprinkling, landscaping, river management, irrigation, and industrial applications. Therefore, this study presents the possible use of reclaimed industrial wastewater treated with Birm filters and a UF membrane, along with an analysis on membrane fouling. The preprocessing stage, part of the reclamation process, used Birm filters to minimize membrane fouling. Since this study did not consider heavy metal levels in the treated water, the analyses did not include the criterion for irrigation water quality. However, the wastewater reclaimed by using Birm filters and a UF membrane met every other requirement for reclaimed water quality standards. This indicated that the treated water could be used for cleaning, channel flow for maintenance, recreational purposes, and industrial applications. The analysis on the fouling of the Birm filter and UF membrane required the study of the composition and recovery rate of the membrane. According to SEM and EDX analyses of the UF membrane, carbon and oxygen ion composition amounted to approximately 57%, whereas inorganic matter was not detected. Furthermore, the difference in the recovery rates of the distressed membrane between acidic and alkaline cleaning was more than ~78%, which indicated that organic rather than inorganic matter contributed to membrane fouling.

Mussels are stubborn organism attached to solid substrate by byssus threads and caused operational problems in utility of power generating stations. Sole and combined usage of ultrasonic (28 kHz- and 42 kHz- frequencies) and hydrogen peroxide (H2O2) has studied for control of blue mussel larvae and adult stage in seawater condition. A theoretical wo rking model using disinfection (Chick and Watson type) approaches is presented based on helpful results of experiments. This study also demonstrate that the combined treatment (ultra-sonication with H2O2) is overall highly efficient than individual treatment would, but on the basis of exposure time, the ultra-sonication was the most efficient among them. Therefore the development of sole and combined technique might be effective practical mitigation strategy against mussel attachment for water handling facilities.

The purpose of this study is to find the operational characteristics of nitrifier-dominated membrane bioreactor (MBR), which has been extensively studied for organic removal, especially in terms of nitrite (NO2-N) build-up and membrane fouling. Membrane fouling is one of the important factor which determines the economics of MBR system. The characteristics of membrane fouling was monitored in terms of the fouling indices such as sludge volume index (SVI), the concentration of total organic carbon (TOC) and extracellular polymeric substances (EPS) in a membrane permeate or sludge extract, the absorbance of supernatant at 260 nm. Most of index values except for protein concentration in EPS had a close relation with the increase of suction pressure and SVI value. Nitrifying MBR was superior to the conventional organic-oxidizing MBR in terms of membrane fouling since the fouling index value of nitrifying MBR was lower than that of BOD-oxidizing MBR.

진동 수주형 파력 발전 브이는 해상에 설치되는 시스템으로 내부 지름 및 내부 유입 저항에 의하여 출력이 결정된다. 해상에 설치되는 진동 수주의 경우 내부에 패류의 증착에 의하여 내부 지름이 줄어들게 된다. 또한 패류의 증착에 의하여 유입되는 해수의 저항이 증가하게 되어 파력 발전 효율을 급감시킨다. 본 논문에서는 AFS을 이용하여 해양 구조물에 패류의 증착을 억제하는 실험을 수행하였다. Buck converter를 이용하여 전극봉에 흐르는 전류량을 제어하였다. 또한 기존 선박의 AFS와 달리 해양 구조물에 적합한 AFS제어 알고리즘을 개발하였다. 실험 결과 AFS을 통하여 조류 증착을 방지할 수 있음을 확인하였다.

There are many difficulties to supply constant power to marine facilities which operate in the sea. Especially, there is a limit to stand alone power supply systems due to the influence of weather conditions. That's why a hybrid power supply system is required to overcome these problems. This paper will describe an Electronic Anti-Fouling System (EAFS) to maximise the power efficiency for a solar - wave hybrid power generation system. A main factor reducing the efficiency of a Wave Energy Converter (WEC) is due to the attachment of aquatic life forms. Therefore the aim of this research is to develop a simulation programme to enable the design of more efficient EAFS for hybrid power generation systems and to provide valuable data for production of more efficient EAFS.