In this study, chemically enhanced steam cleaning(CESC) was applied as a novel and efficient method for the control of organic and inorganic fouling in ceramic membrane filtration. The constant filtration regression model and the resistance in series model(RISM) were used to investigate the membrane fouling mechanisms. For total filtration, the coefficient of determination(R2) with an approximate value of 1 was obtained in the intermediate blocking model which is considered as the dominant contamination mechanism. In addition, most of the coefficient values showed similar values and this means that the complex fouling was formed during the filtration period. In the RISM, Rc/Rf increased about 4.37 times in chemically enhanced steam cleaning compared to physical backwashing, which implies that the internal fouling resistance was converted to cake layer resistance, so that the membrane fouling hardly to be removed by physical backwashing could be efficiently removed by chemically enhanced steam cleaning. The results of flux recovery rate showed that high-temperature steam may loosen the structure of the membrane cake layer due to the increase in diffusivity and solubility of chemicals and finally enhance the cleaning effect. As a consequence, it is expected that chemically enhanced steam cleaning can drastically improve the efficiency of membrane filtration process when the characteristics of the foulant are identified.

고도정수처리를 위한 관형 탄소 한외여과 및 PP구의 혼성 수처리 공정에서 질소 역세척 시 막오염에 의한 저항(Rf) 및 투과선속(J), 총여과부피(VT) 등을 활용하여 휴믹산의 영향을 고찰하였다. 사용한 막은 프랑스 Tech-Sep사에서 제조하였으며 탄소 지지층에 산화지르코늄으로 코팅한 것이다. 실험에 사용한 모사용액은 유기물 중 상당부분을 차지하는 휴믹산과 점토 무기물과 같은 미세 무기입자인 카올린을 순수에 첨가하여 제조하였다. 휴믹산의 농도가 증가함에 따라 급격한 막오염으로 인해 Rf가 증가하는 경향을 보였고, 투과선속 J는 감소하는 결과를 나타냈다. 유기물질 처리효율은 증가하는 추세를 보였으며, 탁도 처리효율은 98%로 일정한 경향을 나타냈다.

본 연구에서는 pH 변화에 따른 카올리나이트-휴믹산, 카올리나이트-아메리슘 및 휴믹산-아메리슘 등의 이성분계 흡착반응을 조사하였다. 카올리나이트의 물리화학적 특성을 조사한 후, 휴믹산농도, 이온강도 및 pH 변화에 따른 카올리나이트에 휴믹산의 흡착실험을 하였다. pH 및 HA 농도가 증가함에 따라 KA에 대한 HA의 흡착율이 감소하였으나, 이온강도가 증가함에 따라 HA의 흡착율이 증가하였다. 또한 pH 변화에 따른 카올리나이트와 아메리슘과 흡착반응 및 아메리슘과 휴믹산과의 흡착반응도 연구하였다. 산성 및 중성영역에서는 Am이 HA에 쉽게 흡착되었으나, 염기성 영역에서는 정전기적 반발력으로 HA에 대한 Am 흡착이 감소되었다. 본 연구 결과는 수환경에서 휴믹산에 의한 아메리슘 흡착거동 특성을 이해하는데 활용이 가능하다

자연산 유기물과 미세 입자는 분리막을 이용한 수처리 공정에서 반드시 제거되어야 하는 주요한 물질이다. 특히 휴믹물질은 막오염을 일으키는 자연산 유기물의 대표적인 물질로 알려져 있어 막여과 정수처리와 관련된 많은 연구에서 정수 원수를 모사하기 위해 이용되고 있다. 본 연구에서는 휴믹산 용액과 자연수의 한외여과시 막여과 및 세척 특성을 비교 분석하여 분리막 모듈의 실제 정수 원수 적용시 휴믹산 용액을 이용한 모사수가 가지는 대표성을 검토하고자 하였다. 정수원수의 막투과도는 5 mg/L 휴믹산 용액의 여과와 거의 같은 양상을 보였으나 유기물 및 탁도 제거율 측면에서 차이를 보였다. 용존성 유기물의 제거율은 휴믹산 용액에 비해 자연수의 제거율이 아주 낮으며 자연수 내에 존재하는 유기물은 분리막에 의해 거의 제거되지 않음을 알 수 있었다. 모사수의 제거율이 상대적으로 높게 나타난 이유는 유입수 내 유기물의 분자량 분포와 UV254 및 SUVA 값으로부터 휴믹산 용액 내 유기물의 크기 배제 및 소수성 흡착 때문인 것으로 사료된다. 미세입자 제거의 경우 입자 분포에 있어서 상대적으로 작은 크기의 카올린을 함유한 모사수가 자연수에 비해 한외여과 처리수의 탁도가 더 낮게 나타났다. 이는 입자 크기 자체보다는 입자의 형태가 분리막에 의한 입자 제거에 영향을 미치는 것으로 추정된다. 또한 화학세정을 통한 막성능 회복률의 경우 비슷한 막투과도를 보이며 오염을 일으킨 경우에도 모사수가 자연수에 비해 다소 높은 회복률을 보였고, 이 또한 모사수의 한계를 드러낸다고 하겠다.

산업단지, 철도부지, 사격장 및 폐광산 등 중금속으로 오염된 토양부지의 복원을 위하여 토양 세척법, 세정법, 동전기법 등의 기술이 사용되며, 이들 기술의 적용을 위해서는 강한 산 또는 화학적 산화제의 사용이 불가피하다. 화학적 세척제의 사용은 처리수의 정화 및 처리 토양의 생태 독성 제거 등 후처리가 필요하다. 한편, 휴믹산은 자연 토양 내 많이 존재하는 자연기원 유기물로서, 비료로 사용되거나 토양 개질에도 많이 이용된다. 이러한 휴믹산은 구조가 매우 복잡하며, 중금속과 배위결합이 가능한 카르복실기, 페놀기 등을 다량 보유한다고 알려져있다. 휴믹산 중금속 제거를 위한 킬레이트제로 친환경적 토양 세척법으로의 적용이 가능하다. 본 연구는 표준 휴믹산을 정제하여 용산 철도부지의 현장오염토양을 대상으로 구리, 납, 아연의 제거를 위한 토양 세척법의 적용 가능성을 평가하였다. 농도 및 pH 조건을 달리한 실험 결과 농도는 1000 ppm에서, pH 조건 10에서 각 중금속의 제거 효율이 가장 높게 나타났다. 중금속 제거용 킬레이트제의 대조군으로 EDTA를 사용하였으며, 휴믹산의 중금속 제거율은 EDTA 대비 구리, 납, 아연 각각 20.44%, 4.58%, 19.55%으로 나타났다. 토양 세척 시의 고액 비, 반응 온도, 등 다른 환경인자에 따라 중금속 제거 효율을 증대 시킬 수 있을 것으로 판단된다.

본 연구에서는 지반공학적 문제를 발생시키는 고유기질토의 역학적 특성을 알아보고자 실내 시험을 실시하였다. 사용된 고화제는 산업부산물을 재이용한 고화제(NSB)이며 역학적 특성을 비교하고자 고로슬래그시멘트(GSC)를 이용하였다. 사용된 점토는 카오리나이트이며, 휴믹산을 유기물로 이용하여 혼합하였다. 시험 결과 pH는 유기물의 함량이 증가할수록, 양생일이 증가할수록 감소하였다. 일축압축강도는 휴믹산이 증가될수록 감소하였으며, 파괴시 축 변형률은 휴믹산이 증가할수록 증가되는 경향을 나타내었다.