It was found in this study that fluorinated microporous carbon aerogels with enhanced hydrophobicity could be successfully prepared by direct fluorination to separate water-in-oil emulsions at high flux. The fluorinated carbon aerogel (F-CA) surface treated by the fluorination method had a water contact angle of 151.2° and could immediately absorb oil. In addition, the unique network structure of F-CA and its hydrophobicity allow surfactant-stabilized water-in-oil emulsions to be effectively and simply separated under gravity without requiring external forces such as vacuum or pressurization. The network structure of F-CAs consists of randomly connected spherical particles that form fluorinated permeation channels, which induce high flux during emulsion separation. The F-CA spherical particles have nanosized pores and high hydrophobicity, which repel and trap water droplets to increase the separation purity. Therefore, F-CA exhibited excellent performance, such as high filtrate purity (up to 99.9954%) and flux (up to 11,710 L/m2h). Furthermore, F-CA reusability was demonstrated as it did not lose its hydrophobicity and maintained its performance even after repeated use. This type of aerogel has great potential to be utilized throughout various environmental fields, including oil remediation.

The purpose of this study is to use the hybrid steam-solvent process, because it is created in the form of water, bitumen, and water/bitumen emulsion by hot steam, so effective separation is required. Methods for separating the emulsion include a chemical separation method by adding a chemical, a separation method using an electrostatic property, a separation method using a membrane, a separation method using a microwave, and the like. Among them, the most used method is the separation method using a chemical, and it is reported that the separation efficiency of the emulsion is the best. In this study, a method for efficiently separating bitumen emulsions using a chemical separation method adding an emulsifier was investigated. In particular, technological trends in oil sand oil treatment technology were analyzed based on patent analysis.

정유소와 석유 공장에서 발생하는 폐수는 심각한 환경오염으로 이어진다. 기름이 있는 물을 정수 처리하는 데에 는 많은 방법이 존재하지만, 가장 효과적인 방법은 막을 이용한 기술이다. 물에서 기름기를 제거하는 데 사용되는 유기재료로 만들어진 고분자 막은 파울링이라는 고질적인 문제를 가지고 있다. 무기성 막은 수명이 길다는 점에서 유기성 분리막보다 효 율적이다. 제올라이트 막은 우수한 화학적 안정성을 갖고 있으며 오랜 기간 재활용할 수 있다. 막에서 친수성의 존재는 막의 수 투과량을 증가시킨다. 제올라이트로 만들어진 세라믹 분리막은 물과 기름을 분리하는 데 사용되는 효율적인 무기막 중 하 나이다. 본 리뷰논문은 i) 순수 제올라이트 막과 ii) 다른 물질과 혼합된 제올라이트 복합막, 2가지로 분류되는 제올라이트 기 반의 무기막을 사용하는 물과 기름 분리 기술을 중점으로 다루고 있다.

본 연구에서는 polyketone (PK)을 이용하여 전기방사 조건에 따른 섬유 형상의 특성 변화와 유수분리 가능성을 확인해 보았다. 고습과 저습 조건에서는 마이크론 직경의 섬유가 형성되었으며, 특히 고습에서는 섬유의 표면이 거칠게 변한 것이 확인되었다. 섬유 직경을 micro에서 nano로 변경하기 위하여 방사용액에 염을 추가하였으며, 그 결과 섬유 직경이 약 90% 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 제조된 rPK-LNC와 PK-H로 유수분리 특성을 확인하기 위해 oil/water 에멀션으로 중 력 조건에서 유수분리를 진행하였으며 total organic carbon (TOC)와 탁도를 측정하여 특성을 분석하였다. 제거율 확인결과 탁도가 TOC와 동일한 경향성을 나타내는 것이 확인되었다. 따라서 본 연구에서는 고분자의 방사조건과 염의 유무에 따른 분리막의 섬유 형상과 물리적 특성변화와 이를 이용한 유수분리 특성에 대해 연구하였다.

기후 변화는 비정상적인 날씨 패턴을 야기하며 연간 강수량에 지대한 영향을 미친다. 이와 더불어 산업화의 가속화는 에너지 수요를 증가시키며 석유화학 산업폐수의 누수와 유조선의 유출을 초래함으로써 수질 오염을 악화시킨다. 이러한 부정적인 여건 속에서 정수를 효율적으로 추출해내는 해결책을 강구하는 것이 요구된다. 기름/물 분리를 위해 화학적 침전 및 흡착에 의한 분리 등과 같은 방식을 운용할 수 있지만 분리막 기술이 비용 및 에너지 측면에서 더 효율적이다. 분리막의 양친성은 전기 전도성과 친수성이 뛰어난 MXene이라는 2차원소재를 도입하여 향상시킬 수 있다. 본 총설에서는 향상된 분 리막 성능의 사례를 크게 순수 MXene이 적용된 사례와 변형된 MXene이 적용된 사례로 나누어진 목차로 전개할 것이다. 복합 분리막을 제조하기 위해 다양한 고분자가 사용되었으며 각 사례에서 MXene은 특정 용도에 적합한 특성을 더욱 강화시켜 주었다.

In this study, for the treatment efficiency of the IGF process for the treatment of produced water (PW) discharged from the oil sands plant, the bench-scale oil sands plant PWT package was designed, manufactured and evaluated to verify the efficiency of the process. The microbubble generation efficiency and microbubble size change according to the circulation pump pressure were observed, and the correlation between influent concentration and temperature, residence time and oil-water separation performance was analyzed.

기름/물 분리막은 다른 분리 기술들에 비해 낮은 에너지 비용과 높은 성능 수준을 갖고 있다. 초친수성과 수중에 서 소유성은 효과적인 기름/물 분리막을 개발하는 데 가장 중요한 요인으로 작용한다. 이와 더불어 방오속성과 생분해성도 효과 적인 기름/물 분리막을 개발할 때에 고려되는 중요한 요소들이다. 본 리뷰 논문에서는 다양한 화학성분과 형태를 변형시켜 개발된 기름/물 분리막의 특성과 분리 효율을 개선한 연구들을 소개한다.

The study presented in the article is focused on use of graphene obtained by novel microwave-enhanced chemical vapor deposition (MECVD) method as a construction material for 3D porous structures—aerogels and sponges. MECVD graphene nanoplatelets-based aerogels were obtained by mixing MECVD graphene nanoplatelets and chitosan, dissolved in 3% acetic acid followed by its freeze drying and carbonization at 800° in inert medium. Surface morphology of aerogels was characterized by SEM. MECVD graphene nanoplatelets-based aerogels are characterized by a porous structure; they are superhydrophobic and possess high sorption capacity with regard to organic liquids of different densities. Polyurethane sponges coated with MECVD graphene can serve as an alternative to aerogels. The process of their obtaining is cheaper and less complicated. They were obtained by facile “dip-coating” method, modifying its surface to increase its hydrophobicity. The resulting sponges are superhydrophobic and superoleophilic, and demonstrate high rate of sorption of organic liquids and can be easily regenerated by squeezing. In addition, they can be used as a separating material in conjunction with vacuum system for continuous and selective collection of organic liquids from the surface of water.

‘용매 이동 유도 상분리‘라는 신 기법을 이용하여 바이젤 중공사막을 개발했고 이를 물/기름 에멀젼 분리에 적용하였다. 바이젤막은 미세유체장치를 이용한 방사법을 통해 제조되며, 제조액으로는 실리카 나노입자가 분산된 삼성분계 혼 합액 (물/가교 가능한 단량체/ 에탄올)을 사용한다. 실리카 나노 입자의 양, 입자 표면을 개질하는 계면활성제의 양에 따라 표면층의 기공 크기 및 하부 층의 구조 변화를 살펴보았다. 바이젤 막의 장점은 후 코팅 공정을 거치지 않고도, 막 표면 전체를 실리카 입자 층으로 덮어 anti-fouling 효과를 보유한다는 점이다. 물/기름 에멀젼에서 순수 물을 얻는 정밀여과에 적용하였으며, 상용 폴리설폰 중공사막보다 우수한 oil rejection 및 투과도를 보여주었다.

접촉분해 경유에 함유된 유용 방향족 성분(나프탈렌류 성분:탄소수 10-12)의 분리법으로서 추출법과 액막법을 분리성능 면에서 비교했다. 추출법의 용매로서는 dimethylsulfoxide수용액을, 액막법의 막상으로서는 dimethylsulfoxide와 saponin의 혼합수용액을 각각 사용했다. 추출법에서 얻어진 노르말-노난을 기준 성분으로한 나프탈렌류 성분의 선택도는 온도가 낮아짐에 따라 급격히 증가했으나, 액막법에서 얻어진 선택도는 온도에 무관한 경향을 나타내어, 실온에서의 추출법에 의한 나프탈렌류 성분의 선택도는 액막법에서 얻어진 선택도는 온도에 무관한 경향을 나타내어, 실온에서의 추출법에 의한 나프탈렌류 성분의 선택도는 액막법에 비해 컸다. 또, 회분 교반조를 사용하여 두 분리법으로 부터 나프탈렌류 성분의 물질이동속도를 측정한 결과, 추출법의 연속상측 물질이동계수는 액막법의 막상측 투과계수에 비해 약 280배 컸다.

It was tested the possibility that EPA and DHA could be separated from fish oil fatty acid ethyl ester(FAEE) in the supercritical carbon dioxide rectification method. Experiments were carried out in the 1800mm tall and temperature gradient packed rectification column at the pressure of 100bar and carbon dioxide flow rate of 52.43NL/min. Experimental results showed that this method was useful to separate the FAEE by the relative volatility of the components. The maximum attainable concentration of EPA, DHA and both of them in product were 41%, 43% and 57% respectively in this rectification column using raw fish oil feed.

Separation of EPA and DHA from fish oil fatty acid ethyl ester (FAFE) by urea adductive crystallization method was carried out in the supercritical carbon dioxide (SC CO2) as a solvent. Our results showed that SC CO2 is a good candidate as a solvent in the urea adductive crystallization to separate FAFE by the number of unsaturated bonds. Compared to the separation process using methanol. SC CO2 yielded better performance in the overall selectivity of EPA and DHA. The effect of process variables on separation of EPA and DHA was discussed in detailed. A hybrid technology of SC CO2 fractionation and urea adductive crystallization with SC CO2 was conformed as a viable process to separate and concentrate EPA and DHA from fish oil.

본 연구에서는 2축 회전판형 한외여과막 모듈의 순수투과율 예측모델과 1% 절삭유의 분리특성 및 투과율 예측모델을 유도하였다. 2축 RDM은 한외여과막(UOP사, 직경 0.22m)을 씌운 같은 크기의 회전판막 20개를 장착한 후 막간격과 각속도(ω)에 따른 분리특성을 조사하였다. 2축 RDM의 순수 투과율은 각속도가 41.89rad/s에서 9.95% 감소하여서 1축 RDM의 감소율 3.01%보다 높았다. 2축 RDM은 회전판막이 겹친 부분에서 난류의 발생으로 미끄럼 흐름에 의한 압력 강하는 (2.5ωr)2에 비례하였다. 회전판막 간격이 3mm인 J/Jo(절삭유의 투과율/순수 투과율)는 각속도가 31.42rad/s에서 2.62rad/s로 감소할 때 0.64에서 0.31로 감소하였고 간격이 7mm 일 때의 J/Jo는 0.64에서 0.27의 감소하여 비슷한 경향을 보였다. 1축 RDM에 사용된 투과율 예측모델식을 변형하여 유도된 2축 RDM의 모델식은 실험결과와 잘 일치하였다.

본 연구에서는1축 회전판형 한외여과막 모듈의 순수 투과율 예측모델과 기름 에멀션의 분리 특성 및 투과율 예측모델을 유도하였다. 1축 RDM은 한외여과막(UOP사, 직경 0.22m)으로 제작된 회전판막을 장착하여 25℃ 에서 압력, 각속도(ω ), 농도 변화에 따라 분리특성을 조사하였다. 회전판막의 각속도가 0에서 52.36rad/s로 증가할수록 회전판내 유체가 받는 원심력에 의한 압력 강하와 분리막 표면의 미끄럼 흐름에 의한 압력 강하로 순수 투과율은 최대 각속도에서 3.9% 감소하였다. 원심력과 미끄럼 흐름에 의한 압력 강하는 선속도(ωr )의 자승에 비례하였다. 회전판의 각속도가 52.36에서 2.62rad/s로 감소할 때 5% 절삭유의 투과율은 30.16% 감소하였고 농도가 낮을수록 막회전과 투과율에 미치는 영향은 적었다. 절삭유의 투과율(J; kg/m2ㆍs )은 회전에 의한 압력 강하를 고려한 유효압력차(Delta PT ; Pa), 벌크농도(CB ; %), 선속도(ω r; m/s) 등에 영향을 받으며 실험 결과에 저항 모델을 적용하여 다음과 같은 식을 유도하였다.

For the purpose of developing a new process for the elimination of oil components from oily waste water, experimental researches using oil gelling agent were performed. The process is composed of three units, that is, decantator, gelling column and adsorption column. l0g of gelling agent in the gelling column could effectively absorb 15.65g of oil from ship washing waste water and 16.93g of oil from steel industry waste water. COD in waste waters dramatically diminished not in the gelling column but in the adsorption column. The gelling is hindered by other organic components in waste water, and the optimum space time for the gelling column is 20min. lg of gelling agent absorbed 3.7-4.0g of oil from waste waters with 25 min in the batch operation.