본 연구는 해수담수화 전처리 공정으로서 막의 공경 및 재질에 따른 정밀여과/한외여과의 특성평가와 응집의 추가공정이 막여과에 미치는 영향을 플럭스 비(J/J0), 탁도, SDI(Silt Density ...
본 연구는 해수담수화 전처리 공정으로서 막의 공경 및 재질에 따른 정밀여과/한외여과의 특성평가와 응집의 추가공정이 막여과에 미치는 영향을 플럭스 비(J/J0), 탁도, SDI(Silt DensityIndex), SEM(Scanning Electron Microscope)/EDX(Energy Dispersive X-ray) 분석을 통해 평가하였다. A(PVDF), B(PVDF), C(PTFE), D(PVDF), E(CA) 5가지 막을 이용한 막 종류별 막여과 평가에서 초기 플럭스에 차이가 존재하는 것을 확인하였고, 다른 막들에 비해 A막의 플럭스 비(J/J0)가 61%로 가장 낮아 플럭스 감소가 큰 것으로 나타났다. A-E막 여과수의 탁도는 0.055, 0.038, 0.038, 0.039, 0.116NTU로서 제거율로는 각각 99.45, 99.62, 99.62, 99.61, 98.84%였다. E막 여과수의 탁도가 0.1NTU 이상으로 높게 나타난 이유는 소수성 재질인 PVDF, PTFE막과는 달리 친수성 재질인 CA막이 소수성인 탁도 물질 제거에 있어 영향을 미쳤을 것으로 판단된다. A막을 이용한 응집제 주입률에 따른 응집-막여과 평가에서 최적 응집제 주입량은 0.5mg/L as Fe, 적정 pH는 중성부근인 8로 나타났다. 최적 응집제 주입률 실험에서 확인한 최적 응집제량과 pH를 가지고 실시한 막 종류별 응집-막여과 평가에서 응집 후 모든 막의 플럭스 비가 증가하였다. 특히 A막에서 응집 후 플럭스 비가 46% 향상된 결과를 보여 다른 막들에 비해 높은 응집효과를 보였다. B막은 응집 전·후 막여과수 탁도 변화가 거의 없었고, 다른 막들에서는 응집 후 탁도가 감소하였는데, 탁도 제거율 증가는 A(16%), C(11%), D(38%), E(67%)로 각각 향상된 결과를 얻을 수 있었다. 이것은 막을 통과했던 미세한 입자들이 응집에 의해 큰 플록으로 형성되어 막여과에 의해 제거되는 메카니즘으로 인한 것으로 판단된다. 특히 E막에서 막여과수 탁도 0.116NTU에서 응집-막여과 후 0.038NTU로 67%의 감소효과를 보였는데, CA막의 여과능력을 응집공정이 보완해 준 것으로 사료된다. 본 연구를 통해 해수담수화 전처리공정으로서 막여과의 가능성을 확인하였고, 본 연구의 원수수질 특성 및 MF/UF 종류에 대응하는 응집 추가공정의 효과를 판단할 수 있었다.
본 연구는 해수담수화 전처리 공정으로서 막의 공경 및 재질에 따른 정밀여과/한외여과의 특성평가와 응집의 추가공정이 막여과에 미치는 영향을 플럭스 비(J/J0), 탁도, SDI(Silt Density Index), SEM(Scanning Electron Microscope)/EDX(Energy Dispersive X-ray) 분석을 통해 평가하였다. A(PVDF), B(PVDF), C(PTFE), D(PVDF), E(CA) 5가지 막을 이용한 막 종류별 막여과 평가에서 초기 플럭스에 차이가 존재하는 것을 확인하였고, 다른 막들에 비해 A막의 플럭스 비(J/J0)가 61%로 가장 낮아 플럭스 감소가 큰 것으로 나타났다. A-E막 여과수의 탁도는 0.055, 0.038, 0.038, 0.039, 0.116NTU로서 제거율로는 각각 99.45, 99.62, 99.62, 99.61, 98.84%였다. E막 여과수의 탁도가 0.1NTU 이상으로 높게 나타난 이유는 소수성 재질인 PVDF, PTFE막과는 달리 친수성 재질인 CA막이 소수성인 탁도 물질 제거에 있어 영향을 미쳤을 것으로 판단된다. A막을 이용한 응집제 주입률에 따른 응집-막여과 평가에서 최적 응집제 주입량은 0.5mg/L as Fe, 적정 pH는 중성부근인 8로 나타났다. 최적 응집제 주입률 실험에서 확인한 최적 응집제량과 pH를 가지고 실시한 막 종류별 응집-막여과 평가에서 응집 후 모든 막의 플럭스 비가 증가하였다. 특히 A막에서 응집 후 플럭스 비가 46% 향상된 결과를 보여 다른 막들에 비해 높은 응집효과를 보였다. B막은 응집 전·후 막여과수 탁도 변화가 거의 없었고, 다른 막들에서는 응집 후 탁도가 감소하였는데, 탁도 제거율 증가는 A(16%), C(11%), D(38%), E(67%)로 각각 향상된 결과를 얻을 수 있었다. 이것은 막을 통과했던 미세한 입자들이 응집에 의해 큰 플록으로 형성되어 막여과에 의해 제거되는 메카니즘으로 인한 것으로 판단된다. 특히 E막에서 막여과수 탁도 0.116NTU에서 응집-막여과 후 0.038NTU로 67%의 감소효과를 보였는데, CA막의 여과능력을 응집공정이 보완해 준 것으로 사료된다. 본 연구를 통해 해수담수화 전처리공정으로서 막여과의 가능성을 확인하였고, 본 연구의 원수수질 특성 및 MF/UF 종류에 대응하는 응집 추가공정의 효과를 판단할 수 있었다.
Abstract This study evaluated the application of various MF/UF membranes as pretreatment in seawater desalination. The effect of coagulation was also investigated. Indices were specific flux (J/J0), turbidity, SDI (Silt Density Index) and SEM/EDX. It was observed that membranes A (PVDF), B (PVDF), C...
Abstract This study evaluated the application of various MF/UF membranes as pretreatment in seawater desalination. The effect of coagulation was also investigated. Indices were specific flux (J/J0), turbidity, SDI (Silt Density Index) and SEM/EDX. It was observed that membranes A (PVDF), B (PVDF), C (PTFE), D (PVDF) and E (CA) produced different initial fluxes. Moreover, membrane A gave the highest flux decline of 61%. Permeate turbidity for membrane A to E was analyzed resulting to 0.055, 0.038, 0.038, 0.059 and 0.116 NTU, respectively. The corresponding percent removals were 99.45, 99.62, 99.62, 99.41 and 98.84%. Membrane E attained the highest turbidity due to the hydrophilic property of CA, compared to hydrophobic PVDF and PTFE, since it allows hydrophobic particles to pass through the membrane during filtration. In addition, membrane E has the lowest EDX value of 45.62% indicating less efficient kaolin rejection. For the membrane application with coagulation, membrane A achieved the highest specific flux increase of 46%. Thus, membrane A was used in determining the optimal coagulation condition in the coagulation-membrane system. Optimum results were achieved at pH 8 with 0.5mg Fe/L as coagulant. At this condition, the specific fluxes of all membranes were higher compared to the system without coagulation. Permeate turbidity for membrane B was unaffected by the addition of coagulant. However, membranes A, C, D and E were influenced by coagulation, having removal rates of 16, 11, 38 and 67%, respectively. This is due to the higher particle retention, caused by the formation of bigger flocs before passing the membrane. A comparison of the turbidity values before and after adding the coagulant evidently enhanced the filtration ability of CA membrane, decreasing the permeat turbidity from 0.116NTU to 0.038NTU. In conclusion, MF/UF can be considered an alternative pretreatment method in seawater desalination. Results showed that using the correct membrane with optimized coagulant condition leads to higher effluent quality.
Abstract This study evaluated the application of various MF/UF membranes as pretreatment in seawater desalination. The effect of coagulation was also investigated. Indices were specific flux (J/J0), turbidity, SDI (Silt Density Index) and SEM/EDX. It was observed that membranes A (PVDF), B (PVDF), C (PTFE), D (PVDF) and E (CA) produced different initial fluxes. Moreover, membrane A gave the highest flux decline of 61%. Permeate turbidity for membrane A to E was analyzed resulting to 0.055, 0.038, 0.038, 0.059 and 0.116 NTU, respectively. The corresponding percent removals were 99.45, 99.62, 99.62, 99.41 and 98.84%. Membrane E attained the highest turbidity due to the hydrophilic property of CA, compared to hydrophobic PVDF and PTFE, since it allows hydrophobic particles to pass through the membrane during filtration. In addition, membrane E has the lowest EDX value of 45.62% indicating less efficient kaolin rejection. For the membrane application with coagulation, membrane A achieved the highest specific flux increase of 46%. Thus, membrane A was used in determining the optimal coagulation condition in the coagulation-membrane system. Optimum results were achieved at pH 8 with 0.5mg Fe/L as coagulant. At this condition, the specific fluxes of all membranes were higher compared to the system without coagulation. Permeate turbidity for membrane B was unaffected by the addition of coagulant. However, membranes A, C, D and E were influenced by coagulation, having removal rates of 16, 11, 38 and 67%, respectively. This is due to the higher particle retention, caused by the formation of bigger flocs before passing the membrane. A comparison of the turbidity values before and after adding the coagulant evidently enhanced the filtration ability of CA membrane, decreasing the permeat turbidity from 0.116NTU to 0.038NTU. In conclusion, MF/UF can be considered an alternative pretreatment method in seawater desalination. Results showed that using the correct membrane with optimized coagulant condition leads to higher effluent quality.
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