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분리막 생물반응기를 활용한 폐수처리를 위한 생물오염방지 특성 및 다공성 구조를 가진 탄소나노구체 복합 한외여과막
Carbon Nanosphere Composite Ultrafiltration Membranes with Anti-Biofouling Properties and More Porous Structures for Wastewater Treatment Using MBRs 원문보기

멤브레인 = Membrane Journal, v.34 no.1, 2024년, pp.38 - 49  

이재우 (전북대학교 고분자나노공학과)

초록
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본 연구에서는 분리막 생물반응기(membrane bioreactor, MBR)에서 발생되는 생물막오염 완화에 탁월한 효과를 가진 분리막을 개발할 목적으로, 친수성 산소 기능기가 많은 탄소나노구체(carbon nanosphere, CNS)를 합성한 뒤, 이를 첨가제로 활용하여 친수성과 다공성 기공 구조를 갖는 고성능 한외여과막을 제조하였다. CNS는 막 표면에 초승달 모양의 기공을 형성하였고, CNS 함량을 4.6 wt%까지 증가시킴에 따라 최대기공 크기보다 큰 결함을 야기하지 않으면서 평균 표면 기공 크기를 약 40% 증가시키는 것으로 나타났다. 또한, CNS 복합막의 다공성 기공 구조는 CNS의 등방성 형태와 상대적으로 낮은 입자 수밀도 덕분에 CNS 첨가에 따른 고분자 용액의 점도 급등이 방지됐기 때문이라고 판단된다. 그러나 너무 다공성이 커지게 되면 기계적 물성이 저하되므로, 기공구조와 기계적 성질을 포함한 종합적인 고려를 했을 때 CNS2.3이 가장 우수하다고 관측되었다. CNS2.3은 CNS0에 비해 수투과도가 2배 이상 높을 뿐만 아니라, MBR 공정에서 분리막 세정이 요구될 때까지의 운전 시간도 5배 이상 연장시킨 것으로 확인되었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Wastewater treatment using membrane bioreactors has been extensively used to alleviate water shortage and pollution by improving the quality of the treated water discharged into the environment. However, membrane biofouling persistently holds back an MBR process by reducing the process efficiency. H...

주제어

#carbon nanosphere   #ultrafiltration membranes   #membrane bioreactor   #anti-biofouling   #porous structure  

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