초록 ▼

금속막분리 단위공정 에서는
첫째, 종래의 막세정 방법과 차별화되는 오존세정방법을 채용하여 막투과 유속의 회복 및 유지효과를 극대화하였다. 막투과 유속저하의 주요원인물질인 유기물과 이에 따른 Biofouling의 제거를 위하여 오존가스가 가지는 산화력을 이용하여 장기간에 걸쳐 안정적이고 지속적으로 높은 막투과 유속의 유지를 도모한다.
둘째, 기존의 막소재로서 주로 사용되어 온 고분자계 유기막이나 세라믹의 무기막과는 다른 특성을 지닌 금속막을 새로운 막소재로 채용했다는 점이다. 스테인레스강로 되어 있는 금속막은 다른 재질의

금속막분리 단위공정 에서는
첫째, 종래의 막세정 방법과 차별화되는 오존세정방법을 채용하여 막투과 유속의 회복 및 유지효과를 극대화하였다. 막투과 유속저하의 주요원인물질인 유기물과 이에 따른 Biofouling의 제거를 위하여 오존가스가 가지는 산화력을 이용하여 장기간에 걸쳐 안정적이고 지속적으로 높은 막투과 유속의 유지를 도모한다.
둘째, 기존의 막소재로서 주로 사용되어 온 고분자계 유기막이나 세라믹의 무기막과는 다른 특성을 지닌 금속막을 새로운 막소재로 채용했다는 점이다. 스테인레스강로 되어 있는 금속막은 다른 재질의 막과 비교하여 높은 온도나 압력에서도 운용이 가능하며 단면의 두께가 얇아 막의 세정에 유리하고 또한 금속으로 되어 있어 충격에 매우 강한 특성을 지닌다. 장기간의 사용이 가능한 긴 내구성은 경제적인 측면에서도 장점이 될 수 있다.
셋째, 막세정을 위해 오존주입세정을 행할 경우 제기될 수 있는 경제적인 문제점을 해결하기 위하여 후단의 활성탄/촉매오존 단위공정에서 발생되는 배출 오존 가스나 용존 오존을 함유한 처리수를 역세정용으로 사용함으로써 시스템 내에서의 경제성을 도모한다.
활성탄/촉매오존 단위공정에서는
첫째, 재활용을 위한 처리수의 유기물 제거 및 소독을 위하여 현재 도입되고 있는 방식은 오존처리공정과 활성탄 처리공정이 별도로 설치 운영되고 있고, 이로 인해 과다한 부지면적과 운영비용이 문제점으로 지적되고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 두 가지 공정을 결합시킨 일체형 반응조의 성능을 검토하고자 한다. 이는 처리수의 현장에서의 재이용을 위해서는 소요 부지면적을 절감하면서 기존 수처리 기술과 동등한 혹은 향상된 기술이 요구 되기 때문이다.
둘째, 유기물을 제거하기 위하여 기존에는 활성탄에 미생물을 부착/활성화 시킴으로써 활성탄의 세정주기 및 교체시기를 연장하는 생물활성탄공정(BAC)이 개발되어 보급되고 있다. 그러나 수온이 낮아지는 경우에는 부착미생물의 활성도가 저하되어 처리효율이 떨어지고 미생물이 유출될 가능성의 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 저온에서도 처리효율을 높일 수 있도록 일체형 반응조에서 오존자체의 산화력을 이용한 소독과 활성탄의 흡착능력을 동시에 활용한다.
셋째, 오존자체의 산화력과 활성탄의 흡착능력을 동시에 활용하는 한편 잔류오존의 일부가 활성탄에 부착되어 낮은 pH 에서도 산화력이 강한 다양한 종류의 라디칼을 형성하게 함으로써 활성탄에 포착된 오염물질을 오존과 생성 라디칼에 의해 산화시켜 활성탄의 재생효과를 촉진한다. 따라서 오염물질의 처리에 따른 활성탄의 세정주기와 교체시기를 연장시킬 수 있는 장점을 지닌다.

Abstract ▼

The manufacturing process of metal membrane made of only metal mesh and both metal mesh and powder with using rolling process have been studied. In the rolling of metal mesh, selected metal meshes were rolled with the reduction ratio of 10%, 20%, and 30%, respectively. Such rolling process resulted

The manufacturing process of metal membrane made of only metal mesh and both metal mesh and powder with using rolling process have been studied. In the rolling of metal mesh, selected metal meshes were rolled with the reduction ratio of 10%, 20%, and 30%, respectively. Such rolling process resulted in the decrease of mesh pore size through reduction the cross sectional area of mesh and changing the diameter of mesh wires. Also, it enhanced the filtration ratio of rolled mesh which is almost same as the filtration ratio of upper grade unrolled mesh and the reliability of membrane by making pore size distribution become more uniform. In fabricating metal powder layer onto metal mesh, using PVA(polyvinyl alcohol) as a binder of powder, drying the metal powder layer at $100^{circ}C$ for 1hr, and sintering it at $1000^{circ}C$ for 3hr in vacuum were to be optimum conditions for obraining good quality of metal powder layer on metal mesh with high pore density but no crack. With additional rolling of metal powder layer on metal mesh with 30% reduction before sintering, metal membrane which filtration ratio is about $0.7{\mu}m$ has been successfully manufactured.
On the other hand, metal membrane with photocatalytic thin film was developed for wastewater purification. Thin film with anatase phase $TiO_2$ powder showed good photocatalytic property using innovative aerosol deposition method at the normal room temperature. Aerosol deposition method, which sprays an aerosol powder with ultrasonic velocity and deposits a thin film on substrate at low temperature, has the advantage of low thermal stress and cost.
To fabricate a $TiO_2$ thin film, the aerosol bath pressure and chamber pressure were controlled 500 torr and 0.4 torr, respectively. The difference of aerosol bath pressure and chamber pressure accelerated a $TiO_2$ nano powder to ultrasonic velocity through the nozzle of 0.4mm 10mm and then $TiO_2$ thin film was finally formed. Stainless steel (SUS 316L) mesh with diameter of 50 mm was used as substrate.
Fresh raw powder was dehydrated for the food dispersion of $TiO_2$ powder. To suppress the formation of second particle, the powder was dispersed for 90 minutes in alcohol bath with ultrasonic treatment and then desiccated. The average grain size of particle was identified as $1{\mu}m$ in $TiO_2$thin film deposited on stainless steel mesh by scanning electron microscopy (SEM). The anatase phase of $TiO_2$thin film was investigated by X-ray diffraction (XRD). The anatase phase of fresh raw powder was favorably maintained after aerosol deposition treatment.
As results for the treatment of municipal sewage, stainless steel filter with $TiO_2$ powder on surface showed good particle rejection, the effective decomposition of organic compounds and little $TiO_2$ particle oxidation. Therefore, aerosol deposition is expected to be an effective and useful method for the broad application in wastewater treatment and reclamation system using photocatalytic oxidation.
Ozone/GAC hybrid process was introduced for the treatment of humic acid (HA), which are representative refractory organic compound. Reaction parameters such as ozone dose $(0.04{\sim}0.12g\;O_3/g\;DOC)$, GAC amount $(11.0{\sim}27.4v/v%)$, pH $(acidic\;pH{\sim}alkalic\;pH)$, inflow rate $(15{\sim}60mL/min), temperature$(0{\sim}40^{\circ}C)$ and others were evaluated for optimal operation of Ozone/GAC hybrid process. The treatment efficiencies were characterized in DOC removal, $UV_{254}$ decrease, pH variation, by-product, molecular size distribution and so on. The deduced operation parameters in this experiment were GAC amount of 16.5v/v%(GAC column volume per reactor volume), ozone dose of 0.08g $O_3/g$ DOC in the humic acid solution and initial pH of 9. Although DOC removal rate increases with increased ozone dose, it was also observed that the structure of GAC surface has been partially destroyed at high ozone dosages, and GAC''s catalytic activity in the treatment has been reduced. It has been also revealed that DOC removal rate increased with decreasing inflow rate and increasing temperature. DOC removal rate in Ozone/GAC hybrid process(79%) was higher than the sum of Ozone alone(38%) and GAC adsorption process (19%). And $UV_{254}$ decrease in Ozone/GAC hybrid process was 5% higher than Ozone alone. By-product (formaldehyde, glyoxal) formation in Ozone/GAC Hybrid process was less than one in the Ozone alone. Specially, by-product in the Ozone/GAC hybrid process was formed with the lowest concentration at pH 9, where the DOC removal rate was at the highest.