보고서 정보
주관연구기관 |
선문대학교 SunMoon University |
연구책임자 |
김종수
|
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
|
발행년월 | 2004-05 |
과제시작연도 |
2003 |
주관부처 |
과학기술부 |
사업 관리 기관 |
한국학술진흥재단 Korea Research Foundation |
등록번호 |
TRKO200900071279 |
과제고유번호 |
1350018273 |
사업명 |
지역대학우수과학자지원 |
DB 구축일자 |
2013-04-18
|
키워드 |
세라믹 분리막.막분리 공정.정수처리.폐하수처리.용질분리.수투과도.Ceramic membrane.Membrane process.water treatment.Wastewater treatment.Solute separation.Permeability.
|
초록
▼
세라믹 분리막을 이용한 막분리 공정을 정수 혹은 폐·하수처리에 적용하기 위하여 세공크기가 0.1, 1.0, 10 $\mum$인 alumina 주재료의 tube형 세라믹 분리막을 pilot-scale membrane testing system에 장착하고 정수 혹은 폐 하수에 적용하고 수투과도, 용질 분리 그리고 막오염/역세척 조건을 확립하여 세라믹 막분리 공정을 환경공학적 응용성을 제고하는 것이 연구 목표이다.
본 연구의 연구내용은 상수원수와 각종 폐 하수의 수질에 따른 분리막 선택 기준을 확립하기 위하여 (
세라믹 분리막을 이용한 막분리 공정을 정수 혹은 폐·하수처리에 적용하기 위하여 세공크기가 0.1, 1.0, 10 $\mum$인 alumina 주재료의 tube형 세라믹 분리막을 pilot-scale membrane testing system에 장착하고 정수 혹은 폐 하수에 적용하고 수투과도, 용질 분리 그리고 막오염/역세척 조건을 확립하여 세라믹 막분리 공정을 환경공학적 응용성을 제고하는 것이 연구 목표이다.
본 연구의 연구내용은 상수원수와 각종 폐 하수의 수질에 따른 분리막 선택 기준을 확립하기 위하여 (1) 상수원수와 각종 폐 하수(생활하수, 축산폐수, 침출수 등)의 부유성 및 용존성 오염물질의 일반적 분석, (2) TCF-10 cell에 의한 용해성 유기물질의 분자량 분포 분석방법의 확립, (3) 상수원수와 각종 폐 하수에 함유된 오염물질의 분자량 분포 분석, (4) 다양한 세라믹 분리막의 순수투과도 평가 등이 있다. 고도처리를 위한 환경공학 적용을 위한 세라믹 분리막 공정의 운전조건 확립으로 (1) 용량 10 $m^3$/d 규모의 pilot-scale 세라믹 분리막 testing system의 제작하고 (2) 세공크기가 다른 3가지(0.1, 1.0, 10 $\mum$)의 honey comb type tube형 세라믹 분리막을 pilot-scale testing system에 장착하여 순수(pure water)와 용존성 및 부유성 오염 물질을 포함하는 인공폐수를 이용하여 막분리 공정으로서 운전인자인 운전압력, 막내유속, 온도, pH 등에 따른 수투과도와 용질분리(용존성 및 부유성 오염물질) 특성과 영향을 평가, 최적 운전조건을 설비하고, (3) pilot-scale testing system을 이용 하여 세라믹 막분리 공정을 각종 상수원수와 폐하수의 전후처리에 적용할 때 최적 운전조건과 문제점을 파악하고 해결방안을 모색하며, (4) pilot-scale testing system 의 연속운전에서 막오염에 의한 수투과도의 감소, 막세척 시기, 막세척 후 용질분리와 수투과도 회복율 그리고 막수명에 대한 영향을 평가하였다.
막세공 크기 0.1 $\mum$, 1.0 $\mum$, 10 $\mum$의 세라믹 막을 상수원수, 생활하수, 매립지 침출수, 축산폐수에 적용하고자 pilot-scale membrane testing system에 장착 수투 과도와 용질분리 특성을 조사하였다. 세라믹 막은 순수의 실험에서와 폐수의 실험에서 초기 수투과도는 같았으므로 세라믹 막은 제조과정에서 균일한 막세공을 갖도록 제조된 것으로 판단되며 pilot-scale membrane testing system은 세라믹 분리막 제품의 QA/QC(막세공 크기에 따른 수투과도와 용질분리능)로 응용될 수 있었다. 막세공 크기에 따른 세라믹 막은 수투과도와 용질분리의 특성에 있어서 차이를 나타냈다.
0.1 $\mum$ 세라믹 막은 용질분리능이 우수하나 수투과도가 낮으며 막오염이 쉬웠으며 10 $\mum$ 세라믹 막은 용질분리능은 떨어지나 수투과도가 높았으며 막세공 크기가 10 $\mum$ 세라믹 분리막은 중간정도의 용질분리와 수투과도를 나타내었다. 따라서 0.1 $\mum$ 세라믹 막은 상수원수 혹은 생활하수의 전처리로 응용이 적합하며 10 $\mum$ 세라믹 막은 축산폐수나 매립지 침출수의 SS 분리를 위한 처리공정으로서 응용이 적합한 것으 로 나타났다. 세라믹 막의 오염과 역세척에 필요한 운전 지속시간은 다르게 나타나고 역세척 후에도 원래의 수투과도를 회복하는 비율도 달라졌다. 따라서 세라믹 분리막을 상수원수와 폐 하수에 적용할 경우 장기간 운전에 의하여 수투과도의 감소에 따른 운전 지속시간을 결정하고 막세척 후 수투과도의 회복율을 조사함으로서 막세척의 빈도를 줄이고 막 수명의 연장에 도움을 줄 것으로 판단된다.
Abstract
▼
The purpose of the research is to evaluate the applicability of ceramic membrane process for water and wastewater treatment by applying 0.1~10 $\mum$ pore size alumina based tube type ceramic membranes to real water and wastewaters for their solute separation, permeability, and fouling us
The purpose of the research is to evaluate the applicability of ceramic membrane process for water and wastewater treatment by applying 0.1~10 $\mum$ pore size alumina based tube type ceramic membranes to real water and wastewaters for their solute separation, permeability, and fouling using a pilot-scale membrane testing system.
The research contains basically two parts : One is to establish the membrane selection standards of ceramic membrane by (1) analyzing dissolved and suspended pollutants in water and wastewaters to be tested, (2) establishing the methods for determining molecular weight distribution of pollutants bu UF membranes using a TCF-10 cell, (3) analyzing molecular weight distribution of pollutants in water and wastewaters in feed and permeate solutions of ceramic membranes, (4) testing pure water permeability of different pore size (0.1, 1.0, 10 $\mum$)of ceramic membranes. The other is to establish operational conditions of ceramic membrane processes for application to water and wastewater treatment by (1) design and manufacturing a pilot-scale membrane testing system for ceramic membrane, (2) testing the ceramic membranes for solute separation, permeability, and fouling by using several different environmental conditions such as pH, temperature, feed flow rate, and operating pressure, (3) establishing optimum operating conditions of ceramic membrane processes for specific use in water and wastewater treatment, (4) evaluating the ceramic membrane processes for fouling and backwashing at continuous operation using real water and wastewaters.
Membrane characteristics, solute separation and permeability, of ceramic membranes were evaluated for water and wastewater treatment using a pilot-scale membrane testing system. The pilot-scale membrane testing system can be used as a QA/QC tool for different pore sizes of ceramic membranes because it is effective in evaluating solute separation and permeability. The 0.1 $\mum$ pore size ceramic membrane showed high solute separation but low in permeability and easy to fouling while the 10 $\mum$ pore size ceramic membrane showed low solute separation but high in permeability and relatively resistant to fouling. The 0.1 $\mum$ ceramic membrane can be effectively applied for pre-treatment of water and municipal wastewaters while the 10 $\mum$ ceramic membrane can be applied as a pre-treatment for SS(or particle) removal in leachate and swine wastewaters.
목차 Contents
- Ⅰ. 연구계획 요약문...3
- 1. 국문요약문...3
- Ⅱ. 연구결과 요약문...4
- 1. 국문요약문...4
- 2. 영문요약문...5
- Ⅲ. 연구내용...6
- 1. 서론...6
- 2. 연구방법 및 이론...8
- 3. 결과 및 고찰...9
- 4. 결론...20
- 5. 인용문헌...20
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.