• Environmental Engineering Research
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• 제11권2호
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• pp.91-98
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• 2006

There is a possibility of the production of the air bubbles in membrane pores due to the reduction in pressure during membrane filtration. The effect of fine air bubbles from dissolved gases on microfiltration was investigated in the submerged membrane bio-reactor (SMBR). The $R_{air}$ (air bubble resistance) was defined as the filtration resistance due to the air bubbles formed from the gasification of dissolved gases. From the results of filtration tests using pure water with changes in the dissolved oxygen concentration, the air bubbles from dissolved gases were confirmed to act as a foulant and; thus, increase the filtration resistance. The standard pore blocking and cake filtration models, SPBM and CFM, respectively, were applied to investigate the mechanism of air bubble fouling on a hollow fiber membrane. However, the application of the SPBM and CFM were limited in explaining the mechanism due to the properties of air bubble. With a simple comparison of the different filtration resistances, the $R_{air}$ portion was below 1% of the total filtration resistance during sludge filtration. Therefore, the air bubbles from dissolved gases would only be a minor foulant in the SMBR. However, under the conditions of a high gasification rate from dissolved gases, the effect of air bubble fouling should be considered in microfiltration.

• 동력기계공학회지
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• 제14권1호
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• pp.22-26
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• 2010

Generally, it is a method to remove the fouling cleaning the plate heat exchanger with chemicals or polishing with a brush or cloth after stopping the equipment and disassembling heat exchanger. However, the equipment must be stopped and taken apart when using this method, which causes an unnecessary work to assemble again after cleaning it. In this study, it has developed and tested the equipment which can automatically clean the fouling on plate heat exchanger at regular intervals with air bubbles. It indicated that the overall heat transfer coefficient had decreased without significant differences similar to that calculated without air bubbles until after 72 hours when making air bubbles to remove fouling ingredient on the surface of heat transfer area every 10 minutes per 2 hours. However, it showed that there was a 10% higher of heat transfer effect compared to the case without air bubbles of after 192 hours.

• 대한환경공학회지
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• 제30권9호
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• pp.948-954
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• 2008

침지형 MBR 공정에서 막 오염과 플럭스 감소의 주요 원인인 케이크층에 의한 저항을 저감하기 위하여 분리막 모듈의 외부에 원통형 관을 도입하였다. 도입된 원통형관 안에 노즐과 산기관을 적용하여 공기 주입량에 따른 공기와 액체의 2상흐름(Two phase flow)중 slug 흐름을 유도하여 공기 방울에 의한 막세정의 효과를 비교 분석하였다. 실험결과 동일한 유량의 공기를 공급할 경우 노즐에서 발생한 공기방울이 원통형관으로 유입되면서 효율적인 slug 흐름을 형성으로 산기관을 사용한 공급 방식보다는 막오염 방지에 효과적이었음을 알 수 있었다. 그러나 노즐로 공급되는 공기의 유량을 최적화하지 않는다면 원통형 관의 벽 부분부터 활성슬러지 혼합액이 퇴적하게 되거나 막간에 슬러지가 퇴적되어 관 내부의 급격한 막힘 현상이 발생하여 일정시간이 경과하면, 오히려 산기관보다 급격한 막오염 현상을 나타냄을 알 수 있었다. 또한 원통형 관 내부에 침지된 분리막의 면적의 최적 비율, A$_m$/A$_t$가 비율이 존재하는 것을 확인할 수 있었다. 산기관의 경우에는 A$_m$/A$_t$ 비율이 0.27일 때 최소화된 막오염이 관찰된 반면에, 노즐의 경우에는 A$_m$/A$_t$ 비율이 0.55일 때 막오염이 최소값을 보였다. 따라서 상승하는 공기방울에 의한 막오염 저감효과는 관 내부의 중공사막이 차지하고 있는 비율, A$_m$/A$_t$에 크게 의존하고 있으며, 산기관과 노즐의 경우 그 최적비율은 각각 다름을 알 수 있었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제4권1호
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• pp.49-56
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• 1998

The Microfiltration and Ultrafiltration were used to treat effluent of secondary municipal wastewater treatment system(Sequencing Batch Reactor). The cross-flow hollow fiber, UF 500,000(NMWC) and MF 0.65$\mu$ membrane were selected as suitable membrane. Short term and long term fouling effect were measured as a factor of flux decrease and the fouling removal effect of mixing air bubble in the penetrant was studied. The removal of anionic sulfactants before and after formation of micelle with several kinds of oil were checked. The test results show that removal of TOC was 70~80%, TN 28% and TP 16%. The decrease of flux due to fouling were 85%(UF) and 90%(MF) after running of 100hrs. The removal of anionic sulfactants were 60~70% notwithstanding micelle or not.

• 대한환경공학회지
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• 제38권6호
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• pp.323-328
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• 2016

공기주입형 가압식 MBR 공정은 일반적인 침지식 MBR 공정과 마찬가지로 정상 운전조건에서 막 오염에 대한 제어 및 관리 기술뿐만 아니라 저유량, 저부하 조건과 같은 비정상 운전조건에서도 시설의 운영에 지장이 없도록 막 오염에 대한 제어 대책이 필요하다. $85m^3$/일 규모의 공기주입형 가압식 MBR 실증시설 운영을 통해 공기주입에 의한 분리막 오염 저감효과와 비상 시 운전조건에서 미생물에 의해 나타날 수 있는 막 오염 문제를 고찰하였다. 가압식 분리막에서 공기의 주입은 분리막 표면에서 공기방울에 의한 scouring 효과에 의해 TMP 상승 기간을 연장시키고 처리의 안정성과 높은 효율의 플럭스($40L/m^2{\cdot}h$ 이상)를 장시간 유지할 수 있는 것으로 분석되었다. 비정상 운전조건에서는 생물반응조에 PACl (53 mg/L as Al)을 주입한 경우 19%의 TMP 상승 감소효과가 있었으나 MBR 공정의 비정상 운전조건 지속에 따른 반복적인 PACl의 주입은 질산화 미생물의 활성도에 영향을 미치게 되어 궁극적으로 질소 처리효율이 악화될 수 있음을 회분식 배양 실험을 통해 확인하였다. 생물반응조에 PAC (0.6 g/L)을 주입한 경우에서는 연속운전 5일 동안 TMP 상승 없이 운전 초기 TMP인 $0.2kg/cm^2$을 유지하여 안정적으로 운전이 가능하였다. 이것은 미생물의 성장 저해조건에서 막 오염 원인물질을 유발하는 EPS와 같은 고분자 물질의 흡착에 따른 것으로 판단된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권3호
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• pp.152-156
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• 2016

폐수 열원 히트펌프 시스템은 목욕탕, 공장 또는 하천수 등을 히트펌프의 열원으로 사용한다. 증발기는 폐수로부터의 오염을 완화시키기 위하여 휜이 없는 나관식(bare tube) 열교환기가 주로 사용되고 있다. 대부분의 열 저항은 관외를 흐르는 폐수측에 생성되는 파울링에 의한 것이며, 히트펌프의 성능을 급격하게 감소시킨다. 따라서 본 연구에서는 나관식 열교환기 하부에서 버블 유동층을 형성시키고 세정 볼을 사용하여 관 외측의 파울링을 저감시키는 장치를 개발하였다. 실험 조건으로, 냉수온도 $20^{\circ}C$, 폐수 온도 $40^{\circ}C$, 관 내측 유량 100L/h, 수조 내 물의 양 50L, 열교환기 면적 $0.161m^2$ 이다. 실험결과 세정 볼 없이 버블유동층만 형성한 경우에는 버블유동층이 없는 경우에 비해 파울링에 의해 생성된 열 저항이 약 56% 감소되었으며, 세정 볼의 개수 밀도가 8,000(Number of $ball/m^3$) 일 때, 파울링에 의해 생성된 열 저항은 버블유동층 및 세정 볼이 없을 때와 비교하여 약 86% 감소되었다.

• 한국물환경학회지
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• 제21권4호
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• pp.337-346
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• 2005

An MSBR using a membrane for not only filtration but also aeration (MA-MSBR) was designed to reduce membrane fouling and to enhance water quality, and compared with an MSBR using a membrane for only filtration (BA-MSBR). COD removal efficiency of the MA-MSBR was similar to that of the BA-MSBR, but membrane performance of the MA-MSBR was better than that of the BA-MSBR. The MA-MSBR had more small particles in mixed liquor, so the specific cake resistance of flocs in the MA-MSBR was higher than that in the BA-MSBR. However, in the aerobic reaction step of the MA-MSBR, air went through membrane pores and out of the membrane surface, so cake layers on the membrane surface and a portion of organics adsorbed on membrane pores could be removed periodically. Therefore, cake resistance, $R_c$, and fouling resistance by adsorption and blocking, $R_f$, for the MA-MSBR increased more slowly than those for the BA-MSBR. Additionally, in order to compare the energy efficiency for two MSBRs, oxygen transfer efficiency and power to supply air into the reactor by a membrane module and a bubble stone diffuser were measured using deionized water. From these measurements, the transferred oxygen amount per unit energy was calculated, resulting that of MA-MSBR was slightly higher than that of BA-MSBR.

• 설비공학논문집
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• 제18권10호
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• pp.842-849
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• 2006

In this study, the effect of carbon nanotubes (CNTs) on boiling heat transfer is investigated. Three refrigerants of R22, R123, R134a, and water are used as base working fluids and 1% of CNTs by volume is added to the base fluids to study the effect of CNTs. All data are obtained at the pool temperature of $7^{\circ}C$ for all refrigerants and $100^{\circ}C$ for water in the heat flux range of $10{\sim}80\;kW/m^2$. Test results show that CNTs increase the boiling heat transfer coefficients for all fluids. Especially, large enhancement was observed at low heat flutes. With increasing heat flux, however, the enhancement was suppressed due to vigorous bubble generations. Fouling was not observed during the course of this study. Optimum quantity and type of CNTs and their dispersion should be examined for their application in pool boiling heat transfer.