• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권2호
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• pp.317-327
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• 2012

케이크 여과와 고액분리에서 가장 중요한 지표인 케이크 평균 비저항을 결정하는 방법으로 여과실험을 사용하고 있으나 침전 등의 영향으로 정확한 값을 측정하기 어렵다. 이 연구에서는 조금 더 안정된 방법으로 여과 후 형성된 케이크에 입자제거수를 투과시켜 평균 비저항을 측정하는 여과-투과 실험을 제안한다. 탄산칼슘 1 wt% 현탁액을 사용하여 여과-투과 실험을 8종의 여과매체에 대하여 여과매체 1장과 3장, 압력 0.5 기압과 0.2 기압의 조건에서 각 조건 당 3~5회씩 동일한 실험을 수행하였다. 그 결과 여과 후 투과에서도 안정된 투과 속도가 측정됨을 확인하였고, 이를 바탕으로 Ruth의 공식을 분석하여 투과기간의 특징을 구명(究明) 하고 여과기간에 발생하는 침전의 영향을 분석하였다. 그 다음, 여과매체 3종을 선택하여 여과와 투과에서의 케이크 평균 비저항값으로 일원배치법에 의한 분석을 하였다. 분석결과 여과에 의해서는 0.5 기압과 0.2 기압의 케이크 평균 비저항값이 구분되지 않으나, 투과에 의해서는 충분히 구분되었다. 또한 투과기간의 케이크 평균 비저항값들이 여과기간의 그것에 비해 매우 좁은 분포를 가지는 것을 확인했다. 여러 여과매체의 여과 실험결과를 분석하여, 여과매체 저항을 현재의 방법으로 측정하는 것은 큰 의미가 없음을 밝혔고, 유리섬유 여과-투과 실험 결과로 낮은 압력에서 입자의 여과매체 이동 가능성에 대한 분석을 수행했다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권2호
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• pp.161-167
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• 2008

본 연구에서는 새로운 여과-투과(filtration-permeation) 실험 방법을 사용하여 여과실험에 영향을 미치는 인자 중 침전에 대한 영향을 입자현탁액과 플럭현탁액에 대해 각각 수행하였다. 그 결과 여과실험으로는 정확한 평균 비저항값을 예측할 수 없었으나, 투과실험으로 정확한 평균 비저항값을 측정할 수 있었다. 투과기간을 연장하였을 때 입자현탁액에서 형성된 케이크에서는 투과속도에 별다른 영향이 없었으나 플럭현탁액의 경우는 응집제의 쓸려나감 현상을 보였다. 또한 여과-투과 실험을 사용하여 투과시에 단계적으로 압력을 증가시킴으로써 단 한번의 실험에 의해 케이크의 압축성이 측정되어 질 수 있음을 보였으며, 이 방법을 응용하여 평균 비저항값이 큰 활성슬러지의 긴 여과시간을 짧게 줄여 측정하는 새로운 방법을 제안하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권1호
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• pp.74-81
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• 2007

본 연구에서는 케이크 여과 장치의 설계와 케이크 여과 이론의 전개에 가장 큰 역할을 하는 평균 비저항값을 새로운 여과 실험방법인 "여과-투과(filtration-permeation) 실험방법"에 의해 측정하였다. 과거부터 사용되어온 전형적인 여과 실험방법에 의해 측정 되는 평균 비저항값을 여과 평균 비저항 $\alpha_{avf}$이라 하고, 이미 형성된케이크에 입자 제거수를 첨가하여 측정한 평균 비저항값을 투과 평균 비저항 $\alpha_{avf}$이라 하였다. 서로 다른 세 가지 현탁액(입자 현탁액, 응집 현탁액, 고분자 현탁액)에 대해서 "여과-투과 실험방법"으로 케이크 여과를 수행하여 여과기간의 평균 비저항값과 투과기간의 평균 비저항값을 계산하였다. 또한 투과기간의 평균 비저항 값을 기준으로 이론적인 여과과정이 연구되었다. 이 연구결과 입자 여과 조작에서 침전의 영향이 무시될 수 없다는 것이 밝혀졌다. 통상적으로는 침전을 무시하고 있다. 또한 입자 여과과정에서 일정하다고 간주되고 있는 현탁액의 고체분율 5도 변화한다. 통상적인 플럭의 여과과정에서는 케이크 내의 고체분율, $S_c$의 값을 정확히 알기 어렵다는 것을 보였다. 이런 중요한 여러 문제점이 "여과-투과 실험방법"을 통해서는 모두 해결 된다는 것을 보였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제75권5호
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• pp.571-583
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• 2020

Permeation grouting is of great significance for consolidating geo-materials without disturbing the original geo-structure. To dip into the filtration-induced pressure increment that dominates the grout penetration in permeation grouting, nonlinear filtration coefficients embedded in a convection-filtration model were proposed, in which the volume of cement particles in grout and the deposited particles of skeleton were considered. An experiment was designed to determine the filtration coefficients and verify the model. The filtration coefficients deduced from experimental data were used in simulation, and the modelling results matched well with the experimental ones. The pressure drop revealed in experiments and captured in modelling demonstrated that the surge of inflow pressure lagged behind the stoppage of flow channels. In addition, both the consideration of the particles loss in liquid grout and the number of filtrated particles on pore walls presented an ideal trend in filtration rate, in which the filtration rate first rose rapidly and then reached to a steady plateau. Finally, this observed pressure drop was extended to the grouting design which alters the water to cement (W/C) ratio so as to alleviate the filtration effect. This study offers a novel insight into the filtration behaviour and has a practical meaning to extend penetration distance.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권3호
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• pp.535-544
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• 2012

수평 여과매체를 사용한 케이크 여과에서는 침전이 수반된다. 이 침전 현상을 고려하지 않을 경우 여과기간의 케이크 평균비저항 값이 두 배 이상까지도 잘못 측정될 수 있다. 저자의 전번 논문에서는 여과기간에 침전으로 인해 케이크에 들어가는 현탁액의 고체분율이 변화한다는 것을 이론적으로 주장하였으나, 그 변화가 어느 정도인지를 알아내지 못하였다. 이 논문에서는 먼저 여과-투과 실험방법에 대한 분석에서 투과기간에 측정된 케이크 평균비저항 값이 옳다는 것을 여러 방법으로 증명하고, 여과기간에 통상적인 방법으로 측정된 평균비저항 값은 여과가 진행되는 순간의 현탁액의 고체분율 대신 초기 고체분율을 사용하므로 정확하지 못하다는 것을 입증하였다. 여과와 투과에서 측정된 실험값을 사용하여, 여과 진행 동안 침전에 의해 변화한 현탁액의 고체분율을 계산하였다. 그 후 여과 진행 동안 측정한 현탁액의 높이 변화 값과 이 논문에서 새로 만든 수식을 사용하여 여과 진행 중의 현탁액 고체분율을 결정하였다. 두 가지 방법으로 결정된 현탁액의 고체분율을 비교하여 두 가지가 거의 일치함을 입증하였다.

• 청정기술
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• 제5권2호
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• pp.69-78
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• 1999

수용성 에멀젼형 절삭유의 한외여과 및 정밀여과 특성을 실험적으로 연구하였다. 한외여과막의 경우 오일/물 에멀젼의 투과 거동은 film model을 잘 따랐으나 정밀여과막인 ASYPOR막의 경우에는 이러한 거동을 벗어났다. 본 연구에서 사용된 모든 분리막의 경우 운전압력이 투과유속에는 큰 효과를 나타내지 않았다. 저압에서는 투과 초기 및 후기에서의 투과유속 감소율이 적은 반면 고압에서는 초기 투과유속은 매우 컸으나 투과유속의 감소율이 커서 후기에는 모두 비슷한 투과유속을 보여 주었다. 소수성이 큰 polycarbonate 정밀여과막의 경우 일반적인 경우와는 달리 운전시간이 증가함에 따라 투과유속이 증가하는 경향을 나타내었다. 교반하지 않은 cell에서의 임계투과압력은 150 ppm의 에멀젼 농도에서 약 $2.2kg_f/cm^2$이었으나 500 ppm의 농도에서는 $3.8kg_f/cm^2$ 압력에서 나타났다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권6호
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• pp.696-703
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• 2005

케이크 여과에서 케이크에 대한 정의가 아직 마련되어 있지 않다. 특히 침전된 플럭(floc)의 여과에서는 케이크를 전혀 정의하지 못하였다. 본 연구에서는 '여과-투과(filtration-permeation)' 실험을 사용하여 모든 경우의 케이크를 명확히 정의하였다. 이 케이크의 정의에 대한 고찰을 통해 케이크 여과에 의해 이룩될 수 있는 케이크 함수량의 한계에 대한 연구를 수행하였다. 여과에 의해 형성된 케이크의 수분 함량을 줄이기 위한 압착조작(expression) 과정을 '고액분리 통합이론'으로 계산하고 실제 압착조작 데이터와 비교하였다. 여과와 압착조작 전체를 분석하여, 압착의 중요성을 검토했다. 그리고 회분식으로 조작되는 필터 프레스의 케이크 배출과 세척시간을 포함하여 가장 효율적인 조작조건을 계산하는 방법을 제안하였다.

• 멤브레인
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• 제14권1호
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• pp.26-36
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• 2004

상전환 방법으로 제조된 음이온 성 Poly(his[4-(3-aminophenoxy)phenyl]sulfone pyromellite)imide(ACPI) 한외여과막의 순수 투과유속과 용질 배재도 측정치로 투과성능을 연구하였다. ACPI 한외여과막의 투과성능은 캐스팅 용액의 조성과 막 제조 및 측정조건에 영향을 받았다. Bovine serum albumin (BSA) 용액을 pH 2.5-9.0 상태에서 ACPI 한외여과 막의 상대투과유속과 membrane filtration index (MFI) 측정한 결과 BSA의 등전점에서 멀어 질수록 상대투과유속은 증가하고 막 오염정도를 나타내는 MFI는 감소하였다. 또한, 친수성인 ACPI 한외여과막의 이온교환용량(IEC)이 증가할수록 상대투과유속은 증가하고, MFI는 감소하였다.

• 멤브레인
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• 제9권1호
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• pp.36-42
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• 1999

본 연구에서는 Si 미립자를 함유한 반도체 세정폐수의 관형막을 이용한 한외여과특성을 검토하였다. 관형막의 시간변화에 따른 투과유속의 감소현상은 막표면에 형성된 케익층의 증가 및 기공막힘에 기인하며, cross flow는 케익여과에 의한 막오염 형태를 보였으나 dead-end flow는 기공막힘과 케익여과에 의한 혼합형태를 보였다. Cross Flow의 케익저항의 크기는 3.16$\times$$10^{12}$ ~4.34$\times$$10^{12}$ $m^{-1}$ 였고, dead-end flow 는 6.6 $\times$$10^{12}$ ~12.19$\times$$10^{12}$ $m^{-1}$였다. 운전초기의 흐름형태에 따른 투과유속은 cross flow 가 dead-end flow 의 약 7 배였다. Cross flow 투과유속은 약 42 $\ell$/$m^2$ hr, 용질배제율은 약 96 % 였으며, 분리막공정을 거친 투과수 중의 Si 입자의 평균크기는 20nm였다.

• Korean Membrane Journal
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• 제5권1호
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• pp.31-35
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• 2003

The permeation characteristics of the wastewater containing Si fine particles were examined by ultrafiltration using the polyolefin tubular membrane module. Flux with time was due to the growth of Si cake deposited on the membrane surface and the pore plugging by fine particles. The rate of flux decline in the initial stage increased with the trans-membrane pressure. The pore blocking resistance was the dominant resistance at the initial period of filtration and the cake resistance began to dominate with the initial pore blocking resistance. The larger pores compared with the fine particles, the more the membrane pores could be blocked by the fine particles. Before and after treatment, the distribution of particle size was shifted toward to the left. Then, the average size of fine particles in the permeate was 20 nm.