• 한국환경보건학회지
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• 제21권2호
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• pp.7-11
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• 1995

This study was carried out to investigate the change of average specific resistance according to filtration pressure, suspension concentration and filters for study phenomena occurring in cake filtration. As the results of this study, the following conclusions were obtained. It was estimated that the average specific resistance of filtration Was decreased in proportion to decreased of filtration pressure. But in very pressure, average specific resistance was increased. The average specific resistance value on filter medium by various pressure was showed as same trends under constant suspension concentration. This phenomenon was though that a carrain amount of fine particles in the cake was found to migrate throught the cake in the case of very thin at very low pressure. In relation to the change of suspension concentration, average specific resistance value become low according to decreased in supension concentration.

• 상하수도학회지
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• 제10권1호
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• pp.85-95
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• 1996

Although the specific resistance to filtration is the most frequently employed means for characterizing dewaterability of a sludge, it presently is not possible to design nor to prediet performance of dewatering facilities using traditional linearized parabolic filtration equation, that is, the specific resistance model because of theoretical and practical inadequacies of the concept. Limitations of the specific resistance model reflect the need to examine fundamental sludge properties and filtration behaviors affecting dewaterability. From this study, two major limitations of the specific resistance model were noted. First, specific resistance values are very dependent on the sludge concentration because of the variations of particle size distribution and cake clogging to occur when surface area mean diameter is less than $25{\mu}m$ for activated sludge, $18{\mu}m$ for water treatment plant sludge. Second, nonparabolic filtration behavior can result from cake clogging, caused by the migration of fine particles into the cake pores, accelated by skin effect with highly compressible sludges.

• 한국환경보건학회지
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• 제22권1호
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• pp.12-20
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• 1996

This study was carried out to investigate the change of average .specific resistance according to suspension concentration for study phenomena occurring during filtration period. As the results of this study, the following conclusions were obtained. The average specific resistance in 1% $CaCO_3$ suspension was showed power function(R=0.99), whereas in TOYO 5C and TOYO 5A paper were made little difference under high pressure. It represented from results that filtration theory in concord with cake filtration was no affected the average specific resistance of filter medium in cake filtration. In case of 0.1% $CaCO_3$ suspension filtration, the TOYO 5C was showed power function, whereas in TOYO 5A paper differently. In the present study, the $P_1$ value was calculated from the average specific resistance by filtration method. Therefore, $P_1$ value were $1.68\times 10^4Pa$, $4.05\times 10^3Pa$, and $3.15\times 10^3Pa$ in $5.3\times 10^4Pa$, $1.3\times 10^4Pa$, and $8.2\times 10^3Pa$, respectively. We concluded that propriety of new filtration theory was also proved.

• 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.

• 한국대기환경학회지
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• 제20권3호
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• pp.371-380
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• 2004

In the dust separation by using porous filter media, the structure of dust layer deposited on the filter surface of filter medium directly affects the effective filtration. The present study has investigated the specific resistance (K$_2$') of the dust layer and its porosity ($\varepsilon$$_{c}$) for three different filters; FA composite filter, metal fiber filter and stainless filter. The specific resistance (K$_2$') increased and at the same time the cake porosity ($\varepsilon$$_{c}$) decreased with the increase of filtration velocity, possibly due to the compressible effect of dust layer. However, under the low dust concentration, subsequent dust particles would block the open channels through the layer resulting in high specific resistance of the layer. The FA composite filter among three filters was shown to be the most effective filter for dust cake filtration at low filtration velocities less than 0.1 m/s for an approximate dust concentration of 5 g/㎥.

• 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.

• Environmental Engineering Research
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• 제11권4호
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• pp.201-207
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• 2006

A simple empirical model with good quantitative prediction of inter-particle and intra-particle distance in a cake layer with respect to ionic strength was developed. The model is an inverse length scale with functions of interaction energy and hydrodynamic factor and it explains that the inter-particle and intra-particle distance in a cake is directly related to the effective size of particles. Particle compressibility with respect to ionic strength was also predicted by the model. The model corroborated very well with experimental results of polystyrene microsphere latex particles microfiltation in a dead end operation. From the results of the model, specific cake resistance could be controlled by the same variables affecting the height of particle energy barrier described by the Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek (DLVO) theory.

• 멤브레인
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• 제13권4호
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• pp.219-228
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• 2003

분리막을 이용한 정수처리 공정의 최적화를 위하여 유기물 성분인 humic acid와 탁도를 유발하는 kaolin을 모사 용액으로 제조하여 막내 비저항 값을 최소화하면서 flux의 안정된 경향을 나타내는 최적의 운전 조건을 검토하여 보았다. 그 결과 압력이 증가함에 따라 낮은 비저항값에서 효율적인 분리막을 운전할 수 있으며 선속도가 증가함에 따라 높은 전단율에 의해 cake load는 줄어들었으며 이에따라 비저항값과 flux는 증가하는 경향을 나타내었다. 따라서 최적의 운전조건은 압력 $2.0 kg_f/cm^2,$ 선속도 0.92 m/sec으로 알 수 있었다.

• Membrane and Water Treatment
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• 제9권4호
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• pp.245-253
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• 2018

The aim of this study is to investigate the membrane fouling in a thermophilic membrane bioreactor (TMBR) operated different sludge retention times (SRTs). For this purpose, TMBR was operated at four different SRTs (10, 30, 60 and 100 days). Specific cake resistance (${\alpha}$), cake resistance, gel resistance, total resistance, MFI (modified fouling index) and FDR (flux decrease ratio) were calculated for all SRTs. It was observed that flux in the membrane increases with rising SRT although the sludge concentrations in the TMBR increased. The steady state flux was found to be 31.78; 34.70; 39.60 and 43.70 LMH ($Liter/m^2/h$) for the SRTs of 10, 30, 60 and 100 days respectively. The concentrations of extracellular polymeric substance (EPS) and soluble microbial product (SMP) decreased with increasing SRT. The membrane fouling rate was higher at shorter SRT and the highest fouling rate appeared at an SRT of 10 d. Both the sludge cake layer and gel layer had contribution to the fouling resistance, but the gel layer resistance value was dominant in all SRTs.

• 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.