혐기성 유동상 생물막 반응기의 효율향상을 위한 전도성 유동상 고분자 메디아의 개발 및 적용

권대은,김정환 한국막학회 2020 한국막학회 총회 및 학술발표회 Vol.2020 No.08

하수재이용을 위한 혐기성 유동상 미생물반응기 처리수의 재 처리를 위한 정삼투 여과막의 적용

권대은,김정환 한국막학회 2018 한국막학회 총회 및 학술발표회 Vol.2018 No.05

The Anaerobic fluidized bed bioreactor (AFBR) treating synthetic wastewater to simulate domestic sewage was operated under GAC fluidization to provide high surface area for biofilm formation. Although the AFBR achieves excellent COD removal efficiency due to biological activities, concerns are still made with nutrient such as nitrogen remaining in treated wastewater. In this study, FO membrane was applied to treat the effluent produced by AFBR. Removal efficiency with total nitrogen (TN) was investigated with draw solution (DS, NaCl) and hydrodynamic condition (i.e., recirculation flow rate) along FO membranes. Permeability of FO membrane increased with increasing DS concentration. About 85% of TN removal efficiency was observed with the FO membrane using 1 M of NaCl DS. During operational period of a day, no permeate flux decline was observed.

공기폭기와 입상메디아 혼합적용이 하수재이용 Membrane bioreactor 파울링과 처리효율에 미치는 영향

권대은,서형준,김정환 한국막학회 2015 한국막학회 총회 및 학술발표회 Vol.2015 No.05

저농도 합성폐수를 처리하는 membrane bioreactor (MBR) 시스템에서 공기폭기와 PET (polyethertaraphtalate) 입상메디아 혼합사용이 멤브레인 파울링과 처리효율에 미치는 영향을 관찰하였다. 일정한 공기폭기유량과 투과플럭스로 실험한 결과, PET 메디아를 첨가 시 메디아를 첨가하지 않은 경우보다 낮은 파울링 속도가 관찰되었다. MBR 반응기에서 입상 메디아에 의한 파울링 감소효과는 중공사막 모듈에 비해 평막 모듈이 더욱 효과적이었다. 공기폭기와 함께 멤브레인 표면을 따라 움직이는 입상 메디아의 접근성과 접촉성이 중공사막보다 효과적이었던 것으로 사료된다. MBR 적용에 있어 PET 메디아의 적용은 메디아를 적용하지 않았을 때와 비교 시 MBR 처리효율에 큰 영향을 주지 않았다.

하수재이용을 위한 혐기성 유동상 생물반응기 처리수의 정삼투 여과막의 적용

권대은,김정환 한국막학회 2018 멤브레인 Vol.28 No.3

하수처리 혐기성 유동상 생물반응기(Anaerobic Fluidized Bed Bioreactor : AFBR)는 높은 표면적을 갖는 입상활 성탄을 유동 메디아로 적용함으로써 생물막 형성 및 유지에 유리하며 이로 인해 우수한 유기물 제거 효율을 나타내나 처리된 유출수 내의 질소와 같은 영양염류의 잔존이 여전히 문제로 남아있다. 본 연구에서는 AFBR에 의해 처리된 유출수 내의 질소 배제를 위하여 정삼투막(FO membrane)을 유도용액의 종류와 농도에 따라 적용하였다. 실험결과 유출수의 총질소 배제 효율 은 FO막에 적용하는 유도용액(draw solution : DS)의 종류 및 농도에 크게 의존하였다. 유도용액 농도가 증가함에 따라 FO막의 수투과량이 증가하였으며, 1 M의 NaCl을 유도용액으로 사용한 경우 총질소 배제 효율은 55%이었으나 1 M의 glucose를 유도용액을 사용한 경우 거의 완벽한 총질소 배제 효율을 나타내었다. AFBR 유출수를 FO막으로 24시간 동안 여과를 진행하 였으나 파울링에 의한 수투과량의 감소는 관찰되지 않았다. The anaerobic fluidized bed bioreactor (AFBR) treating synthetic wastewater to simulate domestic sewage was operated under GAC fluidization to provide high surface area for biofilm formation. Although the AFBR achieves excellent COD removal efficiency due to biological activities, concerns are still made with nutrient such as nitrogen remaining in the effluent produced by AFBR. In this study, forward osmosis membrane was applied to treat the effluent produced by AFBR to investigate removal efficiency of total nitrogen (TN) with respect to the draw solution (DS) such as NaCl and glucose. Permeability of FO membrane increased with increasing DS concentration. About 55% of TN removal efficiency was observed with the FO membrane using 1 M of NaCl of draw solution, but almost complete TN removal efficiency was achieved with 1 M of glucose of draw solution. During 24 h of filtration, there was no permeate flux decline with the FO membrane regardless of draw solution applied.

혐기성 유동상 미생물반응기 처리수 내 암모니아성 질소 분리를 위한 정삼투 여과막의 적용

권대은,김정환 한국막학회 2018 한국막학회 총회 및 학술발표회 Vol.2018 No.11

정삼투 여과막(FO) 기술 분야는 해수 담수화에서 이미 다양한 연구가 진행되었으나, 하폐수 처리 분야의 적용에서는 상대적으로 많은 연구가 필요한 상황이다. FO 기술은 비 다공성 특성막과 각 용액 사이의 삼투압 차이를 이용하여 원폐수로부터 수분을 비롯하여, 질소-인과 같은 이온성 물질까지 분리할 수 있다. 본 연구에서는 FO 막을 혐기성 유동상 미생물반응기(AFBR)를 통해 처리된 처리수 내 존재하는 질소(주로 암모니아성 질소)를 제거하기 위해 적용되었다. 유도용액(Draw Solution, DS)의 종류(NaCl, CaCl2, Na2CO3)에 따라 투과량은 NaCl, CaCl2, Na2CO3 순으로 높게 나타났으며, 암모니아성 질소의 배제율은 각각 42.25%, 78.83%, 70.35%으로 나타났다.

Postoperative infusion of a low dose of dexmedetomidine reduces intravenous consumption of sufentanil in patient-controlled analgesia

권대은,구영빈,이선이,정금희,안소운,박정현 대한마취통증의학회 2018 Korean Journal of Anesthesiology Vol.71 No.3

Background: Combining adjunctive medications with patient-controlled analgesia (PCA) has been used to minimize opioid related side-effects. The aim of this study was to evaluate whether postoperative infusion of a sub-sedative dose of dexmedetomidine can reduce opioid consumption and opioid related side-effects. Methods: We selected 60 patients from 18 to 60 years old with an American Society of Anesthesiologists physical status of 1–2 who were scheduled for elective surgery. The types of surgery were limited to thoracoscopic wedge resection of the lung and pulmonary wedge resection under a mini-thoracotomy. Patients received PCA with sufentanil upon arrival in the recovery room, along with a separate continuous infusion of dexmedetomidine that was not mixed in the PCA but started at the same time. Patients were randomly allocated to two groups: dexmedetomidine 0.15 μg/kg/h was administered to patients in group D and normal saline was administered to patients in group C. The visual analogue scale (VAS) pain score, blood pressure, pulse rate, and respiratory rate were measured at each assessment. PCA related side-effects were evaluated. Results: The VAS pain score was significantly lower in the dexmedetomidine group. Patients in the dexmedetomidine group required significantly less PCA at postoperative 1–4, 4–8, and 8–24 h time intervals. The incidence of nausea was significantly less in the dexmedetomidine group, and levels of sedation and hemodynamic variables except for blood pressure at postoperative 8 h were similar between the groups. Conclusions: In conclusion, a postoperatively administered sub-sedative dose of dexmedetomidine reduces PCA sufentanil consumption and decreases nausea.

전도성 유동상 고분자 메디아를 이용한 저농도 하수처리 혐기성 유동상 생물막 반응기의 효율관찰

권대은(Daeeun Kwon),김정환(Jeonghwan Kim) 대한환경공학회 2020 대한환경공학회 학술발표논문집 Vol.2020 No.11

저농도 하수처리에서 메탄발생속도 향상과 막오염제어를 위한 혐기성 유동상 생물막 반응기 유동고분자 메디아의 폴리아닐린 표면코팅과 적용

권대은(Daeeun Kwon),김정환(Jeonghwan Kim),윤주혜(Juhye Yun),박지윤(Jiyun Park) 대한환경공학회 2021 대한환경공학회 학술발표논문집 Vol.2021 No.11

해수담수화 전처리 기술과 향후 도전

장호석,권대은,김정환 한국막학회 2015 멤브레인 Vol.25 No.4

최근 해수담수화 기술에 관한 관심이 증가하면서 해수 전처리 기술의 중요성이 날로 증가하고 있다. 해수담수화 기술은 미래 수처리 핵심기술로 자리매김하고 있고 이를 위한 전처리 기술의 올바른 선택과 운영은 향후 해수담수화 기술의 효율향상과 공정 최적화를 위해 중요하게 고려되어야 할 것이다. 해수담수화 전처리 기술의 목적은 주로 해수에 존재하는 입자성 물질, 콜로이드성 물질, 유기물질, 무기물질 그리고 미생물 오염물질 등의 처리를 통해 후단 담수화 기술의 효율성을 향상시키기 위함이나 전처리 기술 대상 처리물질의 범위는 매우 다양하여 맞춤형 전처리 기술의 적절한 적용이 필요하다. 해수담수화에서 올바른 전처리 기술의 적용은 후단 담수화 시설의 높은 처리효율 및 문제점을 최소화시킴과 동시에 해수의 큰 수질변동과 기후적인 그리고 지역적인 영향 등에 즉각적으로 대처할 수 있으므로 전처리 기술의 운영전략은 미래 해수담수화 기술의 성공여부를 결정짓기 위해 매우 중요하게 다루어져야 한다. 또한 최근에 많은 관심을 가지고 있는 해수 미세조류의 번성은 담수화 전처리 기술의 선정에 있어서 잠재적인 장애가 되고 있어 이에 대한 올바른 이해도 반드시 필요하다. 본 총설에서는 해수담수화 전처리 기술에 관한 그동안의 연구동향을 분석하고 해수담수화 전처리 기술의 선택 및 운전 최적화 달성을 위한 향후 도전과제들을 제시하고자 한다. Importance of pretreatment for seawater desalination is growing rapidly. Proper selection of pretreatment is critical for the successful, long-term operation in the seawater desalination plant such as seawater reverse osmosis (SWRO). The purposes of seawater pretreatment are to remove particulate, colloidal materials, organic, inorganic materials, microorganisms and their by-products present in the seawater, and thus to improve the performance of seawater desalination systems. However, pretreatment is most challenging for designing and operating seawater desalination plants because of fluctuations of water qualities, site specifications and wide ranges of target materials present in the seawater to be treated. In addition, it is also becoming evident increasingly that microscopic algae are a major cause of operational problems, for example, membrane fouling which is long-standing problem in SWRO process. Pretreatment strategies prior to the operation of seawater desalination technologies should be even more complicated by algae blooms and release of their harmful by-products in marine environment. This paper reviews the roles of various pretreatment methods in seawater desalination process. Benefits and drawbacks are described, which should be taken into account in future studies on selecting pretreatment for seawater desalination process.

해수전처리를 위한 침지식 정밀여과 멤브레인 시스템에서 Alginate 파울링의 이해

장호석,권대은,김정환 한국막학회 2016 멤브레인 Vol.26 No.1

저압 침지식 멤브레인을 이용한 해수 담수화 전처리에 있어서 유기 파울링은 막간 압력 증가로 인한 화학 세정 횟 수의 증가 및 에너지 소비 증가 등 멤브레인 운전시 문제점들을 야기한다. 조류대응 해수전처리에서 조류가 배출하는 extracellular polymeric substances의 대표물질인 sodium alginate를 이용하여 침지식 여과에서 파울링 현상을 관찰하였다. 공기 폭기가 적용되지 않은 경우 순수한 aglinate 파울링은 농도가 증가하면서 증가하였다. 그러나 공기 폭기를 적용해 준 경우 alginate 파울링 감소는 매우 효과적이었다. 공기 폭기가 없는 경우 칼슘 농도의 증가에 따라 alginate 파울링은 감소하였다. 동 일 조건에서 공기 폭기 시 높은 alginate 파울링 감소효과를 나타내었으나 NaCl 농도를 증가시킨 경우 칼슘 농도의 증가에 따 라 파울링 제어를 위한 공기 폭기 효과는 감소하였다. 해수와 유사한 높은 NaCl과 칼슘 농도에서 고농도 sodium alginate의 경우 공기 폭기량 증가를 통해 초기 파울링을 감소시킬 수 있었으나 시간의 경과에 따라 상대적으로 낮은 폭기량에서의 파울 링 감소 효과와 큰 차이는 없었다. Organic fouling observed in submerged membrane filtration as a pretreatment for seawater desalination increases energy consumption for membrane operation because of requiring frequent chemical cleaning and membrane replacement. In membrane pretreatment for seawater facing with algae blooms, membrane fouling was observed in submerged microfiltration using sodium alginate model compound which is one of the main components of extracellular polymeric substances. Without aeration, aglinate fouling increased with its concentration while aeration reduced the alginate fouling effectively regardless of its concentration tested. In the absence of aeration, alingate fouling tended to be decreased with increasing calcium concentration. However, this effectiveness was reduced by increasing sodium chloride concentration. At high concentration of sodium chloride and calcium similar to the seawater conditions, aeration reduced initial fouling. However, as time progressed, the effect of increased airflow rate on fouling reduction was not significant, implying that optimum airflow rate to control alginate fouling in submerged microfiltration can exist.