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- 저자 : 정관호(Kwanho Jeong) (검색결과 6 건)
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박상훈 ( Park Sanghun ),정관호 ( Jeong Kwanho ),조경화 ( Cho Kyung Hwa ) 한국물환경학회 2020 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2020 No.-
멤브레인 공정은 대표적인 수처리 기술로써 하·폐수 처리뿐만 아니라 먹는 물 생산을 위한 해수담수화 기술까지 다양하게 활용되었으며, 공정의 효율을 향상시키기 위한 수많은 여과막 개발 연구가 수행되었다. 이와 동시에 여과막 사이에 위치하여 유로를 형성하고 난류를 발생시켜 막 오염 현상을 억제하는 스페이서에 관한 연구가 수행되었다. 하지만, 스페이서 연구는 제작 기술의 한계로 인해 대부분 기존형태를 유지하며 개량되는 형태로만 진행되어왔다. 최근 3D 프린팅 기술의 발전은 이러한 한계를 극복할 수 있는 활로를 제공해주었으며, 기존 스페이서보다 높은 막 오염 저감 성능을 가지는 스페이서를 개발하기 위해 연구들이 수행되고 있다. 본 연구에서는 3D 프린팅 기술의 정밀제작 기술 활용하여, 높은 구조적 안정성을 가지고 유동이 정체되는 데드존 형성을 최소화할 수 있는 벌집형 스페이서를 개발하여 수처리 안정성 및 막 오염 저감 성능을 평가하였다. 스페이서 성능비교를 위해 일반적으로 활용되는 사각 형태의 스페이서를 제작하여 막 여과 공정을 비교하였으며, 막 오염 저감 성능을 확인하기 위해 저 오염 (Humic acid + NaCl), 고 오염 조건 (Humic acid + CaCl<sub>2</sub>)에서 스페이서의 성능을 확인하였다. 또한, 난류 형성을 통한 막 오염 제거 성능을 확인하기 위해 각기 다른 막 오염층을 형성하는 유기물 (humic acid, bovine serum albumin, tannic acid)을 형성시킨 후, 유속 증가를 통해 제거되는 막 오염의 정도를 확인하였다. 막 오염의 진행 경과를 파악하기 위해 실시간 모니터링 기술인 Fluorescence labeled Organism Bioimaging Instrument (FOBI),Optical Coherence Tomography (OCT)를 활용하여 막 표면에 형성되는 막 오염의 형성 경과를 확인하였다. 해당 연구를 통해, 제안한 벌집형 스페이서는 기존에 활용되는 사각 형태의 스페이서와 비교하여 10% 이상의 수투과도 증가, 막 오염 두께가 30% 감소한 것을 확인할 수 있었으며, 이를 통해 우수성을 입증하였다.
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박상훈 ( Park Sanghun ),정관호 ( Jeong Kwanho ),조경화 ( Cho Kyung Hwa ) 한국물환경학회 2020 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2020 No.-
멤브레인 공정은 대표적인 수처리 기술로써 하·폐수 처리뿐만 아니라 먹는 물 생산을 위한 해수담수화 기술까지 다양하게 활용되었으며, 공정의 효율을 향상시키기 위한 수많은 여과막 개발 연구가 수행되었다. 이와 동시에 여과막 사이에 위치하여 유로를 형성하고 난류를 발생시켜 막 오염 현상을 억제하는 스페이서에 관한 연구가 수행되었다. 하지만, 스페이서 연구는 제작 기술의 한계로 인해 대부분 기존형태를 유지하며 개량되는 형태로만 진행되어왔다. 최근 3D 프린팅 기술의 발전은 이러한 한계를 극복할 수 있는 활로를 제공해주었으며, 기존 스페이서보다 높은 막 오염 저감 성능을 가지는 스페이서를 개발하기 위해 연구들이 수행되고 있다. 본 연구에서는 3D 프린팅 기술의 정밀제작 기술 활용하여, 높은 구조적 안정성을 가지고 유동이 정체되는 데드존 형성을 최소화할 수 있는 벌집형 스페이서를 개발하여 수처리 안정성 및 막 오염 저감 성능을 평가하였다. 스페이서 성능비교를 위해 일반적으로 활용되는 사각 형태의 스페이서를 제작하여 막 여과 공정을 비교하였으며, 막 오염 저감 성능을 확인하기 위해 저 오염 (Humic acid + NaCl), 고 오염 조건 (Humic acid + CaCl<sub>2</sub>)에서 스페이서의 성능을 확인하였다. 또한, 난류 형성을 통한 막 오염 제거 성능을 확인하기 위해 각기 다른 막 오염층을 형성하는 유기물 (humic acid, bovine serum albumin, tannic acid)을 형성시킨 후, 유속 증가를 통해 제거되는 막 오염의 정도를 확인하였다. 막 오염의 진행 경과를 파악하기 위해 실시간 모니터링 기술인 Fluorescence labeled Organism Bioimaging Instrument (FOBI),Optical Coherence Tomography (OCT)를 활용하여 막 표면에 형성되는 막 오염의 형성 경과를 확인하였다. 해당 연구를 통해, 제안한 벌집형 스페이서는 기존에 활용되는 사각 형태의 스페이서와 비교하여 10% 이상의 수투과도 증가, 막 오염 두께가 30% 감소한 것을 확인할 수 있었으며, 이를 통해 우수성을 입증하였다.
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박상훈 ( Park Sanghun ),정관호 ( Jeong Kwanho ),조경화 ( Cho Kyung Hwa ) 한국물환경학회 2020 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2020 No.-
멤브레인 공정은 대표적인 수처리 기술로써 하·폐수 처리뿐만 아니라 먹는 물 생산을 위한 해수담수화 기술까지 다양하게 활용되었으며, 공정의 효율을 향상시키기 위한 수많은 여과막 개발 연구가 수행되었다. 이와 동시에 여과막 사이에 위치하여 유로를 형성하고 난류를 발생시켜 막 오염 현상을 억제하는 스페이서에 관한 연구가 수행되었다. 하지만, 스페이서 연구는 제작 기술의 한계로 인해 대부분 기존형태를 유지하며 개량되는 형태로만 진행되어왔다. 최근 3D 프린팅 기술의 발전은 이러한 한계를 극복할 수 있는 활로를 제공해주었으며, 기존 스페이서보다 높은 막 오염 저감 성능을 가지는 스페이서를 개발하기 위해 연구들이 수행되고 있다. 본 연구에서는 3D 프린팅 기술의 정밀제작 기술 활용하여, 높은 구조적 안정성을 가지고 유동이 정체되는 데드존 형성을 최소화할 수 있는 벌집형 스페이서를 개발하여 수처리 안정성 및 막 오염 저감 성능을 평가하였다. 스페이서 성능비교를 위해 일반적으로 활용되는 사각 형태의 스페이서를 제작하여 막 여과 공정을 비교하였으며, 막 오염 저감 성능을 확인하기 위해 저 오염 (Humic acid + NaCl), 고 오염 조건 (Humic acid + CaCl<sub>2</sub>)에서 스페이서의 성능을 확인하였다. 또한, 난류 형성을 통한 막 오염 제거 성능을 확인하기 위해 각기 다른 막 오염층을 형성하는 유기물 (humic acid, bovine serum albumin, tannic acid)을 형성시킨 후, 유속 증가를 통해 제거되는 막 오염의 정도를 확인하였다. 막 오염의 진행 경과를 파악하기 위해 실시간 모니터링 기술인 Fluorescence labeled Organism Bioimaging Instrument (FOBI),Optical Coherence Tomography (OCT)를 활용하여 막 표면에 형성되는 막 오염의 형성 경과를 확인하였다. 해당 연구를 통해, 제안한 벌집형 스페이서는 기존에 활용되는 사각 형태의 스페이서와 비교하여 10% 이상의 수투과도 증가, 막 오염 두께가 30% 감소한 것을 확인할 수 있었으며, 이를 통해 우수성을 입증하였다.
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폭기 및 폐순환 역삼투 공정을 이용한 소규모 수도시설 개선에 관한 연구
이영주(Youngjoo Lee),김성수(Seong-Su Kim),서인석(Inseok Seo),정관호(Kwanho Jeong) 대한환경공학회 2022 대한환경공학회지 Vol.44 No.11
목적 : 본 연구에서는 자연 방사성물질, 질산성 질소, 불소 처리가 필요한 소규모 마을 상수도 시설을 개선하기 위하여 폭기 및 폐순환 방식의 역삼투(CCRO) 공정을 조합한 수처리 시스템을 도입하였으며, 도입 설비의 수처리 효율 및 블렌딩 효율을 평가하고자 하였다. 방법 : 원수 및 각 단위공정들의 처리수 수질을 분석하여 주요 처리대상 오염물질 및 그 외 이온성 물질에 대한 제거율을 평가하였다. 또한, RO 처리수의 혼합비율에 따른 폐순환 방식의 역삼투(CCRO) 공정 설비가 갖는 운영적 특성 및 혼합비율 평가를 통해 소규모 수도시설에 대한 운영 효율을 검증하였다. 결과 및 토의 : 원수에 포함된 라돈은 2시간의 폭기를 통해 최대 86%, 역삼투 공정을 통해 우라늄 98.9%, 질산성질소 85.5%, 불소 82.8%가 제거되었다. 그 외 이온성 물질의 경우에는 평균적으로 80% 이상이 제거되었다. 아울러, RO 처리수 혼합비율을 75% 까지 높일수록 정수 수질이 좋아지는 장점이 있지만, 높은 여과유량(1.8 m³/hr)으로 인해 CCRO 운영상 고압(7.6 bar) 운전이 필요하여 상대적으로 높은 SEC(0.27 kWh/m³)를 확인할 수 있었다. 결론 : 폭기 및 RO 공정을 조합한 정수처리 시스템 도입으로 주요 처리대상 오염물질들이 효과적으로 제거됨을 알 수 있었다. 또한 국내 첫 실용화 사례인 폐순환 방식의 역삼투(CCRO) 설비의 안정적인 운영 및 처리효율을 확인 할 수 있었다. 폭기 및 RO 처리수의 혼합을 통해 고품질 수돗물 생산이 가능하였으며, 고농도 오염물질 유입시에도 먹는물 수질기준을 만족할 수 있을 것으로 예상한다. Objectives : A water treatment system, combining aeration and reverse osmosis (RO) processes, was introduced to improve water supply facilities in a small village where additional water treatment was required due to high concentrations of natural radioactive substances, nitrate nitrogen, and fluoride. In this study, CCRO(Closed-circuit reverse osmosis) was first introduced for commercial use in Korea. With this system, we evaluated its water treatment efficiency and effectiveness of blending the aerated water and RO permeate for improved waterworks in rural areas. Methods : The removal rate of major pollutants and other ionic substances was evaluated by analyzing the water quality of raw water and unit processes. In addition, the operational efficiency of a small-scale water supply facility was verified and optimized by evaluating a change in operational characteristics depending on the blending ratio of the treated waters by aeration and CCRO processes. Results and Discussion : Up to 86% of the radon contained in raw water was removed by the aeration process within 2 hours, and 98.9% of uranium, 85.5% of nitrate nitrogen, and 82.8% of fluoride were removed by the RO process. In the case of other ionic substances, more than 80% was removed on average by the RO process. The higher blending ratio of RO permeate up to 75% resulted in the better quality of the final treated water. However, since requiring the high flux and pressure (at 1.8 m³/hr and 7.6 bar, respectively), CCRO operation resulted in a relatively high specific power consumption at 0.27 kWh/m³. Conclusion : In this study, we found that the major contaminants (natural radioactive substances, nitrate nitrogen, and fluoride) were effectively removed by the water treatment system wherein the aeration and CCRO processes were combined. In particular, it was confirmed for the first time in Korea that the stable operation and water treatment efficiency of the CCRO process was satisfactory for commercial purposes. It could produce high-quality tap water through the blending of waters treated by aeration and CCRO, expecting that meeting drinking-water quality standards would be attainable even when raw water contains high-concentration pollutants.
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