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본 연구에서는 고급산화공정에서 촉매제로 사용되는 산화철 나노입자를 세라믹 멤브레인 표면에 부착하여 오존 산화 공정과 연계 처리가 가능한 반응성 세라믹 멤브레인을 합성하고, 이를 이용한 하이브리드 세라믹 멤브레인 시스템(일원화 된 오존-멤브레인 시스템)을 통해 자연유기화합물에 의한 막 오염 제어 특성을 평가하였다. 디스크 형태의 알루미나 정밀여과 및 한외여과 세라믹 멤브레인에 소결법을 사용하여 산화철 나노입자를 부착하였으며, 산화철 나노입자 양에 따른 반응성 세라믹 멤브레인의 특성을 분석하였다. 주사전자현미경(SEM) 분석을 통해 세라믹 멤브레인 표면 위에 산화철 나노입자 층이 형성되었음을 확인할 수 있었고, 부착된 산화철 나노입자의 크기는 대략 50nm임을 확인할 수 있었다. 반응성 세라믹 멤브레인과 기존 세라믹 멤브레인의 막 투과 성능(Pure water permeability) 비교 실험 결과 큰 차이를 보이지 않았는데, 이는 반응성 세라믹 멤브레인 표면에 형성된 산화철 나노입자 층이 멤브레인의 투과 유량에 큰 영향을 끼치지 않음을 확인할 수 있었다. 하이브리드 세라믹 멤브레인 시스템을 통한 자연유기화합물의 막 오염(Fouling) 및 막 오염 회복(Fouling recovery) 실험을 통해, 반응성 세라믹 멤브레인을 사용한 시스템이 산화철 나노입자와 오존과의 반응을 통해 생성된 수산화라디칼이 보다 효율적으로 자연유기화합물을 분해하여 막 오염을 저감하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 원수와 처리수 내의 자연유기화합물 분석을 통해, 반응성 세라믹 멤브레인 시스템이 보다 효과적으로 자연유기화합물의 방향성 성분 감소, 고분자량 비율 감소, 소수성 성분 감소 등을 통해 막 오염을 제어함을 확인할 수 있었다.
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1. [학술지(정기간행물)] - Li, Q. / 2004 / Organic fouling and chemical cleaning of nanofiltration Membranes: Measurements and mechanisms / Environ. Sci. Technol. 38 (17) : 4683 ~ 4693
2. [학술지(정기간행물)] - Cho, J. / 2000 / Membrane filtration of natural organic matter: comparison of flux decline, NOM rejection, and foulants during filtration with three UF membranes / Desalination 127 (3) : 283 ~ 298
3. [학술지(정기간행물)] - Lee, S / 2006 / Microfiltration and Ultrafiltration As a pretreatment for nanofiltration of surface water / Sep. Sci. Technol 41 (1) : 1 ~ 23
4. [학술지(정기간행물)] - Roorda, J. H. / 2005 / New process for treatment of organically fouled water: experiences with WWTP effluent / Desalination 178 (1-3) : 141 ~ 148
5. [학술지(정기간행물)] - Tchobanoglous, G. / 1998 / Ultrafiltration as an advanced tertiary treatment process for municipal wastewater / Desalination 119 (1-3) : 315 ~ 321
2. [학술지(정기간행물)] - Cho, J. / 2000 / Membrane filtration of natural organic matter: comparison of flux decline, NOM rejection, and foulants during filtration with three UF membranes / Desalination 127 (3) : 283 ~ 298
3. [학술지(정기간행물)] - Lee, S / 2006 / Microfiltration and Ultrafiltration As a pretreatment for nanofiltration of surface water / Sep. Sci. Technol 41 (1) : 1 ~ 23
4. [학술지(정기간행물)] - Roorda, J. H. / 2005 / New process for treatment of organically fouled water: experiences with WWTP effluent / Desalination 178 (1-3) : 141 ~ 148
5. [학술지(정기간행물)] - Tchobanoglous, G. / 1998 / Ultrafiltration as an advanced tertiary treatment process for municipal wastewater / Desalination 119 (1-3) : 315 ~ 321
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