용존 철(II) 제거를 위한 미셀형성 세라믹 정밀여과: 계면활성제 농도 및 질소 역세척의 영향

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 공업용수 중에 미량 함유될 수 있는 철 이온 제거를 위해 철 용액에 음이온 계면활성제 SDS를 주입하여 미셀을 형성한 후, 미셀 표면에 철 이온의 흡착 또는 결합으로 형성된 응집체를 관형 세라믹 정밀여과막으로 제거하였다. 음이온 계면활성제의 영향을 살펴보기 위해 일정한 1mM의 철 농도에서 음이온 계면활성제의 농도를 0~10 mM로 변화시켰다. 그 결과, 6mM 일 때 가장 높은 철 제거율 88.97%를 보였다. SDS 농도에 따른 미셀 응집체의 입도 분포를 확인하기 위해 전기영동광산란분광광도계(Electrophoretic Light Scattering Spectrometer)를 사용하여 분석 한 결과, 6mM 일때 큰 응집체의 분포도가 가장 높았다. 또한, 세라믹 분리막에 대하여 주기적 질소 역세척을 실시할 경우 역세척 주기의 영향을 조사하였다. 그 결과, NCMT-7231 (평균기공 0.10μm) 분리막의 최적 역세척 시간(BT)는 20초이었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this study, sodium dedocyl sulfate (SDS), which was anionic surfactant, was added for forming micelles to remove ferrous ions that could be contained with a small amount in industrial water. Then aggregates were formed by adsorption or binding of ferrous ions on the surface of micelles, and then rejected by ceramic membranes to remove ferrous ions. Ferrous concentration was fixed at 1mM and SDS was changed as 0~10 mM to investigate the effect of the anionic surfactant. As a result, rejection rate of ferrous was the highest to 88.97% at 6mM. And we used ELS (Electrophoretic Light Scattering Spectrometer) to investigate particle size distribution of micellar aggregates depending on SDS concentration. Then distribution of large aggregates was the highest at 6mM. And we investigated effects of N2-back-flushing time (BT) during periodic N2-back-flushing on ceramic membranes. Finally optimal N2-BT for NCMT-723l (pore size 0.10μm) membrane was 20 sec.

참고문헌 (Reference)

1 김은옥, 3 (3): 12-, 1993

2 심진기, "한외여과공정에서 양쪽성 고분자 나노파티클을 이용한 오염물 제거" 한국막학회 16 (16): 59-67, 2006

3 현상훈, "세라믹 멤브레인의 현황과 제법" 3 (3): 1-, 1993

4 양현수, "미셀 형성을 이용한 한외여과막에서의 코발트(Co), 마그네슘 (Mg) 이온 제거" 34 (34): 482-, 1996

5 박보름, "계면활성제를 첨가한 미셀 형성세라믹 한외여과막에 의한 칼슘이온 제거시 운전조건의 영향" 18 (18): 7-, 2008

6 박진용, "계면활성제를 첨가한 미셀 형성 세라믹 정밀여과에 의한 용존 철 이온 제거" 한국화학공학회 47 (47): 190-194, 2009

7 양지원, "계면활성제 미셀과 한외여과를 이용한 지하환경 복원" 한국공업화학회 15 (15): 153-162, 2004

8 양지원, "계면활성제 미셀과 한외여과를 이용한 지하환경 복원" 한국공업화학회 15 (15): 153-162, 2004

9 S. K. Karode, "Unsteady state flux response: a method to determine the nature of the solute and gel layer in membrane filtration" 188 : 9-, 2001

10 J. J. Hong, "Ultrafiltration of divalent metal cations from aqueous solution using polycarboxylic acid type biosurfactant" 202 : 63-, 1998

11 M. Cheryan, "Ultrafiltraion Handbook" Technomic Pub. Co. 89-93, 1984

12 Q. Gan, "Synergetic cleaning procedure for a ceramic membrane fouled by beer microfiltration" 155 : 277-, 1999

13 Z. Sadaoui, "Surfactants for separation processes : enhanced ultrafiltration" ASCE 695 : 1998

14 M. J. Rosen, "Surfactants and interfacial phenomena" Wiley Inter. Pub. 112-115, 1989

15 P. Rai, "Resistance in series model for ultrafiltration of mosambi (Citrus sinensis (L.) Osbeck) juice in a stirred continuous mode" 283 : 116-, 2006

16 F. Meacle, "Optimization of the membrane purification of a polysaccharide-protein conjugate vaccine using backpulsing" 161 : 171-, 1999

17 M. Heran, "Microfiltration through an inorganic tubular membrane with high frquency retrofiltration" 188 : 181-, 2001

18 N. Laitinen, "Effect of filtration conditions and backflushing on ceramic membrane ultrafiltration of board industry wastewaters" 24 : 319-, 2001

19 J. Cakl, "Effect of backflushing conditions on permeate flux in membrane crossflow microfiltration of oil emulsion" 127 : 189-, 2000

20 J. Y. Park, "Effect of N2-back-flushing in multichannels ceramic microfiltration system for paper wastewater treatment" 202 : 207-, 2007

21 E. Fernandez, "Ceramic membrane ultrafiltration of anionic and nonionic surfactant solutions" 246 : 1-, 2005

22 K. Katsoufidou, "A study of ultrafiltration membrane fouling by humic acids and flux recovery by backwashing:Experiments and modeling" 266 : 40-, 2005

23 H. K. Vyas, "A new method for for estimationg cake height and porosity during filtration of particulate suspensions" 176 : 113-, 2000