역삼투 및 한외여과 막의 오염(Fouling of reverse osmosis and ultrafiltration membranes)

전문가 제언

□ 본문은 물질 분리에서 많이 사용하는 막의 오염 메커니즘과 그 방지 방법, 세척으로 오염상태에서 회복 등에 대하여 자세히 설명하고 있다. 막은 사용시간에 따라 그 기능이 감소되어 세척을 통하여 기능을 회복시켜야 한다. 그러나 이 세척 과정이 반복되어도 원상 상태의 성능의 회복을 불가능하고 종국적으로 막의 대체가 필요한 시기가 온다.

○ 막은 서로 다른 물질이 막을 통과하는 능력이 차이가 있음을 이용하여 이를 물질에 따라 각각 분리하는 공정에 사용한다. 본문에서 나오는 해수에서 담수를 얻는 공정과 폐수를 정화하는 공정 외에 심지어는 공기의 분리에도 사용한다.

○ 공기는 그 주요 구성 성분이 산소와 질소이다. 그러나 산소와 질소는 작은 기공을 가진 막을 통과하는 능력이 다르다. 따라서 가압 하에 공기를 막과 접촉시키면 산소는 막을 통과하지만 질소는 통과하지 못하고 두 성분이 이론적으로 분리된다. 그러나 실제로는 질소도 일부가 막을 통과하여 완전한 분리는 불가능하나 상당한 산소-부화(Oxygen-enriched) 공기를 얻을 수 있다.

□ 본문에서 설명하지 않은 삼투 현상에 대하여 약간의 설명이 필요하다. Le Chatelier의 명제대로 “자연은 평형을 지향한다.” 따라서 농도가 높은 용액이 용질은 통과하지 못하고 물만 통과할 수 있는 막을 사이에 두고 순수한 물과 접촉하면 물을 막을 통과하여 용액을 희석시켜 평형을 이루려 한다.

○ 이 때 침투하는 순수한 물에 의하여 용액 쪽 압력이 올라간다. 이 압력이 침투하는 물이 압력과 균형을 이루면 이 삼투 현상은 정지한다. 이 때 막을 사이에 두고 양 쪽에서 생기는 수주(Water head)차를 ‘삼투압’이라 한다.

○ 따라서 농도가 높은 해수에서 순수한 물을 얻으려면 해수 쪽에 삼투압 이상의 압력을 가해야 한다. 이 방법은 상-변화가 없고 압력에 의하여 가동됨으로 가장 에너지 절약적인 방법이다.

저자

Goosen, MFA; Sablani, SS

자료유형

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2004

권(호)

39(10)

잡지명

SEPARATION SCIENCE AND TECHNOLOGY

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

2261~2297

분석자

김*설

분석물

• 역삼투 및 한외여과 막의 오염.pdf [212,093 byte]

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