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The Evaluation of Dissolved Oxygen Removal Efficiency for Membrane Degassing Process in Ultrapure Water
학술지명 대한환경공학회 저자 이경혁,권병수,백영희
발표일 2019-10-31

목적: 본 연구에서는 외산탈기막이 독점적으로 사용되는 초순수 공정에서 국산 Membrane degassing (MDG)공정을개발하여 평가하였다. 초순수용 MDG 공정에 주로 사용되는 제품은 3M의 Liqui-celTM 제품이며, 국산 MDG막은화학공정 중 CO2 가스 공정에 사용되는 중공사막을 개선하여 모듈을 개발하였다. 초순수 공정의 최종 용존산소관리 수준은 1 μg/L 이하이며, 국산막에 대한 용존산소 제거효율을 평가하여 외산막과 성능을 비교 평가하였다.방법: 국산 MDG공정 개발에 대한 평가 방법으로 중공사막과 모듈에 대한 평가를 나누어 실시하였다. 우선, 중공사막의 평가를 위해 진공도, 질소가스 주입량 등의 운전조건을 변경하여 DO 제거율을 평가하였다. 외산 및 국산MDG막을 이용하여 질소농도와 진공도를 각각 2.5 ~ 5 L/min 및 30 ~ 150 mmHg 로 변화시키며 평가하였다. 두 번째로 모듈에 대한 평가는 유기물 용출도를 평가하였으며, 또한 인입농도, 진공도, 질소가스량, 공급압력 등 4가지운전인자에 따른 용존산소 제거효율에 대해 평가하였다.결과 및 토의: 첫 번째로 국내 MDG 중공사막의 평가결과 진공도와 질소가스량의 조건에 따라 Liqui-celTM 막의 경우 용존산소가 3.8 ~ 4.9 mg/L이며, 국내 중공사막의 경우 3.4 ~ 4.8 mg/L이다. 중공사막의 평가결과 국내 중공사막의 제거효율이 더 좋았다. 이는 막의 기공과 균일도에 의해 효율차이가 발생한 것이다. 두 번째로 국산 MDG 모듈적용 결과 인입 DO 농도가 10 μg/L 이하일 경우 생산수 DO가 0 μg/L 수준으로 3M막과 비교하여 차이가 없었으나, 인입 DO 농도, 진공도, 질소가스, 공급압력을 변경한 결과 DO제거율이 61 ~ 65 % 수준으로 낮아졌다. 막의 패킹효율, 막의 두께, 기공의 사이즈에 의해 효율차이가 발생한 것이다.결론: MDG 중공사막에 대한 평가에서는 국산막의 제거효율이 더 좋았으며, 모듈을 구성하여 평가하면 효율이 낮아짐을 알 수 있었으며, 이는 모듈 구성이 집약도와 막의 저항이 증가함으로 제거효율이 낮아진다. 이를 극복하기위해서는 막의 기공 크기를 감소시키고, 막의 두께를 감소시켜 용존산소 제거효율을 높여야 한다.주제어: 초순수, 막접촉기, 막탈기, 진공압력, 질소가스량

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