| 학회 |
한국화학공학회 |
| 학술대회 |
2001년 가을 (10/19 ~ 10/20, 한밭대학교) |
| 권호 |
7권 2호, p.4155 |
| 발표분야 |
에너지/환경 |
| 제목 |
전기투석공정에서 폴리머 첨가를 이용한 이온교환막오염 저감에 대한 연구 |
| 초록 |
본 연구는 이온교환막을 이용한 분리공정 중 가장 대표적인 전기투석공정에서 발생하는 막오염 현상을 저감하기 위하여 용해성 폴리머를 주입한 막오염 저감기술을 개발하기 위한 연구이다. 전기투석의 희석용액에 대표적인 자연유기물이며 음전하를 띤 거대분자인 휴믹산이 존재할 때 전기장하에서 휴믹산은 양극방향으로 음이온교환막을 통과하여 농축용액으로 이동하려고 한다. 하지만 거대분자인 휴믹산은 이온교환막을 통과하지 못하고 이온교환막 표면에 흡착되어 막의 이온교환능력을 저하시키는 막오염 현상이 일어나게 된다. 이런 막오염 현상을 저감하기 위하여 정제 및 농축공정에서 사용되는 용해성 폴리머를 휴믹산과 결합시켜 휴믹산의 막오염현상을 저감시키고자 하였으며, 본 연구에서 사용된 세 가지의 용해성 폴리머인 poly(acrylic acid) (PAA), poly(vinyl alcohol) (PVA), poly(ethylene imine) (PEI) 중에 휴믹산과 반대 표면전하를 가지는 PEI를 선택하여 휴믹산의 표면전위를 바꾸어 음이온교환막에 대한 막오염 현상을 저감하는 기술을 개발하였다. 휴믹산과 PEI를 일정비율로 섞어 휴믹산의 전하를 바꾼 용액으로 전기투석 공정을 운전하였을 때, 음전하(휴믹산)와 양전하(휴믹산:PEI=1:10)를 띠는 용액에서는 각각 음이온과 양이온교환막에 휴믹산과 PEI가 막오염물로 작용하여 운전성능을 저감시켰지만, 휴믹산의 표면전하를 중성으로 조절한 용액(휴믹산:PEI=1:20)에서는 가장 우수한 전기투석의 운전성능 보여주었으며, 이는 휴믹산의 표면전하가 전기투석 공정의 이온교환막 오염현상에 결정적인 역할을 한다는 사실을 입증하였으며, PEI와 같은 용해성 폴리머로 막오염물의 표면전하를 중성으로 변화시킴으로써 전기투석공정에서 막오염을 저감시킬 수 있는 방법을 제시하였다. |
| 저자 |
박진수1, 이홍주2, 박정서, 최석주, 쿠르트 게클러, 조재원, 문승현
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| 소속 |
1광주과학기술원 환경공학과, 2신소재공학과 |
| 키워드 |
Electrodialysis; Polymer; Ion Exchange Membrane; Fouling
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