Journal of the Korean GEO-environmental Society (한국지반환경공학회 논문집)

Korean Geo-Environmental Society (한국지반환경공학회)
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Application of Pulsed Electric Field Treatment for Scaling Prevention

스케일형성 방지를 위한 펄스 전기장 처리의 적용

  • 최승필 (강릉원주대학교 공과대학 토목공학과) ;
  • 김종오 (강릉원주대학교 공과대학 토목공학과)
  • Received : 2011.06.28
  • Accepted : 2011.08.18
  • Published : 2011.10.01
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Abstract

This study was conducted to investigate the applicability of pulsed electric field (PEF) treatment for the prevention of scaling formation and membrane fouling reduction. To validate the effect of PEF and to identify the mechanism, some experiments with and without PEF treatment were carried out. PEF treatment affected the precipitation of $CaCO_3$ by which $CaCO_3$ particles were actively grown and sedimented. It was confirmed that the calcium ions were decreased as 78% and particle size was grown by PEF treatment. It was also verified that the crystalline structure of $CaCO_3$ was transformed by PEF treatment from Aragonite, which is formed at a high temperature and hard to be removed, to Calcite being stable at room temperature. In PEF treatment, permeate volume and permeation flux were greater than that of without PEF, case while Langelier Index(LI) decreased. From the experiment results, PEF treatment is believed to be an effective method to prevent scaling formation and to mitigate $CaCO_3$ fouling as the pretreatment of membrane filtration.

본 연구에서는 스케일형성 제어와 막 파울링 저감을 위한 펄스 전기장 처리의 적용성을 실험적으로 검토하였다. 수용액 중의 칼슘이온 78%가 감소되었으며, $CaCO_3$입자의 크기는 커지는 것으로 확인되었다. 또한, $CaCO_3$의 결정형태는 비교적 제거가 힘든 Aragonite 구조에서 비교적 제거가 쉬운 Calcite 구조로 변화됨을 알 수 있었다. 막투과 유량과 막투과 유속은 펄스 전기장처리전에 비하여 더 높게 나타났으며, 스케일형성 가능성지수인 LI값 역시 감소하는 경향을 나타내었다. 결과로부터 펄스 전기장처리가 막 여과의 전처리로써 $CaCO_3$파울링을 경감시키기 위한 효과적인 방법으로 판단된다.

Keywords

References

  1. 김정진, 김윤영, 김형수, 장윤득(2006), 금속마그네슘을 이용한 배관 내벽의 스케일 제거 및 억제 효과 연구, 한국광물학회지, Vol. 19, No. 2, pp. 111-121.
  2. 박복춘, 김선도, 백병준, 이동환(2005), 인공 경수를 이용한 미네랄 파울링 저감에 물리적 수처리 기기들의 효과에 관한 연구, 대한기계학회지, Vol. 29, No. 11, pp. 1229-1238.
  3. 이상호, 김은희, 김종화, 송주영(2009), Copper Alloy Metal Fiber를 이용한 Heat pipe 표면의 스케일 제거에 관한 연구, 한국유화학회지, Vol. 29, No. 4, pp. 434-439.
  4. 이현동(1994), 상수관 내부부식의 원인과 대책, 한국수도협회, Vol. 68, No. 7, pp. 50-61.
  5. 이현동, 배철호, 박정훈, 신현준, 조정식(2001), 공기 충격파를 이용한 노후급수관의 세관에 관한 연구, 한국물환경학회지, Vol. 17, No. 6, pp. 727-736.
  6. Akay, G. and Wakeman, R. J.(1997), Electric Field Enhanced Crossflow Microfiltration of Hydrophobically Modified Water Soluble Polymer, Journal of Membrane Science, Vol. 131, No. 1, pp. 229-236. https://doi.org/10.1016/S0376-7388(97)00048-3
  7. Gordon C. C. Yang and Tsung-Yin Yang(2004), Reclamation of High Quality Water from Treating CMP Wastewater by a Novel Crossflow Electrofiltration/Electrodialysis Process, Journal of Membrane Science, Vol. 233, No. 1, pp. 151-159. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2004.01.011
  8. Hanna M. Huotari, Ingmar H. Huisman and Gun Tragardh(1999), Electrically Enhanced Crossflow Membrane Filtration of Oily Wastewater Using Membrane as a Cathode, Journal of Membrane Science, Vol. 156, No. 1, pp. 49-60. https://doi.org/10.1016/S0376-7388(98)00325-1
  9. Merrill, D. T. and Sanks, R. L.(1978), Corrosion Control by Deposition of $CaCO_3$ Films; Part1, A Practical Approach for Plant Operators, Journal of American Water Works Association, Vol. 69, No. 11, pp. 592-599.