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영어

In this study, an external backwashing experiment of a flat plate membrane in which internal backwashing is impossible is conducted to derive optimal conditions for backwashing. The experiment envisioned the fabrication and process of a flat MBR column combined with the airlift mode. For backwashing, the membrane recovery rate was calculated by performing an experiment with 50 m3/m2/hr, which is the standard amount of backwashing air injected by the Ministry of Environment. After the experiment, the shear force applied to the membrane was measured through the Computational Fluid Dynamics program to calculate the optimal amount of air, so that energy consumption could be minimized. As a result of the backwashing experiment at 50 m3/m2/hr, the flux was 4.489~12.449 L/m2/hr (average 5.916 L/m2/hr) and the membrane recovery rate was 75.3~95.1% (average 89.0%). appear. After shear force analysis through CFD, the results of calculating the membrane recovery rate according to each air inflow rate were 89.0% at 50 m3/m2/hr, 71.2% at 40 m3/m2/hr, 53.4% at 30 m3/m2/hr, and 35.5 % at 20 m3/m2/hr. %, 17.2% at 10 m3/m2/hr is expected to show a membrane recovery rate. As a result, the highest shear force was shown at 50 m3/m2/hr, and it is judged that the highest shear force will be shown when the position of the separator is 45 cm from the bottom of the device. In addition, it seems that the value of shear force is high when the number of air inlets is large.

한국어

본 연구에서는 내부 역세척이 불가능한 평판 막의 외부 역세척 실험을 진행하여 역세척 시 최적의 조건을 도출해 내고 자 한다. 실험은 Airlift mode를 결합한 평판 MBR 컬럼 제작 및 공정을 구상하였다. 역세척은 환경부 기준 역세척 공기 주입량인 50 m3/m2/hr로 실험을 수행하여 막 회복률을 산정하였다. 실험 진행 후 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics) 프로그램을 통해 막에 걸리는 전단력을 측정하여 최적의 공기량을 산출하여 소비되는 에너지를 최소화할 수 있도록 연구를 진행하였다. 분석 결과 50 m3/m2/hr에서 역세척 실험을 진행한 결과, Flux 4.489~12.449 L/m2/hr (평균 5.916 L/m2/hr)로 나타났으며 막 회복률은 75.3~95.1% (평균 89.0%)로 나타났다. CFD를 통한 전단력 분석 후 각 공기 유 입 속도에 따른 막 회복률 산정 결과 50 m3/m2/hr에서 89.0%, 40 m3/m2/hr에서 71.2%, 30 m3/m2/hr에서 53.4%, 20 m3/ m2/hr에서 35.5%, 10 m3/m2/hr에서 17.2%로 막 회복률이 나타날 것으로 예상된다. 결과적으로 50 m3/m2/hr에서 가장 높 은 전단력을 나타내었으며 분리막의 위치를 장치 하단에서 45 cm일 때 가장 높은 전단력을 나타낼 것으로 판단된다. 또 한, 공기 유입구의 개수가 많을 때 전단력의 수치가 높은 것으로 보인다.