KR101326863B1 - 평막형 비대칭 분리막 및 그의 제조방법 - Google Patents
평막형 비대칭 분리막 및 그의 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101326863B1 KR101326863B1 KR1020120006427A KR20120006427A KR101326863B1 KR 101326863 B1 KR101326863 B1 KR 101326863B1 KR 1020120006427 A KR1020120006427 A KR 1020120006427A KR 20120006427 A KR20120006427 A KR 20120006427A KR 101326863 B1 KR101326863 B1 KR 101326863B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- membrane
- weight
- parts
- raw material
- material composition
- Prior art date
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 180
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 97
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 82
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 73
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 56
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 29
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 claims abstract description 28
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 claims abstract description 27
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 claims abstract description 27
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 27
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 claims abstract description 13
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 claims abstract description 12
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 74
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 claims description 26
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 claims description 26
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims description 23
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 15
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 11
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 9
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 6
- 239000010865 sewage Substances 0.000 claims description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 6
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 4
- 239000012466 permeate Substances 0.000 abstract description 15
- 238000009285 membrane fouling Methods 0.000 abstract description 9
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 11
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 8
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 7
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 7
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 230000003020 moisturizing effect Effects 0.000 description 5
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 3
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 3
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 3
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229930188620 butyrolactone Natural products 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 150000002221 fluorine Chemical class 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 238000010559 graft polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 238000005374 membrane filtration Methods 0.000 description 1
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 1
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D69/06—Flat membranes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
- B01D67/0002—Organic membrane manufacture
- B01D67/0009—Organic membrane manufacture by phase separation, sol-gel transition, evaporation or solvent quenching
- B01D67/0016—Coagulation
- B01D67/00165—Composition of the coagulation baths
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D69/02—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor characterised by their properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D69/10—Supported membranes; Membrane supports
- B01D69/107—Organic support material
- B01D69/1071—Woven, non-woven or net mesh
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D69/12—Composite membranes; Ultra-thin membranes
- B01D69/1216—Three or more layers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/06—Organic material
- B01D71/08—Polysaccharides
- B01D71/12—Cellulose derivatives
- B01D71/14—Esters of organic acids
- B01D71/16—Cellulose acetate
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/06—Organic material
- B01D71/30—Polyalkenyl halides
- B01D71/32—Polyalkenyl halides containing fluorine atoms
- B01D71/34—Polyvinylidene fluoride
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/12—Activated sludge processes
- C02F3/1236—Particular type of activated sludge installations
- C02F3/1268—Membrane bioreactor systems
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2323/00—Details relating to membrane preparation
- B01D2323/12—Specific ratios of components used
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
- B01D2325/02—Details relating to pores or porosity of the membranes
- B01D2325/022—Asymmetric membranes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
- B01D2325/02—Details relating to pores or porosity of the membranes
- B01D2325/0283—Pore size
- B01D2325/02832—1-10 nm
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
- B01D2325/02—Details relating to pores or porosity of the membranes
- B01D2325/0283—Pore size
- B01D2325/02833—Pore size more than 10 and up to 100 nm
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
- B01D2325/02—Details relating to pores or porosity of the membranes
- B01D2325/0283—Pore size
- B01D2325/02834—Pore size more than 0.1 and up to 1 µm
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
- B01D2325/04—Characteristic thickness
Abstract
본 발명은 평막형 비대칭 분리막 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 평막형 비대칭 분리막은 부직포상에, 폴리비닐리덴플로라이드 100 중량부에 대하여, γ-부틸로락톤 150 내지 200 중량부가 함유된 제1원료조성물로 형성된 제1고분자층 및 폴리비닐리덴플로라이드 100 중량부에 대하여, 셀롤로오스 아세테이트 20 내지 40 중량부, N-메틸피롤리돈 500 내지 600 중량부, 글리세린 20 내지 40 중량부 및 물 20 내지 40 중량부로 이루어진 제2원료조성물로 형성된 제2고분자층이 적층된 구조로서, 상기 각 고분자층을 구성하는 원료조성물의 조성 및 제조공정상 두께 제어에 따라, 막의 기공크기 및 막 두께가 비대칭으로 형성됨으로써, 막 오염 저항성이 크고 투과유량이 증가된다. 이에, 본 발명은 분리막 결합형 미생물 반응기(MBR) 공정의 운전효율을 향상시킬 수 있는 분리막을 제공할 수 있다.
본 발명의 평막형 비대칭 분리막은 부직포상에, 폴리비닐리덴플로라이드 100 중량부에 대하여, γ-부틸로락톤 150 내지 200 중량부가 함유된 제1원료조성물로 형성된 제1고분자층 및 폴리비닐리덴플로라이드 100 중량부에 대하여, 셀롤로오스 아세테이트 20 내지 40 중량부, N-메틸피롤리돈 500 내지 600 중량부, 글리세린 20 내지 40 중량부 및 물 20 내지 40 중량부로 이루어진 제2원료조성물로 형성된 제2고분자층이 적층된 구조로서, 상기 각 고분자층을 구성하는 원료조성물의 조성 및 제조공정상 두께 제어에 따라, 막의 기공크기 및 막 두께가 비대칭으로 형성됨으로써, 막 오염 저항성이 크고 투과유량이 증가된다. 이에, 본 발명은 분리막 결합형 미생물 반응기(MBR) 공정의 운전효율을 향상시킬 수 있는 분리막을 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 평막형 비대칭 분리막 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 부직포상에 제1고분자층 및 제2고분자층을 형성하되, 상기 각 고분자층을 구성하는 원료조성물의 조성 및 제조공정상 두께 제어에 따라, 막의 기공크기 및 막 두께를 비대칭으로 형성함으로써, 막 오염 저항성이 크고 투과유량을 증가시킨 평막형 비대칭 분리막 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 정수 및 오폐수를 처리하는 기존 공정들을 대처할 만한 많은 공법들 중에서 분리막(Membrane)을 이용한 막 분리 기술이 적용되고 있고, 최근에는 하폐수나 오폐수의 처리에 정밀여과막이나 한외여과막을 통한 분리막 기술 적용이 증가하고 있는데, 이러한 하폐수나 오폐수의 처리에 분리막을 적용하는 대표적인 방식이 MBR(Membrane Bio Reactor) 공법이다.
상기 MBR 공법은 생물학적 처리 공정과 막 분리가 결합된 공정이나, 분리막이 중요한 역할을 차지한다.
이에, MBR 공법에 적합한 평막형의 분리막의 제조방법에 대한 방법이 제시되고 있다. 그 일례로, 대한민국특허 제972026호는 유기 및 무기물 복합 평막 제조방법에 관하여 보고하고 있는데, 구체적으로는 막의 유효면적이 크고, 막의 구조를 변형시켜 제조하기 용이한 유기고분자용액을 제조하고, 내화학성이 뛰어나고 높은 온도에서 적용이 가능한 무기용액을 제조하고, 상기 유기고분자 용액과 무기용액을 혼합한 제막용액을 평막 지지체에 도포하고, 상기 제막용액이 도포된 평막 지지체를 증류수에 침지시켜서 용매를 제거하는 공정을 제안하고 있다. 상기 유기 및 무기물 복합 평막 제조방법에 의해서, 무기물질을 유기고분자구조의 배열에 일정하게 분포하도록 혼합 제조하여 기계적 강도를 증가시킬 뿐 아니라 적용목적에 맞는 기공크기와 기공분포도(기공율)를 제어 조절할 수 있다고 기술하고 있다.
또한, 대한민국공개특허공보 제2009-024393호에는 개질화된 불소수지막의 제조방법을 개시하고 있는데, 개질에 의해 강도가 향상되고, 제막 후 수축도 거의 일어나지 않는 불소수지막을 제공한다.
그 제조방법은 a) PVDF 분말에 알칼리 용액을 혼합하여 이중결합이 도입된 PVDF(d-PVDF)를 제막용매에 녹여 도프를 준비하는 단계; b)상기 도프를 노즐을 통해 토출시키거나 나이프로 캐스팅(casting)한 후 1차 응고조에서 1차 응고하여 다공성 막을 제조하는 단계; c)상기 1차 응고된 막을 비닐계 모노머 혼합용액이 담긴 모노머 접촉조에 통과시켜 비닐계 모노머를 막 표면 및 기공 내부에 코팅하는 단계; d)상기 비닐계 모노머가 코팅된 막을 중합조에 통과시켜 그라프트 중합하는 단계; e)상기 중합이 진행되는 막을 2차 응고조에 통과시켜 미반응 모노머를 중합하고 잔여물질을 제거하는 단계; 및 f) 2차 응고조를 통과한 막을 3차 응고조에 통과시켜 미반응 잔여물질을 제거한 후 권취기로 감아 절단하고 건조하는 단계를 포함한다.
또한, 대한민국공개특허공보 제2010-0028011호에 의하면, 현탁 성분을 포함하는 피처리액 중에 침지(immersion)하여 고액 분리 처리를 행하는 여과용 평막 엘리먼트로서, 처리액 유로용의 공간을 두고 대향 배치되는 시트 형상의 여과막과, 상기 처리액 유로용의 공간을 확보하는 서포트부와, 상기 대향 배치되는 여과막의 외주 테두리를 적어도 1개의 처리액 취출구를 형성하여 밀봉하는 외주 밀봉부를 구비하고, 상기 여과막은, 적어도 연신 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌) 다공질막을 구비하는 여과용 평막 엘리먼트가 개시되어 있다.
그러나 종래 평막형 분리막의 경우, 막 오염이라는 근본적인 문제가 해소되지 않아 그에 따른 처리효율의 저하와 운전비용의 상승의 어려움이 지적되고 있다. 따라서, MBR 공법에 적용되기 위해서는 평막형 분리막의 내오염성에 대한 물성개선이 요구된다.
이에, 본 발명자는 상술한 종래의 문제점들을 해소하기 위하여 노력한 결과, 막 오염 저항성을 개선할 수 있는 평막형 비대칭 분리막 제조를 위한 고분자화합물 및 이를 이용한 평막형 비대칭 분리막을 제조하여, 투과 유량을 향상시켜 MBR 공정의 운전 효율을 향상시키고, 오폐수 처리나 하폐수 처리효율을 높여 에너지 절감효과를 구현할 수 있음을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 막 오염 저항성이 크고 투과유량을 증가시킨 평막형 비대칭 분리막을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 원료조성물 및 제조공정을 최적화시킨 평막형 비대칭 분리막의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 부직포상에, 폴리비닐리덴플로라이드 100 중량부에 대하여, γ-부틸로락톤 150 내지 200 중량부가 함유된 제1원료조성물로 형성된 제1고분자층 및 폴리비닐리덴플로라이드 100 중량부에 대하여, 셀롤로오스 아세테이트 20 내지 40 중량부, N-메틸피롤리돈 500 내지 600 중량부, 글리세린 20 내지 40 중량부 및 물 20 내지 40 중량부로 이루어진 제2원료조성물로 형성된 제2고분자층이 적층된 평막형 비대칭 분리막을 제공한다.
본 발명의 평막형 비대칭 분리막에 있어서, 상기 제1고분자층의 기공크기는 0.08 내지 0.1㎛이고, 제2고분자층의 기공크기가 0.005 내지 0.05㎛인 것으로 비대칭 구조이다.
또한, 본 발명의 평막형 비대칭 분리막에 있어서, 상기 제1고분자층의 두께는 250 내지 500㎛이고, 제2고분자층의 두께가 50 내지 100㎛인 것으로 비대칭 구조이다.
이에, 본 발명은 폴리비닐리덴플로라이드 100 중량부에 대하여, γ-부틸로락톤 150 내지 200 중량부를 170∼180℃에서 혼합 교반하여 제1원료조성물을 준비하고,
폴리비닐리덴플로라이드 100 중량부에 대하여, 셀롤로오스 아세테이트 20 내지 40 중량부, N-메틸피롤리돈 500 내지 600 중량부, 글리세린 20 내지 40 중량부 및 물 20 내지 40 중량부를 20∼30℃로 혼합 교반하여 제2원료조성물을 준비하고,
상기 제1원료조성물 및 제2원료조성물을 동시에 압출기, 기어펌프 및 티-다이(T-die)를 통과시켜, 부직포상에 제1원료조성물 및 제2원료조성물을 순차 적층시켜 비대칭 고분자 코팅층을 형성하고,
상기 비대칭 고분자 코팅층이 형성된 부직포를 제1응고조에 침지시켜 제1고분자층을 선택 고형화시키고,
제1고분자층 형성 이후, 제2응고조에 재침지시켜, 제2고분자층을 선택 고형화시켜 막을 형성하고,
상기 형성된 막 내부의 용매를 제거하고 세척하는 것으로 이루어진 평막형 비대칭 분리막의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 제조방법은 상기 세척단계 이후, 글리세린 함유된 수용액에 고형화된 막을 침지하여 건조하는 후처리 단계가 더 수행된다.
본 발명의 제조방법에 있어서, 상기 티-다이를 통해 제1원료조성물을 250 내지 500㎛ 두께 및 제2원료조성물을 50 내지 100㎛ 두께로 도포하여 비대칭 고분자 코팅층을 형성한다.
본 발명의 제조방법은 상기 제1응고조가 20∼30℃ 온도로 유지된 물 100 중량부에 대하여 γ-부틸로락톤 380∼420 중량부가 함유되도록 하여, 2층 구조의 비대칭 고분자 코팅층에서 제1고분자층을 선택적으로 고형화시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제조방법은 상기 제2응고조가 20∼30℃ 온도로 유지된 물 100 중량부에 대하여, N-메틸피롤리돈 40∼50중량부가 함유되도록 하여, 2층 구조의 비대칭 고분자 코팅층에서 제2고분자층을 선택적으로 고형화시키는 것을 특징으로 한다.
나아가, 하폐수나 오폐수의 처리에 생물학적 처리 공정과 막 분리가 결합된, 분리막 결합형 미생물 반응기(MBR) 시스템에 있어서, 상기 막 분리가 본 발명의 평막형 비대칭 분리막을 일구성으로 포함하는 분리막 결합형 미생물 반응기(MBR) 시스템을 제공한다.
본 발명에 따라, 막 오염 저항성을 개선하면서, 투과 유량을 향상시킨 평막형 비대칭 분리막을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 부직포상에 제1고분자층 및 제2고분자층으로 형성될 때, 각 고분자층을 구성하는 원료조성물의 조성 및 제조공정상 두께 제어에 따라, 막의 기공크기 및 막 두께를 비대칭으로 형성하는 평막형 비대칭 분리막의 제조방법을 제공함으로써, 분리막 결합형 미생물 반응기(MBR) 시스템에서 요구되는 물성을 충족하는 분리막을 제공할 수 있다.
이에, 본 발명의 평막형 비대칭 분리막을 일구성으로 포함함으로써, MBR 공정의 운전 효율을 향상시킴으로써, 동력을 절감시켜 에너지 절감 효과를 발휘할 수 있으므로, 오폐수 처리나 하폐수 처리 효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 부직포 상에 2층 구조의 고분자 코팅층이 형성된 평막형 비대칭 분리막에 대한 SEM 사진이고,
도 2는 도 1의 평막형 비대칭 분리막 구조에 대한 모식도이고,
도 3은 본 발명의 평막형 비대칭 분리막에 대한 운전일수에 따른 운전차압을 나타낸 그래프이고,
도 4는 본 발명의 평막형 비대칭 분리막에 대한 운전일수에 따른 투과유량 거동을 나타낸 그래프이다.
도 2는 도 1의 평막형 비대칭 분리막 구조에 대한 모식도이고,
도 3은 본 발명의 평막형 비대칭 분리막에 대한 운전일수에 따른 운전차압을 나타낸 그래프이고,
도 4는 본 발명의 평막형 비대칭 분리막에 대한 운전일수에 따른 투과유량 거동을 나타낸 그래프이다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명은 부직포상에,
폴리비닐리덴플로라이드 100 중량부에 대하여, γ-부틸로락톤 150 내지 200 중량부가 함유된 제1원료조성물로 형성된 제1고분자층 및
폴리비닐리덴플로라이드 100 중량부에 대하여, 셀롤로오스 아세테이트 20 내지 40 중량부, N-메틸피롤리돈 500 내지 600 중량부, 글리세린 20 내지 40 중량부 및 물 20 내지 40 중량부로 이루어진 제2원료조성물로 형성된 제2고분자층이 적층된 평막형 비대칭 분리막을 제공한다.
도 1은 본 발명의 평막형 비대칭 분리막에 대한 SEM 사진이고, 도 2는 본 발명의 평막형 비대칭 분리막 구조에 대한 모식도를 나타낸 것이다.
본 발명의 평막형 비대칭 분리막의 구조에 있어서, 제2고분자층은 막의 표층에 위치하여 조밀한 기공구조로 형성됨으로써, 일차적으로 염을 제거하고, 막 오염 저항성을 높이며, 제1고분자층은 상대적으로 큰 기공크기로 형성됨으로써, 제2고분자층으로부터 유입된 물의 투과도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 평막형 비대칭 분리막은 각 층을 구성하는 원료조성물에 따라 막의 비대칭성을 조절할 수 있다.
더욱 구체적으로, 제1고분자층을 형성하는 제1원료조성물은 폴리비닐리덴플로라이드 100 중량부 및 상기 성분에 대하여, γ-부틸로락톤 150 내지 200 중량부가 함유된 것이다.
이때, 폴리비닐리덴플로라이드는 주성분 고분자로서, 평막용 비대칭용 분리막에 투수유량을 높이면서 화학적, 기계적 안정성을 높이는 역할을 한다. 즉, 폴리비닐리덴플로라이드 성분은 막의 기공형성을 원활히 하도록 하고, 적절한 고분자 점도로 인하여 부직포에 도포시 고르게 분산되어 부직포 내부에 쉽게 침투되어 부직포 표면에 막이 형성될 수 있도록 한다.
또 다른 조성인 γ-부틸로락톤은 기공형성제로서, 막에 기공을 형성시키는 역할을 하게 되며, 바람직하게는 폴리비닐리덴플로라이드 100 중량부에 대하여, γ-부틸로락톤 150 내지 200 중량부가 함유되는 것이다. 이때, 150 중량부 미만이면, 기공이 잘 형성되지 않게 되어 막의 투수 유량을 저하시킨다. 반면에, 200 중량부를 초과하면, 기공 형성이 커져 막의 화학적, 기계적 물성이 약화되어 강도가 낮아진다.
또한, 제2고분자층을 형성하는 제2원료조성물은 폴리비닐리덴플로라이드 100 중량부 및 상기 성분에 대하여, 셀롤로오스 아세테이트 20 내지 40 중량부, N-메틸피롤리돈 500 내지 600 중량부, 글리세린 20 내지 40 중량부 및 물 20 내지 40 중량부로 이루어진다.
상기 제2원료조성물에서, 셀롤로오스 아세테이트는 기공형성제로서 막에 친수성을 부여하면서 기공을 형성시키는 역할을 수행하며, 20 중량부 미만이면, 기공의 크기가 지나치게 작아 투과 유량이 저하되고, 40 중량부를 초과하면, 기공의 크기가 커져 막 오염 저항성이 약화되어 막 표면 오염에 의한 성능이 저하된다.
상기 제2원료조성물에서, N-메틸피롤리돈은 고분자를 용해시키는 용매로서, 500 중량부 미만이면, 고르게 분산되지 않아 제막에 어려움이 있고, 600 중량부를 초과하면, 고분자의 점도가 낮아져 제1원료조성물로 형성된 제1고분자층 내 기공으로 침투되어 비대칭 분리막의 성능을 저하시킨다.
상기 제2원료조성물에서, 글리세린은 막 내부에 스며들어 보습을 제공하는 성분으로서, 20 중량부 미만으로 함유되면, 기대하는 보습 효과가 발휘되기 어렵고,
40 중량부를 초과하면, 기공을 막게 되어 오히려 막 성능을 저하시킨다.
상기 제2원료조성물에서, 사용된 물은 글리세린을 용해하여 막에 침투를 용이하게 하는 것으로서, 20 중량부 미만이면, 글리세린의 점도가 높아져 막에 고르게 침투하지 못하여 보습 효과가 떨어지고, 40 중량부를 초과하면, 글리세린의 점도가 낮아져 역시 보습 효과를 기대할 수 없다.
이상의 제1원료조성물 및 제2원료조성물의 조성에 따라, 본 발명의 제1고분자층의 기공크기는 0.08 내지 0.1㎛이고, 제2고분자층의 기공크기가 0.005 내지 0.05㎛인 비대칭 구조의 평막형 비대칭 분리막을 제공한다.
이에, 조밀한 기공으로 구성된 제2고분자층에 의해 막 오염 저항성이 개선되고, 제1고분자층의 기공구조에 의해 평막형 비대칭 분리막에 투수 유량 및 화학적, 기계적 안정성을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 평막형 비대칭 분리막은 막의 오염 저항성을 개선하고 투과유량을 높이기 위한 목적을 달성하기 위하여, 제1고분자층의 두께는 250 내지 500㎛이고, 제2고분자층의 두께가 50 내지 100㎛인 비대칭 구조로 설계된다.
본 발명은 평막형 비대칭 분리막의 제조방법을 제공한다. 구체적으로는
1) 폴리비닐리덴플로라이드 100 중량부에 대하여, γ-부틸로락톤 150 내지 200 중량부를 170∼180℃에서 혼합 교반하여 제1원료조성물을 준비하고,
2) 폴리비닐리덴플로라이드 100 중량부에 대하여, 셀롤로오스 아세테이트 20 내지 40 중량부, N-메틸피롤리돈 500 내지 600 중량부, 글리세린 20 내지 40 중량부 및 물 20 내지 40 중량부를 20∼30℃로 혼합 교반하여 제2원료조성물을 준비하고,
3) 상기 제1원료조성물 및 제2원료조성물을 동시에 압출기, 기어펌프 및 티-다이(T-die)를 통과시켜, 부직포상에 제1원료조성물 및 제2원료조성물을 순차 적층시켜 비대칭 고분자 코팅층을 형성하고,
4) 상기 비대칭 고분자 코팅층이 형성된 부직포를 제1응고조에 침지시켜 제1고분자층을 선택 고형화시키고,
5) 제1고분자층 형성 이후, 제2응고조에 재침지시켜, 제2고분자층을 선택 고형화시켜 막을 형성하고,
6) 상기 형성된 막 내부의 용매를 제거하고 세척하는 것으로 이루어진 평막형 비대칭 분리막의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 평막형 비대칭 분리막의 제조방법은 상기 세척 이후, 글리세린이 함유된 수용액에 고형화된 막을 침지하여 건조하는 후처리 단계가 더 수행된다.
상기 제조방법에서 단계 1)의 제1원료조성물 및 단계 2)의 제2원료조성물을 준비하는 단계에서 각 조성 및 그 함량은 상기에서 설명한 바와 동일하다.
제1원료조성물은 170∼180℃에서 혼합 교반하는 것이 바람직한데, 상기 온도 범위를 벗어난 170℃ 미만에서는 점도가 낮아져 교반에 문제가 발생하고 180℃를 초과하면, γ-부틸로락톤의 산화가 발생하여 원하는 기공의 분리막을 제조하는 것에 문제가 있어 바람직하지 않다.
반면에, 제2원료조성물은 20∼30℃로 혼합 교반하는 것이 바람직한데, 20℃ 미만에서는 점도가 낮아져 교반에 문제가 발생하고 30℃ 초과시에는 N-메틸피롤리돈의 산화가 발생하여 원하는 기공의 분리막을 제조하는 것에 문제가 있어 바람직하지 않다.
상기 제조방법에서 단계 3)은 상기 제1원료조성물 및 제2원료조성물을 동시에 압출기, 기어펌프 및 티-다이(T-die)를 통과시켜, 부직포상에 제1원료조성물을 250 내지 500㎛ 두께 및 제2원료조성물을 50 내지 100㎛ 두께로 도포하여 비대칭 고분자 코팅층을 형성한다.
상기 2층 구조의 비대칭 분리막은 도 1 및 도 2에 도시된 형태로 형성되며, 제1원료조성물에 의해 형성된 제1고분자층의 두께 및 제2원료조성물에 의해 형성된 제2고분자층의 두께는 막의 내구성 및 투과율을 최적화시키기 위하여 설정된다. 이에, 제1원료조성물에 의해 형성된 제1고분자층의 두께가 250㎛ 미만이면, 내구성이 약하여 불리하고, 500㎛를 초과하면 투과율이 저하된다. 또한 제2원료조성물에 의해 형성된 제2고분자층의 두께가 50㎛ 미만일 경우, 내구성에 불리하고, 100㎛ 를 초과하면 투과율이 저하되어 바람직하지 않다.
이때, 티-다이(T-die)는 제1원료조성물 및 제2원료조성물이 응고조에 침지되기 전에 티-다이 내부에서 응고되지 않도록 각 조성물이 통과되는 부분의 온도를 조절할 수 있다.
상기 제조방법에서 단계 4)는 단계 3)에서 2층의 비대칭 고분자 코팅층이 형성된 부직포를 제1응고조에 침지하는 것으로서, 제1응고조는 20∼30℃ 온도로 유지된 물 100 중량부에 대하여 γ-부틸로락톤 380∼420 중량부가 함유됨으로써, 제1고분자층만을 선택적으로 고형화시킨다. 이때, 제1응고조의 온도가 20℃ 미만 또는 30℃ 초과하는 조건 또는 γ-부틸로락톤의 함량이 상기 범위를 벗어날 경우, 일정 유량의 투과량을 확보할 수 없다.
연속적으로 단계 5)는 상기 단계 4)에서 제1고분자층 형성 이후, 제2응고조에 재침지시켜, 제2고분자층을 선택 고형화시켜 막을 형성하는 단계이다.
이때, 제2응고조의 온도 및 함유조성의 함량은 일정 유량의 투과량을 확보하기 위하여 설정되며, 바람직하게는 20∼30℃ 온도로 유지된 물 100 중량부에 대하여, N-메틸피롤리돈 40∼50중량부가 함유된 제2응고조에 침지되는 것이 바람직하다.
이후, 본 발명의 제조방법에서 단계 6)은 상기 형성된 막 내부의 용매를 제거하고 세척하는 것이다.
또한, 상기 세척 이후에는 글리세린이 함유된 수용에 담가 고형화된 막 내부에 글리세린이 스며들어 보습이 이루어지도록 하는 후처리 단계가 더 수행될 수 있다.
상기 보습효과를 위한 후처리 단계 이후에는 건조시킨 후, 분리막 모듈에 부착하여 분리막을 얻을 수 있다.
이상의 제조방법으로부터 제조된 평막형 비대칭 분리막에 대하여, MBR 공정 시스템에 적용한 결과, 종래 평막형 분리막에 비해 막 오염 저항성이 크고 투과유량이 증가된다[도 3 및 도 4].
이에, 본 발명은 하폐수나 오폐수의 처리에 생물학적 처리 공정과 막 분리가 결합된, 분리막 결합형 미생물 반응기(MBR) 시스템에 있어서, 상기 막 분리가 본 발명의 평막형 비대칭 분리막을 일구성으로 포함하여 수행되는 분리막 결합형 미생물 반응기(MBR) 시스템을 제공한다.
따라서, 본 발명은 상기 평막형 비대칭 분리막을 일구성으로 포함하는 분리막 결합형 미생물 반응기(MBR) 시스템을 제공함으로써, MBR 공정의 운전효율을 향상시켜, 동력을 절감시키고 에너지 절감효과를 발휘할 수 있음에 따라, 오폐수 처리나 하폐수 처리 효율을 높일 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다.
본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1> 평막형 비대칭 분리막 제조
폴리비닐리덴플로라이드 100 중량부에 대하여, γ-부틸로락톤 150 중량부를 170℃ 온도로 혼합 교반하여 제1원료조성물을 준비하였다.
폴리비닐리덴플로라이드 100중량부에 대하여 셀룰로오스 아세테이트 20 중량부, N-메틸피롤리돈 500 중량부, 글리세린 20 중량부 및 물 20 중량부를 20℃로 혼합 교반하여 제2원료조성물을 준비하였다.
각각의 원료조성물을 압출기, 기어펌프를 거쳐, 티-다이(T-di)를 통해, 지지체 용도의 부직포 상에, 제1원료조성물을 250㎛, 제2원료조성물을 50㎛ 두께로 도포하여 제1고분자층 및 제2고분자층의 2층 구조의 비대칭 고분자 코팅층을 형성하였다.
이후, 상기 비대칭 고분자 코팅층이 형성된 부직포를 20℃ 온도로 유지된 물 100 중량부에 대하여 γ-부틸로락톤 380 중량부가 담긴 응고조에 침지후 고형화시켜 제1고분자층을 형성하였다.
상기 제1고분자층 형성 이후, 20℃로 유지된 물 100 중량부에 대하여, N-메틸피롤리돈 40 중량부가 담긴 응고조에 침지후 고형화시켜 제2고분자층을 형성하였다.
이후, 20℃로 유지된 물에 담가 고형화된 막 내부에 잔존하는 용매를 제거하고 세척하였다. 세척 이후, 글리세린이 함유된 수용액에 침지시켜 고형화된 막 내부에 글리세린이 스며들어 보습이 이루어지도록 하고, 이후 건조하여 평막형 비대칭 분리막을 제조하였다.
<비교예 1> 평막형 대칭 분리막 제조
폴리비닐리덴플로라이드 100 중량부에 대하여, γ-부틸로락톤 150 중량부를 170℃ 온도로 혼합 교반하여 원료조성물을 준비하였다. 상기 원료조성물을 압출기, 기어펌프를 거쳐, 티-다이(T-di)를 통해, 지지체 용도의 부직포 상에, 300㎛ 두께로 도포하여 1층 구조의 고분자 코팅층을 형성하였다. 이후, 상기 고분자 코팅층이 형성된 부직포를 20℃ 온도로 유지된 물 100 중량부에 대하여 γ-부틸로락톤 380 중량부가 담긴 응고조에 침지후 고형화시켜 고분자층을 형성하였다. 이후, 20℃로 유지된 물에 담가 고형화된 막 내부에 잔존하는 용매를 제거하고 세척하였다. 세척 이후, 글리세린이 함유된 수용액에 침지시켜 고형화된 막 내부에 글리세린이 스며들어 보습이 이루어지도록 하고, 이후 건조하여 평막형 비대칭 분리막을 제조하였다.
<비교예 2> 평막형 대칭 분리막 제조
폴리비닐리덴플로라이드 100 중량부에 대하여, 셀룰로오스 아세테이트 20 중량부, N-메틸피롤리돈 500 중량부, 글리세린 20 중량부 및 물 20 중량부를 20℃로 혼합 교반하여 원료조성물을 준비하였다. 상기 원료조성물을 압출기, 기어펌프를 거쳐, 티-다이(T-di)를 통해, 지지체 용도의 부직포 상에, 300㎛ 두께로 도포하여 1층 구조의 고분자 코팅층을 형성하였다. 이후, 상기 고분자 코팅층이 형성된 부직포를 20℃ 온도로 유지된 물 100 중량부에 대하여 N-메틸피롤리돈 40 중량부가 담긴 응고조에 침지후 고형화시켜 고분자층을 형성하였다. 이후, 20℃로 유지된 물에 담가 고형화된 막 내부에 잔존하는 용매를 제거하고 세척하였다. 세척 이후, 글리세린이 함유된 수용액에 침지시켜 고형화된 막 내부에 글리세린이 스며들어 보습이 이루어지도록 하고, 이후 건조하여 평막형 비대칭 분리막을 제조하였다.
<비교예3> 평막형 비대칭 분리막 제조
폴리비닐리덴플로라이드 100중량부에 대하여 셀룰로오스 아세테이트 20 중량부, N-메틸피롤리돈 500 중량부, 글리세린 20 중량부 및 물 20 중량부를 20℃로 혼합 교반하여 제1원료조성물을 준비하였다.
폴리비닐리덴플로라이드 100 중량부에 대하여, γ-부틸로락톤 150 중량부를 170℃ 온도로 혼합 교반하여 제2원료조성물을 준비하였다.
각각의 원료조성물을 압출기, 기어펌프를 거쳐, 티-다이(T-di)를 통해, 지지체 용도의 부직포 상에, 제1원료조성물을 250㎛, 제2원료조성물을 50㎛ 두께로 도포하여 제2고분자층 및 제1고분자층의 2층 구조의 비대칭 고분자 코팅층을 형성하였다.
이후, 상기 비대칭 고분자 코팅층이 형성된 부직포를 20℃로 유지된 물 100 중량부에 대하여, N-메틸피롤리돈 40 중량부가 담긴 응고조에 침지후 고형화시켜 제1고분자층을 형성하였다.
상기 제1고분자층 형성 이후, 20℃ 온도로 유지된 물 100 중량부에 대하여 γ-부틸로락톤 380 중량부가 담긴 응고조에 침지후 고형화시켜 제2고분자층을 형성하였다.
이후, 20℃로 유지된 물에 담가 고형화된 막 내부에 잔존하는 용매를 제거하고 세척하였다. 세척 이후, 글리세린이 함유된 수용액에 침지시켜 고형화된 막 내부에 글리세린이 스며들어 보습이 이루어지도록 하고, 이후 건조하여 평막형 비대칭 분리막을 제조하였다.
<실험예> 여과 성능 평가 방법
상기 실시예 1 및 비교예 1∼3에서 제조된 분리막을 이용하여 막 면적 1.4㎡의 침지형 모듈로 제작한 후 분리막 결합형 미생물 반응기(Membrane Bio Reactor, MBR)에 도입하여 투과유량을 관찰하였다. 이때, 미생물 반응기의 미생물 농도(MLSS)는 10,000ppm으로 유지하였으며 실시예 1 및 비교예 1∼3에서 제조된 여과막 모듈을 동시에 설치 비교함으로써 원수 성상에 의한 편차를 제거하였다.
그 결과를 도 3 및 도 4에 나타내었다.
이에, 도 1은 본 발명에 따라 부직포 상에 2층 구조의 고분자 코팅층이 형성된 평막형 비대칭 분리막에 대한 SEM 사진으로서, 도 2는 그 구조에 대한 모식도이다.
이에, 실시예 1 및 비교예 1∼3에서 제조된 분리막에 대한 여과 성능 평가결과, 도 3에서 보여주는 바와 같이, 막 오염이 심하게 일어날수록 운전 차압이 현저하게 높아지는데, 실시예 1에서 제조된 분리막은 차압 증가폭이 비교예 1∼3에서 제조된 분리막에 비해 현저하게 낮았다.
또한, 동일 운전기간 동안 실시예 1에서 제조된 분리막은 비교예 1∼3에서 제조된 분리막 대비 낮은 차압결과를 보였다.
또한 도 4는 본 발명의 평막형 비대칭 분리막에 대한 운전일수에 따른 투과유량 거동을 나타낸 것으로서, 실시예 1에서 제조된 분리막의 경우 전체적으로 투과유량이 높았으며, 실시예 1에서 제조된 분리막은 운전시간 경과에 따라, 비교예 1∼3에서 제조된 분리막보다 투과유량의 감소폭이 현저하게 낮게 관찰되었다.
따라서, 도 3으로부터, 실시예 1에서 제조된 평막형 비대칭 분리막은 전체적으로 투과유량이 우수하였으며, 시간경과에도 막 오염에 의한 투과유량의 감소폭도 현저하게 낮은 결과를 확인하였다. 이에, 본 발명에 의해 평막형 비대칭 분리막은 종래의 분리막에 비해 막 오염 저항성이 크고 투과유량을 증가시킬 수 있음을 제시하였다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 막 오염 저항성을 개선하면서, 투과 유량을 향상시킨 평막형 비대칭 분리막을 제공함으로써, 분리막 결합형 미생물 반응기(MBR) 시스템에서 요구되는 물성을 구현하는 분리막을 제공하였다.
본 발명은 부직포상에 제1고분자층 및 제2고분자층으로 형성될 때, 각 고분자층을 구성하는 원료조성물의 조성 및 제조공정상 두께 제어에 따라, 막의 기공크기 및 막 두께를 비대칭으로 형성하는 평막형 비대칭 분리막을 형성할 수 있는 평막형 비대칭 분리막의 제조방법을 제공하였다.
나아가, 본 발명은 상기 평막형 비대칭 분리막을 일구성으로 포함하는 분리막 결합형 미생물 반응기(MBR) 시스템을 제공함으로써, MBR 공정의 운전효율을 향상시켜, 동력을 절감시키고 에너지 절감효과를 발휘할 수 있음에 따라, 오폐수 처리나 하폐수 처리 효율을 높일 수 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
Claims (11)
- 부직포상에,
폴리비닐리덴플로라이드 100 중량부에 대하여, γ-부틸로락톤 150 내지 200 중량부가 함유된 제1원료조성물로 형성된 제1고분자층 및
폴리비닐리덴플로라이드 100 중량부에 대하여, 셀롤로오스 아세테이트 20 내지 40 중량부, N-메틸피롤리돈 500 내지 600 중량부, 글리세린 20 내지 40 중량부 및 물 20 내지 40 중량부로 이루어진 제2원료조성물로 형성된 제2고분자층이 적층된 평막형 비대칭 분리막. - 제1항에 있어서, 제1고분자층의 기공크기가 0.08 내지 0.1㎛인 것을 특징으로 하는 상기 평막형 비대칭 분리막.
- 제1항에 있어서, 제2고분자층의 기공크기가 0.005 내지 0.05㎛인 것을 특징으로 하는 상기 평막형 비대칭 분리막.
- 제1항에 있어서, 제1고분자층의 두께가 250 내지 500㎛인 것을 특징으로 하는 상기 평막형 비대칭 분리막.
- 제1항에 있어서, 제2고분자층의 두께가 50 내지 100㎛인 것을 특징으로 하는 상기 평막형 비대칭 분리막.
- 폴리비닐리덴플로라이드 100 중량부에 대하여, γ-부틸로락톤 150 내지 200 중량부를 170∼180℃에서 혼합 교반하여 제1원료조성물을 준비하고,
폴리비닐리덴플로라이드 100 중량부에 대하여, 셀롤로오스 아세테이트 20 내지 40 중량부, N-메틸피롤리돈 500 내지 600 중량부, 글리세린 20 내지 40 중량부 및 물 20 내지 40 중량부를 20∼30℃로 혼합 교반하여 제2원료조성물을 준비하고,
상기 제1원료조성물 및 제2원료조성물을 동시에 압출기, 기어펌프 및 티-다이(T-die)를 통과시켜, 부직포상에 제1원료조성물 및 제2원료조성물을 순차 적층시켜 비대칭 고분자 코팅층을 형성하고,
상기 비대칭 고분자 코팅층이 형성된 부직포를 제1응고조에 침지시켜 제1고분자층을 선택 고형화시키고,
제1고분자층 형성 이후, 제2응고조에 재침지시켜, 제2고분자층을 선택 고형화시켜 막을 형성하고,
상기 형성된 막 내부의 용매를 제거하고 세척하는 것으로 이루어진 평막형 비대칭 분리막의 제조방법. - 제6항에 있어서, 상기 세척 이후, 글리세린이 함유된 수용액에 고형화된 막을 침지하여 건조하는 후처리 단계가 더 수행되는 것을 특징으로 하는 상기 평막형 비대칭 분리막의 제조방법.
- 제6항에 있어서, 상기 티-다이를 통해 제1원료조성물을 250 내지 500㎛ 두께 및 제2원료조성물을 50 내지 100㎛ 두께로 도포하여 비대칭 고분자 코팅층을 형성하는 것을 특징으로 하는 상기 평막형 비대칭 분리막의 제조방법.
- 제6항에 있어서, 상기 제1응고조가 20∼30℃ 온도로 유지된 물 100 중량부에 대하여 γ-부틸로락톤 380∼420 중량부가 함유된 것을 특징으로 하는 상기 평막형 비대칭 분리막의 제조방법.
- 제6항에 있어서, 상기 제2응고조가 20∼30℃ 온도로 유지된 물 100 중량부에 대하여, N-메틸피롤리돈 40∼50중량부가 함유된 것을 특징으로 하는 상기 평막형 비대칭 분리막의 제조방법.
- 하폐수나 오폐수의 처리에 생물학적 처리 공정과 막 분리가 결합된, 분리막 결합형 미생물 반응기(MBR) 시스템에 있어서,
상기 막 분리가 제1항의 평막형 비대칭 분리막을 일구성으로 포함하여 수행되는 것을 특징으로 하는 분리막 결합형 미생물 반응기(MBR) 시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120006427A KR101326863B1 (ko) | 2012-01-19 | 2012-01-19 | 평막형 비대칭 분리막 및 그의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120006427A KR101326863B1 (ko) | 2012-01-19 | 2012-01-19 | 평막형 비대칭 분리막 및 그의 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20130085339A KR20130085339A (ko) | 2013-07-29 |
| KR101326863B1 true KR101326863B1 (ko) | 2013-11-12 |
Family
ID=48995597
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020120006427A KR101326863B1 (ko) | 2012-01-19 | 2012-01-19 | 평막형 비대칭 분리막 및 그의 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101326863B1 (ko) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101670438B1 (ko) * | 2014-02-26 | 2016-10-28 | (주)필로스 | 멤브레인 및 그 제조방법 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20100028011A (ko) * | 2007-07-03 | 2010-03-11 | 스미토모덴코파인폴리머 가부시키가이샤 | 여과용 평막 엘리먼트 및 평막 여과 모듈 |
| JP4626301B2 (ja) * | 2002-06-14 | 2011-02-09 | 東レ株式会社 | 複合分離膜およびその製造方法 |
| JP2011036848A (ja) | 2009-07-14 | 2011-02-24 | Toray Ind Inc | ポリフッ化ビニリデン系樹脂製分離膜およびその製造方法 |
-
2012
- 2012-01-19 KR KR1020120006427A patent/KR101326863B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4626301B2 (ja) * | 2002-06-14 | 2011-02-09 | 東レ株式会社 | 複合分離膜およびその製造方法 |
| KR20100028011A (ko) * | 2007-07-03 | 2010-03-11 | 스미토모덴코파인폴리머 가부시키가이샤 | 여과용 평막 엘리먼트 및 평막 여과 모듈 |
| JP2011036848A (ja) | 2009-07-14 | 2011-02-24 | Toray Ind Inc | ポリフッ化ビニリデン系樹脂製分離膜およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20130085339A (ko) | 2013-07-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Qi et al. | Double-skinned forward osmosis membranes based on layer-by-layer assembly—FO performance and fouling behavior | |
| CA2458378C (en) | Porous membrane and method of manufacturing the same | |
| Emadzadeh et al. | Synthesis and characterization of thin film nanocomposite forward osmosis membrane with hydrophilic nanocomposite support to reduce internal concentration polarization | |
| Shokrollahzadeh et al. | Fabrication of thin film composite forward osmosis membrane using electrospun polysulfone/polyacrylonitrile blend nanofibers as porous substrate | |
| AU2010289795B2 (en) | Forward osmosis membranes | |
| CN106731841B (zh) | 一种超分子复合纳滤膜及其制备方法和应用 | |
| EP2473259B1 (en) | Filter membrane with supporting frame and method of production | |
| WO2012102678A1 (en) | A forward osmosis membrane | |
| CN103240005B (zh) | 一种管式复合纳滤膜的制备方法 | |
| US20160121273A1 (en) | Hydrophilised vinylidene fluoride-based porous hollow fibre membrane, and manufacturing method therefor | |
| JP2013510717A5 (ko) | ||
| JP2013510717A (ja) | ポリフッ化ビニリデン複合補強型液体分離膜の製造方法 | |
| Fang et al. | Evaluating the antifouling properties of poly (ether sulfone)/sulfonated poly (ether sulfone) blend membranes in a full-size membrane module | |
| KR101448017B1 (ko) | 정삼투막 및 이의 제조방법 | |
| CN113398777A (zh) | 一种具有MXene排水层的三层结构复合正渗透膜及其制备方法 | |
| KR20140046638A (ko) | 비대칭성 중공사막의 제조방법 및 이에 의해 제조된 비대칭성 중공사막 | |
| Wang | Fundamentals of membrane separation technology | |
| KR101326863B1 (ko) | 평막형 비대칭 분리막 및 그의 제조방법 | |
| KR101729183B1 (ko) | 압력지연삼투용 복합분리막의 제조방법 | |
| KR101079652B1 (ko) | 엠비알(ｍｂｒ)용 분리막 제조를 위한 고분자화합물 및 이를 이용한 분리막의 제조방법 | |
| KR101434184B1 (ko) | 정삼투막 및 그의 제조방법 | |
| CN113828174A (zh) | 一种双层复合结构反渗透膜及其制备方法 | |
| JP2013223861A (ja) | 複合半透膜 | |
| KR102327836B1 (ko) | 분리막 활성층 형성용 조성물, 분리막의 제조 방법, 분리막 및 수처리 모듈 | |
| SG188687A1 (en) | Thin film composite osmosis membranes |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20161102 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20171102 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20181102 Year of fee payment: 6 |