KR101441540B1 - Polymeric membrane for water treatment embedded with planar carbon-based oxide, and water treatment apparatus and process using the same - Google Patents

Polymeric membrane for water treatment embedded with planar carbon-based oxide, and water treatment apparatus and process using the same Download PDF

Info

Publication number
KR101441540B1
KR101441540B1 KR1020120113435A KR20120113435A KR101441540B1 KR 101441540 B1 KR101441540 B1 KR 101441540B1 KR 1020120113435 A KR1020120113435 A KR 1020120113435A KR 20120113435 A KR20120113435 A KR 20120113435A KR 101441540 B1 KR101441540 B1 KR 101441540B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
membrane
water treatment
separation membrane
graphene oxide
polymer
Prior art date
Application number
KR1020120113435A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20130040738A (en
Inventor
이정학
이재우
이홍희
Original Assignee
서울대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 서울대학교산학협력단 filed Critical 서울대학교산학협력단
Publication of KR20130040738A publication Critical patent/KR20130040738A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101441540B1 publication Critical patent/KR101441540B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/444Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by ultrafiltration or microfiltration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/14Ultrafiltration; Microfiltration
    • B01D61/145Ultrafiltration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/14Ultrafiltration; Microfiltration
    • B01D61/147Microfiltration
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/002Construction details of the apparatus

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

본 발명은 분리막 수처리 공정의 운전 시에 고분자 분리막 자체의 물성에 기인하는 여과 저항과 함께 분리막 표면에서 발생되는 미생물, 플록 또는 유기물질 등의 침착에 따른 막오염 등에 의한 여과 저항을 저감하여서 분리막의 여과 성능을 개선함으로써 보다 장기간에 걸쳐 안정적으로 운전할 수 있는 수처리용 고분자 분리막 및 이를 이용한 분리막 수처리 장치 및 분리막 수처리 공정을 제공하기 위한 것이다. 보다 구체적으로는 분리막의 친수성을 증가시키고 표면의 음전하를 증가시킬 수 있는 그래핀 옥사이드(graphene oxide) 및 그 유도체와 같은 판상 탄소계 산화물을 함유시킨 고분자 분리막과, 이를 이용하여 여과 성능을 향상시킴으로써 장기간에 걸쳐 안정적으로 운전할 수 있는 분리막 수처리 장치 및 공정에 관한 것이다.The present invention reduces filtration resistance due to membrane fouling due to deposition of microorganisms, flocs or organic substances generated on the surface of a separation membrane as well as filtration resistance caused by the physical properties of the polymer membrane itself during the operation of the separation membrane water treatment process, The present invention provides a polymer membrane for water treatment which can be stably operated for a longer period of time by improving the performance, a membrane water treatment apparatus using the same, and a membrane water treatment process. More specifically, the present invention relates to a polymer separator comprising a plate-like carbon-based oxide such as graphene oxide and a derivative thereof capable of increasing the hydrophilicity of the separator and increasing the negative charge on the surface thereof, And more particularly, to a separation membrane water treatment apparatus and process which can operate stably over a long period of time.

Description

판상 탄소계 산화물이 포함된 수처리용 고분자 분리막과 이를 이용한 분리막 수처리 장치 및 분리막 수처리 공정 {Polymeric membrane for water treatment embedded with planar carbon-based oxide, and water treatment apparatus and process using the same}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a polymer membrane for water treatment comprising a carbon-based oxide, a membrane-type carbon-based oxide, a membrane water treatment apparatus and a membrane water treatment process using the same,

본 발명은 분리막 수처리 공정에서 고분자 분리막 자체의 물성에 기인하는 여과 저항을 저감하면서 분리막 표면에서 발생되는 미생물, 플록 또는 유기물질 등의 침착에 따른 막오염 등에 의한 여과 저항도 저감하여서 분리막의 여과 성능을 개선함으로써 분리막 수처리 공정의 효율을 향상시킬 수 있는 고분자 분리막 및 이를 이용한 수처리 공정에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 분리막의 친수성을 증가시키고 표면의 음전하를 증가시킬 수 있는 판상 탄소계 산화물을 함유시킨 고분자 분리막과, 이를 이용하여 여과 성능을 향상시킴으로써 장기간에 걸쳐 안정적으로 운전할 수 있는 분리막 수처리 장치 및 분리막 수처리 공정에 관한 것이다.The present invention reduces filtration resistance due to membrane contamination due to deposition of microorganisms, flocs or organic substances generated on the surface of a membrane while reducing the filtration resistance caused by the physical properties of the polymer membrane itself in the membrane membrane water treatment process, The present invention relates to a polymer membrane capable of improving the efficiency of the membrane membrane water treatment process, and a water treatment process using the same. More particularly, the present invention relates to a polymer separator comprising a plate-shaped carbon-based oxide capable of increasing the hydrophilicity of the separator and increasing the negative charge on the surface thereof, and a separator membrane water treatment apparatus and membrane separator which can operate stably over a long period of time And a water treatment process.

최근 분리막 수처리 반응조 (생물반응조)에 막분리 공정을 결합한 분리막 생물반응조 공정과 같은 분리막 수처리 공정은 적은 부지면적의 소요에 따른 우수한 경제성, 외부 충격 부하에 대한 안정성, 슬러지 생산량의 감소 등의 장점으로 인해 기존의 물리화학적 수처리 공정에 대한 대안으로서 각광을 받으며 활발히 연구되어 왔고, 나아가 실제 공정에도 널리 적용되어 왔다. 일례로, 이미 10 여년 전부터 전 세계적으로 4,000여개의 플랜트가 가동 중이고(Membrane bioreactors for wastewater treatment, IWA Publishing, 2000), 나아가 MBR 공정의 시장규모는 2008년 3억 달러였던 것이 2013년에는 5억 달러로 증가하여 연평균 11%의 성장이 전망될 정도로 그 보급이 활발하게 진행되고 있다(Membrane Bioreactors: Global Markets, BCC research, 2008). 또, 이와 같은 분리막 수처리 공정의 확산에 따라 수처리용 분리막 시장규모 또한 연평균 12% 성장할 것으로 전망되고 있는 실정이다(SERI 경제 포커스 제 213호, 2008).Membrane water treatment process such as separation membrane bioreactor process combining membrane separation process in recent membrane water treatment reactor (bioreactor) has advantages such as excellent economical efficiency due to small site area, stability against external impact load, and reduction of sludge production Has been extensively studied as an alternative to existing physicochemical water treatment processes, and has been widely applied to practical processes. For example, over 10 years ago, 4,000 plants were operating globally (Membrane bioreactors for wastewater treatment, IWA Publishing, 2000), and the market size of the MBR process was $ 300 million in 2008, (Membrane Bioreactors: Global Markets, BCC research, 2008), which is expected to grow at an annual average rate of 11%. The market for water treatment membranes is expected to grow at a CAGR of 12% (SERI Economic Focus No. 213, 2008).

그렇지만, 분리막 수처리 공정은 분리막 자체(본래)의 여과 저항 뿐 아니라 수처리 반응조 내부에 존재하는 미생물들의 분리막 표면에서의 부착성장(attached growth) 등에 의해 최종적으로 분리막의 표면(세공 포함)이 덮어져서 발생되는 생물막(biofilm)에 의한 막오염 등에 기인하는 여과 저항으로 인하여 분리막의 여과 성능이 저하된다는 문제점을 가지고 있다.However, the membrane water treatment process is generated by covering the surface (including pores) of the membrane finally due to the filtration resistance of the membrane itself (inherent) as well as the attached growth of the microorganisms existing in the water treatment reactor on the surface of the membrane The filtration performance of the membrane deteriorates due to the filtration resistance caused by membrane fouling due to biofilm.

이러한 생물막 등의 막오염 문제를 해결하기 위하여, 지난 수 십 년간 다양한 연구가 진행되어 왔다. 기존에 개발된 방법들에는 물리적 방법(예컨대, 폭기) 및 화학적 방법(예컨대, 응집제의 사용) 등이 있다. 이러한 기존의 물리적/화학적 방법들을 사용할 경우 생물막 형성의 초기 단계에는 어느 정도 효과적으로 생물막 형성을 제어할 수 있지만, 일단 한 번 생물막이 형성되게 되면 이 방법들로는 생물막 형성 및 성장을 완전히 제어하기 어렵다는 한계점을 지니고 있다. 뿐만 아니라, 폭기의 경우는 추가 에너지 공급을 해야 한다는 측면에서, 응집 전처리의 경우는 별도의 시설이 요구된다는 문제가 있으므로 에너지 효율이나 경제성 측면에서 또한 불리하다고 할 수 있다. 또한, 위와 같은 방법들은 고분자 분리막 자체의 물성의 한계점(예컨대, 분리막 표면의 소수성의 특징)으로 인하여 근본적인 해결책이 될 수는 없었다.Various studies have been conducted over the past several decades to solve the problem of membrane contamination of biofilm. Conventionally developed methods include physical methods (e.g., aeration) and chemical methods (e.g., the use of flocculants). Using these existing physical / chemical methods can control biofilm formation to some extent in the early stages of biofilm formation, but once the biofilm is formed, these methods have the limitation that it is difficult to control biofilm formation and growth completely have. In addition, in the case of aeration, additional energy is required, and in the case of pre-agglomeration, a separate facility is required, which is also disadvantageous in terms of energy efficiency and economy. In addition, the above methods could not be a fundamental solution due to limitations of physical properties of the polymer membrane itself (for example, hydrophobic characteristics of the membrane surface).

이에 따라, 미생물 등의 부착을 운전 초기부터 억제하거나 미생물 등의 부착을 최대한 지연시킴으로써 미생물이 생물막을 형성하는 것을 억제함과 동시에 분리막의 투수성을 높이기 위해 분리막의 표면을 개질하는 접근법들이 시도되어 왔다. 분리막을 제조하는 과정에 폴리비닐피롤리돈(PVP)과 같은 친수성 고분자를 첨가하거나(B. Chakrabarty et al ., J. Membr. Sci., vol.315, pp.6-47) 분리막의 표면을 플라즈마 처리를 하는(K.S. Kim et al ., J. Membr. Sci., vol.199, pp.135-145) 등의 시도가 있었다.Accordingly, attempts have been made to modify the surface of a separation membrane in order to suppress the formation of a biofilm by inhibiting the attachment of microorganisms or the like, or delaying the attachment of microorganisms or the like to the maximum, and to increase the permeability of the separation membrane . Hydrophilic polymers such as polyvinylpyrrolidone (PVP) may be added to the process of preparing the membrane (B. Chakrabarty et al . , J. Membr. Sci., Vol.315, pp.6-47) The surface of the separation membrane was subjected to plasma treatment (KS Kim et al . , J. Membr. Sci., Vol. 199, pp. 135-145).

그 뿐만 아니라, 분리막 자체의 여과 성능을 향상시키기 위해 나노 물질을 사용하는 경우도 있었다(I.F.J. Vankelecom et al ., J. Phys. Chem., vol.99, pp.13187~13192). 특히 탄소계 나노 물질들을 분리막의 성능 향상을 위해 사용하는 예들이 등장하고 있는데, 그 중에서도 다중벽 탄소나노튜브(MWCNT)의 산화물을 분리막에 첨가한 연구가 대표적인 사례이다(J.H. Choi et al ., J. Membr. Sci., vol.284, pp.406-415). 이 연구에 따르면, 다중벽 탄소나노튜브 산화물을 분리막에 첨가할 경우 다중벽 탄소나노튜브 산화물이 가진 다양한 관능기들에 의해 분리막의 친수성 특성 등이 향상될 수 있고, 이는 분리막의 수투수도 (분리막 자체의 여과성능으로서 순수를 대상으로 한 여과실험에서 측정되는 투수도) 향상과 같은 분리막의 성능을 강화시키는 데 기여한다고 보고된 바 있다.In addition, nanomaterials have been used to improve the filtration performance of the membrane itself (IFJ Vankelecom et al . , J. Phys. Chem., Vol. 99, pp. 13187-13192). In particular examples of using the carbon-based nanomaterials to improve the performance of the membrane there are emerging, among the studies was added an oxide of the multi-walled carbon nanotube (MWCNT) the membrane is a prime example (Choi JH et al . , J. Membr. Sci., Vol. 284, pp. 406-415). According to this study, when the multi-walled carbon nanotube oxide is added to the separation membrane, the hydrophilic characteristics of the separation membrane can be improved by various functional groups possessed by the multi-walled carbon nanotube oxide, And the permeability measured by the filtration test for pure water as the filtration performance of pure water.

그럼에도 불구하고, 다중벽 탄소나노튜브 산화물의 경우 튜브 내부에 형성된 관능기들은 구조상 외부에 존재하는 분리막의 고분자 물질과 접촉할 수 없어서 활용되지 못하는 결과가 될 뿐만 아니라(Sandeep Agnihotri et al ., Langmuir, vol.21, 896-904), 탄소 대비 산소의 비율이 최대 7% 정도로 산화율(산소 함유율)이 상당히 낮다는 점에서(Anya Kuznetsova et al ., J. Am. Chem. Soc., vol.123, pp.10699-10704) 분리막의 여과 성능을 향상시키기에는 한계가 있다.Nevertheless, in the case of the multi-walled carbon nanotube oxide, the functional groups formed inside the tube can not be used because of the inability to make contact with the polymer material of the separation membrane existing in the outside of the structure (Sandeep Agnihotri et al . , Langmuir, vol.21, 896-904), the ratio of oxygen to carbon is up to 7%, and the oxidation rate (oxygen content) is considerably low (Anya Kuznetsova et al . , J. Am. Chem. Soc., Vol. 123, pp. 10699-10704). There is a limit to improving the filtration performance of the membrane.

J.H. Choi et al., J. Membr. Sci., vol.284, pp.406-415J.H. Choi et al., J. Membr. Sci., Vol. 284, pp. 406-415

본 발명의 목적은 상기에 언급한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 분리막 수처리 공정의 운전 시에 고분자 분리막 표면의 물성(소수성)에 기인하는 분리막 자체의 여과 저항과 함께 분리막 표면에서 발생되는 미생물, 플록 또는 유기물질 등의 침착에 따른 막오염 등에 의한 여과 저항을 저감하여서 분리막의 여과 성능을 개선함으로써 보다 장기간에 걸쳐 안정적으로 운전할 수 있는 수처리용 고분자 분리막 및 이를 이용한 분리막 수처리 장치 및 분리막 수처리 공정을 제공하기 위한 것이다.It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems, and to provide a membrane filtration apparatus capable of improving the filtration resistance of the separation membrane itself due to physical properties (hydrophobicity) The present invention relates to a polymer membrane for water treatment which can operate stably for a longer period of time by reducing the filtration resistance due to membrane contamination due to deposition of organic materials and the like and thereby improving the filtration performance of the membrane and to provide a membrane water treatment apparatus and a membrane water treatment process using the same will be.

이에 본 발명자는 열심히 연구를 거듭한 결과, 그래핀 옥사이드 및 그 유도체를 포함하는 판상 탄소계 산화물을 분리막에 함유시켜 분리막에 음전하와 친수성을 부여하여서 수투수도를 향상시키고 이와 함께 분리막에 미생물이나 기타 활성 슬러지 내 유기물질 등이 부착되는 현상을 완화하고 분리막에 부착된 물질들의 탈리를 촉진시켜서 분리막의 여과 성능을 향상시킬 수 있다는 점을 발견하고, 본 발명에 이르게 되었다.As a result of intensive research, the present inventors have found that a plate-like carbon-based oxide containing graphene oxide and its derivatives is contained in a separation membrane to impart negative charge and hydrophilicity to the separation membrane to improve water permeability, It is possible to improve the filtration performance of the membrane by alleviating the phenomenon of adhering organic substances and the like in the activated sludge and promoting desorption of the substances adhered to the separation membrane, leading to the present invention.

본 발명은 고분자를 주체로 하는 분리막에 판상 탄소계 산화물이 포함되어 있는 수처리용 분리막을 제공한다.The present invention provides a separation membrane for water treatment wherein a plate-like carbon-based oxide is contained in a separation membrane composed mainly of a polymer.

본 발명에서의 판상 탄소계 산화물은 단위 질량 당 비표면적이 큰 판상의 형태를 띠고 산화 처리에 의해 산소 함유 관능기와 같은 친수성 관능기가 도입된 탄소계 산화물로 이루어진 것이다. 구체적으로, 그래핀 옥사이드 및 그 유도체를 포함하는 판상 탄소계 나노 산화물을 들 수 있다.The platelet-like carbon-based oxide in the present invention is composed of a carbon-based oxide having a plate-like shape with a large specific surface area per unit mass and having a hydrophilic functional group such as an oxygen-containing functional group introduced by an oxidation treatment. Specifically, there may be mentioned platy carbon-based nano-oxides including graphen oxide and derivatives thereof.

그래핀 옥사이드는 탄소 원자가 벌집 모양의 육각형 형태로 연결된 2차원 평면 구조를 이루는 물질인 그래핀의 산화물을 가리키는 것이다. 종래에, 그래핀 및 그 산화물인 그래핀 옥사이드는 물질의 기계적 강도나 탄성을 강화시키고, 전기 전도성이나 열 전도성, 열에 대한 안정성을 증가시키며, 기체에 대한 낮은 투과성을 부여하기 위하여 자동차 산업이나 우주 항공 산업, 전자 산업, 또는 제품 포장 등에 적용하는 시도가 있어 왔지만, 아직까지는 환경 분야, 특히 수처리용 분리막에 적용시키는 연구는 시도된 바 없다(Virendra Singh et al ., Progress in Materials Science, vol.56, pp.1178-1271). 본 발명에 있어서, 그래핀 옥사이드는, 판상(sheet type 또는 planar)의 열린 구조를 갖기 때문에 튜브 형태를 띠는 다중벽 탄소나노튜브(MWCNT) 산화물과는 달리 산화 처리에 의해 표면에 형성된 모든 관능기들(특히, 음전하를 띠는 산소 함유 관능기)을 활용할 수 있다. 더욱이, 그래핀 옥사이드 조각의 테두리 부분에는 테두리 전체에 걸쳐 카르복실기가 있고, 조각의 중앙 부위의 면에는 카르보닐기나 하이드록실기 등이 있어 활용 가능한 관능기가 다량으로 존재하며(Daniel R. Dreyer et al ., Chem. Soc. Rev., vol.39, pp.228-240), 그에 따라 탄소 대비 산소의 비율(산화율)도 약 33%로 MWCNT 산화물에 비해 월등히 높은 편이다(Daniel R. Dreyer et al ., Chem. Soc. Rev., vol.39, pp.228-240).Graphene oxide is an oxide of graphene, a material that forms a two-dimensional planar structure in which carbon atoms are connected in a hexagonal honeycomb shape. Conventionally, graphene and its oxide, graphene oxide, have been used in automotive and aerospace < RTI ID = 0.0 > industries < / RTI > to enhance mechanical strength and elasticity of materials, increase electrical conductivity, thermal conductivity, Industrial, electronic industry, or product packaging, there have been no attempts to apply them to the environmental field, particularly water treatment membranes (Virendra Singh et al . , Progress in Materials Science, vol.56, pp.1178-1271). In the present invention, since graphene oxide has an open structure of a sheet type or planar, unlike a multi-walled carbon nanotube (MWCNT) oxide having a tube shape, all functional groups (Especially oxygen-containing functional groups with negative charge). Furthermore, there is a carboxyl group in the rim portion of the graphene oxide piece, and a large amount of available functional groups in the central portion of the piece in the presence of a carbonyl group and a hydroxyl group (Daniel R. Dreyer et al . , Chem. Soc. Rev., vol.39, pp.228-240), and thus the ratio of oxygen to carbon (oxidation rate) is about 33%, which is much higher than that of MWCNT oxide (Daniel R. Dreyer et al . , Chem. Soc. Rev., vol.39, pp.228-240).

이러한 특징으로 인하여 고분자 분리막에 그래핀 옥사이드 및 그 유도체와 같은 판상 탄소계 산화물을 친수성 부여 첨가제로서 사용하면 다중벽 탄소나노튜브 산화물 및 기타 다른 나노 물질 (그 산화물 포함)에 비해 친수성 부여 효과가 커서 분리막 자체가 보다 높은 수투수도 효과를 나타내고, 이와 함께 소수성을 갖거나 표면에 음전하를 띠는 단백질로 구성된 오염 물질들과 분리막 표면 사이의 소수성 상호작용 또는 정전기적 상호작용(인력)을 완화시켜서 분리막의 여과 성능을 향상시키게 되는 것으로 생각된다.Due to such a feature, if a plate-like carbon-based oxide such as graphene oxide or its derivative is used as a hydrophilicity-imparting additive in a polymer membrane, the effect of imparting hydrophilicity to multi-walled carbon nanotube oxides and other nanomaterials (including their oxides) It also has a higher water permeability and, at the same time, alleviates the hydrophobic or electrostatic interaction (attraction) between the contaminants, which are composed of hydrophobic or negatively charged proteins on the surface, Thereby improving the filtration performance.

본 발명에서 분리막에 첨가되는 대표적인 판상 탄소계 산화물인 그래핀 옥사이드 및 그 유도체는, 예컨대 그래파이트(graphite)를 산성 용액 및 산화 촉매를 사용하여 산화시켜 얻어질 수 있다. 그래파이트 원료의 재질상의 특별한 제한은 없으며, 탄소 재질의 분말(powder), 플레이크(flake), 입상(granular)이나 막대(rod) 형태의 제품, 개질된 탄소 재질의 제품 등으로부터 선택할 수 있다. 보다 구체적으로, 그래파이트 분말, 그래파이트 플레이크, 입상 그래파이트, 그래파이트 막대(예컨대, Aldrich사의 Graphite rod), 플루오르화 된 그래파이트(예컨대, Aldrich사의 Graphite fluorinated) 등을 사용할 수 있으며, 그래파이트의 원활한 산화와 제품의 균질성을 위해 가급적 단시간 내에 산화시킬 수 있으면서 탄소 이외의 불순물이 없는 순수한 상태의 물질이어야 한다는 점을 고려하면 개질되지 않은 분말 형태의 그래파이트를 사용하는 것이 보다 바람직하다. 그래파이트와 같은 판상 탄소계 물질을 그래핀 옥사이드와 같은 판상 탄소계 산화물로 산화시키는 방법은 효율적인 산화(개질) 방법이라면 특별하게 한정되지 않으며, Brodie, Hummers, 또는 Staudenmaier 에 의해 개발된 방법들(Daniel R. Dreyer et al ., Chem. Soc. Rev., vol.39, pp.228-240), 혹은 이들을 조합하거나 개량시킨 방법들을 사용할 수 있다. 그래파이트를 산화시키기 위해 사용되는 산성 용액으로는 황산(H2SO4)이나 질산(HNO3), 인산(H3PO4) 또는 이 용액들의 혼합액이 사용될 수 있고, 산화를 촉진시키기 위해 과망간산칼륨(KMnO4)나, 염소산칼륨(KClO3)과 같은 산화제를 첨가시킬 수도 있다.Graphene oxide and derivatives thereof, which are typical plate-like carbon-based oxides added to the separator in the present invention, can be obtained, for example, by oxidizing graphite with an acidic solution and an oxidation catalyst. There is no particular limitation on the material of the graphite raw material, and it can be selected from carbon powder, flake, granular or rod shaped product, modified carbon product, and the like. More specifically, it is possible to use graphite powder, graphite flake, granular graphite, graphite rod (for example, Graphite rod from Aldrich), fluorinated graphite (for example, Graphite fluorinated from Aldrich) It is more preferable to use graphite in the form of an unmodified powder in consideration of the fact that it can be oxidized within a short period of time as long as it is a pure material free from impurities other than carbon. The method of oxidizing a platelet-like carbon-based material such as graphite to a platelike carbon-based oxide such as graphene oxide is not particularly limited as long as it is an efficient oxidation (reforming) method, and the methods developed by Brodie, Hummers, or Staudenmaier Dreyer et al . , Chem. Soc. Rev., vol.39, pp.228-240), or a combination of these methods or an improved method can be used. As the acidic solution used for oxidizing the graphite, a mixed solution of sulfuric acid (H 2 SO 4 ), nitric acid (HNO 3 ), phosphoric acid (H 3 PO 4 ) or these solutions may be used, and potassium permanganate KMnO 4 ), or potassium chlorate (KClO 3 ) may be added.

본 발명의 수처리용 고분자 분리막에 있어서, 판상 탄소계 산화물은 전체 분리막 중량 대비 0.2∼2 중량% 포함되어 있는 것이 바람직하다. 판상 탄소계 산화물의 함량이 0.2 중량 미만이면 판상 탄소계 산화물의 친수성 및 음전하가 충분히 부여되지 못하여 분리막의 여과 성능 향상이 제대로 나타나지 않으며, 2 중량%를 넘으면 상전이법과 같은 통상적인 분리막 제조공정에 있어서 고분자 원료 용액의 점도가 크게 증가된 결과 비용매가 고분자 용액 쪽으로 유입되는 것이 저해되거나 느려진 확산 속도로 인하여 고분자 재배열이 오랜 시간에 걸쳐 일어날 수 있으므로 분리막 스킨층이 보다 조밀해져서 여과 성능 향상이 제대로 나타나지 않을 수 있다.In the polymer membrane for water treatment of the present invention, it is preferable that the plate-like carbon-based oxide is contained in an amount of 0.2 to 2% by weight based on the weight of the entire separation membrane. If the content of the plate-like carbon-based oxide is less than 0.2 wt%, hydrophilicity and negative charge of the platelike carbon-based oxide are not sufficiently imparted to improve the filtration performance of the separation membrane. If the content exceeds 2 wt%, the polymer As the viscosity of the raw material solution is greatly increased, the introduction of the non-solvent into the polymer solution is impeded or the polymer rearrangement may occur over a long time due to a slow diffusion rate, so that the membrane skin layer becomes denser, have.

본 발명의 수처리용 분리막은 판상 탄소계 산화물이 함유될 수 있는 것이라면 종류, 모듈, 공경 등에 특별한 제한이 없다. 대칭성 및 비대칭성 분리막에 모두 적용될 수 있는 것이고, 종래에 수처리용으로 사용되고 있는 외압형, 침지형, 평판형, 나권형, 중공사형 등의 통상적인 모듈에 모두 적용할 수 있는 것이다. 또한, 역삼투막(RO), 나노여과막(NF), 한외여과막(UF), 정밀여과막(MF) 등 다양한 공경의 분리막에도 적용할 수 있지만, 분리막 자체의 여과 성능의 개선이나 분리막 표면의 생물막오염 등에 의한 막오염 등의 저감 효과를 극대화하여 얻을 수 있는 점에서 한외여과막이나 정밀여과막이 바람직하다.The separator for water treatment of the present invention is not particularly limited to the type, module, pore size and the like as long as the plate-like carbon-based oxide can be contained. Symmetric and asymmetric membranes, and can be applied to conventional modules such as an external pressure type, an immersion type, a flat plate type, a spiral type, and a hollow fiber type which are conventionally used for water treatment. Also, it can be applied to various pore separation membranes such as reverse osmosis membrane (RO), nanofiltration membrane (NF), ultrafiltration membrane (UF), and microfiltration membrane (MF). However, due to improvement in filtration performance of the membrane itself, An ultrafiltration membrane or a microfiltration membrane is preferable in that it can be obtained by maximizing the effect of reducing membrane fouling and the like.

또한, 본 발명의 수처리용 고분자 분리막의 주체가 되는 고분자로서는, 판상 탄소계 산화물과 효과적으로 혼합되어 분리막을 제조할 수 있는 것이라면 특별한 제한은 없으며, 폴리아미드계, 폴리술폰계, 폴리카보네이트계, 불소계, 셀룰로오스 아세테이트계로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 것을 사용할 수 있다.The polymer to be the main body of the polymer separator for water treatment of the present invention is not particularly limited as long as it can be effectively mixed with the platelet-like carbon oxide to form a separator. Examples of the polymer include polyamide, polysulfone, polycarbonate, Cellulose acetate and the like may be used.

본 발명에 있어서 분리막을 제조하는 방법은 특별하게 한정되지 않으며, 용매교환법에 의한 상변환법(NIPS, nonsolvent induced phase separation), 열유도에 의한 상변환법(TIPS, thermally induced phase separation), 계면중합법(interfacial polymerization), 연신법(stretching), 트랙에칭법(track etching) 등을 사용할 수 있다. 그 중에서도 대표적인 수처리용 분리막인 비대칭성 분리막을 제조하기 위해서는 상업적으로도 널리 이용되고 있는 용매교환법에 의한 상변환법을 사용하는 것이 보다 바람직하다.The method for producing the separator in the present invention is not particularly limited and may be selected from the group consisting of NIPS (nonsolvent induced phase separation), TIPS (thermally induced phase separation), interfacial polymerization interfacial polymerization, stretching, track etching, and the like can be used. Among them, it is more preferable to use a phase transformation method by a solvent exchange method, which is widely used commercially, in order to produce an asymmetric separation membrane which is a representative water treatment separation membrane.

다공성 지지층 위에 스킨층이 배치되어 형성되는 비대칭성 분리막의 경우, 판상 탄소계 산화물을 고분자 용액에 분산시킨 후 고분자 용액을 다공성 지지층 위에 고형화시켜 제조할 수 있다. 고분자 용액의 용매로서는 상기에서 언급한 고분자들을 균일하게 용해시킬 수 있는 것이라면 특별한 제한은 없고, NMP, DMF, DMSO, DMAC 등의 유기용매를 사용할 수 있다. 다공성 지지층의 재질로서는 비대칭성 분리막 제조에 통상적으로 사용되는 유기용매에 의해 용해되지 않는 성질의 것이라면 특별한 제한은 없고, 폴리에스테르계, 폴리프로필렌계, 또는 직물 등을 사용할 수 있다.In the case of the asymmetric separation membrane formed by disposing the skin layer on the porous support layer, the plate-shaped carbon-based oxide may be dispersed in the polymer solution, and then the polymer solution may be solidified on the porous support layer. The solvent of the polymer solution is not particularly limited as long as it is capable of uniformly dissolving the above-mentioned polymers, and organic solvents such as NMP, DMF, DMSO, and DMAC can be used. The material of the porous support layer is not particularly limited as long as it is a material which is not soluble in an organic solvent commonly used in the production of an asymmetric separation membrane, and polyester, polypropylene, or woven fabric can be used.

본 발명의 수처리용 분리막의 제조방법을 비대칭성 분리막의 경우를 들어서 구체적으로 설명하면, 그래파이트와 같은 판상 탄소계 물질을 그래핀 옥사이드와 같은 판상 탄소계 산화물로 산화시키는 단계, 그래핀 옥사이드와 같은 판상 탄소계 산화물이 균일하게 분산된 고분자 용액을 준비하는 단계, 상기 고분자 용액을 다공성 지지체 위에 코팅한 뒤 고형화시켜 판상 탄소계 산화물이 포함된 분리막을 제조하는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조될 수 있다.The method for producing a water treatment separator according to the present invention will be described in more detail with reference to an asymmetric separator. The method comprises the steps of oxidizing a plate-like carbonaceous material such as graphite to plate-like carbonaceous oxide such as graphene oxide, Preparing a polymer solution in which the carbon-based oxide is uniformly dispersed, coating the polymer solution on a porous support, and solidifying the solution to prepare a separation membrane containing a platelike carbon-based oxide.

그래핀 옥사이드와 같은 판상 탄소계 산화물이 균일하게 분산된 고분자 용액을 준비하는 방법은, 고분자를 용매에 용해시키면서 그래핀 옥사이드와 같은 판상 탄소계 산화물을 균일하게 분산시킬 수 있는 방법이라면 특별하게 한정되지 않지만, 고분자 용액을 먼저 제조한 후 판상 탄소계 산화물을 분산시키는 경우 고분자 용액의 점도가 높아 판상 탄소계 산화물의 분산에 저항이 발생할 여지가 있으므로, 유기용매에 먼저 판상 탄소계 산화물을 첨가한 후 초음파 처리를 충분히 해주어 분산시키고 나서 고상의 고분자를 넣어 용해시켜서 고분자 용액을 준비하는 것이 보다 바람직하다.The method of preparing a polymer solution in which a plate-like carbon-based oxide such as graphene oxide is uniformly dispersed is not particularly limited as long as it is a method capable of uniformly dispersing a platelike carbon-based oxide such as graphene oxide while dissolving the polymer in a solvent However, when the plate-like carbon-based oxide is dispersed after preparing the polymer solution first, since the viscosity of the polymer solution is high, there is a possibility of resistance to dispersion of the plate-shaped carbon-based oxide. Therefore, It is more preferable to prepare a polymer solution by dissolving a solid polymer in a sufficient amount after the treatment.

또한, 본 발명은 피처리수를 수용하는 반응조, 및 수처리용 분리막 모듈을 포함하는 분리막 수처리 장치로서, 수처리용 분리막 모듈에 상기와 같은 판상 탄소계 산화물이 함유된 수처리용 고분자 분리막이 구비되어 있는 분리막 수처리 장치를 제공한다.The present invention also relates to a separation membrane water treatment apparatus comprising a reaction tank for containing water to be treated and a separation membrane module for water treatment, wherein the separation membrane module for water treatment is provided with a separation membrane having a water- Water treatment apparatus.

나아가, 본 발명은 수처리용 분리막 모듈을 통하여 피처리수를 여과시키는 단계를 포함하는 분리막 수처리 공정으로서, 수처리용 분리막 모듈에는 상기와 같은 판상 탄소계 산화물이 함유된 수처리용 고분자 분리막이 장착되어 있는 분리막 수처리 공정을 제공한다.Further, the present invention is a separation membrane water treatment process comprising filtering the water to be treated through a separation membrane module for water treatment, wherein the separation membrane module for water treatment is provided with a membrane separation membrane having a water- Provides a water treatment process.

본 발명의 판상 탄소계 산화물이 포함된 수처리용 분리막을 분리막 생물반응조 공정을 비롯한 분리막 수처리 공정에 적용하면, 분리막 자체의 여과 성능의 개선과 함께 분리막 표면 등에서의 막오염의 효과적인 억제/방지에 의해서 분리막의 여과 성능이 현저하게 개선됨으로써 장기간 동안 수처리 공정을 보다 안정적으로 수행할 수 있다.When the water treatment separator containing the plate-shaped carbon-based oxide of the present invention is applied to the separation membrane water treatment process including the separation membrane bioreactor process, filtration performance of the separation membrane itself is improved, and membrane contamination on the separation membrane surface is effectively suppressed / The water treatment process can be performed more stably over a long period of time.

도 1은 본 발명의 일 실시형태인 그래핀 옥사이드가 포함된 수처리용 분리막의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태인 그래핀 옥사이드가 포함된 수처리용 분리막의 제조과정 중에 그래핀 옥사이드가 폴리술폰 고분자 용액 상에 분산되어 있는 모습을 나타낸 사진이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시형태인 수처리용 분리막의 표면에 그래핀 옥사이드가 위치한 모습을 나타내는 WFM 및 SEM 사진이며, 도 5는 분리막 표면에 대한 라만 분광법의 스펙트럼을 나타내며, 도 6은 분리막 표면에 대한 제타 전위 측정 결과를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시예 및 비교예에서 각각 다른 함량의 그래핀 옥사이드를 포함하는 수처리용 분리막이 모듈에 장착된 사진이다.
도 8은 본 발명의 실시예 1에서의 분리막의 수투수도 실험을 하기 위한 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 9, 도 10 및 도 11은 본 발명의 실시예 1에서의 분리막의 수투수도, 공경 분포 및 미생물 부착 정도 실험 결과를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 수처리용 분리막을 이용한 분리막 수처리 공정의 일 실시형태를 구현한 장치를 나타내는 도면이다.
도 13 내지 도 15은 본 발명의 실시예 2 내지 4의 분리막 생물반응조 공정 운전 중의 막간차압의 증가(막오염의 증가) 정도를 나타내는 도면이다.
1 is a conceptual diagram of a water treatment separator containing graphene oxide as an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a photograph showing a state in which graphene oxide is dispersed on a polysulfone polymer solution during the production of a water treatment separator containing graphene oxide, which is an embodiment of the present invention.
FIGS. 3 and 4 are WFM and SEM photographs showing the state where graphene oxide is located on the surface of the water treatment separator according to one embodiment of the present invention, FIG. 5 shows a spectrum of Raman spectroscopy on the surface of the separation membrane, The results of zeta potential measurement on the membrane surface are shown.
FIG. 7 is a photograph showing a water-treating separator containing different contents of graphene oxide in the examples and comparative examples of the present invention mounted on the module.
8 is a view showing the configuration of an apparatus for conducting water permeability test of the separation membrane in Example 1 of the present invention.
FIGS. 9, 10 and 11 are graphs showing experimental results of water permeability, pore size distribution and microbial adhesion of the separation membrane in Example 1 of the present invention. FIG.
12 is a view showing an apparatus implementing an embodiment of a separation membrane water treatment process using the separation membrane for water treatment of the present invention.
FIGS. 13 to 15 are diagrams showing the increase in the inter-membrane pressure difference (increase in membrane contamination) during the separation membrane bioreactor operation of Examples 2 to 4 of the present invention.

이하, 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명하지만, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples, but the present invention is not limited thereto.

[그래핀 옥사이드가 포함된 분리막의 제조][Preparation of separation membrane containing graphene oxide]

제조예Manufacturing example

그래파이트 원료로서는 분말 형태의 그래파이트를 사용하였고(Aldrich), Hummers(Daniel R. Dreyer et al., Chem. Soc. Rev., vol.39, pp.228-240)에 의한 방법을 적절하게 개량한 방법을 이용하여 그래핀 옥사이드를 제조하였으며, 이어서 용매교환법에 의한 상변환법을 이용하여 분리막을 제조하였다.As a raw material of graphite, graphite in the form of powder was used (Aldrich), a method of appropriately improving the method by Hummers (Daniel R. Dreyer et al. , Chem. Soc. Rev., vol.39, pp.228-240) To prepare graphene oxide, and then a separation membrane was prepared by phase transformation using a solvent exchange method.

그래핀 옥사이드가 분산된 NMP 용액에 폴리술폰(polysulfone, Solvay Korea)을 첨가한 후 60℃에서 하루 동안 교반하여 폴리술폰을 용해시킴으로써 그래핀 옥사이드가 분산된 고분자 용액 (NMP 용매 85 중량부, 폴리술폰 15 중량부, 그래핀 옥사이드 0, 0.02, 0.04, 0.17 및 0.34 중량부 포함)을 준비하였다. 준비된 고분자 용액은 캐스팅 나이프(Elcometer)를 사용하여 다공성 지지체 위에 코팅시킨 후 침지침강법(immersion precipitation)에 의해 고형화시킴으로써, 최종적으로 분리막 전체 중량 중 그래핀 옥사이드가 0 중량%, 0.14 중량%, 0.28 중량%, 1.13 중량% 및 2.26 중량%로 함유되는 수처리용 고분자 분리막을 제조하였다.Polysulfone (Solvay Korea) was added to the graphene oxide-dispersed NMP solution, and then the polysulfone was dissolved by stirring at 60 DEG C for one day to obtain a polymer solution in which graphene oxide was dispersed (85 parts by weight of NMP solvent, 15 parts by weight, graphene oxide 0, 0.02, 0.04, 0.17 and 0.34 parts by weight) was prepared. The prepared polymer solution was coated on a porous support using a casting knife and then solidified by immersion precipitation so that graphene oxide in the total weight of the separator was 0 wt%, 0.14 wt%, 0.28 wt% %, 1.13 wt%, and 2.26 wt%, respectively.

분리막 전체 중량 중 2.26 중량%의 그래핀 옥사이드가 함유된 분리막에 대하여, WFM(Wide Field Microscopy) 촬영(도 3) 및 SEM(주사전자현미경) 촬영(도 4)을 한 결과, 분리막 표면에 그래핀 옥사이드가 함유된 것을 확인할 수 있었다. 또한, Raman 분광법을 이용하여 스펙트럼을 측정한 결과(도 5), 그래핀 옥사이드를 첨가하지 않은 경우와 비교하여 소위 D (defect) 피크로 불리는 특성 피크가 나타나는 점으로부터 본 발명의 수처리용 고분자 분리막에 그래핀 옥사이드가 함유되는 것을 확인할 수 있었다.(WFM (Wide Field Microscopy) (FIG. 3) and SEM (Scanning Electron Microscope) photographing (FIG. 4) were conducted on the separation membrane containing 2.26% by weight of graphene oxide in the total weight of the separation membrane. As a result, Oxides were found to be contained. Further, as a result of measuring the spectrum using the Raman spectroscopy (FIG. 5), a characteristic peak called a so-called D (defect) peak appears as compared with the case where graphene oxide is not added, It was confirmed that graphene oxide was contained.

또한, 에너지 분산 분광법 (EDS)을 이용하여 분리막 표면 및 단면에 대한 산소의 함량을 측정한 결과, 그래핀 옥사이드의 첨가에 의해 분리막 표면 뿐만 아니라 분리막 전체 (단면)에 걸쳐서 산소 함량이 증가하는 것으로 나타났으며(표 1), 분리막 표면에 대한 제타 전위를 측정한 결과(시행횟수=10), 그래핀 옥사이드 첨가에 의해 분리막 표면의 음의 제타 전위가 증가하는 것으로 나타났다(도 6). 이는 그래핀 옥사이드의 함유에 따라 음전하에 기여하는 산소 함유 관능기가 분리막에 효과적으로 도입된 것을 의미한다.In addition, the oxygen content of the membrane surface and cross section was measured using energy dispersive spectroscopy (EDS). As a result, it was found that the addition of graphene oxide increased the oxygen content not only on the surface of the membrane but also over the entire membrane (Table 1). As a result of measurement of the zeta potential on the surface of the membrane (number of trials = 10), the zeta potential of the surface of the membrane was increased by graphene oxide addition (FIG. 6). This means that the oxygen-containing functional groups contributing to the negative charge are effectively introduced into the separation membrane due to the inclusion of graphene oxide.

EDS에 의한 분리막 표면의 산소 함량(at.%)* 측정치 (5회 평균)Oxygen content of membrane surface by EDS (at.%) * Measured value (5 times average) 그래핀 옥사이드의 함량 (중량%)Content of graphene oxide (% by weight) 분리막 표면의 산소 함량The oxygen content of the membrane surface 분리막 단면의 산소 함량The oxygen content of the membrane section 00 13.7613.76 14.4214.42 0.140.14 13.8213.82 14.5314.53 0.280.28 14.2714.27 14.9314.93 1.131.13 14.4814.48 16.5916.59 2.262.26 14.814.8 17.6917.69

*: 탄소, 산소, 황의 전체 원자수 대비 산소 원자수의 퍼센트 함량*: Percentage of oxygen atoms relative to the total number of atoms of carbon, oxygen and sulfur

그래핀 옥사이드의 함유에 따라 분리막 색상 또한 달라지는데, 폴리술폰 고분자에 0, 0.28, 1.13 중량%의 그래핀 옥사이드가 함유된 분리막을 각각 모듈에 장착하여 촬영한 결과 (도 7), 그래핀 옥사이드 함량의 증가에 따라 분리막 색상이 그래핀 옥사이드의 색깔인 짙은 갈색에 가까워진다는 점으로부터 고분자 분리막에 그래핀 옥사이드가 함유된 것을 확인할 수 있다.The color of the membrane was also varied depending on the content of graphene oxide. The separation membrane having 0, 0.28, and 1.13 wt% of graphene oxide was attached to the polysulfone polymer module (FIG. 7), and the graphene oxide content It is confirmed that the polymer separator contains graphene oxide because the color of the separator becomes dark brown which is the color of graphene oxide.

실시예 1Example 1

[분리막의 수투수도 및 공경 분포 평가][Water permeability and pore distribution evaluation of membrane]

상기와 같은 방법으로 제조된 그래핀 옥사이드가 포함된 각각의 수처리용 폴리술폰 분리막에 대하여, 데드엔드 방식의 교반셀(stirred cell)을 이용하여 수투수도 실험을 진행하였다.The water permeability test was conducted on each of the polysulfone membranes for water treatment containing graphene oxide prepared by the above method using a stirred tank of a dead end type.

구체적으로, 도 8에 나타낸 바와 같이 압축 질소 봄베를 사용하여 초순수가 담긴 탱크에 0.2bar~1bar의 압력을 가함으로써 탱크에 있는 초순수를 교반셀 (Amicon 8010, 막면적: 4.91cm2, 셀부피: 10mL, 최대 허용 압력: 75 psi)로 유입시킨다. 이후 분리막을 통해 교반셀로 유입된 초순수가 여과되고, 여과된 초순수는 저울로 이동하여 최종적으로 저울에 연결된 컴퓨터에 의해 그 양이 계측된다. 수투수도(단위: ℓ·m-2·h-1, 즉 LM-2H-1)는 이 값을 토대로 산출되었다.Specifically, by applying a pressure of 0.2 bar to 1 bar to a tank containing ultrapure water using a compressed nitrogen bomb as shown in FIG. 8, ultrapure water in the tank was introduced into a stirred cell (Amicon 8010, membrane area: 4.91 cm 2 , cell volume: 10 mL, maximum permissible pressure: 75 psi). The ultrapure water that has flowed into the stirring cell through the membrane is then filtered, and the filtered ultrapure water is moved to the scale and finally the amount thereof is measured by a computer connected to the scale. The water permeability (unit: ℓ · m -2 · h -1 , ie, LM -2 H -1 ) was calculated based on this value.

또한, 각각의 분리막에 대하여 분리막의 공경의 분포를 측정하였다.The distribution of the pore size of the separation membrane was measured for each separation membrane.

[분리막에 대한 미생물 부착 정도의 평가][Evaluation of microbial adhesion to membrane]

본 발명의 수처리용 고분자 분리막의 미생물 부착에 대한 저항성을 평가하기 위해 CDC (concurrent downflow contactor) 반응기(BioSurface Technology Corp.사 제)를 이용하여 실험을 수행하였다. 구체적으로, 형광 단백질(green fluorescence)을 가진 PAO1을 1/10 TSB에서 키운 후 OD 값이 0.14가 되도록 희석시켜 주고 1/100 TSB 300 mL로 채워진 CDC 반응기에 접종하였다. 이후 각각의 분리막을 CDC reactor에 설치한 후 25도에서 100 rpm 으로 교반시켜 주며 하루 동안 배양하였다. 24시간 후 1.4 mL/min 의 속도로 1/300 TSB의 피드(feed) 용액을 주입시켜 주면서 미생물이 분리막에 부착 및 생장하는 것을 관찰하였다.Experiments were conducted using a concurrent downflow contactor (CDC) reactor (manufactured by BioSurface Technology Corp.) to evaluate the resistance of the polymer membrane for water treatment of the present invention to microbial adhesion. Specifically, PAO1 with green fluorescence was grown in a 1/10 TSB, diluted to an OD of 0.14, and inoculated into a CDC reactor filled with 300 mL of 1/100 TSB. Each membrane was then placed in a CDC reactor and incubated at 25 ° C and 100 rpm for one day. After 24 hours, a feed solution of 1/300 TSB was injected at a rate of 1.4 mL / min, and microorganisms adhered to the membrane and grown.

비교예 1Comparative Example 1

그래핀 옥사이드를 고분자 용액에 첨가하지 않고 제조한 폴리술폰 분리막을 이용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 하여 분리막 수투수도, 공경 분포 평가 및 미생물 부착 정도의 평가를 수행하였다(시행횟수=9).Evaluation of pore water permeability, pore size distribution and degree of microbial adhesion were performed in the same manner as in Example 1 except that the polysulfone membrane prepared without adding graphenoxide to the polymer solution was used (number of trials = 9 ).

분리막의 수투수도 평가 결과를 도 9에 나타내었는데, 압력이 증가함에 따라 수투수도가 선형적으로 증가하는 일반적인 경향에 부합하였다. 그런데, 그래핀 옥사이드의 함량이 소정의 수준 이하의 경우(0.14, 0.28, 1.13 중량%)에는 높은 압력일수록 수투수도가 향상되는 효과가 더욱 현저해지는 결과를 나타내었지만, 그래핀 옥사이드 함량이 과량인 경우(2.26 중량%)에는 오히려 그래핀 옥사이드 첨가로 인하여 수투수도가 저하되는 결과를 나타내었다.The results of the water permeability evaluation of the membrane are shown in FIG. 9, which agrees with the general tendency that the water permeability increases linearly with increasing pressure. However, when the content of graphene oxide is lower than a predetermined level (0.14, 0.28, or 1.13 wt%), the effect of improving the water permeability is more remarkable as the higher the pressure, the higher the content of graphene oxide (2.26% by weight), the water permeability was lowered due to the addition of graphene oxide.

분리막의 공경 분포의 평가 결과를 도 10에 나타내었는데, 수투수도 평가에서와 마찬가지로, 그래핀 옥사이드의 함량이 소정의 수준 이하의 경우(0.14, 0.28, 1.13 중량%)에는 분리막의 평균 공경이 증가하거나 큰 공경의 비율이 증가하는 경향을 나타내었지만, 그래핀 옥사이드 함량이 과량인 경우(2.26 중량%)에는 오히려 그래핀 옥사이드 첨가로 인하여 분리막의 공경이 오히려 감소하는 결과를 나타내었다.The evaluation results of the pore size distribution of the separator are shown in FIG. 10. As in the case of the water permeability evaluation, when the content of graphene oxide is lower than a predetermined level (0.14, 0.28, or 1.13 wt%), (2.26% by weight), the pore size of the separator was rather reduced due to the addition of graphene oxide.

위와 같은 과량의 그래핀 옥사이드를 첨가하는 경우 수투수도 및 공경 분포가 오히려 악화되는 이유에 대해서는 상세하게 규명되지 않았지만, 상전이법에 의한 고분자 분리막 제조시에 과량의 그래핀 옥사이드의 첨가에 따라 고분자 원료 용액의 점도가 크게 증가되어서 비용매가 고분자 용액 쪽으로 유입되는 것이 저해되거나, 또는 증가된 점도로 인하여 확산 속도가 늦어져서 고분자 재배열이 오랜 시간에 걸쳐 일어남에 따라 분리막 스킨층이 보다 조밀해져 버리기 때문인 것으로 추측된다.The reason why the excess water content and pore size distribution are rather deteriorated when the above-mentioned excessive amount of graphene oxide is added has not been elucidated in detail. However, due to the addition of excess graphene oxide during the production of the polymer membrane by the phase transfer method, This is because the viscosity of the solution is greatly increased so that the non-solvent is prevented from flowing into the polymer solution, or the diffusion rate is slowed due to the increased viscosity, and the rearrangement of the polymer occurs over a long period of time and the membrane skin layer becomes denser I guess.

또한, 분리막 전체 중량 중 그래핀 옥사이드의 함량이 증가함에 따라 미생물 부착 정도가 대체로 완화되는 것을 확인할 수 있었는데(도 11), 그래핀 옥사이드에 의해 부여된 분리막 표면의 높은 음전하와 막오염을 일으키는 원인 물질 표면의 음전하 사이의 정전기적 반발력에 의한 것이라고 추측된다.Further, it was confirmed that as the content of graphene oxide increases in the total weight of the separator, the degree of microbial adhesion is substantially alleviated (FIG. 11). As a result, the high negative charge on the surface of the separator membrane imparted by graphene oxide, It is presumed that this is due to the electrostatic repulsion between the negative charges on the surface.

실시예 2 및 비교예 2Example 2 and Comparative Example 2

[본 발명의 분리막을 이용한 분리막 생물반응조 수처리 공정][Separation membrane bioreactor water treatment process using the separation membrane of the present invention]

위와 같은 방법으로 제조된 그래핀 옥사이드 함유 폴리술폰 분리막 (분리막 전체 중량 중 그래핀 옥사이드 함량:0.28 중량%, 1.13 중량% - 실시예 2)과 그래핀 옥사이드 미함유 폴리술폰 분리막 (비교예 2)를 도 12에 나타낸 바와 같이 침지형 모듈에 동시에 장착하여서 실험실 규모의 분리막 생물반응조(MBR) 공정을 구현하였다. 구체적으로, 6L 크기의 아크릴 반응기에 활성 슬러지를 접종한 후 펌프를 사용하여 합성 폐수 탱크에 있는 합성 폐수(성분은 표 2 참조)를 반응기에 공급하였고, 동시에 흡입 펌프를 사용하여 분리막 모듈(유효막면적: 80㎠)을 통해 16 LM-2H-1의 일정한 플럭스를 얻을 수 있는 운전 조건 하에서 중수(gray water) 수준의 여과수를 얻는 방식으로 여과를 진행하였다. 모듈로부터 나온 여과수는 3-방향 밸브를 통해 분리막 생물반응조 내의 수위에 따라 외부로 배출되거나 반응기 내부로 전량 순환되었다. 주 탄소원으로서 글루코스 등을 사용한 합성 폐수의 화학적 산소 요구량(COD)은 약 530 ppm이었고, 활성 슬러지는 경기도 시화 하수 종말 처리장에서 채취하여 합성 폐수에 충분히 적응(acclimation) 시킨 후 사용하였다. 분리막 수처리 공정의 막오염의 정도를 운전시간에 따른 분리막의 막간차압(transmembrane pressure, TMP)을 통해 평가하였다.The graphene oxide-containing polysulfone separator (Comparative Example 2) and the graphene oxide-free polysulfone separator (graphene oxide content: 0.28 wt% and 1.13 wt% in Example 1) 12, a lab-scale membrane bioreactor (MBR) process was implemented. Specifically, the activated sludge was inoculated in a 6 L sized acrylic reactor and then the synthetic wastewater in the synthetic wastewater tank (see Table 2) was supplied to the reactor using the pump, and at the same time, the separation membrane module The filtration was carried out in such a way that the filtered water of the level of gray water was obtained under the operating conditions of obtaining a constant flux of 16 LM -2 H -1 through an area of 80 cm 2 . The filtered water from the module was discharged to the outside according to the level in the membrane bioreactor through the 3-way valve or circulated to the inside of the reactor. The chemical oxygen demand (COD) of the synthetic wastewater using glucose as the main carbon source was about 530 ppm, and the activated sludge was collected from the Sihwa Sewage Treatment Plant in Gyeonggi Province and fully acclimated to the synthetic wastewater. The degree of membrane contamination in the membrane water treatment process was evaluated by the transmembrane pressure (TMP) of the membrane according to the operation time.

합성 폐수의 성분Composition of synthetic wastewater 화합물compound 농도(g/L)Concentration (g / L) 포도당glucose 0.40.4 효모 추출물Yeast extract 0.010.01 박토펩톤Bactopeptone 0.10.1 (NH4)2SO4 (NH 4) 2 SO 4 0.10.1 KH2PO4 KH 2 PO 4 0.020.02 MgSO4+7H2OMgSO 4 + 7H 2 O 0.030.03 FeCl3+6H2OFeCl 3 + 6H 2 O 0.00010.0001 CaCl2+2H2OCaCl 2 + 2H 2 O 0.0030.003 MnSO4+5H2OMnSO 4 + 5H 2 O 0.0030.003 NaHCO3 NaHCO 3 0.30.3

분리막 생물반응조 공정의 여과 성능의 평가 결과를 도 13에 나타내었다. 그래핀 옥사이드가 함유되지 않은 일반 분리막(비교예 2)의 경우는 단기 (약 3일) 운전 만으로도 50kPa의 막간차압에 도달하는 것과 달리 0.28 중량% 및 1.13 중량%의 그래핀 옥사이드가 함유된 본 발명의 수처리용 고분자 분리막의 경우(실시예 2)는 막간차압의 상승 속도가 현저하게 감소되어서 보다 장기간의 운전 후에야 50kPa의 막간차압에 도달하는 것을 알 수 있다. 즉, 그래핀 옥사이드가 함유된 고분자 분리막의 경우에는 그래핀 옥사이드에 의한 인한 친수성 및 음전하의 증가와 기공 크기 확대에 따라서 분리막 생물반응조 공정의 여과 성능이 증가한 것으로 생각된다.The results of the evaluation of filtration performance of the separation membrane bioreactor process are shown in Fig. In the case of the general separation membrane containing no graphene oxide (Comparative Example 2), unlike the case of the present invention in which 0.25% by weight and 1.13% by weight of graphene oxide are contained, unlike the case of reaching a differential pressure of 50 kPa only by short- (Example 2), the rising speed of the inter-membrane pressure difference was remarkably reduced, and it was found that the inter-membrane pressure difference of 50 kPa was reached after a longer period of operation. That is, in the case of the polymer membrane containing graphene oxide, the filtration performance of the membrane bioreactor process is considered to be increased due to the increase of the hydrophilicity and the negative charge due to graphene oxide and the enlargement of the pore size.

실시예 3, 비교예 3A 비교예 3BExample 3, Comparative Example 3A Comparative Example 3B

실시예 2와는 별도로, 위와 같은 방법으로 얻어진 본 발명의 그래핀 옥사이드 함유 폴리술폰 분리막 (분리막 전체 중량 중 그래핀 옥사이드 함량: 0.28 중량% - 실시예 3)과, 그래핀 옥사이드 미함유 폴리술폰 분리막 (비교예 3A) 및 상기 제조예에서 제조된 그래핀 옥사이드를 환원시켜 얻어지는 환원된 그래핀 옥사이드 (Reduced Graphene Oxide, RGO)를 고분자 용액에 첨가하여 제조한 폴리술폰 분리막 (분리막 전체 중량 중 RGO 함량: 0.28 중량% - 비교예 3B)의 3종의 분리막에 대하여 실시예 2의 분리막 생물반응조 수처리 공정을 운전하여 여과 성능을 평가하였다.Separately from Example 2, the graphene oxide-containing polysulfone separator (graphene oxide content: 0.28 wt% in the total weight of the separator - Example 3) of the present invention obtained by the above method and the graphene oxide- Comparative Example 3A) and a reduced polysulfone membrane (Reduced Graphene Oxide (RGO) obtained by reducing the graphene oxide prepared in the Preparation Example) to a polymer solution (RGO content in the total weight of the separator: 0.28 Weight% - Comparative Example 3B) was operated to evaluate the filtration performance. The filtration performance was evaluated by operating the separation membrane bioreactor water treatment process of Example 2.

분리막 생물반응조 공정의 여과 성능의 평가 결과를 도 14에 나타내었다. 그래핀 옥사이드가 아닌 환원된 그래핀 옥사이드(RGO)를 첨가하여 제조한 분리막 (비교예 3B)의 경우에는 본 발명의 그래핀 옥사이드 함유 폴리술폰 분리막 (실시예 3) 뿐 아니라 그래핀 옥사이드 미함유 폴리술폰 분리막 (비교예 3A)에 비해서도 오히려 여과 성능이 악화되었는데, 이것은 그래핀 옥사이드가 음전하에 기여하는 산소 함유 관능기를 갖는 것과는 달리 환원된 그래핀 옥사이드에는 이들 산소 함유 관능기가 환원되어 버려서 소수성의 특성을 가지면서 제타 전위 또는 음전하를 거의 띠지 않는 이유로 소수성과 낮은 음전하를 띠는 막오염 원인 물질과의 정전기적 인력이 오히려 증가하였기 때문인 것으로 추측된다.The results of the evaluation of filtration performance of the membrane bioreactor process are shown in Fig. In the case of the separator prepared by adding reduced graphene oxide (RGO) other than graphen oxide (Comparative Example 3B), not only the graphene oxide containing polysulfone separator of the present invention (Example 3) but also graphene oxide- The filtration performance deteriorated rather than the sulfonated membrane (Comparative Example 3A), which is different from that in which graphene oxide has an oxygen-containing functional group contributing to negative charge, and these reduced oxygen-containing functional groups are reduced in the reduced graphene oxide, The reason for this is that the electrostatic attraction between the hydrophobic and the material with the low negative charge, which is the cause of the membrane contaminant, is rather increased because of almost no zeta potential or negative charge.

실시예 4, 비교예 4A 및 비교예 4BExample 4, Comparative Example 4A and Comparative Example 4B

실시예 2 및 3과는 별도로, 위와 같은 방법으로 얻어진 본 발명의 그래핀 옥사이드 함유 폴리술폰 분리막 (분리막 전체 중량 중 그래핀 옥사이드 함량: 0.28 중량% - 실시예 4)과, 그래핀 옥사이드 미함유 폴리술폰 분리막 (비교예 4A) 및 상기 제조예에서 제조된 그래핀 옥사이드 대신에 다중벽 탄소나노튜브(MWCNT)의 산화물 (J.H. Choi et al.)을 고분자 용액에 첨가하여 제조한 폴리술폰 분리막 (분리막 전체 중량 중 탄소나노튜브 함량: 0.28 중량% - 비교예 4B)의 3종의 분리막에 대하여 실시예 2의 분리막 생물반응조 수처리 공정을 운전하여 여과 성능을 평가하였다.Separately from Examples 2 and 3, the graphene oxide-containing polysulfone separation membrane of the present invention (graphene oxide content: 0.28 wt% in the total weight of the separation membrane - Example 4) obtained by the above method and the graphene oxide- (Comparative Example 4A) and a polysulfone separator prepared by adding an oxide of multi-walled carbon nanotube (MWCNT) (JH Choi et al. ) To a polymer solution instead of the graphene oxide prepared in the above Preparation Example The carbon nanotube content in weight: 0.28% by weight - Comparative Example 4B) was operated to evaluate the filtration performance of the separation membrane bioreactor of Example 2.

분리막 생물반응조 공정의 여과 성능의 평가 결과를 도 15에 나타내었다. 그래핀 옥사이드와 마찬가지의 탄소계 산화물에 해당되지만 판상 탄소계 산화물이 아닌 다중벽 탄소나노튜브 산화물을 첨가하여 제조한 분리막 (비교예 4B)의 경우에는, 그래핀 옥사이드 미함유 폴리술폰 분리막 (비교예 4A)에 비하여 분리막 여과 성능이 향상되기는 하였지만 동일한 함량의 그래핀 옥사이드를 함유시킨 폴리술폰 분리막 (실시예 4A)에 비하여 여과 성능의 향상 정도가 현저하게 감소된 것으로 나타났는데, 이는 그래핀 옥사이드에 비하여 다중벽 탄소나노튜브 산화물에 산소 함유 관능기가 현저하게 낮기 때문에 막오염 원인 물질과의 정전기적 인력이 상대적으로 덜 감소하게 된 것에 연유하는 것으로 추측된다.The results of the filtration performance evaluation of the separation membrane bioreactor are shown in Fig. In the case of the separator prepared by adding the multi-walled carbon nanotube oxide corresponding to the carbon-based oxide similar to graphene oxide but not the plate-like carbon-based oxide (Comparative Example 4B), the graphene oxide-free polysulfone separator 4A), the degree of improvement of the filtration performance was remarkably reduced as compared with that of the polysulfone membrane containing the same amount of graphene oxide (Example 4A) It is presumed that the multi-walled carbon nanotube oxide is remarkably low in oxygen-containing functional groups, and thus the electrostatic attractive force with the substance causing the film contamination is relatively less reduced.

Claims (7)

그래핀 옥사이드 및 그 유도체를 포함하는 판상 탄소계 산화물이 전체 분리막 중량 중 0.2∼2 중량%의 함량으로 포함된 것을 특징으로 하는 수처리용 고분자 분리막.Wherein the platelet-like carbon-based oxide containing graphene oxide and a derivative thereof is contained in an amount of 0.2 to 2% by weight based on the total weight of the separation membrane. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 고분자는 폴리아미드계, 폴리술폰계, 폴리카보네이트계, 불소계, 셀룰로오스 아세테이트계로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리용 고분자 분리막.
The method according to claim 1,
Wherein the polymer comprises at least one member selected from the group consisting of polyamide-based, polysulfone-based, polycarbonate-based, fluorine-based, and cellulose acetate-based polymers.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 분리막은 정밀여과막 또는 한외여과막인 것을 특징으로 하는 수처리용 고분자 분리막.
The method according to claim 1,
Wherein the separation membrane is a microfiltration membrane or an ultrafiltration membrane.
피처리수를 수용하는 반응조, 수처리용 분리막 모듈을 포함하는 분리막 수처리 장치로서,
상기 수처리용 분리막 모듈은 청구항 1, 청구항 3 및 청구항 5 중의 어느 한 항의 수처리용 고분자 분리막을 구비하는 것을 특징으로 하는 분리막 수처리 장치.
A separation membrane water treatment apparatus comprising a reaction tank for containing water to be treated and a separation membrane module for water treatment,
Wherein the water treatment membrane module comprises the polymer membrane for water treatment according to claim 1, claim 3 and claim 5.
수처리용 분리막 모듈을 통하여 피처리수를 여과시키는 단계를 포함하는 분리막 수처리 공정으로서,
상기 수처리용 분리막 모듈에는 청구항 1, 청구항 3 및 청구항 5 중의 어느 한 항의 수처리용 고분자 분리막이 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 분리막 수처리 공정.
A separation membrane water treatment process comprising filtering a treated water through a separation membrane module for water treatment,
The separation membrane water treatment process according to any one of claims 1, 3, and 5, wherein the polymer membrane for water treatment is mounted on the separation membrane module for water treatment.
KR1020120113435A 2011-10-14 2012-10-12 Polymeric membrane for water treatment embedded with planar carbon-based oxide, and water treatment apparatus and process using the same KR101441540B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110105454 2011-10-14
KR20110105454 2011-10-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130040738A KR20130040738A (en) 2013-04-24
KR101441540B1 true KR101441540B1 (en) 2014-09-17

Family

ID=48440450

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120113435A KR101441540B1 (en) 2011-10-14 2012-10-12 Polymeric membrane for water treatment embedded with planar carbon-based oxide, and water treatment apparatus and process using the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101441540B1 (en)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101421974B1 (en) * 2013-04-17 2014-07-24 한양대학교 산학협력단 Composite Separation Membrane Containing Graphene Oxide/Bile acid or its salt Coating Layer and Manufacturing Method Thereof
KR101421219B1 (en) * 2013-04-24 2014-07-30 한양대학교 산학협력단 Composite Separation Membrane Containing Graphene Oxide Coating Layer and Manufacturing Method Thereof
US10029215B2 (en) 2014-03-07 2018-07-24 Iucf-Hyu (Industry-University Cooperation Foundation Hanyang University) Graphene oxide nanocomposite membrane for gas separation, reduced graphene oxide nanocomposite membrane and method for manufacturing the same
KR101972439B1 (en) * 2014-03-07 2019-04-25 한양대학교 산학협력단 Graphene oxide nanocomposite membrane for improved gas barrier and preparation method thereof
CN106102884B (en) * 2014-03-12 2020-11-17 汉阳大学校产学协力团 Composite membrane comprising graphene oxide coating layer, porous polymer support comprising the same, and preparation method thereof
KR102210907B1 (en) * 2014-03-12 2021-02-02 한양대학교 산학협력단 Separation membrane comprising graphene oxide coating layer having improved permeability and preparation method thereof
KR101795743B1 (en) * 2014-07-21 2017-11-08 한양대학교 산학협력단 Graphene oxide film coated with bile acids or bile salts and preparation method thereof
KR102235450B1 (en) * 2014-12-22 2021-04-02 솔브레인 주식회사 Organic-inorganic complex, and water-treatment filter comprising the same
KR101775137B1 (en) * 2015-06-03 2017-09-19 롯데케미칼 주식회사 Preparation method of hollow fiber membrane and hollow fiber membrane
CN106076132B (en) * 2016-06-27 2019-03-26 天津工业大学 A kind of graphene oxide modified polyamide composite nanometer filtering film and preparation method thereof
CN106621856A (en) * 2017-01-22 2017-05-10 河北工业大学 Stable-structure high-performance graphene oxide nanofiltration composite membrane and preparation method thereof
KR102287610B1 (en) * 2020-12-31 2021-08-10 대진첨단소재 주식회사 Method for manufacturing water treatment membrane forming composition

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0596157A (en) * 1991-10-04 1993-04-20 Nippon Kasei Chem Co Ltd Production of oil adsorbent
JP2000100453A (en) 1998-07-24 2000-04-07 Hitachi Chem Co Ltd Expansive graphite grain, its manufacture, fuel cell, separator for fuel cell and its manufacture
JP2010214255A (en) 2009-03-13 2010-09-30 Sumitomo Electric Ind Ltd Separation membrane
KR20110101347A (en) * 2010-03-08 2011-09-16 엔바로테크 주식회사 A composite of graphene and polymer and a method for the preparation thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0596157A (en) * 1991-10-04 1993-04-20 Nippon Kasei Chem Co Ltd Production of oil adsorbent
JP2000100453A (en) 1998-07-24 2000-04-07 Hitachi Chem Co Ltd Expansive graphite grain, its manufacture, fuel cell, separator for fuel cell and its manufacture
JP2010214255A (en) 2009-03-13 2010-09-30 Sumitomo Electric Ind Ltd Separation membrane
KR20110101347A (en) * 2010-03-08 2011-09-16 엔바로테크 주식회사 A composite of graphene and polymer and a method for the preparation thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130040738A (en) 2013-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101441540B1 (en) Polymeric membrane for water treatment embedded with planar carbon-based oxide, and water treatment apparatus and process using the same
Pervez et al. A critical review on nanomaterials membrane bioreactor (NMs-MBR) for wastewater treatment
Jang et al. PVdF/graphene oxide hybrid membranes via electrospinning for water treatment applications
Ying et al. Recent advances of nanomaterial-based membrane for water purification
Sirinupong et al. Synthesis and characterization of thin film composite membranes made of PSF-TiO2/GO nanocomposite substrate for forward osmosis applications
Hu et al. Application of nano TiO2 modified hollow fiber membranes in algal membrane bioreactors for high-density algae cultivation and wastewater polishing
Zeng et al. Ultra-high oil-water separation membrane based on two-dimensional MXene (Ti3C2Tx) by co-incorporation of halloysite nanotubes and polydopamine
Vatanpour et al. Hyperbranched polyethylenimine functionalized silica/polysulfone nanocomposite membranes for water purification
Son et al. Thin-film nanocomposite membrane with CNT positioning in support layer for energy harvesting from saline water
CN108435002B (en) Preparation method of functionalized carbon quantum dot modified composite nanofiltration membrane
Liu et al. Hydraulic power and electric field combined antifouling effect of a novel conductive poly (aminoanthraquinone)/reduced graphene oxide nanohybrid blended PVDF ultrafiltration membrane
Wang et al. The hierarchical flower-like MoS2 nanosheets incorporated into PES mixed matrix membranes for enhanced separation performance
Choi et al. Alginate fouling reduction of functionalized carbon nanotube blended cellulose acetate membrane in forward osmosis
CN106076132A (en) A kind of graphene oxide modified polyamide composite nanometer filtering film and preparation method thereof
Mahdavi et al. Preparation of high-performance PVDF mixed matrix membranes incorporated with PVDF-g-PMMA copolymer and GO@ SiO2 nanoparticles for dye rejection applications
CN117776170A (en) Water filtration membrane device and preparation method
Chong et al. Nanohybrid membrane in algal-membrane photoreactor: Microalgae cultivation and wastewater polishing
Mohamat et al. Effect of Surfactants’ Tail Number on the PVDF/GO/TiO 2-Based Nanofiltration Membrane for Dye Rejection and Antifouling Performance Improvement
Aqaei et al. Modified emulsion polyvinyl chloride membranes for enhanced antifouling and dye separation properties by introducing tungsten disulfide (WS2) nanosheets
Othman et al. Evaluating the sintering temperature control towards the adsorptivity of ammonia onto the natural zeolite based hollow fibre ceramic membrane
Ayyaru et al. Novel sulfonated rGOHfO2/PVDF hybrid nanocomposite ultrafiltration membrane towards direct potable reuse water production
Aryanti et al. PVC-based gravity driven ultrafiltration membrane for river water treatment
Masoumi Khosroshahi et al. Preparation and characterization of MWCNT-COOH/PVC ultrafiltration membranes to use in water treatment
Salim et al. Graphene oxide incorporated polyether sulfone nanocomposite antifouling ultrafiltration membranes with enhanced hydrophilicity
Zhao et al. Preparation and properties of nanocomposite MWCNTs/polyamide reverse osmosis membrane for desalination by interfacial polymerization

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170824

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180820

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190917

Year of fee payment: 6