KR102405293B1 - 막오염 세척능 향상을 위한 알지네이트 코팅 분리막의 재생방법 - Google Patents

막오염 세척능 향상을 위한 알지네이트 코팅 분리막의 재생방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 분리막의 내파울링 기능성 재료의 처리 한계에 도달하면 분리막 성능을 회복시키기 위해 분리막 전체의 교체가 불가피하다는 문제점을 해결하기 위한 것으로 분리막의 높은 세척효율을 갖는 수처리 알지네이트겔 코팅 분리막의 재생방법을 제공하기 위한 것이다.
구체적으로, (S1) 다공성 분리막 표면에 금속이온과 이차결합으로 가교된 코팅층을 도입하는 단계;
(S2) 외부자극을 통해 분리막 표면의 막오염물질을 코팅층과 함께 제거하는 단계;
(S3) 다공성 분리막 표면에 금속이온과 이차결합으로 가교된 코팅층을 재도입하는 단계;
를 포함하는 막오염 세척능이 향상된 코팅 분리막의 재생방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 높은 세척 효율을 갖는 분리막 표면에서 알지네이트와 금속이온 간의 결합을 통해 가교된 코팅층을 갖는 기능성 수처리 분리막 재생방법을 얻을 수 있다. 더불어 파울링(Fouling)에 의해서 성능이 저하된 분리막을 외부자극 및 환경변화를 통해 기능성 층을 오염물질과 함께 제거하고 다시 기능성 재료를 재차 도입함으로써 분리막의 투과성능을 회복시킬 수 있다.

Description

막오염 세척능 향상을 위한 알지네이트 코팅 분리막의 재생방법 {Regeneration method of alginate-coated membranes to improve membrane contamination cleaning ability}
본 발명은 막오염 세척능 향상을 위한 알지네이트 코팅 분리막의 재생방법에 관한 것이다.
분리막을 이용한 수처리 방법은 기존 기술들에 비해 적은 설치 공간, 우수한 처리용량, 낮은 운영비용으로 최근들어 분리막을 하수처리, 해수담수, 가정용, 의료용, 산업용 등 다양한 수처리 분야에 적용하는 사례가 증가하고 있다. 이들은 공경 크기에 따라 정밀여과(Microfiltration, MF), 한외여과(Ultrafiltration, UF), 나노여과(Nanofiltration, NF), 역삼투(Reverse osmosis, RO) 분리막으로 나뉘며, 이에 따라 필요 구동압력과 걸러낼 수 있는 물질의 종류가 달라진다. 그 중, 낮은 압력에서 구동 가능한 MF/UF 분리막의 경우 콜로이드 입자 혹은 미생물과 같은 오염물을 효과적으로 제거할 수 있다. 주요 구성 재료로는 우수한 물리적 성질과 내열성, 내화학성을 가지는 고분자인 폴리비닐리덴 플루오라이드(polyvinylidene fluoride, PVDF), 폴리테트라 플루오로에틸렌(polytetrafuloroethylene, PTFE), 폴리프로필렌(polypropylene, PP), 폴리설폰(polysulfone, PSF), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile, PAN) 등이 사용된다. 그러나 이 재료들의 소수성에 의해 유기 오염물과 분리막 표면간에 상호작용이 형성되어 오염이 가속화되며 이에 의해 수투과도 감소 등의 분리막 성능 저하가 발생한다. 또한, 다수의 하수 내 오염물은 전하를 가지고 있어 분리막 오염 저감을 위해 분리막 표면 친수성 고분자 코팅, 블랜딩, 개질, 또는 전하를 띄는 물질의 코팅 및 개질 등 다양한 방법들이 시도되고 있다. (Chem. Rev. 2010, 110, 2448-2471)
이러한 다양한 방법들은 친수성 표면 개질, 항균성 물질 도입, 그리고 자극-감응성 물질의 도입 등으로 분류된다. 그 중 특히 자극-감응성 물질 도입법의 경우 충분한 내파울링 성능과 함께 파울링(Fouling)의 종류를 가리지 않고 범용적인 효과를 발휘한다는 장점이 있다. 대표적으로 파울링(Fouling)이 일어난 층 내부에 열 감응성 고분자를 함침시킨 후 열을 가해 부피를 증가시킴으로서 파울링(Fouling) 층의 내구도를 파괴하는 방법, 이온 감응성 고분자를 표면에 도입하여 파울런트(Foulant)를 물리적으로 밀어내는 방법, 그리고 자성나노입자를 도입하여 파울런트(Foulant)의 흡착을 억제하는 와류를 발생시키는 방법 등이 있다. 이들 시도들은 분리막의 파울링(Fouling) 되는 속도를 늦춰 분리막 수명 연장시킬 수 있으나 내파울링 기능성 재료의 처리 한계에 도달하면 분리막 성능을 회복시키기 위해 분리막 전체의 교체가 불가피 하다. 이에 대한 보완책이 필요하다고 볼 수 있다.
0001)한국 등록특허 제10-0819210호 0002)미국 등록특허 제9352284호 0003)미국 공개특허 제2009-0188861호
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 분리막의 내파울링 기능성 재료의 처리 한계에 도달하면 분리막 성능을 회복시키기 위해 분리막 전체의 교체가 불가피하다는 문제점을 해결하기 위한 것으로 분리막의 높은 세척효율을 갖는 수처리 알지네이트겔 코팅 분리막의 재생방법을 제공하기 위한 것이다.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 (S1) 다공성 분리막 표면에 금속이온과 이차결합으로 가교된 코팅층을 도입하는 단계;
(S2) 외부자극을 통해 분리막 표면의 막오염물질을 코팅층과 함께 제거하는 단계;
(S3) 다공성 분리막 표면에 금속이온과 이차결합으로 가교된 코팅층을 재도입하는 단계;
를 포함하는 막오염 세척능이 향상된 코팅 분리막의 재생방법을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 (S1) 단계는 다공성 분리막 표면에 알지네이트-금속이온 겔을 도입하는 것을 특징으로 하는 막오염 세척능이 향상된 코팅 분리막의 재생방법을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 (S2) 단계는 염화나트륨 수용액으로 세정하여 막오염물질을 코팅층과 함께 제거하는 것을 특징으로 하는 포함하는 막오염 세척능이 향상된 코팅 분리막의 재생방법을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 (S2) 단계는 UV를 조사한 뒤 용매로 세정하는 과정을 거치는 방법에 의하여 막오염물질을 코팅층과 함께 제거하는 것을 특징으로 하는 포함하는 막오염 세척능이 향상된 코팅 분리막의 재생방법을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 금속이온은 칼슘, 마그네슘, 알루미늄, 철 등과 같은 다가이온으로 이루어 지는 군에서 선택되는 1종 이상의 금속이온인 것을 특징으로 하는 막오염 세척능이 향상된 코팅 분리막의 재생방법을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 금속이온은 칼슘, 마그네슘, 알루미늄, 철 등과 같은 다가이온으로 이루어 지는 군에서 선택되는 1종 이상의 금속이온인 것을 특징으로 하는 막오염 세척능이 향상된 코팅 분리막의 재생방법을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 금속이온은 칼슘, 마그네슘, 알루미늄, 철 등과 같은 다가이온으로 이루어 지는 군에서 선택되는 1종 이상의 금속이온인 것을 특징으로 하는 막오염 세척능이 향상된 코팅 분리막의 재생방법을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 (S2) 단계의 외부자극은 UV, 고농도 이온수, 강산, 강염기 처리로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 외부자극인 것을 특징으로 하는 포함하는 막오염 세척능이 향상된 코팅 분리막의 재생방법을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 분리막은 한외여과막 또는 정밀여과막인 것을 특징으로 하는 포함하는 막오염 세척능이 향상된 코팅 분리막의 재생방법을 제공한다.
또한 본 발명은 금속이온과 이차결합으로 가교된 코팅층을 도입한 다공성 분리막을 외부자극을 통해 분리막 표면의 막오염물질을 코팅층과 함께 제거하는 단계;
다공성 분리막 표면에 금속이온과 이차결합으로 가교된 코팅층을 재도입하는 단계;
를 포함하는 막오염 세척능이 향상된 코팅 분리막의 재생방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 높은 세척 효율을 갖는 분리막 표면에서 알지네이트와 금속이온 간의 결합을 통해 가교된 코팅층을 갖는 기능성 수처리 분리막 재생방법을 얻을 수 있다. 더불어 파울링(Fouling)에 의해서 성능이 저하된 분리막을 외부자극 및 환경변화를 통해 기능성 층을 오염물질과 함께 제거하고 다시 기능성 재료를 재차 도입함으로써 분리막의 투과성능을 회복시킬 수 있다.
다만, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도1은 본 발명의 일실시예에 따른 막오염 세척능 향상을 위한 코팅 분리막의 제조방법과 그 재생방법을 도안화한 것이다.
도2는 ATR FT-IR을 이용하여 본 발명의 일실시예에 따른 코팅 분리막의 막 표면 개질에 따른 화학적 구조의 변화를 관찰한 실험 결과이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따라 NaCl용액에 역세 및 함침후 재코팅하였을때 분리막이 실제로 어떤 내파울링성을 갖는지를 수투과 시스템을 이용해 관찰한 실험결과이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따라 UV 처리 후 재코팅하였을때 분리막이 실제로 어떤 내파울링성을 갖는지를 수투과 시스템을 이용해 관찰한 실험결과이다
본 발명의 특성 및 장점에 대한 중요성은 첨부된 도면을 참조하여 더욱 잘 이해하게 될 것이다. 그러나, 도면은 단지 예시의 목적으로 고안된 것이지 본 발명의 제한을 정의하는 것이 아님을 이해하여야 한다.
이하에서는, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, (S1) 다공성 분리막 표면에 금속이온과 이차결합으로 가교된 코팅층을 도입하는 단계;
(S2) 외부자극을 통해 분리막 표면의 막오염물질을 코팅층과 함께 제거하는 단계;
(S3) 다공성 분리막 표면에 금속이온과 이차결합으로 가교된 코팅층을 재도입하는 단계;
를 포함하는 막오염 세척능이 향상된 코팅 분리막의 재생방법을 제공한다.
이때, 상기 (S1) 단계는 다공성 분리막 표면에 알지네이트-금속이온 겔을 도입하는 단계일 수 있다. 바람직하게는, 분리막에 알긴산 나트륨 수용액을 함침하여 알긴산 나트륨을 도포하는 방법일 수 있다. 다만, 상기 알지네이트 코팅층을 생성하기 위해 사용되는 코팅 물질은 알긴산 나트륨 수용액으로 제한되지 않고 알긴산 염을 포함하는 물질 중 통상의 기술자에 의해 적절히 변형하여 사용이 가능하다. 알지네이트 용액을 분리막에 도포한 후 금속염 용액(예를 들어 염화칼슘 수용액에 분리막을 함침하는 방법에 의할 수 있다)을 도포하여 알지네이트겔과 금속이온과의 이차결합으로 가교된 알지네이트 코팅층을 얻을 수 있다.(도1 참조) 알지네이트-금속이온 겔을 도입하는 단계에서 알지네이트와 금속이온의 도입 순서는 바뀔 수 있으며 도입단계 간 잉여용액 제거 또는 건조와 같은 과정이 추가될 수 있다.
또한, 상기 (S2)단계에서 외부자극을 통해 분리막 표면의 막 오염물질을 코팅층과 함께 제거하는 단계는 염화나트륨 수용액을 역세하여 막오염물질을 코팅층과 함께 제거하는 것일 수 있다. 분리막 표면의 막오염물질을 코팅층과 함께 제거하는 것은 단지 다공성 분리막에 코팅층을 도입하여 파울링(Fouling)을 방지하는 것이 아닌, 오염된 코팅층 자체를 제거(세정)한 후 여기에 다시 새로운 코팅층을 도입하기 위함이며 이를 통하여 감소되었던 수투과도를 높은 수준으로 복구시키는 효과를 얻을 수 있다. (도2 참조) 구체적으로, 발명의 배경이 되는 기술에서 밝혔던 바와 같이 종래 분리막의 오염을 방지하기위한 방법으로, 친수성 표면 개질, 항균성 물질 도입, 그리고 자극-감응성 물질의 도입등의 방법은 파울링(Fouling)되는 속도를 늦춰 분리막의 수막을 연장 시킬 수 는 있으나, 내파울링 기능성 재료의 처리 한계에 도달하면 더 이상 분리막 오염을 방지 할 수 없고, 분리막 성능을 회복시키기 위하여는 분리막 전체를 교체하는 것이 불가피 하였다. 이는 수처리 방법 등의 비용을 증가시키고 경제적으로 효율적이지 못하였다. 반면 본 발명과 같이 다공성 분리막 표면에 알지네이트-금속이온 겔 등을 코팅 한 경우, 염화나트륨등의 (외부자극)처리로 오염물질에 의하여 감소되었던 수투과도를 높은 수준으로 복구할 수 있다.
또한, (S1) 단계에서 금속이온은 칼슘, 마그네슘, 알루미늄, 철 등과 같은 다가이온으로 이루어 지는 군에서 선택되는 1종 이상의 금속이온일 수 있다. 여기서 금속이온은 알지네이트와 이차결합을 이루어 알지네이트겔을 도입하기 위함으로 후술하는 실시예에서는 염화칼슘 수용액을 이용하여 칼슘이온을 사용하였으나, 금속이온이 반드시 칼슘이온으로 한정되지는 않는다. (통상의 기술자로 부터 적절히 선택될 수 있다.)
또한, 상기 (S2) 단계의 외부자극은 UV, 고농도 이온수 , 강산, 강염기 처리로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 외부자극일 수 있다. 고농도 이온수 의 경우 염화나트륨 수용액을 이용하여 세정하는 방법에 의할 수 있으며, UV의 경우 약 254 nm 영역대에 해당하는 UV를 조사한 뒤 물 등의 용매로 세정하는 과정을 거치는 방법에 의할 수 있으며, 강산,강염기 처리의 경우 강산 또는 강염기 용액을 사용하여 세정하는 과정을 거치는 방법에 의할 수 있다.
또한, (S1) 단계의 상기 다공성 분리막은 한외여과막 또는 정밀여과막 일 수 있다. 그러나 본발명의 다공성 분리막은 한외여과막 또는 정말여과막으로 제한되지는 않고 이 분야의 통상의 기술자에 적절히 선택될 수 있다.
또한, 상기 (S1) 단계는, 딥코팅, 스핀코팅 등의 방법에 의하여 수행될 수 있다. 딥코팅(dip coating)은 코팅재가 포함된 용액에 분리막을 함침한뒤 꺼내어 코팅재를 표면에 도입하는 방법으로 이후에 코팅재 고정을 위한 추가 공정이 수반될 수 있다. 또한, 스핀 코팅(Spin Coating)은 코팅재가 포한된 용액을 분리막 표면에 도포한 뒤 회전을 통해 잉여용액을 제거하는 방법으로 이후에 코팅재 고정을 위한 추가 공정이 수반될 수 있다. 통상의 기술자는 이들 중 하나의 방법을 적절히 선택 할 수 있다. 이때, 상기 고분자 분리막 기제에 적용되는 재료에는 수처리 분리막에 사용될 수 있는 고분자 중 제한없이 사용될 수 있고 고분자외에도 세라믹, 금속 등의 재료에도 적용될 수 있다.
또한, (S1)단계와 (S2)단계는 순차적으로 반복해서 행해질 수 있다. (S1)단계와 (S2)단계의 반복으로 파울링(Foulant)로 오염되어 수투과도가 낮아진 분리막의 수투과도를 반복적으로 재생시킬 수 있다.
실시예1
50 cm의 관형막 1가닥으로 평가용 모듈을 제조하였다. 실험실 규모 평가용 모듈을 알긴산 나트륨 0.1 w./v.% 수용액에 2분 간 함침하여 분리막에 알긴산 나트륨 도포하였다. 알긴산 나트륨 수용액의 농도는 1 wt% 이상일 경우 수투과도가 과도하게 감소하는 문제가 발생할 수 있고, 0.01 wt% 이하일 경우 수투과 회복능이 저하될 문제가 발생할 수 있어, 0.01-1 wt%의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 이후 분리막을 꺼내어 표면의 용액 방울이 제거되도록 수조에 담근 후 즉시 꺼냈다. 표면겔화를 위해 염화칼슘 5 w./v.% 수용액에 2분간 함침 후 수조에서 세척하였다. 염화칼슘 수용액의 농도는 0.5 w./v.% 이하일 경우 겔화가 충분히 진행되지 않는 문제가 발생할 수 있어, 0.5 w./v.% 이상의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 실리카입자 500 ppm 현탁액을 사용하여 0.4bar에서 가압식 평가로 막오염평가를 수행하였다. 막오염 후, 분리막을 염화나트륨 5 w./v.% 수용액으로 3분간 역세한 후 같은 용액에 2 시간 함침하였다. 염화나트륨 수용액의 농도는 0.5 w./v.% 이하일 경우 겔분해가 충분히 진행되지 않는 문제가 발생할 수 있어, 0.5 w./v.% 이상의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 처리 후에 알지네이트 겔을 재코팅하였다.
분리막은 ATR FT-IR을 이용하여 막 표면 개질에 따른 화학적 구조의 변화를 관찰하였다(도 2 참조). 개질 후 분리막 표면에서 코팅물질에 해당하는 작용기의 도입이 관찰되었다. 이러한 분석으로 분리막에 알지네이트 코팅층이 도입되는 것을 확인하였다.
이러한 분리막이 실제로 어떤 내파울링성을 갖는지를 수투과 시스템을 이용해 관찰한 결과, 개질하지 않은 막에 비해 수투과도 감소가 느리게 나타나는 것을 관찰할 수 있었다(도 3 참조). 또한 막오염이 충분히 진행된 후 염화나트륨 수용액으로 처리한 뒤 새로운 코팅층 도입하는 것으로 감소되었던 수투과도가 높은 수준으로 복구되는 것을 관찰하였다. 따라서 알지네이트로 개질된 분리막에 본 세정기술을 적용하여 우수한 세척효율을 얻었다고 볼 수 있다.
실시예2
평막형태의 PVDF 분리막을 알긴산 나트륨 0.1 w./v.% 수용액에 2분 간 함침하여 분리막에 알긴산 나트륨 도포하였다. 이후 분리막을 꺼내어 표면의 용액 방울이 제거되도록 수조에 담근 후 즉시 꺼냈다. 표면겔화를 위해 염화철(III) 5 w./v.% 수용액에 2분간 함침 후 수조에서 세척하였다. 실리카입자 500 ppm 현탁액을 사용하여 0.4bar에서 가압식 평가로 막오염평가를 수행하였다. 막오염 후, 분리막을 UV LAMP를 이용하여 60 분간 조사 한 후 물로 세정 하였다. UV 처리는 5분 이하일 경우 겔이 충분히 분해되지 않는 문제가 발생할 수 있어, 5분 이상의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 처리 후에 알지네이트 겔을 재코팅하였다.
실시예 1과 마찬가지로 개질하지 않은 막에 비해 수투과도 감소가 느리게 나타나는 것을 관찰할 수 있었다(도4 참조) 또한 막오염이 충분히 진행된 후 UV로 처리한 뒤 새로운 코팅층 도입하는 것으로 감소되었던 수투과도가 높은 수준으로 복구되는 것을 관찰하였다. 따라서 알지네이트로 개질된 분리막에 본 세정기술을 적용하여 우수한 세척효율을 얻었다고 볼 수 있다.
비교예
50 cm의 관형막 1가닥으로 평가용 모듈을 제조하였다. 실리카입자 500 ppm 현탁액을 사용하여 0.4bar에서 가압식 평가로 막오염평가를 수하였다. 막오염 후, 분리막을 염화나트륨 5 w./v.% 수용액으로 3분간 역세한 후 같은 용액에 2 시간 함침하였다.
이러한 분리막의 수투과 시스템을 이용해 관찰한 결과, 개질하지 않은 막은 개질화한 막에 비해 수투과도 감소가 빠르게 나타나는 것을 관찰할 수 있었다(도 3 참조). 또한 막오염이 충분히 진행된 후 염화나트륨 수용액으로 처리한 뒤에도 수투과도가 알지네이트겔 코팅-세정-재코팅한 분리막에 비하여 낮은 수준으로 복구되는 것을 관찰하였다. 따라서 알지네이트로 개질된 분리막에 본 세정기술을 적용하는 것이 표면을 개질하지 않고 같은 방법으로 세정한 분리막 보다 우수한 분리막 재생 효과를 얻었다고 볼 수 있다.

Claims (10)

  1. (S1) 다공성 분리막 표면에 금속이온과 이차결합으로 가교된 코팅층을 도입하는 단계;
    (S2) 외부자극을 통해 분리막 표면의 막오염물질을 코팅층과 함께 제거하는 단계;
    (S3) 다공성 분리막 표면에 금속이온과 이차결합으로 가교된 코팅층을 재도입하는 단계;를 포함하며,
    상기 (S2) 단계는 염화나트륨 수용액으로 세정하여 막오염물질을 코팅층과 함께 제거하는 것을 특징으로 하는 막오염 세척능이 향상된 코팅 분리막의 재생방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (S1) 단계는 다공성 분리막 표면에 알지네이트-금속이온 겔을 도입하는 것을 특징으로 하는 막오염 세척능이 향상된 코팅 분리막의 재생방법.
  3. 삭제
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 (S2) 단계는 UV를 조사한 뒤 용매로 세정하는 과정을 거치는 방법에 의하여 막오염물질을 코팅층과 함께 제거하는 것을 특징으로 하는 막오염 세척능이 향상된 코팅 분리막의 재생방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 금속이온은 칼슘, 마그네슘, 알루미늄, 철 등과 같은 다가이온으로 이루어 지는 군에서 선택되는 1종 이상의 금속이온인 것을 특징으로 하는 막오염 세척능이 향상된 코팅 분리막의 재생방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 금속이온은 칼슘, 마그네슘, 알루미늄, 철 등과 같은 다가이온으로 이루어 지는 군에서 선택되는 1종 이상의 금속이온인 것을 특징으로 하는 막오염 세척능이 향상된 코팅 분리막의 재생방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 금속이온은 칼슘, 마그네슘, 알루미늄, 철 등과 같은 다가이온으로 이루어 지는 군에서 선택되는 1종 이상의 금속이온인 것을 특징으로 하는 막오염 세척능이 향상된 코팅 분리막의 재생방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 (S2) 단계의 외부자극은 UV, 고농도 이온수, 강산, 강염기 처리로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 외부자극인 것을 특징으로 하는 막오염 세척능이 향상된 코팅 분리막의 재생방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 분리막은 한외여과막 또는 정밀여과막인 것을 특징으로 하는 막오염 세척능이 향상된 코팅 분리막의 재생방법.
  10. 금속이온과 이차결합으로 가교된 코팅층을 도입한 다공성 분리막을 염화나트륨 수용액으로 세정하여 분리막 표면의 막오염물질을 코팅층과 함께 제거하는 단계;
    다공성 분리막 표면에 금속이온과 이차결합으로 가교된 코팅층을 재도입하는 단계;
    를 포함하는 막오염 세척능이 향상된 코팅 분리막의 재생방법.
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