KR20150040455A - Ipa 함유 폐수로부터 ipa의 농축 및 폐수처리를 위한 병합 막분리 공정 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 IPA 함유 폐수로부터 IPA의 농축 및 폐수처리를 위한 병합 막분리 공정에 관한 것으로, 보다 상세하게는 투과증발막분리공정과 역삼투막분리공정을 결합하여 IPA 함유 폐수로부터 IPA를 분리 및 농축하고, 동시에 폐수를 처리할 수 있는 병합 막분리 공정에 관한 것이다.
본 발명의 병합 막분리 공정에 따르면, IPA 세정폐수로부터 IPA를 선택적으로 분리 및 30 중량% 이상 농축하여 재활용할 수 있고, 동시에 0.5 중량% 이하의 낮은 농도의 IPA 세정폐수는 별도의 희석 없이 기존의 폐수처리장에서 그대로 처리할 수 있다.
본 발명의 병합 막분리 공정에 따르면, IPA 세정폐수로부터 IPA를 선택적으로 분리 및 30 중량% 이상 농축하여 재활용할 수 있고, 동시에 0.5 중량% 이하의 낮은 농도의 IPA 세정폐수는 별도의 희석 없이 기존의 폐수처리장에서 그대로 처리할 수 있다.
Description
본 발명은 IPA 함유 폐수로부터 IPA의 농축 및 폐수처리를 위한 병합 막분리 공정에 관한 것으로, 보다 상세하게는 투과증발막분리공정과 역삼투막분리공정을 결합하여 IPA 함유 폐수로부터 IPA를 분리 및 농축하고, 동시에 폐수를 처리할 수 있는 병합 막분리 공정에 관한 것이다.
IPA(이소프로필알코올)는 산업현장 특히, 반도체 제조공정, LCD 제조공정 등에서 세정용액으로 많이 사용하며, 그 사용된 세정폐수에는 일반적으로 5~15 중량%의 IPA가 함유되어 있다. 이렇게 발생된 폐수는 유기화합물, 그 중에서도 알코올의 회수라는 측면에서 보면, IPA의 농도가 매우 낮아 통상의 증류공정을 이용하여 분리농축시 경제성이 없으므로 현재는 전량 폐수처리 하는 문제점이 있다.
한편으로, 이러한 IPA 세정폐수는 폐수처리라는 측면에서 보면, IPA의 농도가 너무 높아 물로 희석하여 IPA의 농도를 1% 이하로 낮추어 폐수처리를 하는 또 다른 문제점이 상존한다.
IPA와 같은 알코올/물의 혼합용액으로부터 투과증발막을 이용하여 물을 선택적으로 분리하거나 또는 유기화합물 수용액으로부터 유기화합물을 선택적으로 분리하기 위한 투과증발막분리공정에 관한 선행연구들이 있었고(특허문헌 1, 2), 역삼투막분리공정을 이용하여 폐수를 처리하는 기술도 널리 알려져 있지만(특허문헌 3, 4), 투과증발막분리공정과 역삼투막분리공정은 각기 용도 및 특성에 따라 별개의 공정으로 수행되고 있었다.
따라서 본 발명자는, 농축하여 재활용하거나 또는 폐수처리하기에 적합하지 않은 농도의 IPA 세정폐수로부터 투과증발막분리공정을 이용하여 IPA를 농축하고, 동시에 역삼투막분리공정을 이용하여 IPA 농도를 폐수처리에 적정한 농도로 분리하는 공정을 병합하여 적용하면, 전량 폐수처리 하였던 IPA 세정폐수로부터 IPA를 선택적으로 분리 및 농축하여 재활용할 수 있고, 아울러 낮은 농도의 IPA 세정폐수는 별도의 희석 없이 기존의 폐수처리장에서 그대로 처리할 수 있음에 착안하여 본 발명에 이르렀다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 IPA 세정폐수로부터 IPA를 선택적으로 분리 및 30 중량% 이상 농축하여 재활용할 수 있고, 동시에 0.5 중량% 이하의 낮은 농도의 IPA 세정폐수는 별도의 희석 없이 기존의 폐수처리장에서 그대로 처리할 수 있는 투과증발막분리공정과 역삼투막분리공정이 결합된 병합 막분리 공정을 제공하고자 하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 I) IPA 함유 폐수로부터 투과증발막분리공정을 통하여 IPA를 농축하는 단계; 및 II) IPA 함유 폐수로부터 역삼투막분리공정을 통하여 폐수를 처리하는 단계;를 포함하는 병합 막분리 공정을 제공한다.
상기 I) 단계의 투과증발막분리공정은 i) 승온된 IPA 함유 폐수를 투과증발막모듈에 공급하는 단계; ii) 투과증발막모듈을 투과한 IPA를 액체상으로 응축하는 단계; 및 iii) 응축된 IPA를 투과용액 탱크로 이송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 승온된 IPA 함유 폐수는 히터에 의하여 30~60℃로 유지된 것을 특징으로 한다.
상기 투과증발막모듈에 공급하는 IPA 함유 폐수의 공급유량은 투과유량의 5배 이상인 것을 특징으로 한다.
상기 II) 단계의 역삼투막분리공정은 a) 승압된 IPA 함유 폐수를 역삼투막모듈에 공급하는 단계; 및 b) 역삼투막모듈을 투과한 폐수를 투과수 탱크로 이송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 승압된 IPA 함유 폐수는 고압펌프에 의하여 10~70bar로 유지된 것을 특징으로 한다.
상기 역삼투막모듈에 공급하는 IPA 함유 폐수의 공급유량은 투과유량의 3배 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 병합 막분리 공정에 따르면, IPA 세정폐수로부터 IPA를 선택적으로 분리 및 30 중량% 이상 농축하여 재활용할 수 있고, 동시에 0.5 중량% 이하의 낮은 농도의 IPA 세정폐수는 별도의 희석 없이 기존의 폐수처리장에서 그대로 처리할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 연속식(continuous) 병합 막분리 공정도를 나타낸 블록 다이어그램.
도 2는 본 발명에 따른 배치식(batch) 병합 막분리 공정도를 나타낸 블록 다이어그램.
도 2는 본 발명에 따른 배치식(batch) 병합 막분리 공정도를 나타낸 블록 다이어그램.
이하에서는 본 발명에 따른 투과증발막분리공정을 이용하여 IPA를 농축하고, 동시에 역삼투막분리공정을 이용하여 IPA 농도를 폐수처리에 적정한 농도로 분리하는 병합 막분리 공정에 관하여 첨부된 도면과 함께 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 I) IPA 함유 폐수로부터 투과증발막분리공정을 통하여 IPA를 농축하는 단계; 및 II) IPA 함유 폐수로부터 역삼투막분리공정을 통하여 폐수를 처리하는 단계;를 포함하는 병합 막분리 공정을 제공한다.
또한, 상기 I) 단계의 투과증발막분리공정은 i) 승온된 IPA 함유 폐수를 투과증발막모듈에 공급하는 단계; ii) 투과증발막모듈을 투과한 IPA를 액체상으로 응축하는 단계; 및 iii) 응축된 IPA를 투과용액 탱크로 이송하는 단계;를 포함하는바, 도 1의 연속(continuous) 공정 블록 다이어그램에 나타낸 바와 같이, 먼저 IPA함유 폐수(IPA 용액)를 IPA 용액 탱크(100)에 저장하고, 히터(110)와 같은 통상의 가열수단에 의하여 IPA 용액 탱크의 IPA 용액을 승온시킨다. 이 때, IPA 용액의 온도가 30℃미만이면 투과증발막 모듈의 투과량이 너무 작아지고, IPA 용액의 온도가 60℃를 초과하면 에너지 소모가 너무 커지므로, IPA 용액은 히터(110)에 의하여 승온시켜 30~60℃로 유지하는 것이 바람직하다.
이어서 30~60℃로 승온된 IPA 용액은 투과증발막모듈(150)에 공급되는데, 여기서는 IPA 용액 공급펌프(120), 용액필터(130) 및 IPA 용액 유량계(140)를 순차적으로 거치는 과정이 수반된다. 이 때, 투과증발막모듈(150)에 공급하는 IPA 용액의 공급유량은 투과유량의 5배 이상으로 조절하는 것이 바람직하다. 만약 IPA 용액을 투과증발막모듈(150)에 5배 이하로 공급하면 투과증발막모듈(150)을 통과하여 투과하는 투과용액의 IPA 농도가 낮아 분리 및 농축이 원활하게 수행되지 않는다.
이렇게 투과증발막모듈(150)에 공급된 IPA 용액은 분리막 내에 IPA가 용해되고, 분리막 내에서 확산되어 증기상으로 투과하는 작용기전을 갖는다. 이러한 작용기전은 투과증발막모듈(150)의 일단이 IPA 공급용액과 접하고 있고, 다른 일단이 낮은 투과물의 증기압과 접하고 있는데, 낮은 증기압 조건은 진공을 걸어 주거나 불활성 담체 가스를 흐르게 하여 만들 수 있는바, 일반적으로 투과증발막 내부에 투과증발막분리공정의 추진력(driving force)인 화학적 포텐셜의 구배가 발생하여 막을 통한 물질의 투과가 이루어지는 것이므로, 본 발명에서는 투과증발막분리공정의 추진력을 유지하기 위하여 진공펌프(170)를 사용함으로써 투과부에 진공이 유지되도록 한다.
다음으로, 투과증발막모듈(150)을 투과한 증기상의 IPA는 통상의 응축기(160)에서 액체상으로 응축되고, 응축된 액상의 IPA는 투과용액 유량계(180)를 거쳐 투과용액 탱크(190)로 이송된다. 이 투과증발막분리공정을 통하여 얻어지는 IPA 용액은 30% 이상으로 농축되므로 재활용할 수 있다.
한편, 본 발명의 병합 막분리 공정에서는 역삼투막분리공정을 동시에 수행하는데, 상기 II) 단계의 역삼투막분리공정은 a) 승압된 IPA 함유 폐수를 역삼투막모듈에 공급하는 단계; 및 b) 역삼투막모듈을 투과한 폐수를 투과수 탱크로 이송하는 단계;를 포함하는바, 도 1의 연속(continuous) 공정 블록 다이어그램에 나타낸 바와 같이, 먼저 IPA 용액 탱크(100)로부터 IPA 함유 폐수가 용액필터(210)를 거쳐 IPA 용액 고압펌프(220)로 이송되어 IPA 용액이 승압된다. 이 때, 고압펌프(220)에서의 공급압력은 10~70bar로 유지하는 것이 바람직한데, 10bar 미만으로 운전하게 되면 추진력이 낮아 역삼투막의 투과량이 크게 감소하게 되고, 70bar를 초과하면 역삼투막의 장기 안정성이 떨어지게 되므로, IPA 용액은 고압펌프(220)에 의하여 승압시켜 10~70bar를 유지하도록 조절한다.
이어서 10~70bar로 승압된 IPA 용액을 용액유량계(230)를 거쳐 역삼투막모듈(240)에 공급하고, 역삼투막모듈(240)을 투과한 폐수는 투과수유량계(250)를 거쳐 투과수 탱크(260)로 이송된다. 이 역삼투막분리공정을 통하여 투과되는 폐수(투과수)는 IPA 농도가 0.5% 이하이므로 별도의 희석 없이 그대로 폐수처리장에서 처리하면 된다.
이상 기술한 바와 같이 도 1에 나타낸 연속(continuous) 병합 막분리 공정을 실제 운전함에 있어서는, IPA 함유 폐수(IPA 용액)를 탱크(100)에 일정량 채우고, 투과증발막분리공정을 이용하여 IPA를 분리 및 농축, 동시에 역삼투막분리공정도 함께 가동하여 물(폐수)을 투과시켜 투과수 탱크(260)로 이송하는데, 이 때 투과증발막분리공정의 IPA 농축액 양과 역삼투막분리공정의 투과수 양을 확인하여 IPA 용액 탱크(100)에 연속적으로 보충하며, 연속적으로 처리할 양(연속적인 폐수발생량)에 따라 투과증발막분리공정과 역삼투막분리공정의 용량을 설계하여 연속 운전할 수 있다.
한편, 또 다른 운전예로 도 2에 나타낸 배치(batch) 타입의 병합 막분리 공정도 가능한바, IPA 함유 폐수(IPA 용액)를 탱크(100)에 일정량 채우고, 투과증발막분리공정을 이용하여 IPA를 분리 및 농축한 후, 원래 IPA 함유 폐수의 농도가 일정 농도 이하로 낮아지면 IPA 용액 탱크(100)의 용액을 또 다른 IPA 용액 탱크(200)로이송하고, 그 이송된 IPA 함유 폐수는 역삼투막분리공정에 의하여 물을 투과시켜 투과수 탱크(260)에 저장하며, IPA 용액 탱크(200)의 IPA 용액에서 물이 제거되어 IPA가 일정 농도로 증가하면 IPA 용액 탱크(100)로 이송되어 다시 투과증발막분리공정을 수행하는 공정을 반복 운전함으로써 IPA 함유 폐수를 모두 처리하게 되며, 투과수 탱크(260)의 투과수는 IPA의 농도가 낮아져 폐수처리장에서 처리될 수 있다.
아울러, 첨부된 도면에 도시하지는 않았지만, IPA 함유 폐수(IPA 용액)를 탱크(100)에 일정량 채우고, 투과증발막분리공정을 이용하여 IPA를 분리 및 농축, 동시에 역삼투막분리공정도 함께 가동하여 물(폐수)을 투과시켜 투과수 탱크(260)로 이송한 후, 계속 운전하여 IPA 용액 탱크(100)의 레벨이 일정량 이하가 되면 IPA 함유 폐수를 보충하고, IPA 용액 탱크(100)의 상한 및 하한 레벨에 따라 배치(batch)식으로 운전하는 반-배치(semi-batch) 타입의 병합 막분리 공정도 가능하다.
한편, 본 발명의 병합 막분리 공정에 포함되는 투과증발막분리공정의 막 소재로서는 폴리에테르이미드 등의 다공성 지지체에 폴리디메틸실록산(PDMS)과 같은 유기폴리실록산이 코팅된 실리콘계 복합막이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니며, 역삼투막분리공정의 막 소재로서는 폴리술폰 등의 다공성 지지체에 폴리아미드가 코팅된 폴리아미드계 복합막이 바람직하지만, 역시 이에 제한되는 것은 아니다.
이하 구체적인 실시예를 상세히 설명한다.
(
실시예
1)
IPA 함유 폐수의 IPA 농도를 5.2 중량%, 공급유량을 80 LPM(liter per minute)로 고정하고, 공급용액의 온도를 각각 35℃, 45℃ 및 55℃로 변화시켜 도 1에 나타낸 바와 같은 연속 병합 막분리 공정을 수행하였고, 표 1에 투과증발막분리공정에 의한 공급용액의 온도에 따른 투과용액의 IPA 농도와 투과유량을 나타내었다.
| 공급용액온도 (oC) | 투과용액 농도 (중량 %) | 투과유량 (g/m2hr) |
| 35 | 45.6 | 510 |
| 45 | 41.5 | 752 |
| 55 | 38.4 | 1009 |
(
실시예
2)
IPA 함유 폐수의 IPA 농도를 8.7 중량%로 고정한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 연속 병합 막분리 공정을 수행하였고, 표 2에 투과증발막분리공정에 의한 공급용액의 온도에 따른 투과용액의 IPA 농도와 투과유량을 나타내었다.
| 공급용액온도 (oC) | 투과용액 농도 (중량 %) | 투과유량 (g/m2hr) |
| 35 | 53.2 | 630 |
| 45 | 48.8 | 895 |
| 55 | 43.5 | 1180 |
(
실시예
3)
공급용액의 온도를 35, 공급유량을 20 LPM으로 고정하고, IPA 함유 폐수의 IPA 농도를 각각 5.2 중량%, 6.2 중량%, 7.3 중량% 및 8.5 중량%로 변화시켜 도 1에 나타낸 바와 같은 연속 병합 막분리 공정을 수행하였고, 표 3에 역삼투막분리공정에 의한 투과용액(투과수)의 IPA 농도 및 투과유량을 나타내었다.
| 공급용액 농도(중량 %) | 투과용액(투과수) IPA 농도(중량 %) | 투과유량(LPM) |
| 5.2 | 0.31 | 1.20 |
| 6.2 | 0.35 | 1.12 |
| 7.3 | 0.41 | 0.98 |
| 8.5 | 0.50 | 0.89 |
표 1 및 2에서 보는 바와 같이, 본 발명의 병합 막분리 공정의 실시예 1, 2에 따른 투과증발막분리공정에 의하면, 공급용액의 온도가 동일한 경우, IPA 함유 폐수의 IPA가 농도가 더 높을수록 투과용액의 IPA 농도와 투과유량이 더 증가함을 알 수 있고, 또한 어느 경우에서나 투과용액의 IPA 농도가 모두 38% 이상을 나타내어 투과용액을 재활용할 수 있음을 확인하였다.
아울러 표 3에서 보는 바와 같이, 본 발명의 병합 막분리 공정의 실시예 3에 따른 역삼투막분리공정에 의하면, IPA 함유 폐수의 IPA 농도(공급용액의 농도)가 5.2 중량%에서 8.5 중량%로 증가하면 투과용액(투과수)의 IPA 농도가 다소 증가하고 투과유량은 감소하지만, 어느 경우에서나 투과용액(투과수)의 IPA 농도가 0.5 중량% 미만이므로, 투과용액(투과수)을 그대로 폐수처리장으로 이송하여 폐수처리 할 수 있음을 확인하였다.
따라서 본 발명의 병합 막분리 공정에 따르면, IPA 세정폐수로부터 IPA를 선택적으로 분리 및 30 중량% 이상 농축하여 재활용할 수 있고, 동시에 0.5 중량% 이하의 낮은 농도의 IPA 세정폐수는 별도의 희석 없이 기존의 폐수처리장에서 그대로 처리할 수 있는 현저한 효과를 나타낸다.
Claims (9)
- I) IPA 함유 폐수로부터 투과증발막분리공정을 통하여 IPA를 농축하는 단계; 및
II) IPA 함유 폐수로부터 역삼투막분리공정을 통하여 폐수를 처리하는 단계;를 포함하는 병합 막분리 공정. - 제1항에 있어서, 상기 I) 단계의 투과증발막분리공정은 i) 승온된 IPA 함유 폐수를 투과증발막모듈에 공급하는 단계;
ii) 투과증발막모듈을 투과한 IPA를 액체상으로 응축하는 단계; 및
iii) 응축된 IPA를 투과용액 탱크로 이송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 병합 막분리 공정. - 제2항에 있어서, 상기 승온된 IPA 함유 폐수는 히터에 의하여 30~60℃로 유지된 것을 특징으로 하는 병합 막분리 공정.
- 제2항에 있어서, 상기 투과증발막모듈에 공급하는 IPA 함유 폐수의 공급유량은 투과유량의 5배 이상인 것을 특징으로 하는 병합 막분리 공정.
- 제1항에 있어서, 상기 II) 단계의 역삼투막분리공정은 a) 승압된 IPA 함유 폐수를 역삼투막모듈에 공급하는 단계; 및
b) 역삼투막모듈을 투과한 폐수를 투과수 탱크로 이송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 병합 막분리 공정. - 제5항에 있어서, 상기 승압된 IPA 함유 폐수는 고압펌프에 의하여 10~70bar로 유지된 것을 특징으로 하는 병합 막분리 공정.
- 제5항에 있어서, 상기 역삼투막모듈에 공급하는 IPA 함유 폐수의 공급유량은 투과유량의 3배 이상인 것을 특징으로 하는 병합 막분리 공정.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 투과증발막분리공정의 막 소재는 실리콘계 복합막인 것을 특징으로 하는 병합 막분리 공정.
- 제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 역삼투막분리공정의 막 소재는 폴리아미드계 복합막인 것을 특징으로 하는 병합 막분리 공정.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021132869A1 (ko) * | 2019-12-26 | 2021-07-01 | 주식회사 에너엔비텍 | 특정한 유기화합물 함유 폐수로부터 그 유기화합물의 농축 및 폐수처리를 위한 투과증발막 분리공정 |
Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN113943209B (zh) * | 2020-08-28 | 2023-05-23 | 苏州智程半导体科技股份有限公司 | 一种异丙醇废液提纯方法及装置 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0531333A (ja) * | 1990-12-27 | 1993-02-09 | Mitsubishi Kasei Eng Co | 混合液体分離方法 |
| KR20000067454A (ko) | 1999-04-28 | 2000-11-15 | 김충섭 | 가교형태의 실록산그룹함유 고분자분리막 |
| KR20050026294A (ko) | 2003-09-09 | 2005-03-15 | 한국과학기술연구원 | 고농도 유기폐수의 처리 및 재이용 방법 |
| JP2009274006A (ja) * | 2008-05-14 | 2009-11-26 | Miura Co Ltd | 廃水処理装置 |
| KR20110083077A (ko) | 2010-01-13 | 2011-07-20 | 한국과학기술연구원 | 물/에탄올 혼합물의 분리막 및 이의 제조방법 |
| KR20130032294A (ko) | 2010-02-26 | 2013-04-01 | 제너럴 일렉트릭 캄파니 | 수 처리 장치 및 수 처리 방법 |
| JP2013141643A (ja) * | 2012-01-11 | 2013-07-22 | Kurita Water Ind Ltd | 電子産業プロセス排水の回収方法及び回収装置 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58166901A (ja) * | 1982-03-29 | 1983-10-03 | Kuri Kagaku Sochi Kk | 滲透蒸発膜及びそれを用いる分離法 |
| JPS61257205A (ja) * | 1985-05-10 | 1986-11-14 | Agency Of Ind Science & Technol | アルコ−ル選択透過膜及びそれを用いたアルコ−ル分離方法 |
| ATE64690T1 (de) * | 1986-07-29 | 1991-07-15 | Gft Ges Fuer Trenntechnik | Pervaporationsverfahren und -membran. |
| US4944882A (en) * | 1989-04-21 | 1990-07-31 | Bend Research, Inc. | Hybrid membrane separation systems |
| DE4130661C1 (ko) * | 1991-09-14 | 1993-05-19 | Dornier Gmbh, 7990 Friedrichshafen, De | |
| JPH06292819A (ja) * | 1993-04-09 | 1994-10-21 | Hitachi Chem Co Ltd | パーベーパレーション法によるフェノール類含有廃液の処理方法及びフェノール類含有廃液処理装置 |
| US5464540A (en) * | 1993-12-09 | 1995-11-07 | Bend Research, Inc. | Pervaporation by countercurrent condensable sweep |
| US5989426A (en) * | 1995-07-05 | 1999-11-23 | Nitto Denko Corp. | Osmosis membrane |
| JP4563093B2 (ja) * | 2004-07-13 | 2010-10-13 | 日東電工株式会社 | 高塩阻止率複合逆浸透膜の製造方法 |
| CN101351252B (zh) * | 2005-12-29 | 2011-07-20 | 巴斯夫欧洲公司 | 从含水组合物中分离丙二醇的方法 |
| US8425734B2 (en) * | 2007-07-02 | 2013-04-23 | I3 Nanotec Llc | Membrane-based hybrid process for separation of mixtures of organics, solids, and water |
-
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0531333A (ja) * | 1990-12-27 | 1993-02-09 | Mitsubishi Kasei Eng Co | 混合液体分離方法 |
| KR20000067454A (ko) | 1999-04-28 | 2000-11-15 | 김충섭 | 가교형태의 실록산그룹함유 고분자분리막 |
| KR20050026294A (ko) | 2003-09-09 | 2005-03-15 | 한국과학기술연구원 | 고농도 유기폐수의 처리 및 재이용 방법 |
| JP2009274006A (ja) * | 2008-05-14 | 2009-11-26 | Miura Co Ltd | 廃水処理装置 |
| KR20110083077A (ko) | 2010-01-13 | 2011-07-20 | 한국과학기술연구원 | 물/에탄올 혼합물의 분리막 및 이의 제조방법 |
| KR20130032294A (ko) | 2010-02-26 | 2013-04-01 | 제너럴 일렉트릭 캄파니 | 수 처리 장치 및 수 처리 방법 |
| JP2013141643A (ja) * | 2012-01-11 | 2013-07-22 | Kurita Water Ind Ltd | 電子産業プロセス排水の回収方法及び回収装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021132869A1 (ko) * | 2019-12-26 | 2021-07-01 | 주식회사 에너엔비텍 | 특정한 유기화합물 함유 폐수로부터 그 유기화합물의 농축 및 폐수처리를 위한 투과증발막 분리공정 |
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