나노섬유 멤브레인 기반 무동력 정수 시스템의 적정기술 및 현장 적용

• 영문명: Appropriate Technology and Field Application of Non-powered Water Purification System Using Nanofiber Membrane
• 발행기관: 적정기술학회
• 저자명: 이진(Jin Lee) 윤병권(Byeong Gweon Yun) 한경구(Kyoung Gu Han) 이승훈(Seung Hoon Lee) 김철현(Cheol Hyeon Kim) 김찬(Chan Kim) 이윤호(Yunho Lee) 이동휘(Dongwhi Lee) 이승혁(Seunghyeok Lee) 김경웅(Kyoung-Woong Kim)
• 간행물 정보: 『적정기술학회지』Vol.7 No.1, 72~81쪽, 전체 10쪽
• 주제분류: 공학 > 기타공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2021.06.30

국문 초록

안전한 음용수 확보를 위한 적정기술로써 환경적, 기술적 요구사항을 충족할 수 있는 나노섬유 멤브레인으로 구성된 무동력 막 여과 시스템을 평가하였다. 이 장치는 수두차에 의한 중력과 생물학적 막 오염층 제어로 별도의 에너지원이 필요 없고, 핵심 소재인 PVDF 나노섬유 멤브레인 필터가 병렬로 연결, 모듈화되어 있어 물 생산성을 높이는 구조이다. 이 장치의 실제 현장 적용 가능성을 평가하기 위해 Pilot-scale (3000-5000 L/day) 나노섬유 멤브레인 기반 정수 시스템이 개발도상국(키리바시, 투발루 등)에 2017년 8월 설치되어 3개월간 운영되었다. 14-92 L/(m2×h)의 플럭스로 안정적 물 생산성을 확인하였고 처리수의 탁도와 박테리아의 높은 제거율 (99.99% 이상)로 안전한 수질을 장기간 제공할 수 있음을 확인하였다. 이러한 결과는 현장 적용을 통해 나노섬유 멤브레인 기반 무동력 정수 시스템이 장기간 안전한 음용수를 공급할 수 있는 정수장치로 평가되었고, 적정기술로써 개도국의 수처리 장치로 활용 가능성을 보여 준다.

영문 초록

Gravity-driven membrane (GDM) filtration system based on the nanofiber membrane was investigated. This system can be operated with little energy demand due to a gravitational pressure-driven filtration and biological fouling control strategy. Moreover, the optimal module configuration based on the high permeance of nanofiber membrane can provide a significantly high water productivity. In order to evaluate its applicability potential, the pilot-scale (3000-5000 L/day) systems with nanofiber membranes were operated in developing countries (Kiribati and Tuvalu). Our results showed that the 14- 92 L/(m2×h) of the permeate flux was determined indicating a stabilized water productivity. In addition, the permeate water indicated a high removal rate (more than 99.99%) of turbidity and bacteria. Consequently, the system can provide a stabilized water production with safe permeate water quality during long-term operation. These findings exemplify an effective approach to decentralized drinking water treatment for developing countries.

목차

Introduction

Materials and Methods

Results and Discussion

Conclusions

키워드

Nanofiber membrane Decentralized water treatment Gravity-driven membrane filtration Permeate water quality