Ultrafiltration and reverse osmosis, 한외여과막과 역삼투

목차

I. 막여과 공정의 개요

II. 한외여과막, Ultrafiltration

III. 역삼투막, Reverse Osmosis

IV. 역삼투 분리막의 원리 Reverse osmosis Membrane

V. 역삼투막의 분류
1) 비대칭막 (Cellulose Acetate, CA막)
2) 복합막(Polyamide- PA막)
3) PA막과 CA막의 비교
4) RO membrane의 구조
5) RO membrane의 작동원리

본문내용

막이란 반투과의 성질을 이용하여 어떤 물질을 다른 물질과 분리 혹은 전달하는 것으로 정의할 수 있다.
단순하게는 어떠한 크기에 따라 분리하거나 전달하는 것을 의미하며, 이외에도 전하의 반발력, 확산율, 용해도 등의 물리 화학적 성질을 이용하여 분리, 전달 혹은 농축시키기도 한다.
20세기에 가장 많이 요구되는 기능성, 효율성 그리고 에너지 소비성을 고려하는 최소용적 공정의 필요성이 대두되면서 급성장을 이루게 되었다.
분리시키는 막은 액체나 기체상태의 용해되지 않는 입자의 분리뿐만 아니라 액체에 용해된 용존 물질이나 혼합기체의 분리도 가능하다.
일반적으로 막의 배제능은 체거름 기작에 기초하므로 입자의 크기와 형상은 그 입자의 막투과성을 결정하는 중요한 인자가 된다.
따라서 수처리를 위해 막분리 공정을 적용하기 위해서는 주된 배제대상 물질의 크기와 형상에 따라 적절한 막을 선택해야 한다.
막의 종류는 그 막공의 크기로 분류하여 정밀여과막Microfiltratin, 한외여과막Ultrafiltration, 나노여과막Nanofiltration 그리고 역삼투막 Reverse Osmosis, 등으로 구분되며 막공의 크기 뿐만 아니라 화학적 특성이나 모듈의 종류에 따라 구분되기도 한다.
막여과 공정은 membrane 모듈과 기타 부수적인 장치로 이루어진 공정으로 모듈로 유입된 유입유체는 막을 통과하여 이루어진 여과수(혹은 처리수, Permeate)와 막을 통과하지 못하고 제거된 잉여수retentate로 나누어진다.

한외여과막, Ultrafiltration

한외여과막Ultrafiltration 은 특성 및 성질이 Nanofiltration와 Microfiltration 막 사이에 있는 분리막 공정이다.
Ultrafiltration 의 경우 반투막을 이용하여 저분자와 고분자 물질을 분리해 내는 방법으로 주로 용해성 고분자의 농축 및 정제 또는 중분자량을 갖는 당류, 단백질 등의 생체물질 분리에 많이 이용되고 있다.
막의 공극 크기는 0.05~0.001 의 범위를 가지게 되며 근래에는 Nanofiltration에 가까운 0.0005의 Ultrafiltration 이 나오기도 했다.

참고자료

· 이주연, 2008, 정밀여과(MF)와 한외여과(UF)막을 이용한 Cephalosporin계 항생물질의 제거, 서울시립대학교 대학원 환경공학부, 4-5p, 7-8p
· 조병돈, 2010, 한외여과(UF)와 역삼투(RO)막을 이용한 하수처리수의 재이용 가능성 연구, 서울시립대학교 도시과학대학원, 10-14p