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논문 기본 정보

자료유형
학술저널
저자정보
정태민 (경북대학교) 김상식 (경북대학교)
저널정보
대한환경공학회 대한환경공학회지 대한환경공학회지 제47권 제1호
발행연도
2025.1
수록면
13 - 22 (10page)

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본 논문은 최근 수처리 멤브레인 시스템에서 바이오파울링이 운영 효율성을 저하시키고 에너지 소비를 증가시키는 주요 문제로 대두됨에 따라, 이를 에너지 효율적으로 제어하기 위한 기존 및 유망한 기술을 탐구하는 것을 목적으로 한다. 바이오파울링 제어를 위해 표면 개질, 항균 나노물질 도입, 광촉매 멤브레인과 같은 물리적, 화학적, 생물학적 접근법을 분석하였다. 특히, 양이온성 폴리머 및 양친성 코팅 기술과 은 나노입자(nAg), 나노다이아몬드(UDD)를 포함한 다양한 항균 물질의 효과를 평가하였으며, 광촉매 메커니즘을 이용한 지속 가능한 바이오파울링 억제 기술의 가능성을 검토하였다. 양이온성 폴리머와 양친성 코팅을 사용한 표면 개질 기술은 멤브레인 친수성을 변화시켜 미생물 부착을 방지함으로써 바이오파울링 억제에 효과적임을 보여주었다. 또한, 은 나노입자와 나노다이아몬드의 도입은 미생물 세포막을 파괴하고 친수성을 증가시켜 바이오파울링 저항성을 강화하였다. 금속-유기 구조체(MOFs)를 사용하는 광촉매 멤브레인은 빛을 받아 활성 산소종(ROS)을 생성하여 지속 가능하고 에너지 효율적인 바이오파울링 제어 방법으로 평가되었다. 그러나 이러한 기술에도 불구하고, 실시간 모니터링과 인공지능(AI) 기반 예측 모델의 도입을 통해 멤브레인 운영의 최적화와 에너지 소비 최소화가 필요하다. 바이오파울링 저항성과 자원 회수 기능을 결합한 다기능성 멤브레인의 개발은 깨끗한 물에 대한 전 세계적 수요를 충족하고 물 부족 문제를 해결하는 데 필수적이다. 추가 연구를 통해 에너지 효율적인 운영과 지속 가능한 바이오파울링 제어기술을 구현할 필요가 있다.
#Biofouling #water treatment membranes #energy efficiency #surface modification #antimicrobial nanomaterials #바이오파울링 #수처리 멤브레인 #에너지 효율성 #표면 개질 #항균 나노물질

목차

Abstract
요약
1. 서론
2. 바이오파울링의 메커니즘
3. 바이오파울링 제어를 위한 물리적 방법
4. 바이오파울링 제어를 위한 화학적 방법
5. 바이오파울링 제어를 위한 생물학적 방법
6. 바이오파울링 모니터링 및 예측 기술
7. 결론
References

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