Membrane Hybrid Processes and Machine Learning–Driven Performance Prediction for Water Treatment
연구 내용
Forward osmosis–ultrafiltration 및 ultrafiltration–MXene 하이브리드 공정을 중심으로 막 성능과 막오염을 규명하고, 공정 데이터를 기반으로 작동 성능을 예측·최적화하는 연구
Forward osmosis–ultrafiltration 및 ultrafiltration 기반 하이브리드 공정에서 오염물 제거 거동과 막오염 특성을 모델링하고, 수계의 유기물 조성 변화가 성능에 미치는 영향을 분석합니다. 또한 MXene 계열 소재를 막 공정에 접목하여 미량오염물질 제거 효율을 확보하는 접근을 수행합니다. 공정 조건과 운전 데이터를 활용하여 response surface methodology, 인공신경망, adaptive neuro-fuzzy inference system, support vector machine 등 기계학습 기반 예측 모델을 구축하고, 최적 운전 조건을 도출합니다. 이를 통해 시스템 수준의 데이터 기반 운전 전략을 제시합니다.
관련 연구 성과
관련 논문
6편
관련 특허
0건
관련 프로젝트
6건
연구 흐름
초기에는 2022년부터 Forward osmosis–ultrafiltration 조합에서 rhodamine B 등 모델 오염물의 제거 성능을 운전 조건 관점에서 평가하고, 공정 변수에 따른 막 유입 플럭스와 여과 특성의 변화를 정리하는 연구를 수행했습니다. 이후 2023년에는 2단/직렬 구조로 확장하여 sulfamethoxazole 제거 및 2차 처리수의 organic matter 거동을 PARAFAC과 self-organizing maps로 해석하는 방향으로 확장했습니다. 2025년에는 ultrafiltration 공정에서 자연유래 유기물 대체지표를 적용해 막 거동을 재현하고, ultrafiltration–MXene 하이브리드로 의약물질 동시 제거를 검증하는 연구를 이어갔습니다. 최근에는 흡착·여과 성능을 딥러닝 기반으로 예측하는 체계를 보강하여 예측-검증-최적화 루프를 강화했습니다.
활용 가능성
활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.
관련 논문
구분
제목
Performance assessment and optimization of forward osmosis–low pressure ultrafiltration hybrid system using machine learning for rhodamine B removal
Modeling sulfamethoxazole removal by pump-less in-series forward osmosis–ultrafiltration hybrid processes using artificial neural network, adaptive neuro-fuzzy inference system, and support vector machine
Evaluation of secondary effluent organic matter removal by an in-series forward osmosis-ultrafiltration hybrid process using parallel factor analysis with self-organizing maps
Tannic acid as a natural organic matter surrogate in ultrafiltration membrane process
Removal of ketoprofen and propranolol in an ultrafiltration-MXene (Ti₃C₂/V₂C) hybrid system
Multimodal deep learning-based prediction of activated carbon adsorption capacities for volatile organic compound removal
관련 프로젝트
구분
제목
미량오염물질 처리에 특화된 MXene-코팅 수처리막의 제조 및 머신러닝 기반의 작동형 성능 예측 모델 개발
미량오염물질 처리에 특화된 MXene-코팅 수처리막의 제조 및 머신러닝 기반의 작동형 성능 예측 모델 개발
미량오염물질 처리에 특화된 MXene-코팅 수처리막의 제조 및 머신러닝 기반의 작동형 성능 예측 모델 개발
안전한 물환경 복지 실현 및 탄소중립 달성을 위한 수처리 기술 개발과 데이터 기반의 물관리 기술 고도화
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