가압식 UF Membrane을 이용한 막 여과저항에 관한 연구 (A Study on Resistance with Membrane Fouling using Pressurized Ultrafiltration Membrane)

서지정보

· 발행기관 : 한국도시환경학회
· 수록지 정보 : 한국도시환경학회지 / 11권 / 3호 / 305 ~ 310페이지
· 저자명 : 송지윤, 김정은, 조성호, 오용걸, 주재영, 박철휘

초록

하수 고도처리와 재이용을 위해 다양한 방법이 연구되고 있으며, 이런 기술 중 하나가 MBR이다. 최근에는 정압여과 방식의 운전을통해 파울링 발생에 따른 플럭스의 감소에 초점을 맞추어 연구되고 있고, TMP의 변화에는 그 연구가 미흡하여, 본 연구에서는 정유량여과방식의 MBR운전을 통한 TMP변화에 연구 초점을 맞추었다. 즉, 본 연구에서는 UF막을 이용하여 역세의 유무와 공기 주입의 유무에 따른 TMP의 변화와 fouling mechanism의 변화 등을 분석하였고, 기·액 유량비를 고려하여 결과를 분석하였다. 그 결과, 반응조의 유·무기물 유입농도와 유출농도를 통한 제거효율은 유기물의 경우 막에 의한 SS제거율이 높았으며, 그에 따른 COD_(cr)과 BOD의제거율도 높게 나타났다. 무기물인 TN, TP는 활성슬러지 공법에서 일반적으로 나타나는 제거율을 보였다. 역세의 유·무에 따라 여과가능한 최대 플럭스는 역세를 해 주는 경우 45 LMH까지 여과 가능했던 반면, 역세를 하지 않는 경우 35 LMH까지만 여과가 가능했다.
역세를 해 주는 경우, gas sparging의 유·무에 상관없이 TMP의 증가율은 플럭스를 높여줌에 따라 그 증가율이 점점 높아졌으나 역세를 하지 않는 경우에는 공기를 주입했을 때는 TMP증가율에 큰 변화가 보이지 않았고 공기를 주입하지 않았을 때는 증가율이 점점 증가했다. TMP변화의 경우, 기·액 유량비(ε)와 상관없이 플럭스가 높아질수록 TMP증가율이 높아졌다. 파울링 메커니즘은 역세를 한경우 bubble flow형태로 흐르는 플럭스 40 LMH 이상의 Rbw가 slug flow의 형태를 가지는 플럭스 35 LMH 이하보다 그 비율이 다소낮았다. 하지만 R_(reb)의 비율은 더 높아져 지속적으로 운전 시 심각한 공극 막힘을 통한 파울링을 유발 가능성을 짐작할 수 있었다.

영어초록

For the advanced wastewater treatment and the water-reuse, many kinds of techniques have been studied and one of these technologies is MBR. There is a lack of research on TMP's change. The reason is that recently the flux's decrease through the static pressure control method is being researched. Therefore, this study focuses on the TMP's change through MBR operating of static flux control method.
In other words, the change of fouling mechanism and TMP was researched according to existence or nonexistence of air sparging and backwashing in MBR process using UF membrane and the results were analyzed gas-liquid flow rate considered in this paper. As a result, the removal efficiency of SS was almost 100% and COD_(cr) and BOD are over 90%. TN and TP were removed as general removal efficiency of the activated sludge process. An increasing rate of TMP went up gradually with flux's increase regardless of gas sparging when the backwashing. A time of no backwashing, it wasn't changed when injecting air but it was changed when not injecting the air. In fouling mechanisms, Total resistance (Rt) increased with flux's increase regardless of operation mode and increment trend has grown rapidly when not backwashing. The ratio by the resistance, R_(bw) was the highest in all modes. In case of backwashing, Rc wasn't measured when backwashing was performed but in case of no backwashing, it was measured. By quantifying the resistance through gas-liquid flow ratio, it appeared that below 35LMH (slug flow), the Rbw was slightly higher than over 40LMH (bubble flow). However,if operation continues, the significant fouling will be found by pore blocking because proportion of R_(reb) become higher.

참고자료

· 없음