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새론 사
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1 한국도시환경학회지제 13 권 2 호 ( ) ISSN X Journal of the Korean Society of Urban Environment (2013) Vol. 13, No. 2, pp 침지형중공사막생물공정에서막모듈형태및 F/M 비가막오염에미치는영향 이상민 권오경 공주대학교환경공학과 (2013년 6월 1일접수, 2013년 8월 7일수정, 2013년 8월 8일채택 ) Effect of the Types of Membrane Module Configuration and F/M Ratio on Membrane Fouling Progress in Submerged Hollow Fiber MBR Sangmin Lee Oh-kyeng, Kwon Department of Environmental Engineering, Kongju National University (Received 1 June 2013 : Revised 7 August 2013 : Accepted 8 August 2013) Abstract Dead-end type module have mainly been used in hollow fiber MBR process. However, the clogging in the hollow fiber membrane module increased greatly because of the accumulation of biomass inside the hollow fiber network under high MLSS condition. To investigate fouling behaviour according to membrane module types, both end-free and dead-end types membrane modules were manufactured and were tested for the fouling kinetics. The change of trans-membrane pressure (TMP) were observed according to the hollow fiber packing densities with end-free module type. The F/M ratios, noted for the cause of change of MLSS viscosity, were also tested for the change of TMP. End-free type membrane module decreased membrane fouling velocity and increased the critical TMP arrival time up to 1.7 times than the dead-end type one. This means that the hollow fiber density was effected at the formation of gelation stage on the membrane surface even those are operated under same permeate flux. As for F/M ratio, low F/M ratio of ~ gave a great decrease of membrane fouling, thus, the TMP did not increase over 5 kpa while the whole operation time. Key Words : Hollow fiber membrane, Fouling, Packing density, Trans-membrane pressure, F/M ratio 요약문 침지형중공사막 MBR 공정에서는중공사막 Dead-end 방식의중공사막모듈이주로사용되고있으나 MLSS 농도가높은경우에중공사막모듈내부에슬러지가축적되어막오염이급속히증가한다는문제점이있다. 침지형중공사막 MBR 공정에서막모듈형태에따른막오염특성을파악하기위해서모듈의형태를 End-free 와 Dead-end 형태의막모듈로제작하여막모듈구조변화가막오염에미치는영향을조사하였다. 또한 End-free 막모듈에서막밀도를변화시키면서막밀도가막오염속도에미치는영향을조사하였고마지막으로 MLSS 의점도변화의원인으로지적되는 F/M 비가막오염에미치는영향을분석하였다. End-free 형태의막모듈이임계막간차압에도달하는시간을 dead-end 형태의막모듈에비해서 1.7 배증가되어막오염개선효과를보여주었다. 동일한투과유속이라도중공사배열에의한막밀도의차이는막표면의겔층형성속도에영향을주어중공사밀도가낮을수록막오염속도가감소하였다. 또한 MLSS 점도및 SMP 변화의원인으로지적되는 F/M 비가 ~ 인저 F/M 비조건에서는막간차압의상승이크게감소하여 40 시간의총운전시간동안 TMP 가 5kPa 를초과하지않았다. 주제어 : 중공사막, 막오염, 막밀도, 막간차압, F/M 비 Corresponding author sangmin@kongju.ac.kr Tel : (041)

2 110 이상민 권오경 I. 서론 하 폐수처리를위한분리막기술은지난 20 년동안꾸준히응용되어왔고점차확대되고있으며하 폐수의재이용기술과고도처리분야에서가장주목받는기술로인정되어왔다. 그러나 MBR 공정이많은장점이있음에도불구하고하 폐수처리에광범위하게적용하는데제한요소로지적되고있는것은분리막운전시발생하는막오염현상이다. 막오염은부유물질, 콜로이드그리고고분자물질들이막표면혹은막공극속으로침투하여분리막의투과성을저하시키는현상을가리키는데용질이나콜로이드의분리막표면으로흡착은분리막의공극을감소시키거나폐색시키게된다. 이러한형태의막오염은비가역적이고화학적세척에의해서만회복될수있다. (1) 분리막표면에발달하는케이크층 (cake layer) 으로인해투과유속이급속하게저하되는형태의막오염은가역적막오염의형태를가지고있어물리적세척으로투과유속을회복할수있다는특징을가지고있다. 그러나일반적으로비가역적막오염이먼저진행되고그위로케익에의한가역적막오염이진행되므로현실적으로일정한투과유속을유지하기위해서는주기적인막의물리 화학적세척을통한오염의제거또는막의교체가요구되는데이는운전및유지관리비용의상승요인으로작용한다. 침지형중공사막공정은높은여과비표면적이특징으로하 폐수처리 MBR 공정으로선호되고있으며투과유속이나막오염특성은모듈의지역적으로발생하는수리학적조건과깊은관련이있다. (2) 중공사막분리공정의생산성은분리막의모듈당중공사막밀도와투과유속의함수이다. 모듈당중공사막밀도가높아질수록분리막의생산성을증가시킨다. (3) 그러나지나친모듈당중공사막밀도는중공사막을관통하는유속을감소시켜중공사막사이에슬러지의축적을야기시켜축적된슬러지을감소시키기위해보다많은에너지가소모된다. 그러므로모듈당중공사막밀도를최적화하는것은 MBR 공정의건설비와운전비를최적화하는데매우중요한요소이다. (4) 중공사막의밀도가낮은경우는중공사막모듈내부에축적되는입자성부유물질이나슬러지는중공사막내부를관통하는유속으로인해모듈밖의용액보다조금높은정도이다. 그러나모듈당중공사막밀도가증가할수록흐름에대한수리학적저항이증가하여중공사막모듈내부로관통하는흐름에저항으로작용하게된다. 따라서감소된막모듈관통유속은유체의점도를증가시켜결국심각한중공사막막힘 (Clogging) Fig. 1. Relationship between fouling layer formation and membrane flux operation (J c, critical flux) 11). 현상을유도하게된다. 이러한중공사막막힘현상은투과유속, MLSS, 용액의점도, 체외고분자물질 (extracellular polymeric substance; EPS), F/M 비, 포기유량, 점도및모듈당중공사막밀도등의여러가지변수의함수이지만이중모듈당중공사막밀도는중요한인자이다. (1,5-9) Kiat(1992) 는모듈당중공사막밀도가투과유속에미치는영향을평가하였는데중공사막내부막힘 (Inter-fiber clogging) 현상이모듈당중공사막밀도가 20 fibers/cm 2 이상에서발생함을보고하고있다. 모듈당중공사막밀도가높을수록중공사내부막힘현상이증가한다는것은쉽게예측가능하지만모듈당최적중공사막밀도는주어진수리학적조건에따라변할수있다. 왜냐하면중공사막내부의막힘현상은막의유동, 포기로인해발생하는난류가발생시키는모듈관통흐름과중공사막내부에축적되는슬러지와의불균형으로야기되기때문이다. 모듈당중공사막밀도는여과면적을모듈헤더 (header) 단면적으로나눈것 (m 2 /m 2 ) 으로정의되는데평균모듈당중공사막밀도는 292 m 2 /m 2 으로보고되고평판형분리막의경우 118 m 2 /m 2 으로보고되고있다. (10) Fig. 1 은 MBR 공정에서세가지투과유속 (J 1, J 2, J 3 ) 에대해서막간압력변화를나타낸것이다. 여기서 J 3 는임계투과유속 (J c ) 보다높은값을가지고있으며 J 1 와 J 2 는 J c 보다낮은값을가지는경우이다. 막오염의진행순서는먼저 soluble microbial product(smp) 와콜로이드입자가분리막이공극을폐색하거나분리막표면에흡착되어분리막표면의점착성 (stickiness) 을증가시킨다. 이는세균이나슬러지플록이분리막표면에보다쉽고빠르게부착할수있는환경을제공함과동시에공기세척에의한분리막의세정효과를저하시킨

침지형중공사막생물공정에서막모듈형태및 F/M 비가막오염에미치는영향 111 다. 다음단계로슬러지케익이점착성이증가된분리막표면에빠르게축적되면서막간차압이빠르게상승하게된다 3. J 3 는 J c 보다높은투과유속을가지고있는경우로서막오염의첫째단계인겔층이충분히형성되기전에슬러지케익이빠르게형성되어막간차압이빠르게증가하는경우이다.

3 침지형중공사막생물공정에서막모듈형태및 F/M 비가막오염에미치는영향 111 다. 다음단계로슬러지케익이점착성이증가된분리막표면에빠르게축적되면서막간차압이빠르게상승하게된다 3. J 3 는 J c 보다높은투과유속을가지고있는경우로서막오염의첫째단계인겔층이충분히형성되기전에슬러지케익이빠르게형성되어막간차압이빠르게증가하는경우이다. J 2 와 J 3 는 J c 보다낮은범위에서운전된경우로서슬러지케익층이형성되기전에겔층이서서히형성되는데겔층이형성되는동안은막간차압도서서히상승되다가겔층의형성이완료되어슬러지케익층이형성되기시작하면막간차압의상승이지수함수적으로증가하게된다. 최근막오염을최소화하고자하는노력들이다양하게이루어지고있으며일반적으로역세척 (backwashing) 이나공기세척 (aeration) 같은물리적방법들이이용되고있다. (12-15) 그러나이러한처리방법은과다한에너지소모와함께막의수명을저해하는원인이되고있다. 따라서본연구에서는 MBR 공정에서막오염의주된원인인케이크층에의한저항을저감하기위해서중공사막의구조변경이막오염에미치는영향을조사하였다. 1. 분리막특성 II. 실험재료및방법 반응조제작에사용된 Membrane 은 K 사에서제작된 Polyvinylidene Fluoride(PVDF) 재질의중공사막으로 Pore size 0.1 µm 의 MF 막을사용하였고, 20 LMH 투과유속을고려하여설계분리막면적은 0.03 m 2 로결정하였다. 기타반응조에사용된분리막의제원은아래의 Table 1 과같다. 2. MBR 공정운전 본실험에서사용한활성슬러지는충남 S 환경사업소의 9,000 ~ 12,000 mg/l 반송슬러지를채취한후실험실에서순응시킨후 20,000 mg/l 의농도로농축하여사용하였다. 또한실험을진행하면서활성슬러지의변질을우려하여각모듈의실험마다활성슬러지를교체하여사용하였다. 투과유속은투과유속변화실험을제외하고는 20 LMH 를사용하였다. 3. 투과유속이막오염에미치는영향 투과유속은막오염영향인자중가장큰영향을주는인자로알려져있으며일반적으로투과유속과막 Table 1. Configuration of PVDF hollow-fiber membrane Parameters Specification Materials PVDF Mean Pore (µm) 0.1 Effective area (m 2 ) 0.03 Suction pressure (kg/cm 2 ) 1.0 Fig. 2. Configuration of MBR system. 오염진행속도는비례하는것으로알려져있고임계투과유속 (critical permeate flux) 이하로투과유속을유지하는것이막오염발생을최소로하는데중용한인자가된다. 본실험은중공사막 2 가닥으로이루어진막모듈을대상으로투과유속을 20 ~ 40 LMH 까지변화시켜가며막간차압변화를측정하여투과유속의변화가막오염에미치는영향을조사하였다. 4. 막모듈형태가막오염에미치는영향 일반적으로 MBR 공정에서는중공사막모듈형태는 Dead-end 방식이주로사용되고있다. 그러나 MLSS 농도가크게높아지는경우에중공사막내부에슬러지케잌층이축적됨으로인해막오염이크게증가하게된다. 따라서막모듈형태를중공사막양단이고정되어있는 Dead-end 방식과한쪽단만고정되어중공사가자유롭게유동할수있는 End-free 방식으로제작하여각각여과운전하여여과시간에따른막오염속도변화를측정함으로써막모듈형태가얼마나막오염저감특성에영향을주는지조사하였다. 분리막운전중에는막모듈하단에산기관을통해세정공기를공급하여슬러지케익의축적이최소가되는조건에서운전하였다.

4) semi-end-free 방식의 막 모듈에 대해서도 실험을 하였는데 semi-end-free 방식은 중공사막의 한 쪽은 모듈에 고정시키고 다른 한쪽은 모듈이 아닌 유 동할 수 있는 커넥터에 연결하여 개별 중공사가 독립 적으로 자유롭게 유동하지는 않지만 중공사 전체는 유 동할 수 있는 구조를 가지고 있다.

4 112 이상민 권오경 Fig. 3. Configuration of end-free and dead-end types membrane modules. Fig. 4. Various packing densities of end-free membrane modules. 5. 막 밀도가 막 오염에 미치는 영향 모듈 당 막의 가닥수를 의미하는 막밀도의 변화가 막간차압 변화에 미치는 영향을 평가하였다. 실험을 위 해 end-free 타입 모듈에서 중공사의 밀도를 2가닥, 4 가닥, 8가닥으로 변화시키면서 막 오염 특성을 조사하 였고(Fig. 4) semi-end-free 방식의 막 모듈에 대해서도 실험을 하였는데 semi-end-free 방식은 중공사막의 한 쪽은 모듈에 고정시키고 다른 한쪽은 모듈이 아닌 유 동할 수 있는 커넥터에 연결하여 개별 중공사가 독립 적으로 자유롭게 유동하지는 않지만 중공사 전체는 유 동할 수 있는 구조를 가지고 있다. 막 오염 특성을 조 사하기 위해 MLSS 20,000 mg/l과 투과유속 20 LMH 동일 조건에서 여과실험을 수행하였다. 6. F/M비가 막 오염에 미치는 영향 활성슬러지공정에서 F/M비는 영양물과 미생물의 양 적 밸런스를 나타내며 처리공정의 운영을 결정하는 아 주 중요한 값이다. F/M비가 높으면 미생물이 최대의 비율로 번식하는 대수성장단계에 있으며, 폭기조 내에 유기물이 과하게 존재하여 신진 대사율이 최대가 된다. 대수기적 미생물 증가는 세포의 체외분비물인 발생 역 시 증가시킨 것으로 사료되기 때문에 미생물의 성장을 통해 SMP (soluble microbial product) 성분의 용출이 증가되어 활성슬러지에서 발생되는 SMP는 미생물에 의해 발생되는 막 저항의 90% 이상을 차지하는 것으 로 보고되고 있다.(16) 그러므로 F/M비가 막 오염에 미치는 영향을 조사하 기 위해 F/M ~ 0.002인 저 F/M비 조건과 F/M 0.5 인 고 F/M비 조건에서 각각 막 오염 속도의 차이 를 비교하였다. III. 실험결과 및 고찰 1. 투과유속이 막 오염에 미치는 영향 Fig. 5는 중공사 가닥수를 두 가닥인 모듈을 대상으 로 투과유속을 20 ~ 40 LMH 까지 변화시켰을 때 막간 차압을 측정한 결과, 투과유속이 증가할수록 막 오염 속도가 증가하는 경향을 나타냈으며 특히 투과유속이 20 LMH에서 25 LMH로 변경했을 때 가장 큰 막 오염 속도의 증가를 나타내었다. 임계 막간차압을 30 kpa로 정하여 이에 도달할 때 소요되는 시간을 비교하면 투 과유속 20 LMH일 때 17 분이 소요되었고 25 LMH에 서 7분 그리고 30 LMH와 40 LMH에서 각각 5분과 3

침지형중공사막생물공정에서막모듈형태및 F/M 비가막오염에미치는영향 113 Fig. 5. Effect of flux on the TMP (Two hollow fibers, MLSS 20,000 mg/l). Fig. 6. Comparison of membrane fouling according to membrane module types. 분을나타내었다.

5 침지형중공사막생물공정에서막모듈형태및 F/M 비가막오염에미치는영향 113 Fig. 5. Effect of flux on the TMP (Two hollow fibers, MLSS 20,000 mg/l). Fig. 6. Comparison of membrane fouling according to membrane module types. 분을나타내었다. Fig. 4 에서투과유속이 25 LMH 이상에서막간차압이크게증가한이유는투과유속이임계유속을상회함과동시에혼합액의 MLSS 농도가 mg/l 의고농도조건이상승작용을일으킨것으로판단되며따라서막분리공정운영시임계유속개념을고려하여적정투과유속을설계하는것이중요하다. 투과유속을 20 ~ 40 LMH 까지변화시키며막간차압을측정한결과투과유속이증가할수록막오염속도는증가하였지만이는선형적인증가패턴을나타내지않고일정시점동안은막간차압의증가가거의발생하지않다가갑자기막간차압이급격하게상승하였다. 겔층형성이종료되는시간을비교해보면투과유속 20 LMH 에서 13 분, 25 LMH 에서 4 분, 30 LMH 에서 2 분그리고 40 LMH 에서 1 분을나타내었다. Fig. 4 에서보여주듯이투과유속이 20 LMH 에서 25 LMH 로증가할때막오염속도의증가가가장크게관찰되었고이는투과유속의크기에따라막오염의형태가달라짐을의미하며높은투과유속범위에서는슬러지케익의여과저항이파울링여과저항을압도적으로지배하는형태를나타낸다. 2. 막모듈형태가막오염에미치는영향 Fig. 6 은 Dead-end 타입과 End-free 타입막모듈의막오염속도비교치를막간압력이임계막간압력인 30 kpa 에이르는데소요되는여과시간으로비교한것으로 Dead-end 타입막은 4 일, End-free 타입막은약 7 일로나타나 Dead-end 타입의막모듈형태보다는 End-free 타입의막모듈형태가 75% 정도더막오염을감소시키는것으로나타났다. 이는막모듈하단에장착된산기관을통해제공된포기에의해중공사막을유동시키는효과를가지게되는데, 이때양끝이고정 Fig. 7. Comparison of the TMP changes according to types of membrane modules (Flux 20 LMH, MLSS 20,000 mg/l). 된형태인 Dead-end 타입보다는 End-free 타입의막모듈이상대적으로더유동적이므로중공사막의내부에슬러지가쌓이지않아동일한투과유속하에서한쪽만고정된 End-free 방식이막오염속도를더욱감소시킨것으로판단된다. 이때막오염속도는임계막간차압을 30 kpa 로정하고이에도달하는데걸리는시간으로평가하였고이후막오염속도평가도동일한방식으로수행하였다. 3. 중공사막밀도가막오염에미치는영향 중공사막밀도가막오염에미치는영향을알아보기위하여 Fig. 7 과같이 20,000 mg MLSS/L 및 20 LMH 의일정한투과유속을유지하면서중공사막의가닥수를증가시킬때막간차압변화를측정한결과, 중공사막의밀도가증가할수록막오염속도가급격하게증가하는경향을나타내었다. 특히, 임계막간차압인 30 kpa 에도달하는데소요되는여과시간이중공사 2 가닥에서 4 가닥으로변경했을때가장크게변화하였다. 중공사 2 가닥에서소요시간이 16 분이었으나 4 가닥에

114 이상민 권오경 Fig. 8. Inter-fiber sludging on hollow fiber membrane bioreactor. 서 10 분으로임계막간차압에도달하는소요되는시간이짧을수록막오염속도가빠르다는사실을고려할때동일한투과유속을가지고있어도중공사의밀도및배열의차이가막오염에영향을미칠수있음을나타내고있다. Fig. 8 에서여과시간대에따른막간차압곡선을살펴보면곡선의경사가급격히증가하는지점이있는데이지점이전범위는콜로이드나고분자에의한분리막공극의내부오염으로분리막표면에겔층이형성되는범위이며이후범위는슬러지케익에의한막오염이주를이루는영역이다.

6 114 이상민 권오경 Fig. 8. Inter-fiber sludging on hollow fiber membrane bioreactor. 서 10 분으로임계막간차압에도달하는소요되는시간이짧을수록막오염속도가빠르다는사실을고려할때동일한투과유속을가지고있어도중공사의밀도및배열의차이가막오염에영향을미칠수있음을나타내고있다. Fig. 8 에서여과시간대에따른막간차압곡선을살펴보면곡선의경사가급격히증가하는지점이있는데이지점이전범위는콜로이드나고분자에의한분리막공극의내부오염으로분리막표면에겔층이형성되는범위이며이후범위는슬러지케익에의한막오염이주를이루는영역이다. 막간차압이급격하게증가하는지점까지소요되는여과시간을비교하면막밀도가 2 가닥인경우 13 분, 4 가닥인경우 6 분, 8 가닥인경우 3 분으로막밀도가낮을수록슬러지케익저항이나타나기까지소요시간이길어짐을알수있다. 즉비가역적막오염속도가막밀도에비례한다는특성을의미하고있다. 일반적으로막간차압의변화에영향을주는인자들은투과유속, MLSS, 그리고포기량등이주요한인자로고려되었고본실험과같은커텐형중공사막모듈에서중공사의배열형태는중요하게평가되지않았다. 그러나 Fig. 8 의결과는 MLSS 와세정포기량이동일하여도중공사막의배열이나밀도가막간차압변화의의미있는차이를보여주고있다. Fig. 8 은중공사막의내부막힘 (Inter-fiber clogging) 에의해중공사모듈에서부분적인투과유속의증가현상이발생하고증가한투과유속만큼막오염진행이가속되는악순환구조를형성한다는막오염모델을나타낸것이다. 즉중공사막의막오염속도는내부막힘정도에지수적으로비례한다는의미이다. 4. F/M 비가막오염에미치는영향 선행연구결과에따르면높은 F/M 비는미생물의신진대사율을증가시키므로 MLSS 용액내에 SMP 의농도를증가시킨다. SMP 의주된성분인단백질과다당 Fig. 9. Effect of F/M ratio on the TMP (2 fibers, MLSS 20,000 mg/l, F/M = ~ 0.002). 류는미생물과플록형성에도관여하지만반응조내에용액의점도상승을야기시키는역할도한다. 단백질과다당류는막투과성능을낮추는막오염의주된요인으로알려져있고, 특히, 다당류는미생물세포외부의고분자물질로서높은점성을형성하는주된성분으로알려져있다. (17,18) Fig. 9 와 Fig. 10 에나타낸바와같이 F/M 비가 ~0.002 인활성슬러지와 F/M 비가 0.5 로운전된슬러지를이용하여막오염속도를측정하였다. 실험결과, F/ M 비가 0.5 인경우막간차압상승속도가더큰것으로나타났다. 투과유속에변화를주어실시한실험에서는 F/M 비가 ~ 인슬러지와 F/M 비가 0.5 인슬러지모두투과유속이증가할수록막간차압도빠르게증가하였으며, F/M 비가 ~ 인슬러지의경우 5kPa 의막간차압이발생하는데 40 시간이상의운전시간이소요되었으니 F/M 비가 0.5 인슬러지는운전 16 분만에막간차압이 30 kpa 까지오르는양상을나타내었다. Fig. 9 와같이저 F/M 비환경에서는막간차압의상승속도는매우낮은특성을나타내었고투과유속을 20 LMH 에서 30 LMH 까지변화시켜도막오염속도는큰

7 침지형중공사막생물공정에서막모듈형태및 F/M 비가막오염에미치는영향 115 Fig. 10. Effect of F/M ratio on the TMP (2 fibers, MLSS 20,000 mg/l, F/M = 0.1 ~ 0.5). 변화가나타나지않았다. 그러나 Fig. 10 과같이동일한 MLSS 농도를가지고있더라도 F/M 비가높은경우는투과유속에따른막오염속도증가가더욱크게발생하였다. Fig. 9 와 Fig. 10 의막간차압곡선을관찰하면일정시간후막간차압이급격히상승하는지점이존재하며이지점이후막오염특성은주로슬러지케익저항에기인한것으로판단된다. Fig. 10 에서흥미로운사실은슬러지케익저항의경사가투과유속증가에큰영향을받지않고거의일정하다는것이다. 이는막오염속도에가장많은부분을차지하는것이슬러지케익저항으로보고되고있지만 F/M 비와같은운전인자의차이에기인하는막오염속도의변화는슬러지케익저항보다는내부공극이오염되는파울링저항에더큰영향을미치는것으로판단된다. IV. 결 론 1. 임계막간차압에도달하는데소요되는시간을살펴보면 Dead-end 타입막은 4 일, End-free 타입막은약 7 일로나타나 Dead-end 타입의막모듈형태보다는 End-free 타입의막모듈형태의소요시간이 1.7 배증가되어막오염이감소된것으로나타났다. 2. 임계막간차압에도달하는데소요되는시간이막밀도가 2 가닥인경우 6 분, 4 가닥인경우 10 분, 8 가닥인경우 8 분으로막밀도가낮을수록총괄적인막오염속도가감소하였고겔층형성에소요되는시간을비교하면막밀도가 2 가닥에서 13 분 4 가닥에서 6 분그리고 8 가닥에서 3 분으로막밀도가막오염진행의첫단계인겔층형성에중요한영향을미치고있음을알수있다. 3. 투과유속이 20 LMH 에서 25 LMH 로증가할때 막오염속도가가장크게증가하였는데이는투과유속의크기에따라막오염의형태가달라짐을의미하며동일한 MLSS 농도라하더라도높은투과유속범위에서는슬러지케익의여과저항이파울링여과저항을압도적으로지배하는형태를나타낸다. 4. F/M 비가 인슬러지의경우 5kPa 의막간차압이발생하는데 40 시간이상의운전시간이소요되지만 F/M 비가 0.5 인슬러지는운전 16 분이소요되었다. F/M 비차이에기인하는막오염속도의변화는슬러지케익저항보다는내부공극이오염되는파울링저항에더큰영향을미치는것으로판단된다. References 1. Ognier, S. C. Wisniewski, A. Grasmick, Influence of macromolecule adsorption during filtration of a membrane bioreactor mixed liquor suspension, J. Membr. Sci (2002). 2. Lebegue, J., Heran, M., Grasmick, A., Membrane bioreactor: Distribution of critical flux throughout an immersed HF bundle, Desalination 231, (2008). 3. Yeo. A., Fane. A. G., Performance of individual fibers in a submerged hollow fiber bundle, Water Sci. Technol (2005). 4. Chang, S. Application of submerged hollow fiber membrane in membrane bioreactors: Filtration principles, operation, and membrane fouling, Desalination 283, (2011). 5. Laspidou. C. S. Rittmann. B. E., A., Unified theory for extracellular polymeric substance, soluble microbial product, and active and inert biomass, Water Research (2002). 6. Itonaga. T., K. Kimura, Y. Watanabe., Influence of suspension viscosity and colloidal particles on permeability of membrane used in membrane bioreactor (MBR), Water Sci. Technol (2004). 7. Bai. R. and H. F. Leow, Microfiltration of activated sludge wastewater-the effect of system operation parameters, Sep. Purif. Technol (2002). 8. Lee, S. M., Jung, J. Y. and Chung, Y. C., Novel method for enhancing permeate flux of submerged membrane system in two-phase anaerobic reactor, Water Research (2002). 9. Ueda, T., Hata, K., Kikuoka, Y., Seino, O., Effects of aeration on suction pressure in a submerged

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Microsoft Word _MBR.doc 분리막생물반응조기술동향 (Membrane Bioreactor Technology) HDR 이원태 1. 서론분리막생물반응조 (Membrane Bioreactor, 이하 MBR) 는현재가장각광받는고도하 폐수처리기술이다. MBR 은생물학적활성슬러지공법의최종침전지를대신하여정밀여과 (Microfiltration, MF) 또는한외여과 (Ultrafiltration, UF)