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다민 동방
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1 J. Korean Ind. Eng. Chem., Vol. 17, No. 5, October 2006, 폐수의고도처리를위한무산소 / 호기형분리막생물반응조 - 역삼투공정과활성슬러지공정 - 정밀여과 - 역삼투공정의비교 노성희 김선일 전홍화 송연호 조선대학교생명화학공학과 (2006 년 7 월 26 일접수, 2006 년 8 월 18 일채택 ) - Comparison of Anoxic/Oxic Membrane Bioreactor - Reverse Osmosis and Activated Sludge Process-Microfiltration-Reverse Osmosis Process for Advanced Treatment of Wastewater Sung-Hee Roh, Sun-Il Kim, Hong-hua Quan, and Yon-Ho Song Department of Chemical and Biochemical Engineering, Chosun University, Gwangju , Korea (Received July 26, 2006; accepted August 18, 2006) 폐수를재이용하기위한고도처리시스템으로서분리막생물반응조 (Membrane Bioreactor, MBR) 는기존의활성슬러지공정 (Activated Sludge Process, ASP) 에비하여많은장점을가지고있다. 도시하수중에포함된유기물과영양염류를동시에제거하기위하여침지형정밀여과 (Microfiltration, MF) 막을이용한무산소 / 호기 (Anoxic/Oxic, A/O) 형 MBR 에서투과플럭스를 10.2 L/m 2 h 로일정하게유지하면서고형물체류시간 (Solids Retention Time, SRT) 변화에따른막여과특성을조사하였다. 실험결과, SRT 를증가시킬수록체외고분자물질 (Extracellular Polymeric Substances, EPS) 내단백질 / 탄수화물 (Protein/Carbohydrate, P/C) 비가높아져서막오염이빠르게진행되었다. A/O MBR 에 RO 막을결합한 A/O MBR-RO 공정을폐수의고도처리에적용하고자하였으며, 성능평가를위해 A/O MBR-RO 공정과기존의활성슬러지공정에 MF 와 RO 막을결합한 ASP-MF-RO 공정의유기물및영양염류제거율을비교하였다. 실험결과 A/O MBR-RO 공정이 ASP-MF-RO 공정보다더우수한처리효율을나타내었다. A membrane bioreactor (MBR) is an effective tool for wastewater treatment with recycling. MBR process has several advantages over conventional activated sludge process (ASP); reliability, compactness, and quality of treated water. The resulting high-quality and disinfected effluents suggest that MBR process can be suitable for the reused and recycling of wastewater. An anoxic/oxic (A/O) type MBR was applied to simultaneous removal of organics and nutrients in sewage. At first, the efficiency of submerged MBR process was investigated using a hollow fiber microfiltration membrane with a constant flux of 10.2 L/m 2 h at each solids retention time (SRT). Results showed that protein/carbohydrate (P/C) ratio increased and total extracellular polymeric substances (EPS) remained constant with SRT increased. Secondly, A/O type MBR with a reverse osmosis (RO) membrane was employed to treat the municipal wastewater. The performance of A/O type MBR-RO process is better for the treatment of organics and nutrients than ASP-MF-RO process in terms of consistent effluents quality. Keywords: membrane bioreactor, microfiltration, reverse osmosis 1. 서론 1) 용수의수요량이증가하고수자원도한정되어있는상황에서하 폐수의재이용에대한관심이높아지고있다. 현재사용되고있는생물학적하 폐수처리법으로는현재의방류수수질기준도안정적으로준수하기힘들며특히부유물질 (Suspended Solids, SS) 제거가완벽하지않아처리수재이용을위한중수도시스템으로도부적절하다. 기존생물학적처리공정의최종처리단계로사용되는침전조를대신하여분리막을이용하는분리막생물반응조 (Membrane Bioreactor, MBR) 에관한연구가 30여년전부터시작되었다 [1]. MBR은분리막 주저자 ( yhsong@chosun.ac.kr) 을이용하여반응기내의미생물농도를높게유지하여유기물, 질소성분등의처리효율을높이고, 또한막에의해부유물질, 미생물등이제거됨으로써고 액분리의효율을높이고기존생물학적처리공정의문제점을해결할수있는많은장점을가지고있다 [2]. 침지형생물막반응조는기존의 2차생물학적처리시설후속공정으로이용되는막결합형처리시스템과는달리막모듈을 2차생물반응조내부에침지시켜고 액분리 (solid/liquid separation) 를가능하게한반응조를말하는데, 이것은단순한고 액분리의역할을수행함과동시에수질을고도처리의수준으로상승시킬수있는이중효과를얻을수있도록고안되었다 [3]. 역삼투 (Reverse Osmosis, RO) 막은유체내에가장적은범위의물질을처리하는데유체내의분자량이 100보다큰유기물질뿐만아니라, 용해성염인무기물질을 95~98% 까지처리한다. 521

522 노성희 김선일 전홍화 송연호 Table 1. Specification of the Submerged MF Membrane Manufacturer ENE Co. Module type Hollow fiber Pore size 0.2 µm Material PVDF Hydro-property Hydrophilic Surface area 0.

2 522 노성희 김선일 전홍화 송연호 Table 1. Specification of the Submerged MF Membrane Manufacturer ENE Co. Module type Hollow fiber Pore size 0.2 µm Material PVDF Hydro-property Hydrophilic Surface area 0.2 m 2 Outer diameter 2.0 mm Inner diameter 1.8 mm Figure 1. Schematic diagram of experimental apparatus for A/O MBR. Table 2. Specification of the RO Membrane Manufacturer FILMTEC Module type Spiral Wound Material Polyamide Active area 1.2 m 2 Applied pressure 15.5 bar Permeate flow rate 1.23 m 3 /d Stabilized salt rejection 99.5% Table 3. Composition of Synthetic Wastewater Figure 2. Schematic diagram of ASP-MF-RO and A/O MBR-RO process. RO막의응용분야는해수담수화 (desalination) 로부터음용수또는초순수제조그리고폐수재이용등의전반적인산업공정에서널리적용되고있다. 본연구에서는폐수를재이용하기위하여무산소 / 호기 (Anoxic/Oxic, A/O) 조건의침지형 MBR에 RO막을결합한 A/O MBR-RO (Anoxic /Oxic Membrane Bioreactor-Reverse Osmosis) 공정을이용하여폐수를고도처리하고자하였다. A/O 조건의침지형 MBR에서고형물체류시간 (Solids Retention Time, SRT) 변화에따른막오염특성을조사하였으며, A/O MBR-RO 공정의성능평가를위하여기존의활성슬러지공정 (Activated Sludge Process, ASP) 에정밀여과 (Microfiltration, MF) 막과 RO막을결합한 ASP-MF-RO (Activated Sludge Process- Microfiltration-Reverse Osmosis) 공정 [4] 에서유기물과영양염류의제거율을조사하여각공정의처리효율을비교검토하였다 실험재료 2. 실험 본연구에사용된 A/O MBR 실험장치의개략도를 Figure 1에나타내었다. 반응조는투명아크릴재질을사용하여장방형구조의무산소조와분리막생물반응조로제작하였으며, 각조의유효용적은 20 L씩이다. 분리막생물반응조내부에장치한침지형 MF막의사양을 Table 1에나타내었으며, 후속공정에사용한 RO막의사양을 Table 2에나타내었다. 침지형분리막모듈의하단부에설치한산기관은폭기하는동안공기방울과유체의흐름에의해막표면을세척함으로써, 여과수행시발생하는막오염에의한여과저항을최소화할수있도록설계하였다. 따라서폭기는세가지역할을수행하는데, 첫째로생물반응조에용존산소를공급하며, 둘째로분리막의표면에쌓인케이크층을제거함으로써물리적인세정작용을하고, 셋째로교반작용을 Composition Molecular weight (g/mol) Concentration (mg/l) C 6H 12O 6 NH 4Cl KH 2PO 4 NaHCO 3 FeCl 3 6H 2O CaCl 2 2H 2O KCl MgSO 4 7H 2O 하여반응조를균일한상태로유지시키는것이다 [5] (as COD) (as N) 8.00 (as P) (as P) 0.38 (as P) (as P) 4.70 (as P) (as P) 실험에사용한활성슬러지는하수종말처리장내슬러지반송라인에서채취한후 50 mesh 체로협잡물을제거하여합성폐수로장기간순응시킨후사용하였다. 합성폐수는실험중분석물질의농도를일정하게유지하기위하여탄소원으로 glucose (Junsei Chemical Co., Japan) 를사용하고질소원및인산원으로는각각 NH 4Cl (Junsei Chemical Co., Japan) 과 KH 2PO 4 (Junsei Chemical Co., Japan) 를사용하였으며, 완충용액으로 NaHCO 3 (Junsei Chemical Co., Japan) 를사용하여제조하였으며, 합성폐수의조성을 Table 3에나타내었다 실험방법 본연구에서는폐수를재이용하기위한시스템으로서 A/O MBR- RO 공정을이용하여폐수를고도처리하고자하였다. 먼저 A/O MBR 의막여과특성을알아보기위하여투과플럭스를 10.2 L/m 2 hr로일정하게유지시키고 SRT를 10, 15, 20, 30 day로변화시키면서막투과압력 (Transmembrane Pressure, TMP) 과침지형막에형성된체외고분자물질 (Extracellular Polymeric Substances, EPS) 의특성을조사하였다. 이때 SRT를제외한운전조건은일정하게유지하였으며, 각여과실험의 TMP가 MF막의상용차압인 35 cmhg에도달하면반응조에서막을꺼내어고압수로물리적세척을수행하여초기투과압력으로회복시킨후다음여과실험에사용하였다. 그후 A/O MBR에의한투과수를 RO막으로처리하여 A/O MBR-RO 공정의최종투과수의처리효율을조사하였다. 공업화학, 제 17 권제 5 호, 2006

3 폐수의고도처리를위한무산소 / 호기형분리막생물반응조 - 역삼투공정과활성슬러지공정정밀여과 - 역삼투공정의비교 523 Table 4. Operating Condition of ASP and A/O MBR Operating Condition ASP A/O MBR HRT (hr) MLSS (mg/l) 3000 (±500) 5000 (±500) Anoxic volume ratio (%) Re-circulation flow ratio 1 : 1 2 : 1 Operation mode Continuously On / Idle = 5 min / 1 min Maximum TMP (cmhg) - 35 DO (mgo 2/L) < 5 < 5 Temperature ( ) 20~25 20~25 Figure 4. Effect of SRT on EPS formation. 즉시 vortex mixer로혼합한다. 시료를실온에서방냉시킨후 UV spectrometer (UV-2101PC, Shimadzu) 를이용하여 480 nm에서흡광도를측정하였다. 단백질성분은 Lowry 법 [10] 에의하여측정하였다. 시료 1.0 ml에같은양의 2 N NaOH와 Lowry regent l ml를넣고 10 min간방치한다음 Folin-ciocalteuphenol reagent 0.1 ml 넣고 vortex mixer로혼합후 30 min 동안방치한후 750 nm에서흡광도를측정하였다. 3. 결과및고찰 Figure 3. Variation of TMP of each SRT in the A/O MBR. 또한 A/O MBR-RO 공정의성능평가를위하여 ASP-MF-RO 공정실험을수행하여처리효율을비교검토하였다. A/O MBR-RO 공정과 ASP-MF-RO 공정에서수행한 A/O MBR과 ASP의운전조건을 Table 4에나타내었으며, 각공정의개략도를 Figure 2에나타내었다. ASP-MF-RO 공정은기존의일반적인활성슬러지공정 (ASP) 에의한처리수를 MF막으로여과한후 RO막으로최종처리하는시스템으로구성하였다. 한편 A/O MBR-RO 공정은무산소 (anoxic) 조다음단계의호기 (oxic) 조내부에 MF막을침지시킨생물반응조 (MBR) 에의한처리수를 RO막으로최종처리하는시스템으로구성하였다. 각공정의최종처리단계에서사용한 RO막은동일한사양 (Table 2) 의막모듈을사용하였다 분석방법 시료는각공정의반응조에서채취하여 GF/C filter와 0.45 µm membrane filter로여과한후 standard method[6] 에의하여분석하였다. EPS 추출방법으로는미생물의용혈이적고추출효율이가장양호한방법으로알려져있는열처리법 [7] 을이용하여추출하였으며, 추출된 EPS 는단백질과탄수화물의성분을측정하여 MLVSS (Mixed Liquor Volatile Suspend Solids) 에대한값을환산총량으로하였으며, 다음식 (1) 과같이표시된다 [8]. 탄수화물성분은 phenol-sulfuric acid[9] 법으로측정하였다. 시료 0.6 ml에 5% phenol 용액 0.36 ml와농황산 (con-h 2SO 4) 를 2.16 ml를넣고 (1) 3.1. A/O MBR에서 SRT 변화에따른막여과특성 A/O MBR에서 SRT 변화에따른막여과특성을알아보기위하여 SRT를 10, 15, 20, 30 day로변화시키면서막여과시간경과에따른 TMP를조사하여 Figure 3에나타내었다. 막오염은 MBR 공정에있어가장중요한문제중의하나로알려져있다. A/O MBR의 SRT 증가에따른운전기간은 SRT 10 day인경우 279 h 운전후 MF막의상용차압인 TMP 35 cmhg에도달하였으며, SRT를 15, 20, 30 day로증가시킬수록각각 220 h, 213 h, 185 h로운전기간이단축되었다. Figure 3에나타낸바와같이 A/O MBR의 SRT 30 day에서는긴 SRT 로인하여 TMP가급격히증가되었는데, 이것은 SRT가증가됨에따라미생물체류시간이길어지고막표면에슬러지입자들의빠른침전이일어나막오염을가속화시켰기때문으로사료된다. EPS 내의탄수화물과단백질은 MBR에서막여과성능을저하시키는막오염의주된요인으로알려져있으며, 이들은미생물세포외각의고분자물질로서높은점성을형성하는성분이다. 이러한고분자물질은반응조내미생물의플록형성에도움을줄뿐만아니라다른부유물질의부착을가능하게해준다고보고되어있으며 [11], MBR에있어막표면의부착층형성과반응조혼합액의유기물농도상승에영향을주는것으로알려져있다. SRT 변화에따른 EPS내의탄수화물과단백질의농도변화를 Figure 4에나타내었다. EPS내에는단백질이대부분을차지하고있으며, 탄수화물은 SRT가증가됨에따라감소하는경향을보였다. 이것은단백질이 EPS내에서주된작용을한다는것을의미하며, SRT가증가됨에따라낮아진유기영양물의양 / 미생물의양 (Food/ Microorganisms, F/M) 비에의해이용가능한탄소원인미생물플록내의탄수화물농도가줄어들었기때문으로사료된다. SRT 변화에따른 EPS 총량과 EPS내단백질 / 탄수화물 (protein/carbohydrate, P/C) 비를조사하여 Figure 5에나타내었다. Mukai[12] 는 MBR 공정의연구결과 EPS내 P/C 비가높은반응조의투과수량이낮 J. Korean Ind. Eng. Chem., Vol. 17, No. 5, 2006

4 524 노성희 김선일 전홍화 송연호 Figure 5. Effect of SRT on EPS production and it s composition. Figure 7. Comparison of NH 4 + -N removal efficiency in ASP-MF and A/O MBR. Figure 6. Comparison of COD removal efficiency in ASP-MF and A/O MBR. 게나타났다고보고하였다. 본연구에서도 MBR 공정의 SRT가증가됨에따라 P/C 비가높아져서막오염이심해지고투과플럭스가감소되었다. 신등 [13] 의연구결과에의하면낮은 EPS에서도 P/C 비에따라막오염에미치는영향이현저하게달라지므로침지형막분리반응조운전시 EPS 총량뿐만아니라 EPS내단백질농도를관찰하는것이중요하다고하였다. 또한높은 SRT에서내부신진대사가대부분을차지할경우급속성장이일어날때보다더많은양의 EPS가생성된다고하였으나, 본연구결과 (Figure 5) 에서는 SRT 변화가 EPS 총량에미치는영향이크지않음을알수있었다. Gulas 등 [14] 의연구결과에서도 EPS의생성은높은 SRT의슬러지에서고정적이고내생적인단계에만국한되어있는것이아니라상당한양의 EPS가낮은 SRT를가진슬러지에서도추출이된다고보고하였다 ASP-MF-RO 공정과 A/O MBR-RO 공정의처리효율비교 ASP-MF와 A/O MBR의처리효율비교 Figure 6에 ASP-MF와 A/O MBR에서의 COD (Chemical Oxygen Demand) 제거율을나타내었다. ASP-MF와 A/O MBR에서의 COD 제거율은각각 70.04~90.43% 및 77.39~96.16% 로 A/O MBR에서의 COD 제거율이 ASP-MF에서보다높게나타났다. 이것은 MBR의침지형분리막에의한고 액분리과정에서부유물질뿐만아니라고분자량의유기물도동시에배제시켜생물학적분해기회를증진시킬수있기때문으로사료된다. 따라서 A/O MBR에서는침전분리에따르는미생물의유실이일어나지않아다양한미생물군을폭기조안에유지 Figure 8. Comparison of TN removal efficiency in ASP-MF and A/O MBR. 시킬수있으므로 COD 제거효율이높게나타남을알수있었다. MBR을이용한일반하수및고농도폐수의질산화에대한연구는많은연구자들 [15-17] 에의해수행되었다. 이들의연구결과에의하면 MBR이유기물제거는물론질산화에도매우효과적인공정이라고보고되었으며, 0.1~3.3 kgnh 4/m 3 d의높은암모니아성- 질소 (NH + 4-N) 부하에서도반응조내에고농도의질산화미생물이존재할수있게되어원만한질산화가이루어지는것으로알려져있다. Figure 7에 ASP-MF와 A/O MBR에서의 NH + 4-N 제거율을나타내었다. ASP-MF와 A/O MBR에서의 NH + 4-N 제거율은각각 70.31~ 82.76% 및 78.10~92.58% 로 A/O MBR에서의 NH + 4-N 제거율이 ASP-MF에서보다높게나타났다. 일반적으로질산화미생물이질소제거반응의제한단계로간주되는데질산화미생물은성장계수가매우작아부유성장반응기에서높은질산화를일으키기위해서 3~4일이상의 SRT가필요하다. 또한질산화균은호기성상태에서유기물을이용하는미생물들과경쟁을하게되는데, 상대적인기질비성장속도가느려긴 SRT를갖는시스템이필수적인제한조건이다. 이를위해서는미생물의재순환이필수적이나중력침강조를이용하는기존 ASP시설에서는슬러지농도가높아지면효과적인고 액분리가잘되지않기때문에어려운점이많다. 그러나 MBR에서는슬러지침강특성에관계없이질산화에필요한슬러지의긴체류시간을얻을수있어질산화에매우효과적이다. 따라서 MBR에고농도로유지된미생물은질산화에필요한시간을단축시킬수있으며, 암모니아와같은저해물질에대해서도고농도의부하에대한높은질산화효과를 공업화학, 제 17 권제 5 호, 2006

5 폐수의고도처리를위한무산소 / 호기형분리막생물반응조 - 역삼투공정과활성슬러지공정정밀여과 - 역삼투공정의비교 525 Figure 9. Comparison of PO P removal efficiency in ASP-MF and A/O MBR. Figure 10. Comparison of TP removal efficiency in ASP-MF and A/O MBR. Table 5. Comparison of Removal Efficiency between ASP-MF-RO and A/O MBR-RO Process Parameter Feed concentration Effluent concentration (mg/l) Removal efficiency (%) (mg/l) ASP-MF-RO A/O MBR-RO ASP-MF-RO A/O MBR-RO COD ~ ~ ~ ~ ~99.65 NH + 4 -N 38.13~ ~ ~ ~ ~99.21 TN 46.00~ ~ ~ ~ ~98.42 PO 3-4 -P 7.53~ ~ ~ ~ ~99.92 TP 6.94~ ~ ~ ~ ~99.58 얻을수있다 [18]. Figure 8에 ASP-MF와 A/O MBR에서의총질소 (TN) 제거율을나타내었다. ASP-MF와 A/O MBR에서의 TN 제거율은각각 60.40~78.58% 및 69.88~85.63% 로 A/O MBR에서의 TN 제거율이 ASP-MF에서보다높게나타났다. 이것은 ASP-MF에서는무산소단계가없어원활한탈질이이루어지지않은반면에, A/O MBR 에서는무산소단계에서원활한탈질이이루어졌으며, 막에의한높은슬러지체류시간이유지되어박테리아의성장과막사이에형성된무산소지역에서탈질화가원활하게이루어졌기때문으로사료된다. 생물학적인제거는활성슬러지내의인축척미생물 (Phosphorus Accumulating Organisms, PAOs) 에의해이루어지는데, 이미생물은혐기성과호기성조건의각단계를교대로거치면서인을제거한다. 위와같은조건을교대로거쳐미생물의대사경로를전환시키는환경의극한적인변화에의하여혐기성인방출대사에서호기성인섭취가정상수준이상이된다. 인축척미생물은혐기성조건에서인을과잉방출하고혐기성조건에서호기성조건으로의전환을통하여인을과잉섭취 (luxury uptake) 하며, 인을과잉섭취한미생물을슬러지로폐기함으로써인을제거하게된다. 그러나일반적인생물학적처리공정에서인제거는유기물이나질소제거에비하여처리효율이이상적이지못하다. Figure 9, 10에 ASP-MF와 A/O MBR 시스템에서의인산염 -인(PO 3-4 -P) 제거율과 TP 제거율을각각나타내었다. ASP-MF와 A/O MBR에서의 PO 3-4 -P 제거율은각각 1.20~10.69% 및 9.41~53.72% (Figure 9), TP 제거율은각각 0.80~10.54% 및 6.01~45.71% (Figure 10) 로높게나타났다. ASP-MF에서보다 A/O MBR에서의인제거가약간높게나타났지만, 유기물이나질소제거에비하여상당히낮은수준의처리효율을나타냈다. 이것은 A/O MBR의무산소조에서과잉 DO의존재로인하여인의방출이원활하지않아폭기조에서인의과 잉섭취가일어나지않았으며, ASP에서는혐기조와무산소조가모두존재하지않아인방출이거의일어나지않은것으로사료된다 ASP-MF-RO 공정과 A/O MBR-RO 공정의처리효율비교 Table 5에 ASP-MF-RO 공정과 A/O MBR-RO 공정의처리효율을비교하여나타내었다. ASP-MF-RO 공정과 A/O MBR-RO 공정에서 COD 제거율은 82.26~93.64% 및 86.43~99.65%, NH + 4 -N 제거율은 92.68~97.28% 및 95.06~99.21%, TN 제거율은 84.85~94.49% 및 93.56~98.42%, PO 3-4 -P 제거율은 99.15~99.89% 및 99.67~99.92%, TP 제거율은 71.08~99.41% 및 82.26~99.58% 로높은제거율을나타내었다. 이와같이두공정에서모두높은제거율을나타낸것은각공정의마지막단계에장치한 RO막에의해부유물질, 미생물, 일반유기화합물질및중금속의완벽한제거와이온성물질에대한높은처리효율을얻을수있었기때문으로사료된다. 또한 A/O MBR-RO 공정이 ASP-MF-RO 공정보다약간높은제거율을나타낸것은각공정의 RO 여과단계유입전단계인 A/O MBR 시스템이 ASP-MF 시스템보다처리효율이더우수하였기때문이다. 4. 결론 본연구에서는고도처리시스템으로서 A/O MBR-RO 공정을이용하여폐수를재활용하고자하였다. A/O MBR-RO 공정의성능평가를위하여 A/O 조건의침지형 MBR에서 SRT 변화에따른막오염특성을조사하였으며, A/O MBR-RO 공정과기존의활성슬러지공정 (ASP) 에막을결합한 ASP-MF-RO 공정의처리효율을비교검토하여다음과같은결론을얻었다. J. Korean Ind. Eng. Chem., Vol. 17, No. 5, 2006

6 526 노성희 김선일 전홍화 송연호 (1) A/O MBR에서 SRT 변화에따른막여과특성을알아보기위하여막여과시간경과에따른 TMP와 EPS 변화를조사하였다. SRT를증가시킬수록 TMP의급격한상승을초래하여막여과시간이단축되었으며, EPS내 P/C 비가높아져서막오염이빠르게진행되어투과플럭스가감소되었다. (2) ASP-MF와 A/O MBR에서의 COD 제거율은 70.04~90.43% 및 77.39~96.16%, NH + 4-N 제거율은 70.31~82.76% 및 78.10~92.58%, TN 제거율은 60.40~78.58% 및 69.88~85.63%, PO 3-4 -P 제거율은 1.20~10.69% 및 9.41~53.72%, TP 제거율은 0.80~10.54% 및 6.0 1~45.71% 로 A/O MBR에서의처리효율이 ASP-MF에서보다높게나타났다. (3) ASP-MF-RO 공정과 A/O MBR-RO 공정에서 COD 제거율은 82.26~93.64% 및 86.43~99.65%, NH + 4 -N 제거율은 92.68~97.28% 및 95.06~99.21%, TN 제거율은 84.85~94.49% 및 93.56~98.42%, PO 3-4 -P 제거율은 99.15~99.89% 및 99.67~99.92%, TP 제거율은 71.08~99.41% 및 82.26~99.58% 로높은제거율을나타내었다. 이와같이두공정에서모두높은제거율을나타낸것은각공정의마지막단계에장치한 RO막에의해이온성물질에대한높은처리효율을얻을수있었기때문이다. 또한 RO 여과단계유입전단계인 A/O 조건의침지형 MBR 시스템의효과로인하여 A/O MBR-RO 공정이 ASP-MF-RO 공정보다처리효율이더우수함을알수있었다. 따라서 A/O MBR의 SRT를적절히유지함으로써막의오염을감소시켜운전기간을연장시킬수있으며, A/O MBR의투과수를 RO에유입시켜고도처리함으로써유기물및영양염류의처리효율을향상시킬수있다. 또한 A/O MBR-RO 공정은 ASP-MF-RO 공정에비해높은동력비를유발하지만, 중 소규모의폐수처리공정에필요한초기투자비및소요부지가상당부분절감되므로처리효율뿐만아니라경제적측면에서도매우효과적이라고사료된다. 감사의글 본연구는 2005년도조선대학교학술연구비의지원을받아연구되었음. 참고문헌 1. Y. Wang, X. Huang, and Q. Yuan, Pro. Biochem., 40, 1733 (2005). 2. M. Mayhew and T. Stephenson, Environ. Tech., 18, 883 (1997). 3. A. D. Bailey, G. S. Hansford, and P. L. Dold, Water Res., 28, 297 (1994). 4. J. A. Lopez-Ramirez, S. Sahuquillo, D. Sales, and J. M. Quiroga, Water Res., 37, 1177 (2003). 5. J. J. Qin, K. A. Kekre, G. Tae, M. H. Oo, M. N. Wai, T. C. Lee, B. Viswanath, and H. Seah, J. Membrane Sci., 272, 70 (2006). 6. APHA, Standards Methods for the Examination of Water and Wastewater, 20thed. American Public Health Association, Washington DC. (1998). 7. M. J. Brown and H. N. Lester, Appl. Environ. Microbio., 40, 179 (1980). 8. H. S. Shin, S. T. Kang, and S. Y. Nam, Biotech. Bioprocess Eng., 5, 460 (2000). 9. M. Dubois, Anal. Chem., 28, 350 (1956). 10. O. H. Lowry, Bio. Chem., 193, 265 (1951). 11. J. W. Lee, Biotech. Letters, 19, 799 (1997). 12. T. Mukai, in Proc. of Asian Water Quality 97, 1499 (1997). 13. H. S. Shin, H. H. An, and S. T. Kang, J. Korean Soc. Water Quality, 5, 415 (1999). 14. V. Gulas, M. Bond, and L. Benefield, J. Water Pollut. Control Fed., 51, 798 (1979). 15. K. J. Kim and S. H. Yoon, J. Korean Ind. Eng. Chem., 12, 239 (2001). 16. W. L. Jones, P. A. Wilderer, and E. D. Schroeder, J. WPCF, 62, 259 (1990). 17. J. Soreusen, D. E. Thoruberg, and M. K. Neilsen, Water Res., 66, 236 (1994). 18. M. Huh, B. G. Kim, and J. Y. Kang, J. Korean Environ. Eng., 24, 171 (2002). 공업화학, 제 17 권제 5 호, 2006

<303628BFCFB7E1294D425220B4DCC0CF20B9DDC0C0C1B6BFA1BCAD5FB9DAB3EBB9E92E687770>

<303628BFCFB7E1294D425220B4DCC0CF20B9DDC0C0C1B6BFA1BCAD5FB9DAB3EBB9E92E687770> 한국환경농학회지제 28 권제 4 호 (2009) Korean Journal of Environmental Agriculture Vol. 28, No. 4, pp. 371-377 연구보문 MBR 단일반응조에서용존산소농도에따른동시질산화-탈질반응 (SND) 의영향 박노백 최우영 1) 윤애화 1) 전항배 1)* 농촌진흥청국립농업과학원 1) 충북대학교환경공학과 (2009