고탁도 원수의 고도정수처리를 위해 관형 세라믹 정밀여과막 외부와 원통형 막 모듈 내부 사이의 공간에 광촉매를 충전한 혼성 모듈을 사용하였다. 광촉매는 PP (polypropylene) 구(bead)에 TiO2 분말을 플라즈마 화학증착(chemical vapor deposition) 공정으로 코팅한 것이다. 정수 원수 중 자연산 유기물(NOM)과 미세 무기 입자를 대체하기 위해, 휴믹산(humic acid)과 카올린(kaolin) 모사용액을 대상으로 하였다. 혼성공정에서 막오염을 최소화하기 위해 10분 주기로 10초 동안 물 역세척을 시행하였다. 휴믹산을 10 mg/L부터 2 mg/L로 변화시킴에 따라, 막오염에 의한 저항(Rf)이 감소하고 J가 증가하여 2 mg/L에서 가장 높은 총여과부피(VT)를 얻었다. 탁도 및 UV254 흡광도의 처리효율은 각각 98.5% 및 85.7% 이상이었다. MF 공정 및 MF + TiO2 공정, MF + TiO2 + UV 공정의 막여과 및 광촉매 흡착, 광산화의 처리 분율을 알아본 결과, 광촉매 흡착과 광산화에 의해 탁도는 거의 처리되지 않았으나, 광촉매 흡착 및 광산화에 의한 휴믹산 처리 분율은 각각 10.7, 8.6% 이상이었다.

For advanced drinking water treatment of high turbidity water, we used the hybrid module that was composed of photocatalyst packing between outside of tubular ceramic microfiltration membrane and membrane module inside. Photocatalyst was PP (polypropylene) bead coated TiO2 powder by CVD (chemical vapor deposition) process. Instead of natural organic matters (NOM) and fine inorganic particles in natural water source, modified solution was prepared with humic acid and kaolin. Water-back-flushing of 10 sec was performed per every period of 10 min to minimize membrane fouling. Resistance of membrane fouling (Rf) decreased and J increased as concentration of humic acid changed from 10 mg/L to 2 mg/L, and finally the highest total permeate volume (VT) could be obtained at 2 mg/L. Then, treatment efficiencies of turbidity and UV254 absorbance were above 98.5% and 85.7%, respectively. As results of treatment portions by membrane filtration, photocatalyst adsorption, and photo-oxidation in MF, MF + TiO2, and MF + TiO2 + UV processes, turbidity was treated little by photocatalyst adsorption, and photo-oxidation. However, treatment portions of humic acid by adsorption and photo-oxidation were above 10.7 and 8.6%, respectively.

• 박진용(한림대학교 환경생명공학과, 한림대학교 에너지․환경연구소) | Jin Yong Park 주저자
• 이권섭(한림대학교 환경생명공학과) | Gwon Seop Lee