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새롭게 제조된 납석기반 세라믹 멤브레인의 기본성능을 관찰하였다. 실규모 하수처리 membrane bioreactor (MBR) 미생물 고농도 현탁액을(MLSS : 약 6 g/L) 처리하는 납석기반 멤브레인 파울링 현상을 서로 다른 공기 폭기량과 막 간격에 대해 관찰하였다. 공극크기가 약 1.0 μm인 비코팅 납석기반 세라믹 멤브레인 지지체의 순수투과도의 경우 약 1100 L/m2⋅hr⋅bar로 측정되었으나 알루미나로 코팅된 납석기반 세라믹 멤브레인은 공극크기의 감소로(0.3 μm) 순수 투과도는 두 배가량 감소하였다. 실규모 MBR 미생물 현탁액을 적용한 침지식 여과실험에서 납석 기반 세라믹 멤브레인 지지체의 경 우 투과플럭스 20 LMH에서 공기폭기량을 증가시켰을 때 파울링은 감소하였다. 그러나 공기폭기가 파울링에 미치는 영향은 막간 간격에 상당히 의존하였다. 일정한 공기폭기 유량에서 막간간격의 증가는 파울링을 감소시켰으나 막간 간격을 3.5에서 5.4 cm로 증가시켰을 때 파울링 속도는 오히려 증가하였다. 알루미나 용액으로 표면코팅된 납석기반 지지체의 경우 유사한 결과가 관찰되었으나 파울링 속도는 코팅층이 없는 지지체에 비해 상대적으로 낮았다. 표면코팅에 상관없이 납석기반 지지체 와 멤브레인의 경우 거의 완벽한 SS 제거효율을 나타내었다. 또한 납석 지지체 알루미나 표면코팅은 PEG (분자량 8,000 kDa)을 적용하였을 시 멤브레인의 유기물 배제율을 향상시켰다.
Performance of pyrophyllite-based ceramic membranes newly developed were investigated. Membrane fouling caused by microbial suspensions taken from a full-scaled MBR system at domestic wastewater treatment plant was observed at different airflow rate and distance between each membrane. For the pyrophyllite support, pore size was about 1.0 μm, but surface coating with Al2O3 solution decreased the pore size with the reduction of the pure water permeability. With the MLSS taken from the full-scaled MBR system (6 g/L), the fouling rate was decreased by increasing airflow rate under 20 L/m2⋅hr of setpoint flux. However, the effectiveness of the airflow rate on the fouling control depends strongly upon the gap between each membrane. At fixed airflow rate, the fouling rate was decreased by increasing the gap between each pyrophyllite membrane. Nevertheless, further increasing the membrane distance from 3.5 to 5.4 cm resulted in higher fouling rate. Similar result was observed with the Al2O3 coated-pyrophyllite membrane. Nevertheless, the fouling rate was lower with the coated membrane than that observed with the uncoated pyrophyllite support. Regardless of surface coating, the suspended solids were removed almost completely and the surface coating on the pyrophyllite support improved organic rejection with PEG solution (MW : 8000 kDa) tested.
2. 실 험
2.1. 납석 멤브레인 제조
2.2. 침지식 여과실험장치
2.3. 투과도와 배제율
3. 결과 및 고찰
3.1. 순수투과도와 배제율
3.2. 공기폭기량과 납석지지체 간격이 파울링에 미치는영향
3.3. 알루미나 코팅 납석기반 멤브레인의 파울링 관찰
3.4. 전산유체역학적 분석
4. 결 론
감 사
Reference
