본 연구는 중소규모 고도정수처리시설(Y 정수장)에 적용된 세라믹막 여과공정의 운영 효율을 평가하고, 막오염의 주요 원인을 규명하며 실질적인 개선 방안을 제시하는 것을 목적으로 한다. 최근 세라믹막은 내구성과 내약품성이 우수하여 전오존 및 입상활성탄(GAC) 공정과의 조합에 적합한 기술로 주목받고 있으나, 막차압(TMP) 상승 및 장기 안정운영에 어려움이 존재한다. 본 연구에서는 2017년 실제 운영 데이터를 바탕으로, 망간 및 용존유기탄소(DOC)를 중심으로 한 원수 수질과 TMP 변화 간의 상관관계를 분석하였다. 그 결과, 수온역전이 발생하는 봄⋅가을철에 조류와 망간 농도가 증가하면서 TMP가 급상승하는 경향이 확인되었다. 또한 LC-OCD 분석을 통해 조류 유입 시기에는 바이오폴리머 농도가 증가하며 막오염에 직접적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 화학세정 실험에서는 pH 0.7의 황산이 망간, 철, 알루미늄 등의 무기성 침착물 제거에 가장 효과적인 것으로 확인되었으며, 세정 조건의 최적화 필요성이 강조되었다. 아울러 여과 유속의 불균형 및 계열 간 부하 집중이 TMP 상승에 영향을 미치는 주요 요인으로 분석되었고, 이에 따라 유량 제어 및 청정 주기 조정 등의 개선 전략이 제시되었다. 본 연구는 세라믹막 여과공정의 파울링 특성과 제어방안을 실증적으로 규명하였으며, 계절적 수질 변동에 대응하는 정수처리시설의 효율적인 운영 및 설계에 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

This study evaluates the operational efficiency of a ceramic membrane filtration system applied to a small-to-medium-scale advanced water treatment facility (Y Water Treatment Plant), with the aim of identifying major fouling mechanisms and proposing practical improvement strategies. Recently, ceramic membranes have gained attention for their high durability and chemical resistance, making them suitable for integration with pre-ozonation and granular activated carbon (GAC) processes. However, challenges remain in managing transmembrane pressure (TMP) increases and maintaining stable long-term performance. Using actual operational data from 2017, this study investigated the seasonal variations in TMP and their correlation with raw water quality, particularly focusing on manganese and dissolved organic carbon (DOC). Monitoring results revealed that TMP spikes frequently occurred during spring and autumn overturn events, coinciding with elevated manganese concentrations and algal blooms. LC-OCD analyses further demonstrated that biopolymer concentrations increased significantly during these periods, contributing to membrane fouling. Chemical cleaning experiments confirmed that sulfuric acid at pH 0.7 exhibited the highest removal efficiency for inorganic foulants, such as manganese, iron, and aluminum. Additionally, operational challenges such as uneven flow distribution among membrane trains were identified as contributing factors to TMP escalation. Flow balancing and cleaning optimization were proposed as effective countermeasures. This study provides comprehensive insights into the fouling behavior and control of ceramic membranes in advanced water treatment systems. The findings serve as valuable guidance for improving membrane operation and maintenance strategies, particularly for facilities facing seasonal water quality fluctuations.

요약문
ABSTRACT
1. 서 론
    1.1 세라믹 막을 적용한 고도정수처리시설 운영 사례
    1.2 세라믹 막을 적용한 고도정수처리의 장단점
2. 연구대상 시설 및 운전성능 평가방법
    2.1 Y 정수장 시설개요
    2.2 Y 정수장의 세라믹 막여과 공정 운전인자 및 운전조건
    2.3 세라믹 막 여과 공정의 운전성능 평가 항목 및 방법
3. 결과 및 고찰
    3.1 Y정수장의 수질모니터링 결과
    3.2 세라믹 막의 TMP 변화 모니터링 결과
    3.3 막 파울링 발생 원인 분석 결과
    3.4 세라믹 막의 TMP 상승 제어를 위한 대책
4. 결 론
References

• 고수빈(충남대학교, 환경공학과) | Subin Ko (Environmental & IT Convergence Engineering, Chungnam National University)
• 최영균(충남대학교, 환경공학과) | Younggyun Choi (Environmental & IT Convergence Engineering, Chungnam National University) Corresponding author