항생제는 과도한 사용으로 인해 폐수뿐만 아니라 다양한 수원에서 발견되는 새로운 오염 물질 중 하나입니다. 수 중 항생제 오염 물질을 처리하기 위한 고도 산화 공정, 생물학적 처리 등 다양한 기술이 있습니다. 이 두 가지 공정은 비효율 적이며, 부산물의 생성은 이 공정을 더욱 복잡하게 만듭니다. 오염 물질을 제거하기 위한 또 다른 대안으로 막 기술이 있습니 다. 항생제와 내성 유전자의 제거를 개선하기 위해 막 생물 반응기는 NaClO와 탄소 물질로 변형됩니다. 풍부한 반응성 종의 생성은 항생제의 내성 유전자에 대해 활성입니다.

The odors emitted from wastewater treatment plants are not only a health and hygiene problem, but can also lead to complaints from residents and have wider social ramifications such as bringing about falling property values in the surrounding area. In this paper, based on the data measured at domestic and overseas wastewater treatment facilities, the concentrations of complex odors and odorous compounds were compared for each treatment/process: primary treatment, secondary treatment, and sludge treatment processes. Odor compounds that contribute greatly to complex odors were summarized for each process. In addition, the characteristics of odor wheels for each wastewater treatment process, which provide both chemical and olfactory information regarding odors, were reviewed. For domestic wastewater treatment facilities, the complex odor concentrations (unit, dilution factor) of the primary and secondary treatment processes were 4.5-100,000 (median, 32.1) and 2.5-30,000 (median, 10.7), respectively. However, the complex odor concentrations in the sludge treatment process were 3.0-100,000 (median, 118.7), which was more than three times higher than that in the wastewater treatment process. In the wastewater treatment process, those odor compounds making the greatest contributions to complex odors were sulfur-containing compounds such as hydrogen sulfide, dimethyl sulfide, and dimethyl disulfide DMS. In order to properly manage odors from wastewater treatment plants and minimize their impact, it is important to understand the status of odor emissions. Therefore, the compositions and concentrations of odors from wastewater treatment processes and odor wheel information, which are reviewed in this paper, are used to evaluate the potential risk of odor from wastewater treatment facilities in order to derive strategies to minimize odor emissions. Moreover, the information can be usefully used to introduce the best available technology to reduce odors emitted from wastewater treatment facilities.

본 연구에서는 분리막 생물반응기(membrane bioreactor, MBR)에서 발생되는 생물막오염 완화에 탁월한 효과를 가진 분리막을 개발할 목적으로, 친수성 산소 기능기가 많은 탄소나노구체(carbon nanosphere, CNS)를 합성한 뒤, 이를 첨가 제로 활용하여 친수성과 다공성 기공 구조를 갖는 고성능 한외여과막을 제조하였다. CNS는 막 표면에 초승달 모양의 기공을 형성하였고, CNS 함량을 4.6 wt%까지 증가시킴에 따라 최대기공 크기보다 큰 결함을 야기하지 않으면서 평균 표면 기공 크 기를 약 40% 증가시키는 것으로 나타났다. 또한, CNS 복합막의 다공성 기공 구조는 CNS의 등방성 형태와 상대적으로 낮은 입자 수밀도 덕분에 CNS 첨가에 따른 고분자 용액의 점도 급등이 방지됐기 때문이라고 판단된다. 그러나 너무 다공성이 커 지게 되면 기계적 물성이 저하되므로, 기공구조와 기계적 성질을 포함한 종합적인 고려를 했을 때 CNS2.3이 가장 우수하다 고 관측되었다. CNS2.3은 CNS0에 비해 수투과도가 2배 이상 높을 뿐만 아니라, MBR 공정에서 분리막 세정이 요구될 때까 지의 운전 시간도 5배 이상 연장시킨 것으로 확인되었다.

The production process of ultra-pure water (UPW) involves dozens of unit processes such as reverse osmosis (RO), pretreatments, membrane degasifier, and several ion exchange processes. Recently, continuous electrodeionization (CEDI) has replaced the 2-bed and 3-tower (2B3T) ion exchange process. As a result, the majority of wastewater in UPW production now comes from the RO concentrate. The important of RO in UPW production is to produce high-quality water with a low ion concentration (around 1 mg/L) for CEDI feed water. Minimizing RO concentrate is essential to reduce the wastewater produced in the UPW production process. This can be achieved by maximizing the recovery of the RO system. However, increasing the recovery is limited by the water quality of the RO permeate. To ensure high-quality permeate water, the RO system is designed with a two-pass configuration. The recovery of each pass in the RO system is limited (e.g., < 85%) due to the expected increase in permeate water concentration at higher RO feed water concentrations. Interestingly, tests using 4-inch RO modules with low concentration feed water (≤ 35 mg/L as NaCl) revealed that the permeate concentration remains almost constant regardless of the feed water concentration. This implies that the recovery of the first RO pass can be increased as long as the average feed/concentrate concentration of the second RO pass is less than 35 mg/L. According to this design criterion for the RO system, the recovery of the first and second RO pass, with a feed water concentration of 250 mg/L as NaCl, can be increased up to 94.8% and 96.0%, respectively. Compared to the conventional RO system design (e.g., 70% and 80% for the first and second RO pass) for UPW production, this maximum recovery design reduces the volume of RO feed and concentrate by up to 38.4% and 89.2%, respectively.

나노여과막(NF)은 식품가공, 제약 등 폐수는 물론 지자체 하수처리시설에서 배출되는 폐수 처리에 있어 훨씬 낮 은 압력으로 운용이 가능해 역삼투막(RO)보다 인기가 높다. NF막의 경우 분리 메커니즘은 투과확산 기작과 더불어 RO 박막 보다 낮은 가교밀도로 인한 체거름 메커니즘이다. 막 오염은 세라믹 막과 달리 고분자 막의 경우 나노 여과 공정의 고질적인 문제 중 하나이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 차아염소산나트륨을 사용한 멤브레인 세척이 이루어진다. 폴리머 멤브레인 에 비해 세라믹 멤브레인은 이러한 화합물에 매우 안정적이다. 본 리뷰에서는 NF 프로세스에 의한 폐수 처리의 다양한 유형 의 세라믹 막 적용에 대해 논의한다.

석유 정제 시설 등에서 발생하는 함유폐수의 처리는 폐수의 유류 허용한계를 넘기지 않기 위해 중요한 공정이다. 세라믹 멤브레인은 유류 처리에서의 높은 효율, 내화학성, 내열성, 기계적 안정성, 그리고 단순한 작동 원리 등의 장점을 가지 고 있어 함유폐수의 처리에 효과적이다. 그러나 세라믹 멤브레인은 원재료의 높은 가격 때문에 널리 사용되는 데에 한계가 있다. 최근에는 이를 해소하기 위해 플라이 애시나 점토를 사용하는 노력도 있었다. 이 리뷰는 세라믹 멤브레인의 효율과 제 작을 실리콘, 알루미나, 그리고 폐석탄회의 재료로 나누었다.

Excess nitrogen (N) flowing from livestock manure to water systems poses a serious threat to the natural environment. Thus, livestock wastewater management has recently drawn attention to this related field. This study first attempted to obtain the optimal conditions for the further volatilization of NH3 gas generated from pig wastewater by adjusting the amount of injected magnesia (MgO). At 0.8 wt.% of MgO (by pig wastewater weight), the volatility rate of NH3 increased to 75.5% after a day of aeration compared to untreated samples (pig wastewater itself). This phenomenon was attributed to increases in the pH of pig wastewater as MgO dissolved in it, increasing the volatilization efficiency of NH3. The initial pH of pig wastewater was 8.4, and the pH was 9.2 when MgO was added up to 0.8 wt.%. Second, the residual ammonia nitrogen (NH4 +-N) in pig wastewater was removed by precipitation in the form of struvite (NH4MgPO4·6H2O) by adjusting the pH after adding MgO and H3PO4. Struvite produced in the pig wastewater was identified by field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) and X-ray diffraction (XRD) analysis. White precipitates began to form at pH 6, and the higher the pH, the lower the concentration of NH4 +-N in pig wastewater. Of the total 86.1% of NH4 +-N removed, 62.4% was achieved at pH 6, which was the highest removal rate. Furthermore, how struvite changes with pH was investigated. Under conditions of pH 11 or higher, the synthesized struvite was completely decomposed. The yield of struvite in the precipitate was determined to be between 68% and 84% through a variety of analyses.

폐수는 석유 정제 산업에서만 방출되는 것이 아니고 아니라 가죽, 섬유, 페인트, 목재, 염료 가공 산업에서 또한 방출된다. 이런 산업 폐수는 중금속과 질소화합물 등 수질오염물질을 포함하고 있으며 화학적 산소요구량(COD)이 높다. 안 전한 처리를 위해 폐수에서 각종 오염물질을 걸러내는 방식이 있지만 막 기반 기술은 고효율, 저비용으로 가장 효율적인 방 법 중 하나이다. 다양한 막 중에서, 제올라이트 막은 가성비로 주목을 받고 있으며 많은 연구를 거쳤다. 본 리뷰논문은 i) 폐 수처리, ii) 미세여과막, iii) 중공사막, iv) 초여과막의 순서로 폐수처리를 위한 제올라이트 막의 최근 진척을 중점으로 다루고 있다.

막여과는 흡착, 응집 등의 폐수 처리 방법에 비교해 경제적이며, 높은 효율을 보인다는 장점을 가지고 있다. 하지 만, 막의 표면에 오염물질이 흡착하여 발생하는 막오염 현상으로 인해 막여과의 효율이 크게 줄어들게 된다. 다양한 종류의 막 중에서 세라믹 분리막은 친수성을 띄며, 화학적으로 안정되었기 때문에 오염방지에 효과적이다. 또한, 산화 그래핀 등을 활용한 복합막도 막오염을 예방하는 데 도움이 될 수 있다. 최근에는 막오염을 방지하고 시너지 효과를 얻기 위해 광촉매 분 리막이 해결책으로 제시되었다. 막 분리는 광촉매의 단점인 촉매의 낮은 재사용률을 보완할 수 있으며, 광촉매 반응은 오염을 막을 수 있다.

다양한 산업 중에서 섬유 산업은 섬유 염색을 위해 가장 많은 양의 물을 사용하는데, 이는 여러 종류의 염료를 포 함한 폐수의 방대한 배출로 이어진다. 염료의 제거를 위한 방법에는 오존 처리, 흡착 등의 다양한 처리 방법이 존재한다. 하 지만 이러한 처리 방법은 폐수 재사용의 문제로 인해 처리 가격이 상승하기 때문에 성공적이지 못하다. 이에 대한 대안으로 막분리 공정이 폐수의 염료 처리를 위한 가장 적절한 기술로 보고되고 있다. 이때 사용되는 분리막은 고분자 분리막과 세라 믹 분리막으로 나눌 수 있다. 세라믹 분리막의 장점에는 세척의 용이함, 긴 수명, 내열성, 내화학성, 그리고 기계적 안정성이 있다. 세라믹 분리막은 다양한 원료로 만들 수 있으며, 점토, 제올라이트, 플라이 애시와 같은 천연 재료는 저렴하고 구하기 용이하다. 본 리뷰에서 폐수처리는 크게 한외여과(ultrafiltration), 정밀여과(microfiltration), 그리고 나노여과(nanofiltration) 세 가지 공정으로 나누어져 있다.