하수 성상의 복잡성과 인구증가 그리고 빠른 도시화에 대응하기 위해 오염원에서 하수를 재이용하는 중수도 시스 템의 중요성이 부각되고 있다. 중수(greywater)는 가정 하수 중 변기를 제외한 세면대, 욕실, 싱크대, 세탁기 등에서 발생하는 하수를 의미한다. 본 연구는 가압식 한외여과(ultrafiltration) 분리막 시스템을 이용하여 중수의 직접 여과 및 주기적 역세척을 포함하는 분리막 여과 공정 수행을 통해 역세수의 성상에 따른 투과도 회복 효과를 분석하였다. 실험 결과, 세제에 일반적으 로 포함된 계면활성제 성분이 막 파울링(fouling) 완화에 지배적으로 기여하였고 계면활성제 부재 시 분리막 투과도는 여과 시작 15 min 만에 초기 투과도 대비 90%가 감소한 것을 확인할 수 있었다. 또한, 기존 연구 결과와 달리 분리막에서 생산되 는 투과수를 역세척수로 사용했을 때 수돗물을 적용하였을 때보다 투과도 회복률이 약 16% 더 높음을 확인할 수 있었다. 특 히, 투과수를 이용한 화학적 강화 역세척(chemical enhanced backwash, CEB)을 수행하였을 때 투과수의 성분과 첨가된 차아 염소산나트륨(NaOCl)의 시너지 효과로 인해 분리막 파울링을 효과적으로 감소시킬 수 있었다.

막여과 장치에 분말활성탄, 입상활성탄 및 안트라사이트를 투입하여 막여과 장치의 파울링 저감 및 막차압 개선효과에 대한 실험을 실시하였다. 막의 fouling 저감을 위해 투입되는 입자의 사이즈 가 보다 중요한 인자가 되는 것으로 조사되었다. 막차압과 활성탄 주입량에 따른 총 여과저항값은 활성 탄의 투입량이 증가할수록 총 여과저항값은 조금씩 감소하는 경향을 나타내었다. 총 여과저항값에서 막 저항값을 배제한 활성탄만의 여과저항값은 활성탄의 투입량이 증가할수록 여과저항값이 감소하는 것으 로 조사되었다. Cross-flow나 dead-end나 운전방식에 따라 처리효율에 차이는 나타나지만, 막여과에 활성탄을 투입함으로써 fouling 억제효과와 함께 활성탄의 흡착효과도 동시에 얻을 수 있음을 확인할 수 있었다.

바이러스 여과는 동물세포기반 바이오 의약품 제조에서 중요한 정제 공정으로, 특수하게 설계 및 제조된 분리막 을 사용하여 바이러스를 차단하고 항체 등 바이오 의약 물질을 선택적으로 통과시킨다. 바이러스 필터의 핵심 성능인 바이러 스 제거율과 항체 및 단백질의 회수율은 필터의 기공 구조와 대칭성뿐만 아니라, 여과 조건(표면 다공성, 압력, 유속, pH, 이 온 강도 등)에 따라 달라진다. 특히 단백질 오염은 비가역적 및 가역적 오염으로 구분되며, 추가로 blocking 모델을 통해 정밀 하게 분석하였다. 본 총설에서는 바이러스 필터 및 여과 공정의 이해 및 최적화를 위해 필터 구조, 제거 기작과 막오염 현상 을 소개하고, 바이러스 여과 공정에서 제거성능에 영향을 미치는 다양한 인자를 분석해보고자 한다.