In MBR, extracellular polymeric substance (EPS) is known as an important factor of fouling; soluble EPS (sEPS) affects internal contamination of membrane, and bound EPS (bEPS) affects the formation of the cake layer. The production of EPS changes according to the composition of influent, which affects fouling characteristics. Therefore, in this study, the effects of the F/M ratio on the sEPS concentration, bEPS content, and fouling were evaluated. The effects of F/M ratio on the amount and composition of EPS were confirmed by setting conditions that were very low or higher than the general F/M ratio of MBR, and the fouling occurrence characteristics were evaluated by filtration resistance distribution. As a result, it was found that the sEPS increased significantly with the increase of the F/M ratio. When the substrate was depleted, bEPS content decreased because bEPS was hydrolyzed into BAP and seemed to be used as a substrate. In contrast, when the substrate is sufficient, UAP (utilization-associated products) was rapidly generated in proportion with the consumption of the substrate. UAP has a relatively higher Protein/Carbohydrate ratio (P/C ratio) than BAP, and this means, it has a higher adhesive force to the membrane surface. As a result, UAP seems like causing fouling rather than BAP (biomass-associated products). Therefore, Rf (Resistance of internal contamination) increased rapidly with the increase of UAP, and Rc (Resistance of cake layer) increased with the accumulation of bEPS in proportion, and as a result, the fouling interval was shortened. According to this study, a high F/M ratio leads to an increment in UAP generation and accumulation of bEPS, and by these UAP and bEPS, membrane fouling is promoted.

파울링은 멤브레인 성질의 효과를 저해한다는 점에서 큰 문제다. 멤브레인의 표면적인 특성에 파울링의 영향이 감소하는 문제를 해결하기 위해 다양하고 기발한 멤브레인의 패턴화가 제시되었다. 패턴화된 멤브레인의 진행 과정과 멤브레인의 파울링 효과의 분리 과정을 이 글을 통해 짚어보려 한다. 패턴화된 멤브레인의 효과를 최대한 활용하는 다양한 분리 과정을 분석해야 하는데 바로 나노여과, 역삼투, 미세여과, 한외여과, 투과증발이다. 이러한 분리 과정들을 사용하면 파울링 효과를 줄이는데 큰 효과가 있다는 점이 증명되었다. 또한, 패턴화된 멤브레인에 이로운 요소도 더해진다. 각각의 패턴화된 멤 브레인과 분리 과정들은 플럭스, 염 제거율, 친수성 등에 대한 임계값을 구하는데 주목할 만한 결과가 나왔지만, 아직 파악되지 않은 부분을 확인할 필요도 있다. 본 총설에서는 분리공정을 위한 패턴화된 멤브레인의 효과에 대해 논의할 것이다.

본 연구에서는 신방오도료 Diuron과 Irgarol이 해양 무척추동물인 말똥성게 (Hemicentrotus pulcherrimus)에게 미치는 독성영향을 10 min-수정률과 64 h-정상 유생발생률의 EC50, NOEC, LOEC 값을 통하여 확인하였으며, 해당 오염 물질이 H. pulcherrimus의 초기발생단계에 미치는 지연효과를 확인하고자 하였다. 실험결과, Diuron과 Irgarol은 시험농도 (40 mg L-1)에서 H. pulcherrimus의 수정률에 영향을 미치지 않았으며, 정상 유생발생률에 대한 EC50값은 각각 7.12 mg L-1, 2.31 mg L-1로 나타났다. 또한, 수정란이 pluteus 유생으로 발달하는 과정에서 반수영향농도의 Diuron과 Irgarol의 노출 경과시간이 18 h에 도달하면, early gastrular stage로의 발달이 지연되기 시작하여, 24 h에서부터 유의미한 발달지연이 확인되었다. 이후 지속적인 발달지연이 관찰되어, Early gastrular-gastrular-early pluteus-pluteus로 이어지는 과정에서 발달지연이 나타났다. Diuron과 Irgarol은 잔류성이 높으며, 본 연구결과와 같이 무척추동물을 포함한 다양한 해양생물 군에 독성영향이 있는 것으로 알려져 있다. 이에, 해양 환경의 오염을 방지하고 보전하기 위하여, 관련된 규정의 마련을 통하여 환경보호 전략이 필요하다.

방오도료는 수중에서 사용 되는 시설물의 원치 않은 해양 생물 부착으로 인해 생기는 다양한 문제점을 해결 하기위해 사용되어 왔다. 하지만 최근, 방오도료에 사용되는 방오제가 해양생태계에 악영향을 미치는 것이 밝혀지면서 사용을 줄이거나 대체되고 있는 상황이다. 주로 사용되는 대체제로써 방오제를 사용하지 않거나 방출하지 않는 파울 릴리즈 방오 도료가 주목 받고 있다. 이 연구에서는, 파울 릴리즈 도료로 하이드 록실 말단 폴리 디메틸 실록산과 산화철 안료를 포함하는 접착 필름을 제작하였다. 방오 시험을 위해 박테리아로는 Escherichia coli와 미세조류 종으로 Navicula annexa 와 Nitzschia 종을 사용하여 수행하였다. 이 연구 결과로, 표면이 조금 더 거칠 때 물리적인 미생물 부착 방지를 통해 더 나은 방오 성능을 나타냄을 알 수 있었다.

본 연구에서는 자연수, 하폐수에 많이 포함되어 있는 파울링 유발 물질 중 하나인 alginic acid sodium salt를 축전 식 탈염공정(capacity deionization, CDI)에서 파울링 감소를 위한 조건을 확립하고자 한다. 먼저 feed 물질로 NaCl을 사용하 였다. 이는 파울링 발생에 대한 비교 물질로, 파울링이 발생하지 않음을 관찰하였다. Alginic acid sodium salt를 사용하여 파 울링 발생 여부를 확인하였다. 농도는 7 mg/L, 흡착 1.2 V 5 min, 탈착 -2 V 1 min에서 효율이 50.07%으로 제일 효율적인 탈 착 조건임을 알 수 있었다.

This short review focuses on fouling by proteins and macromolecules in microfiltration/ultrafiltration. First, an experimental system that enables investigation of how the extent of the adsorption of proteins and macromolecules on membrane surfaces contributes to a decrease in filtrate flux in microfiltration/ultrafiltration is described. Using this system, a causal relationship - not a correlation - indicating that adsorption results in a decrease in filtrate flux could be clearly demonstrated in some cases. Second, a hydration structure at the membrane surface that can suppress adsorption is discussed, inspired by biomaterial research. In their hydrated states, polymers with low-fouling properties have water molecules with a particular structure. Finally, some successful examples of the development of low-fouling membranes via surface modification using low-fouling polymers are discussed.