COMBINED BIOLOGICAL POWDERED ACTIVATED CARBON - MEMBRANE MICROFILTRATION (BPAC-MF) FOR WASTEWATER RECLAMATION AND REUSE|RISS 상세보기

국문 초록 (Abstract)

최근 물의 수요가 증가하고 한정된 수자원에 의하여 물 부족 현상이 심각해짐에 따라 하수처리 수가 새로운 수자원으로서 인식되고 있고, 하수의 재 이용을 확대 보급하기 위하여 보다 간단하고 경제적인 시스템의 개발이 필요하다.
본 연구에서는 최근 새로운 수 처리 개념으로서 막 분리 시스템에 분말 생물 활성탄을 조합하여 하수처리중 난 분해성 유기물과 바이러스의 제거특성 그리고 그 메커니즘을 실험적으로 검토하였다. 실험은 세 공경 0.2㎛의 정밀여과 막 시스템에 공칭 입경 44㎛의 분말 활성탄을 주입하고, 실제 하수처리장의 생물학적 3차 처리 시설에서 채취한 미생물을 식종하여 생물 활성탄을 만들었다. 난 분해성 유기물의 제거특성은 합성 2차 처리수를 이용하여 시스템내의 활성탄 농도를 0.5, 1, 2, 그리고 20g/ℓ로 변화시키면서 검토하였고, 또한 동일 투과유속을 유지하면서 시스템내 수온을 15℃로 낮추어, 온도변화에 따른 제거특성을 검토하였다. 바이러스의 제거는 대장균 파지 Qβ를 모델 바이러스로 사용하여 평가하였다.
본 연구는 크게 세부분으로 나누어 막의 여과특성과 난분해성 유기물 및 바이러스의 제거이며 이를 분야별로 요약하면 다음과 같다.

막 여과 특성
합성 2차 처리수에 활성탄과 생물활성탄 혼합액을 각각 여과했을때 생물활성탄 혼합액이 총고형물 농도가 높음에도 불구하고 투과유속에는 큰 감소를 보이지 않았다. 또한 생물활성탄 혼합액도 활성탄의 농도가 증가함에 따라 투과유속은 감소하였지만 그 폭은 그다지 크지 않아 비교적 고농도의 활성탄에 의한 투과유속의 영향은 없으며, 오히려 활성탄에 의한 막오염 방지 효과가 있음을 알 수 있다.

난분해성 유기물 제거
하수의 2차 처리수에 함유된 여러가지 종류의 유기물 (단백질, 탄수화물, 휴민, 탄닌, 리그닌, 세제) 중 탄닌, 리그닌, 휴민 그리고 고분자 탄수화물인 아리비아고무 등이 난 분해성으로 구분되었다. 그러나 이러한 난 분해성 물질들도 미생물과 장기간 접촉함에 따라 서서히 분해되었고, 활성탄에 흡착되지 않는 휴민과 아라비아고무는 생물분말활성탄에는 그 흡착율이 높았다. 이에 따라 BPAC-MF 프로세스에 의한 난분해성 유기물의 제거효율은 지속적으로 상당히 높았다. 이는 난분해성 유기물의 흡착과 막면에서의 배제율 증가, 그리고 장기간 미생물과의 접촉에 의한 결과로 평가되었다. 정상상태에서 시스템내 유기물수지에 의하면 유입된 TOC의 83%가 시스템내에서 산화 분해된 것으로 나타났다. 또한 15℃의 저온에서도 BPAC-MF 시스템에 의한 유기물의 제거효율에는 영향이 없었다.

바이러스 제거
모델 바이러스로서 사용된 파-지 Qβ는 활성탄에 대단히 높은 흡착특성을 보여주었다. 이에 따라 활성탄 농도 20g/ℓ의 BPAC-MF 시스템 내에서의 바이러스에 대한 물질수지를 취한 결과 정상상태에서의 유입된 Qβ의 99.9997%가 제거 되었다. 이는 시스템 내에서 Qβ가 생물활성탄에 흡착되어 불활성화 된 것으로 평가되었다.

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최근 물의 수요가 증가하고 한정된 수자원에 의하여 물 부족 현상이 심각해짐에 따라 하수처리 수가 새로운 수자원으로서 인식되고 있고, 하수의 재 이용을 확대 보급하기 위하여 보다 간...

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