학술논문

쿼럼 퀜칭과 역세척 및 사인파형 연속운전을 결합한 막오염 제어 / Membrane fouling control with qourum quenching combining backwash and the sinusoidal flux continuous operation
Document Type
Dissertation/ Thesis
Source
Subject
backwashable membrane
fouling
qourum quenching
suction pressure
Language
Korean
Abstract
본 연구에서는 역세척이 가능한 다공성 중공사형 분리막(multi-bore capillary membrane module)과 평막형 분리막 모듈을 생물막 반응기(membrane bioreactor, MBR)에 침지시킨 후, 운전시간에 따른 흡입 압력을 측정하였다. 모듈의 공칭 세공크기는 0.2μm이며, 유효 막면적은 중공사형 분리막 모듈 각각 80, 53 cm2 및 평막형 분리막 모듈의 경우 128 cm2 이었다.중공사 모듈과 평막 모듈을 MLSS 8,000 mg/L 활성 슬러지 수용액에 각각 침지시키고 투과유속 및 조건변화에 따른 흡입압력의 변화를 확인하였다. 운전 조건은 여과/정지(FR), 사인파형 투과유속 연속운전(SFCO) 그리고 정지이완시 역세척(FR/BW) 방식으로 조작하였다. 특히, 역세척이 가능한 평막의 경우 quorum quenching(QQ) 비드를 변화하며 흡입 압력을 확인하였다. 다공성 중공사형 분리막 모듈을 이용한 실험의 SFCO 운전방식의 흡입 압력은 30 L/m2·h에서 낮았으며, 50 L/m2·h에서는 FR 운전방식의 흡입 압력이 높게 나타났다. 또한 외경이 큰 모듈의 흡입 압력보다 작은 모듈의 흡입 압력이 비교적 낮게 상승하였다. 외경이 큰 모듈의 흡입 압력은 외경이 작은 모듈의 흡입 압력보다 높게 상승하였으나 역세척을 이용하여 40% 이상 감소시킬 수 있는 것을 확인하였다. 또한 vacant bead(VB), BH4와 DKY-1의 실험군에서 FR과 SFCO 운전방식에 따른 효과를 비교, 분석하였다. 투과 유속 40 L/m2·h 이고 DKY-1 QQ 비드를 주입할 경우 흡입 압력 감소는 가장 효과적이었다. 또한 역세척에 의한 흡입 압력 감소 효과는 DKY-1 QQ 비드의 경우보다 2배 이상 높게 나타났다.
In this study, after immersing a multi-bore capillary module and a flat-sheet membrane module capable of reverse washing in a membrane bioreactor (MBR), the suction pressure was measured with respect to the operation time. The nominal pore size of the module was 0.2 μm, and the effective membrane area was 80, 53 cm2, respectively, and 128 cm2 for the flat film separator module.The multi-bore capillary module and the flat membrane module were immersed in an MLSS 8,000 mg/L active sludge solution, respectively, and the change in suction pressure was confirmed with respect to the flow rate and opration conditions. The operating conditions were operated by filtration/relaxation (FR), sinusoidal flow continuous operation(SFCO), and backwashing (FR/BW). In particular, in the case of a backwashable flat membrane, the suction pressure was confirmed by changing the quorum quenching (QQ) bead.In the experiment using multi-bore capillary module, the suction pressure of the SFCO operation method was low at 30 L/m2·h, and the suction pressure of the FR operation method was high at 50 L/m2·h. In addition, the suction pressure of the module with a small outer diameter increased relatively lower than the suction pressure of the module with a large outer diameter. The suction pressure of a module having a large outer diameter was increased higher than that of a module having a small outer diameter, but it was confirmed that the suction pressure of a module having a large outer diameter could be reduced by 40% or more using backwashing. In addition, the effects of FR and SFCO operation methods were compared and analyzed in the experimental groups of Vacant bead (VB), BH4, and DKY-1. The flow rate was 40 L/m2·h, and when the DKY-1 QQ bead was injected, the suction pressure reduction was the most effective. In addition, the effect of reducing suction pressure by backwashing was more than twice as high as that of the DKY-1 QQ bead.