침지형 막분리 활성오니법에 있어서 생물대사성분의 거동

Behavior of Soluble Microbial Products in a Submerged Membrane Separation Activated Sludge Process

본 연구는 실험실 규모의 침지형 막분리 활성오니법을 이용하여 생물 대사 성분이 막투과 유속에 미치는 영향에 대해 고찰하였다. SMP와 분리막의 fouling과의 관계를 살펴보기 위해 연속 실험과 회분 실험으로 나누어 운전하였다. 합성 폐수로는 단일 탄소원으로서 phenol을 사용하였다. 생물 반응조의 체류 시간과 MLSS농도는 각각 12hr과 9.000mgVSS/L로 유지하였다. 연속 장치에 있어서 회분 여과 실험을 통해 SMP농도가 증가할수록 막투과 유속은 감소하였고, cake와 gel층이 형성을 증가시켰다. Cake의 저항은 $2.9{\sim}4.0{\times}10^{10}$으로 측정되어 다른 여과 저항보다 막투과 유속의 감소에 중요한 영향을 나타냈다. 회분 페놀 분해 실험에서 SMP종들 중에 $SMP_{nd}$와 $SMP_{e}$가 난분해성 고분자 물질로서 막투과 감소에 중요한 역할을 하였다. 또한, SMP농도는 막투과 유속의 감소에 대한 HRT의 증가로서 생물 반응조 내에 축적되었다.

A laboratory-scale experiment was conducted to investigate the effect of soluble microbial products(SMP) on permeate flux in the submerged membrane separation activated sludge process. Continuous and batch filtration test were operated to understand mechanism of relationship between membrane fouling and SMP. Synthetic wastewater(phenol) was used as a carbon source. Hydraulic retention time(HRT) and mixed-liquor volatile suspended solids(MLVSS) of the reactor were kept at 12 hours and 9.000mg VSS/L, respectively. Batch filtration tests ($J_{60}/J_o$) using the mixed liquor from reactor showed that the increase of accumulated SMP concentration in the reactor caused to the decreasing permeate flux and the increasing of the adhesion matters which form cake and gel layer. The resistance value of cake layer was measured $2.9{\times}10^{10}{\sim}4.0{\times}10^{10}(1/m)$, this value showed more significant effect on flux drop than that of among other resistance layers. Batch phenol-degradation experiment was conducted to observe SMP type expected $SMP_{nd}$ and $SMP_{e}$ (SMP resulted from endogenous cell decomposition), these are non-biodegradable high molecular weight organic matter and playa significant role in permeate flux drop. Also, SMP concentration was accumulated as increased of HRT against flux drop.