상하수도 118회 2교시 문제 5. 분리막 생물반응기(MBR)에서 Fouling 현상의 원인과 제어방법에 대하여 설명하시오.

답 1. 막의 파울링(Fouling, 가역적 오염)

1) 정의 : 막 자체는 변하지 않고 외적 인자에 의한 성능저하 : 회복 가능

2) 원인 : 농도분극현상

- Membrane 표면에 억류된 입자로 인해 막의 기공을 폐쇄하고 Membrane의 단위면적당 통과수량을 감소시키는 현상

- 물리적 세척에 의해 성능을 회복할 수 있는 가역적인 오염현상

- 주로 RO와 UF의 막에서 잘 일어나는 현상

- 농도의 분극화에 의한 젤/케이크 형성은 유입수 내 대부분의 고형물이 공극의 크기 또는 막의 분획분자량보다 큰 경우에 발생

답 2. 막의 열화(비가역적 오염)

1) 정의 : 막 자체의 변질에 의해 생긴 성능 저하 : 회복 불가

2) 원인

(1) 겔 농축현상(Gel Layer)

- Membrane 표면에 억류된 입자의 농도가 계속 증가하여 일정수준을 초과하면 콜로이드 입자 및 고분자 물질이 겔화(고체화)

→ Membrane 표면에 얇은 막을 형성하면서 Membrane의 통과수량이 극단적으로 감소, 심한 경우에는 화학적 세정을 실시하여도 여과수량이 회복되지 못하는 비가역적 오염이 되는 현상

(2) 흡착현상(Adsorption)

- 유기물질 또는 입자가 Membrane 표면 또는 Membrane 기공 속에 흡착, 기공 크기를 줄이거나 막아버리는 현상

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답 3. 대책

1) 물리적 세정

(1) 스크러빙(Scrubbing)

- 공기를 주입하여 막 면에 부착되어 있는 현탁물질 제거

- 평막, 중공사의 경우

(2) 플러싱(Flushing)

- 청수를 이용하여 여과함으로써 막 면에 쌓인 현탁물질 제거

- 관상형막, 나권형 등의 가압식

(3) 역세(Block Washing)

- 공급방향과 반대방향으로 청수를 공급

- 관상형막, 중공사

(4) 스펀지볼 세정

- 유로가 큰 경우 스펀지볼을 넣어 막 면의 현탁물질 제거

- 관상형막, 평막

(5) 공기 + 진동

2) 약품세정(세정제의 종류)

- 산화제 : 유기물, 미생물에 의한 오염

- 계면활성제 : 지방이나 광유에 의한 오염

- 산 : 칼슘 스케일이나 금속물질에 의한 오염

- 알칼리 : 실리카 스케일이나 휴민질에 의한 오염

3) 막모듈 교환

- 약품세정을 해도 차압이 일정수치를 상회할 때

- 일정량의 처리수가 얻어지지 않는 경우

- 초기 순수 투과플럭스의 50 ~ 80%로 저하되거나 약품 세정주기가 짧아진 경우

 

 

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