본 연구에서는 MBR(Membrane Bioreactor)공법에서 발생하는 막 오염을 제어하기 위해 Rhamnolipid를 적용하였다. Rhamnolipid를 MBR에 주입하여 분리막 오염 제어 및 세정에 대한 가능성을 평가하고, 주입방법 및 최적주입농도와 최적주입주기를 설정하였다. Rhamnolipid를 주입하였을 때 활성슬러지로 인한 막오염 영향을 확인하기 위해 활성슬러지 케이크 비 저항값을 산출하였고, MBR 막 오염의 가장 주요 요인인 Biofilm에 생성정도를 ...
본 연구에서는 MBR(Membrane Bioreactor)공법에서 발생하는 막 오염을 제어하기 위해 Rhamnolipid를 적용하였다. Rhamnolipid를 MBR에 주입하여 분리막 오염 제어 및 세정에 대한 가능성을 평가하고, 주입방법 및 최적주입농도와 최적주입주기를 설정하였다. Rhamnolipid를 주입하였을 때 활성슬러지로 인한 막오염 영향을 확인하기 위해 활성슬러지 케이크 비 저항값을 산출하였고, MBR 막 오염의 가장 주요 요인인 Biofilm에 생성정도를 EPS 분석을 통해 알아내었다. 반응조를 운영하는 동안 막간차압(Transmembrane pressure, TMP)의 경향을 확인하여 반응조의 막 오염 정도를 파악하였다. 연구는 총 3단계로 이루어졌다. 1단계에서는 Rhamnolipid의 주입농도와 주입방식을 설정하기 위해, 임계미셀농도(0.003%, Rhamnolipid)를 구하였고 임계미셀농도의 10배인 0.03%의 Rhamnolipid, 100배인 0.3%의 Rhamnolipid로 주입농도를 설정하였다. 주입방식으로는 중력을 이용하여 분리막 내부에 주입시켜주었으며 6일마다 한번 주입하였다. 그래서 3개의 반응조 MBR1(Blank, Control), MBR2(0.03%, Rhamnolipid), MBR3(0.3%, Rhamnolipid)을 다음과 같이 설정하였고 운전하는 동안 막간차압의 변화를 확인하였다. 2단계에서는 1단계연구에 사용한 Rhamnolipid의 주입농도로 설정하고, 주입방식은 CIP(Cleaning in place)로 설정하였으며 주입주기로 매일 주입방법을 채택하였다. 이 역시 운전하는 동안에 막간차압의 변화를 확인하였다. 3단계에서는 1단계와 2단계 연구에서 나온 결과 값을 적용하여 0.3% Rhamnolipid로 주입농도를 설정하고 중력을 이용하여 분리막 내부에 주입하였다. 이후 최적주입주기를 확인하기 위해 매일투입 방식과 6일에 한번 투입방식을 채택하여 MBR1(Blank, Control), MBR2(0.3%-Rhamnolipid/day), MBR3(0.3%-Rhamnolipid/6days)로 반응조를 설정한 뒤 막간차압의 변화를 확인하였다. 1단계에서는 Rhamnolipid의 주입농도가 증가할수록 막간차압이 천천히 상승했다. 반응조 운전이 종료된 시점에 막간차압은 0.3%의 Rhamnolipid를 주입한 반응조(MBR3)가 아무것도 주입하지 않은 반응조 (MBR1)에 비해 27배 낮게 측정되었다. 이는 Rhamnolipid의 주입이 반응조 내부에서 활성슬러지의 Biofilm 생성 특성을 저하 시킨 것으로 판단하였다. 2단계에서는 CIP방식과 중력방식의 비교 실험과 매일 주입해주는 방식에 대한 결과를 확인하였다. 매일 CIP방식으로 주입할 때 주입농도가 0.3% Rhamnolipid인 경우 막간차압이 오히려 가장 많이 상승하였다. 이는 Rhamnolipid가 주입됨에 따라 활성슬러지의 Biofilm 생성특성은 저하 시켰으나, 분리막 내부에 Rhamnolipid가 쌓여 막간차압의 상승을 유발 시킨 것으로 판단되었다. 결과적으로 Rhamnolipid를 투입할때는 중력을 이용한 방식이 CIP방식보다 효과적이라고 생각되었다. 3단계에서는 0.3% Rhamnolipid를 주입하는 최적 주기를 확인하였다. 같은 농도의 0.3% Rhamnolipid를 6일에 한번 투입하였을 때 한번 투입되는 Rhamnolipid의 양이 많아 2단계 연구와 동일하게 분리막 내부에서 Rhamnolipid가 쌓여 막간차압의 상승을 유발 시킨 것으로 판단되었다. 이와 비교하여 0.3% Rhamnolipid를 매일 투입하였을 때 막간차압의 상승이 다른 반응조와 비교하여 천천히 진행되는 것을 확인하였고, 이를 통해 0.3%의 Rhamnolipid를 주입할 때 매일투입하는 방식이 막오염제어에 효과적인 것으로 판단되었다. 결론적으로 MBR공정에서 Rhamnolipid를 주입하여 세정을 진행할 때 0.3%의 농도와 매일 주입시 가장 막오염 저감효과를 나타냈으며, 과도한 Rhamnolipid의 투입은 분리막 내부에 쌓여 Rhamnolipid로 인한 막오염을 생성시키는 것으로 판단된다
본 연구에서는 MBR(Membrane Bioreactor)공법에서 발생하는 막 오염을 제어하기 위해 Rhamnolipid를 적용하였다. Rhamnolipid를 MBR에 주입하여 분리막 오염 제어 및 세정에 대한 가능성을 평가하고, 주입방법 및 최적주입농도와 최적주입주기를 설정하였다. Rhamnolipid를 주입하였을 때 활성슬러지로 인한 막오염 영향을 확인하기 위해 활성슬러지 케이크 비 저항값을 산출하였고, MBR 막 오염의 가장 주요 요인인 Biofilm에 생성정도를 EPS 분석을 통해 알아내었다. 반응조를 운영하는 동안 막간차압(Transmembrane pressure, TMP)의 경향을 확인하여 반응조의 막 오염 정도를 파악하였다. 연구는 총 3단계로 이루어졌다. 1단계에서는 Rhamnolipid의 주입농도와 주입방식을 설정하기 위해, 임계미셀농도(0.003%, Rhamnolipid)를 구하였고 임계미셀농도의 10배인 0.03%의 Rhamnolipid, 100배인 0.3%의 Rhamnolipid로 주입농도를 설정하였다. 주입방식으로는 중력을 이용하여 분리막 내부에 주입시켜주었으며 6일마다 한번 주입하였다. 그래서 3개의 반응조 MBR1(Blank, Control), MBR2(0.03%, Rhamnolipid), MBR3(0.3%, Rhamnolipid)을 다음과 같이 설정하였고 운전하는 동안 막간차압의 변화를 확인하였다. 2단계에서는 1단계연구에 사용한 Rhamnolipid의 주입농도로 설정하고, 주입방식은 CIP(Cleaning in place)로 설정하였으며 주입주기로 매일 주입방법을 채택하였다. 이 역시 운전하는 동안에 막간차압의 변화를 확인하였다. 3단계에서는 1단계와 2단계 연구에서 나온 결과 값을 적용하여 0.3% Rhamnolipid로 주입농도를 설정하고 중력을 이용하여 분리막 내부에 주입하였다. 이후 최적주입주기를 확인하기 위해 매일투입 방식과 6일에 한번 투입방식을 채택하여 MBR1(Blank, Control), MBR2(0.3%-Rhamnolipid/day), MBR3(0.3%-Rhamnolipid/6days)로 반응조를 설정한 뒤 막간차압의 변화를 확인하였다. 1단계에서는 Rhamnolipid의 주입농도가 증가할수록 막간차압이 천천히 상승했다. 반응조 운전이 종료된 시점에 막간차압은 0.3%의 Rhamnolipid를 주입한 반응조(MBR3)가 아무것도 주입하지 않은 반응조 (MBR1)에 비해 27배 낮게 측정되었다. 이는 Rhamnolipid의 주입이 반응조 내부에서 활성슬러지의 Biofilm 생성 특성을 저하 시킨 것으로 판단하였다. 2단계에서는 CIP방식과 중력방식의 비교 실험과 매일 주입해주는 방식에 대한 결과를 확인하였다. 매일 CIP방식으로 주입할 때 주입농도가 0.3% Rhamnolipid인 경우 막간차압이 오히려 가장 많이 상승하였다. 이는 Rhamnolipid가 주입됨에 따라 활성슬러지의 Biofilm 생성특성은 저하 시켰으나, 분리막 내부에 Rhamnolipid가 쌓여 막간차압의 상승을 유발 시킨 것으로 판단되었다. 결과적으로 Rhamnolipid를 투입할때는 중력을 이용한 방식이 CIP방식보다 효과적이라고 생각되었다. 3단계에서는 0.3% Rhamnolipid를 주입하는 최적 주기를 확인하였다. 같은 농도의 0.3% Rhamnolipid를 6일에 한번 투입하였을 때 한번 투입되는 Rhamnolipid의 양이 많아 2단계 연구와 동일하게 분리막 내부에서 Rhamnolipid가 쌓여 막간차압의 상승을 유발 시킨 것으로 판단되었다. 이와 비교하여 0.3% Rhamnolipid를 매일 투입하였을 때 막간차압의 상승이 다른 반응조와 비교하여 천천히 진행되는 것을 확인하였고, 이를 통해 0.3%의 Rhamnolipid를 주입할 때 매일투입하는 방식이 막오염제어에 효과적인 것으로 판단되었다. 결론적으로 MBR공정에서 Rhamnolipid를 주입하여 세정을 진행할 때 0.3%의 농도와 매일 주입시 가장 막오염 저감효과를 나타냈으며, 과도한 Rhamnolipid의 투입은 분리막 내부에 쌓여 Rhamnolipid로 인한 막오염을 생성시키는 것으로 판단된다
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