Abstract
PVC microfiltration membrane was prepared by phase immersion method and applied to membrane bioreactor (MBR) contained activated sludge. The hydrophilicity of membrane and the pore size increase with the amount of additive(PVP) ducting the preparation of membrane. Permeation characteristics and the membrane fouling behavior were investigated by varying the internal environment in MBR using the prepared membranes. When there is a sludge bulking in MBR caused by microorganism, membrane fouling was accumulated. The cake layer resistance, R$_{c}$, of membrane increased in the order of CP-0 > CP-1.0 > CP-1.5. Rc increased up to 3.5~7 fold where the sludge bulking occurred in MBR. CP-1.5 seems to be appropriated membrane on the basis of the surface characteristics and the flux. The average flux of all the test membrane was 12(${\pm}$2) L/$m^2$hr whereas the COD removal efficiency was 98.8%. The ratio of bulking sludge and the type and the size of microorganism in operating MBR accelerate the membrane fouling and flux decline. It is concluded that the characteristic of membrane filtration depends on the hydrophilicity of membrane, the internal environment of MBR reactor and the growth factor of sludge.
상전환 방법에 의해 PVC계 MF막을 제조하여 환성슬러지가 포함된 폐수 처리용 MBR (Membrane bioreactor)에 적용하였다. 막 제조시 첨가제의 농도에 따른 막 특성을 확인한 결과 첨가제의 농도가 증가할수록 기공 크기가 증가하였으며 친수화도 역시 향상되었다. MBR의 내부 환경변화에 따른 실험을 통해 제조한 막의 투과 성능 및 막에 발생하는 막 오염 거동을 조사하였다. 사상균의 생성으로 인한 Sludge bulking 시 막 오염 현상이 가속화되었으며, 이 때 각 시료의 Rc을 조사한 결과 CP-0 > CP-1.0 > CP-1.5의 순으로 나타났고, 정상상태와 비교하여 sludge busking시 Rc값은 3.5~7배가지 증가하였다. 표면 특성이나 투과 유속면에서 PVP 1.5 wt% (CP-1.5)를 첨가하였을 때가 가장 적합하였다. 평균 투과 유속은 시료 모두에서 12(${\pm}$2) L/$m^2$hr 정도였으며, 평균 COD 제거율은 98.8% 정도를 나타내었다 MBR 운전에 있어 sludge bulking시 사상균이 차지하는 비율과 미생물의 모양과 크기에 따라 막 오염은 가속화 되었고, 투과 유속 감소를 보였다. 따라서 막 여과 특성은 막의 친수화 정도와 MBR 내부 미생물의 성장 조건과 환경에 의해 결정되는 것을 알 수 있었다.
