Advanced Water Treatment of High Turbidity Source by Hybrid Process of Photocatalyst and Alumina Microfiltration: Effect of Organic Matters at Nitrogen Back-flushing

광촉매 및 알루미나 정밀여과 혼성공정에 의한 고탁도 원수의 고도정수처리: 질소 역세척시 유기물의 영향

Effect of humic acid (HA) with periodic nitrogen back-flushing was investigated in hybrid process of alumina microfiltration and photocatalyst for drinking water treatment. It was compared and investigated with the previous results of microfiltration water back-flushing or ultrafiltration nitrogen back-flushing in viewpoints of membrane fouling resistance ($R_f$), permeate flux (J), and total permeate volume ($V_T$). As results, the trends of membrane fouling were different depending on nitrogen or water back-flushing, and depending on ultrafiltration or microfiltration made with the same material. Also, the nitrogen back-flushing using microfiltration was more effective membrane fouling inhibition than ultrafiltration, and the nitrogen back-flushing was more effective than water back-flushing using the same microfiltration membrane. Turbidity treatment efficiencies were almost constant independent of HA concentration, but HA treatment efficiency was the maximum at HA 10 mg/L. From this results, it was shown that the treated water HA quality increased as increasing HA concentration, but HA could be removed the most effectively by photocatalyst beads adsorption and photo-oxidation at HA 10 mg/L.

정수처리용 알루미나 정밀여과 및 광촉매의 혼성공정에서 주기적 질소 역세척 시 휴믹산 농도의 영향을 알아보고, 막오염에 의한 저항 ($R_f$) 및 투과선속 (J), 총여과부피 ($V_T$) 측면에서 정밀여과의 물 역세척 또는 한외여과의 질소 역세척한 기존 결과와 비교 고찰하였다. 그 결과, 휴믹산 농도의 영향으로 막오염이 진행되는 경향은 질소 또는 물 역세척에 따라, 동일한 재질이라도 한외여과 또는 정밀여과에 따라 차이를 보였다. 또한 동일한 재질의 분리막의 경우 한외여과 보다 정밀여과에서 질소 역세척이 막오염 억제에 효과적이고, 동일한 정밀여과인 경우 물 역세척보다 질소 역세척이 효과적이었다. 탁도 처리효율은 휴믹산 농도와 무관하게 거의 일정하였으나, 휴믹산 처리효율은 휴믹산 10 mg/L에서 최대였다. 이러한 결과로부터 정밀여과막의 질소 역세척시 휴믹산의 농도가 증가할수록 처리수의 휴믹산 농도도 높아지지만, 휴믹산 농도 10 mg/L에서 광촉매 구의 흡착과 광산화로 휴믹산이 최대 효율로 제거된다는 것을 알 수 있었다.