This study presents membrane performance results from a lab-size membrane bioreactor system fed with industrial wastewater of a chemical company. Thiswastewater varied in quality and was of high strength. The membrane bioreactor was operated for 65 days. Cleaning of membrane was performed twice during operation period with bleach. After operation, the batch test was performed to find the more specific relationship between the permeate flux and transmembrane pressure and to determine the influence of airflow rate on membrane performance. The permeate flux decreased rapidly in 12 hr hydraulic detention time resulting in high loading rate and stress to the membrane, while a slower decrease was observed for low hydraulic detention time(3 days). he flux increased linearly with the transmembrane pressure, before reaching a maximum. After the point of the critical transmembrane pressure was arrived at which the flux remained constant, the flux was independent of the transmembrane pressure. This relationship was modified using the resistance-in-series model. A linear relationship between the critical transmembrane pressure and the airflow rate was observed. The high temperature was favourable to the membrane performance. The quality of sludge affected the permeate flux, this relationship was determined by analysing biomass concentration and capillary suction time (CST). A linear relationship between the logarithmic mixed liquor suspended solid (MLSS) and the permeability was found and as CST increased, the flux decreased linearly. In conclusion, the viscosity of suspended solid was a main parameter determining the membrane performance.
본 연구는 실험실 크기의 침지형 생물반응조에 화학공장에서 발생되는 폐수를 주입하여 막의 거동을 살펴보았다. 화학공장 폐수는 수질의 변화가 심할 뿐 아니라 고농도의 특성으로 인해 난분해성 폐수로 알려져 있다. 본 실험은 특히 막을 통한 유출수가 펌프를 사용하지 않고 수두차에 의해 얻어지며, 폭기를 이용하여 반응기내 혼합효과를 유도함으로써, 최대한의 에너지 소모를 감소시키는데 중점을 주었다. 반응기는 65일 동안 연속으로 운전되었으며, 막의 거동을 살피기 위하여 막의 특성실험을 실시하였다. 이는 막의 거동에 대한 투과유량과 흡입압과의 관계를 도출하고, 폭기유량이 막의 거동에 미치는 영향을 결정하기 위하여 이루어졌다. 투과유량은 12시간의 수리학적 체류시간(HRT)에서 급속도로 감소하는 경향을 나타내었으나, HRT의 증가에 따라 점차 안정된 처리율과 운전상태를 보였다. 투과유량과 흡입압과의 관계에서는 낮은 흡입압의 범위에서 투과유량이 흡입압의 증가에 따라 선형적으로 증가하는 관계를 보이고, 최고점 이후의 높은 압력의 범위에서는 투과유량이 흡입압의 증가에 관련없이 일정한 값을 나타내었다. 폭기유량과 임계흡입압 사이에는 선형의 관계가 관찰되었으며, 온도는 미생물의 활동에 해를 주지 않는 범위 내에서 높을 수록 막의 성능을 증가시켰다. 이는 온도가 높아질수록 유입수내에 있는 고분자의 물질뿐아니라 슬러지의 점도를 낮추므로써 투과율을 증가시킨 것이다.
또한, 슬러지의 특성이 투과유량에 주는 영향을 살펴보기 위하여 MLSS와 모세관흡입시간(capillary suction time)을 측정하고 서로의 관계를 방정식으로 나타내었다.
