Advanced Water Treatment of High Turbidity Source by Hybrid Process of Multi-channels Ceramic Microfiltration and Activated Carbon Adsorption

In this study, we used multi-channels ceramic membrane having larger permeate volume per unit time rather than tubular membrane. The hybrid process for advanced drinking water treatment was composed of granular activated carbons (GAC) packing between module inside and outside of multi-channels microfiltration membrane. Instead of natural organic matters (NOM) and fine inorganic particles in natural water source, modified solution was prepared with humic acid and kaolin. Kaolin concentration was fixed at 30mg/L and humic acid was changed as $2{\sim}10\;mg/L$ to inspect effect of organic matters. As a result, both resistance of membrane fouling ($R_f$) and permeate flux (J) were highly influenced by concentration of humic acid. Also, in result of water-back-flushing period (FT) effect, the shorter FT was the more effective to reduce membrane fouling and to enhance permeate flux because of frequent water-back-flushing. However, the optimal FT condition was 8 min when operating costs were considered. Then, the hybrid process using multi-channels ceramic membrane and GAC was applied to lake water treatment. As a result, average treatment efficiencies in our experiment using the hybrid process were 98.02% for turbidity, 75.64% for $UV_{254}$ absorbance, 7.18% for TDS and 84.73% for $COD_{Mn}$.

다채널 세라믹 정밀여과 및 활성탄 흡착 혼성공정에 의한 고탁도 원수의 고도정수처리

본 연구에서는 관형보다 단위시간당 투과량이 월등히 많은 다채널 세라믹 분리막을 사용하였으며, 고도정수처리 혼성공정은 모듈 내부와 다채널 정밀여과막 외부 사의의 공간에 입상활성탄(GAC)을 충전하여 구성하였다. 정수 원수 중의 자연산 유기물(NOM)과 미세 무기 입자를 대체하기 위해, 휴믹산(humic acid)과 카올린(kaolin) 모사용액을 사용하였다. 유기물질의 영향을 살펴보기 위해 일정한 30mg/L의 카올린 농도에서 휴믹산(humic acid)의 농도를 $2{\sim}10\;mg/L$로 변화시켰다. 그 결과, 막오염의 저항($R_f$)과 투과선속(J)은 휴믹산의 농도에 따라 큰 영향을 받았다. 또한 역세척 주기(FT)의 영향을 살펴본 결과, 더 짧은 FT는 빈번한 역세척으로 막오염의 감소와 투과선속의 향상에 더 효과적이었다. 그러나 운전비용을 고려하면, 최적 FT조건은 8분이였다. 한편, 이 다채널 정밀여과막 및 GAC 혼성공정을 호소수에 적용한 결과, 평균 처리효율은 탁도 98.02%, $UV_{254}$ 흡괌도 75.64%, 총용존고형물(TDS) 7.18%, 화학적산소요구량 84.73%이었다.