Advanced Water Treatment of High Turbidity Source by Hybrid Process of Ceramic Ultrafiltration and Photocatalyst: 3. Effect of Organic Matters at Back-flushing

Effect of humic acid (HA), photo-oxidation and adsorption with periodic $N_2$ back-flushing was investigated in hybrid process of ceramic ultrafiltration and photocatalyst for drinking water treatment. It was compared and investigated with the previous result at water back-flushing in viewpoints of membrane fouling resistance ($R_f$), permeate flux (J), and total permeate volume ($V_T$). As decreasing HA, $R_f$ decreased dramatically and J increased, and finally $V_T$ was the highest at HA 2 mg/L. As HA concentration increased from 2 to 10 mg/L, the membrane fouling resistance after 180 mins' operation ($R_{f,180}$) improved 0.8 times more than that of water back-flushing. Therefore, HA concentration should affect on the membrane fouling at $N_2$ back-flushing than water back-flushing. Turbidity treatment efficiencies were almost constant independent of HA concentration, but HA treatment efficiency was the maximum at HA 2 mg/L. This means that adsorption and photo-oxidation of photocatalyst beads could removed HA at HA 2 mg/L, but it was not enough at 4 mg/L. Beyond HA 6 mg/L, UF could effectively treat HA by thick cake layer on membrane surface and severe inner membrane fouling.

세라믹 한외여과 및 광촉매 혼성공정에 의한 고탁도 원수의 고도정수처리: 3. 질소 역세척 시 유기물의 영향

정수처리용 세라믹 한외여과 및 광촉매의 혼성공정에서 주기적 질소 역세척 시 휴믹산 농도의 영향을 알아보고, 막오염에 의한 저항($R_f$) 및 투과선속(J), 총여과부피($V_T$) 측면에서 물 역세척의 기존 결과와 비교 고찰하였다. 휴믹산 농도가 낮아질수록 $R_f$는 급격히 감소하고 J는 증가하여, 휴믹산 농도 2 mg/L에서 $V_T$는 가장 높았다. 휴믹산 농도가 2에서 10 mg/L로 높아졌을 때, 180분 운전 후 막오염 저항($R_{f,180}$)은 물 역세척 시 $R_{f,180}$값보다 0.8배 더 증가하였다. 따라서 물 역세척보다 질소 역세척 시 막오염이 휴믹산 농도의 영향을 더 크게 받는다는 것을 알 수 있었다. 탁도 처리효율은 휴믹산 농도와 무관하게 거의 일정하였으나, 휴믹산 처리효율은 휴믹산 2 mg/L에서 최대였다. 이것은 질소 역세척 시 휴믹산 2 mg/L에서 광촉매 구의 흡착과 광산화로 휴믹산이 가장 효과적으로 제거되지만, 4 mg/L에서는 광촉매 구만으로 역부족인 것으로 판단된다. 휴믹산 6 mg/L 이상에서는 막표면의 두꺼운 케이크 층과 심화된 내부 막오염으로, 휴믹산이 한외여과막에 의해 효과적으로 제거된 것이다.