MBR(Membrane BioRactor)은 생물반응조와 분리막을 결합하여 하‧폐수를 처리하는 기술로, 고품질 처리수 생산이 가능하여 각광 받는 기술이다. 본 연구 목적은 막 오염 제어를 위해 효율적인 구조로 개선된 모듈을 개발하고, 개발된 세정공기 일체형 침지식 중공사막 모듈을 활용하는 것이다. 또한, 에너지 저감을 위한 세정공기 공급량의 최적화 방안에 대해 연구하였다.
본 연구에서는 세정공기 일체형 침지식 중공사막 모듈을 이용하여 40.0 ~ 140.0 m³ air/m² projected area·hr까지 세정공기의 단계별 공급에 따른 막 오염 현상을 실험하고, 추가로 처리수의 수질분석을 실시하였다.
세정공기 공급량을 단계적으로 조절하여 실험한 결과, 80 m³ air/m² projected area·hr까지의 공급량으로 효율적인 막 오염 제어가 가능하였으며, 60 m³ air/m² projected area·hr이하 부터 투과압력이 점진적으로 증가하여 막 오염 현상이 가속화되었다. 기존 100~140 m³ air/m² projected area·hr의 일반적인 세정 공기 공급량과 비교시 20 % 이상의 공급량을 저감함으로써 송풍기 조절에 따른 전기·유지비 저감이 가능하였다. 이와 동시에 투과성능 또한 기존과 동등 이상인 것으로 확인됐다. 개발된 모듈을 적용한 Pilot plant 실험결과, 처리 수질은 BOD 1.4 mg/L, COD 4.2 mg/L, SS 0.7 mg/L, T-N 5.56 mg/L, T-P 0.56 mg/L, 총대장균군 0.0 Ea/mL, 생태독성 0.0 TU 등이었다.
결과들을 종합하면 공기세정 일체형 중공사막 모듈 이용할 시, 세정공기 공급량을 최적화하여 기존 대비 20 % 이상 세정 공기량을 저감 효과를 기대할 수 있으며, 기존과 동등 이상의 투과성능 및 처리수질 만족에 부합하는 기술로 판단할 수 있다.