1. Title & Journal
Influence of backwashing, flux and temperature on microfiltration for wastewater reuse
2. Background of author
M. Raffin a, E. Germain b, S.J. Judd a,*
a Cranfield Water Science Institute, Cranfield University, United Kingdom
b Thames Water R&D, Reading, United Kingdom
3. Summary
본 논문은 full-scale plant의 여러 조건 하에서 fouling behavior를 확인하는 데 목적을 두고 있다. 본 논문에서는 fouling을 reversible fouling과 irreversible fouling 두 가지로 나누어 실험하고 해석하였다. Reversible fouling은 physical cleaning이나 backflushing으로 제거가 가능한 fouling이고, irreversible fouling은 화학제품 사용해야지만 제거가 되는 fouling을 의미한다.
- Irreversible fouling은 flux와 backwash interval에 영향을 받지만, reversible fouling은 flux에만 영향을 받는다.
- Irreversible fouling은 turbidity에 상관없이 시간에 따라 fouling rate가 증가되는 결과를 보였지만, reversible fouling은 turbidity 변화에 따라 그 rate도 변화하였다.
- Reversible fouling rates는 일정한 turbidity와 온도 하에서 flux의 함수를 그리는 결과를 보였다(fig 4). 또한 reverse fouling rates은 일정 온도와 27-63 LMH flux에서 turbidity에 따른 함수를 보였다.
- 또한 낮은 온도에서 더 높은 fouling rate를 보였으며, 모든 fouling rate 결과는 fouling rate와 온도가 exponential 관계에 있음을 보였다.
- 이 결과는 액체의 점도에 따른 영향으로, 온도가 낮아지면 점도도 낮아지면서 foulant가 멤브레인 표면으로부터 back transport하는 정도가 함께 줄어들기 때문으로 볼 수 있다.
- 일정 온도와 turbidity에서 CIP 간격은 Backwash 간격과 flux에 함수가 되고(Fig7), 일정 flux와 backwash 간격에서는 CIP 간격은 여러 조건의 온도 하에서 turbidity의 함수가 된다.
- 낮은 flux와 짧은 backwashing 간격에서는 turbidity의 영향을 적게 받는다. 하지만 backwash 간격은 flux가 증가할 때 영향력이 커진다. 결과에 따르면, 높은 backwash 간격에서 CIP 간격은 현저하게 줄어든다.
- Turbidity의 증가와 온도의 감소에 따라 CIP 간격을 줄어드는 결과를 보인다.
- TMPs가 증가할수록 CIP의 간격이 증가함을 볼 수 있다. 하지만 TMPs의 증가는 곧 pumping 에너지의 증가를 의미하므로, TMPs의 증가는 OPEX의 증가를 의미한다고 할 수 있다.
결론적으로, irreversible fouling은 operating flux와 backwash 간격에 독립적임을 알 수 있었지만, feedwater의 수질에 따라 다른 결과를 보이지는 않았다. Reversible fouling은 backwash간격에는 독립적이지 않지만, flux, turbidity, 온도에는 독립적임을 보였다. 두 가지 fouling 모두 flux, backwash 간격, turbidity가 증가하고, 온도가 감소할 때 fouling rate가 증가하는 결과를 보였다.
4. Originality & Creativity
본 논문은 full-scale plant를 이용하여 applied flux, backwash 간격, CIP 간격, turbidity, 온도 등 여러 가지 변수를 고려하여 fouling의 변화를 관찰하였다.
5. Reviewer contact: 심예영 (yyshim@gist.ac.kr)