막분리활성슬러지법 (Membrane Bioreactor)
쉽게 풀면
미생물로 오염물질을 분해한 뒤, 가라앉히는 대신 아주 촘촘한 막으로 걸러서 깨끗한 물을 얻는 방법이다.
왜 중요한가
MBR은 침전조 없이 막으로 고액분리를 하므로 높은 미생물 농도로 운전할 수 있어 부지가 좁은 도시 하수처리장 개량과 하수 재이용을 위한 고품질 처리수 확보 연구에서 대표 기술로 다뤄집니다. 막 오염 제어와 에너지 절감이 실용화의 관건이어서 운전 전략과 막 세정 연구가 수처리 분야에서 매우 활발합니다. MBR은 병원성 미생물과 부유물질을 물리적으로 완전히 차단할 수 있는 수준의 고품질 처리수를 얻을 수 있어, 재이용수 생산이나 부지가 협소한 도심지 처리장 증설에 특히 유리한 공법으로 다뤄진다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
MBR의 고농도 운전과 막분리를 통한 고품질 처리수 확보 특성을 보여주는 문장이다.
침전 과정을 막 여과로 대체함으로써 더 높은 미생물 농도를 유지할 수 있다는 점이, 이 공법이 기존 활성슬러지 공정과 구분되는 핵심 장점으로 서술됩니다.
조금 더 깊게 보면
막 오염을 억제하려 공기 세정을 강하게 하기 때문에 전력 소비가 기존 활성슬러지 공정보다 크며, 처리수 수질의 우수함이 에너지 비용으로 상쇄된다는 점을 비용 비교에서 빠뜨리면 안 됩니다. 막은 입자와 미생물을 물리적으로 걸러낼 뿐 용존 물질 제거는 여전히 생물학적 반응에 의존하므로 질소·인 제거 성능은 공정 구성에 따라 달라집니다. 높은 미생물 농도에서 슬러지 점성이 증가해 산소 전달 효율이 떨어지는 점도 설계 시 고려해야 합니다. MBR은 생물반응조에 정밀여과 또는 한외여과 분리막을 결합해 중력 침전 대신 막 여과로 슬러지와 처리수를 분리하는 방식으로, 침전 특성에 의존하지 않으므로 반응조 내 미생물 농도(MLSS)를 표준활성슬러지법보다 훨씬 높게 유지할 수 있어 소요 부지를 줄일 수 있다.
주의할 점
막의 파울링(막힘) 현상이 진행되면 여과압이 상승하고 투과유량이 감소하므로 정기적인 세정관리가 필요하다.
막 표면에 슬러지와 유기물이 축적되어 투과 성능이 저하되는 막오염(fouling) 현상이 운전의 주요 제약이 되며, 주기적인 세정과 산기를 통한 막면 세척이 필요하다.