막여과 (Membrane Filtration)
쉽게 풀면
아주 작은 구멍이 뚫린 막에 물을 통과시켜서 오염물질을 크기별로 걸러내는 방법이다.
왜 중요한가
막여과는 응집침전-모래여과의 전통적 정수 공정을 대체하거나 보완하면서 미생물과 입자를 확실하게 제거하는 기술이어서, 소규모 정수장 자동화와 하수 재이용, 해수담수화 연구에서 기본 처리 단위로 쓰입니다. 정밀여과부터 역삼투까지 공극 크기별로 제거 대상이 달라 목적에 맞는 막 선택과 조합이 공정 설계 연구의 핵심입니다. 막의 완전성 여부는 정기적인 압력유지시험이나 입자계수 시험으로 확인해 미세한 손상도 조기에 발견하도록 관리한다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
막여과의 병원성 미생물 제거 성능을 보여주는 문장이다. 제거율은 "완벽"이 아니라 로그 제거율로 표현하는 것이 관례이다.
이 연구는 다만 막 오염으로 인한 투과유량 저하가 운영 비용을 늘리는 주된 요인이라고 지적했다.
조금 더 깊게 보면
막 오염은 피할 수 없는 현상이므로 초기 투과율보다 장기 운전에서 세정 주기와 회복률이 성능을 좌우하며, 단기 실험 결과만으로 실규모 적용 가능성을 판단하기 어렵습니다. 막을 통과하지 못한 물질은 농축수에 남으므로 농축수 처리 경로가 없으면 오염물질을 이동시킨 것에 불과합니다. 막의 완결성이 손상되면 미생물이 누출될 수 있어 주기적인 완결성 시험이 소독 신뢰성의 전제 조건입니다. 또한 정밀여과·한외여과는 공극 크기에 따른 체거름이 주된 원리이지만, 역삼투는 용해-확산 원리로 이온을 걸러낸다는 점에서 분리 원리가 다릅니다. 막여과는 공극 크기에 따라 정밀여과, 한외여과, 나노여과, 역삼투로 세분되며, 공극이 작아질수록 제거 가능한 오염물질의 범위는 넓어지지만 필요한 압력과 에너지 소비도 함께 증가합니다. 막 표면에 오염물질이 쌓여 투과 성능이 떨어지는 파울링 현상을 관리하는 것이 막여과 운영의 핵심 과제로 다루어집니다.
주의할 점
막여과는 막 파울링으로 인한 투과유량 저하와 세정 주기 관리가 운영비용에 큰 영향을 미친다.
막 파울링이 진행되면 투과유량이 급감하므로 정기적인 화학세정과 막 교체 주기 관리가 운영비에 큰 영향을 미친다.