하수 및 반류수에는 고농도 유기물과 더불어 고농도 암모니아성 질소를 포함하고 있기 때문에 혐기성 반응조로의 직접유입에 한계가 있음. 따라서, 본 연구는 접촉막 기술과 정삼투 기술을 활용하여 반류수 내 암모니아성 질소를 회수하여 질소자원 순환을 촉진시키는 동시에, 암모니아성 질소가 저감된 반류수를 혐기성 반응조에 유입하게 함으로써 메탄에너지 및 탄소자원화의 효율을 개선할 수 있는 접촉막 공정(MC)과 정삼투 공정(FO)을 융합한 MC+FO 공정을 제안하고자 함.

구체적으로 (1) 폐수 내 고농도 암모니아를 회수하는 동시에 고도처리로 생분해성이 증대된 유기 탄소원을 후속 혐기성 반응조의 탄소자원화 공정으로 극대화할 수 있는 방안을 제시하고자 함. (2) 높은 알칼리성의 건설현장폐수를 접촉막 공정의 효율을 높이기 위한 pH 상승제로 활용하여 기존 하수 활용 접촉막 공정의 한계를 극복하고자 함. (3) 정삼투 공정을 접촉막 공정 후단에 적용함으로써, 물 재이용 촉진과 더불어 암모니아를 액상비료의 적정 농도(3~5%)로 희석하는 융합공정 최적화 기술을 제시하고자 함. (4) 내염성과 내화학성이 우수한 중공사 세라믹 막의 소수성 개질을 통해 기존 접촉막 공정의 효율을 극대화하고 운전의 용이성을 향상시킬 수 있는 방안을 제시하고자 함.

[학문적 활용방안: 암모니아 거동 규명 및 이해] 암모니아는 현재 사회에서 문제점 및 활용점으로 대두되어 학문적으로 탐구가 필요하며 수계의 화학적 조성에 따라 형태 및 성상이 결정됨. 암모니아는 pH나 온도가 높을수록 NH3 형태로 존재하여 암모니아의 추출 효율을 증가시키나, 하수 또는 반류수 내 pH를 조절하는 것은 화학물질 사용량을 증가시키고 추가적인 환경오염을 유발할 수 있음. 따라서, 약염기 조건(pH 9 ~ 10) 사이에서 암모니아 회수가 가능한 접촉막 공정에서의 거동 분석은 현실적인 암모니아 추출 효율을 증가시키기 위해 필수적으로 요구되는 부분임.

[기술적 활용방안: 분리막 개질 및 운영관리기법 개발] 분리막 개질은 상용화된 분리막 공정의 단점인 막오염을 방지할 수 있으며, 성능을 지속적으로 유지시켜 처리수 생산량을 증가시킬 수 있음. 운전조건 및 세정기법 최적화는 최대 처리수 생산량을 도출하고 분리막 표면에 발생하는 막오염을 최소화 시켜 분리막 공정의 성능을 개선시킬 수 있음. 종합적으로 이러한 분리막 공정의 개질 및 운영기술 개발은 공정의 실용화에 적용이 가능함.