Hollow-fiber MBR 공정에서 Acetaminophen 처리시 반응조에 미치는 영향

The Effects of Acetaminophen Treatment on Reactor in Hollow-fiber Membrane Bioreactor

코로나(COVID-19) 질병 확산에 따라 아세트아미노펜 성분이 포함된 타이레놀의 판매량은 급증하였다. 아세트아미노펜은 통증을 일으키는 프로스타글란딘의 생성 효소의 경로를 억제하고 중추신경계의 세로토닌 신경전달물질을 조절하여 해열 및 진통 효과를 나타내는데 이를 복용하였을 때 소화를 통하여 전량이 몸에 흡수 되는 것이 아닌 소량 체외배출이 되어 하수관을 통해 유입이 된다. 배출된 아세트아미노펜이 수계로 유입되면 환경에 영향을 미치게 되는데 수컷물고기를 암컷으로 바꾸고, 항생제는 수계에 존재하는 병원균이 항생제에 내성을 가지게 되어 슈퍼박테리아가 등장할 가능성이 있다. 또한 맹금류에게 유독하다고 알려졌다. 본 연구에서는 아세트아미노펜 유입시 반응조내에 미생물과 수질에 미치는 영향을 알아보기 위해 MBR(Membrane Bioreactor)을 실험실 규모로 운전하였고 Membrane은 유기질 및 중금속 일부와 불순물을 걸러주고 미네랄 성분은 남겨주는 Hollowfiber Membrane을 반응조 규모에 맞게 제작하였다. 아세트 아미노펜 주입 전 약 30일간 반응조를 유지하였다. 이후 20일 간격으로 1 / 2 / 4ppm을 주입하여 아세트아미노펜의 영향을 실험하였다. 반응조내 아세트아미노펜 주입 후 안정화 과정을 거치고 유출 농도를 비교해본 결과, 기존의 값보다NH4 +-N 5%, NO3 - 5%, PO4 3-가 5% 높게 측정되었으며, 그 외로 수질 측정을 진행한 COD, T-P, T-N 의 항목에는 영향을 끼치지 않은 것으로 나타났다. 또한 Hollow-fiber Membrane을 통해 유출된 아세트아미노펜의 제거효율을 확인하기 위하여 HPLC를 이용한 방법을 사용하였으며, 칼럼은 Nova-Pak C-18 4um(4.6 x 250mm)를 사용하였다. 측정결과 1ppm, 2ppm는 95%, 4ppm은 90% 이상 제거되는것으로 나타났다.