개념 한 쪽
생물학적 처리방법은 미생물을 이용해 폐수 중 유기물을 분해하는 공정이라는 점을 이해한다. 공법은 미생물의 상태와 부착 여부에 따라 부유성장식과 부착성장식으로 구분한다. 각 공법의 구조적 특징과 운전상 문제, 설계 지표를 중심으로 핵심 개념을 정리한다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기 회원용
가입 없이 오늘의 10문제 바로 풀기 →
출제기준 단원 「생물학적 처리 원리」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 부착성장식 공법 식별 | 1 | 여재에 폐수를 살수하여 생물막으로 처리하는 공법을 고른다 |
| 공정별 산소공급원 구분 | 1 | 산화지법의 산소공급원과 부패조의 처리조건을 구분한다 |
| 활성슬러지 설계지표 계산 및 정의 | 1 | 미생물량 대비 유입 유기물량을 뜻하는 F/M 비를 묻는다 |
생물학적 처리방법은 미생물이 유기물을 섭취하여 분해하는 원리를 이용한다. 미생물의 존재 형태에 따라 물 속에 부유하는 부유성장식과 고체 표면에 부착하여 자라는 부착성장식으로 분류한다. 활성슬러지법은 미생물을 물에 부유시켜 폭기조 등에서 작동하는 부유성장식의 대표 공법이다.
부착성장식 공법의 대표적 예가 살수여상법이며, 탱크 내에 쇄석이나 플라스틱 등의 여재를 채우고 그 위에서 폐수를 살수하여 여재 표면에 생물막을 형성시켜 유기물을 분해한다. 살수여상법은 여재의 표면에 부착된 미생물에 의해 처리하는 고상 생물막 공법이라는 점이 특징이다.
공정 운전상 중요한 설계 지표로 F/M 비가 있으며, 이는 미생물량(MLSS) 대비 유입 유기물량(BOD)의 비율로 정의하여 슬러지 부하율을 나타낸다. F/M 비가 과다하면 미생물이 먹이를 처리하지 못해 처리 효율이 떨어지고, 부족하면 미생물이 영양 결핍으로 영향을 받으므로 균형 유지가 중요하다.
운전 문제로는 슬러지 팽화(bulking)가 있으며, 이는 주로 사상성 박테리아나 특정 미생물의 과도한 번식으로 인해 플록의 침강성이 저하되어 발생한다. 팽화의 원인으로는 F/M 비 불균형, 용존산소 부족, 수질 급변 등이 해당하며, 질소와 인은 미생물 성장에 필요한 필수 영양소로서 적정량이 공급되면 팽화의 원인이 되지 않는다.
산화지법과 같은 자연정화형 공법은 수심이 얕을 때 조류의 광합성에 의해 산소가 공급되는 특징이 있으며, 부패조는 산소가 거의 없는 혐기성 환경에서 유기물을 분해하는 설비라는 점을 구분한다.
문항에서 "여재에 폐수를 뿌려 여재 표면에 생물막이 형성되어 분해한다"는 설명이 나오면 살수여상법을 선택한다는 원리를 적용한다. 또한 "미생물량 대비 유입 유기물량의 비율"을 묻는 문제는 F/M 비를 가리키므로 MLSS와 BOD의 관계를 떠올려 정답을 도출한다. 슬러지 팽화의 원인을 묻는 문항에서는 사상성 미생물의 과도한 번식, DO 부족, 수질 급변 등을 찾아 소거한다.
생물학적 폐수처리에 있어서 팽화(Bulking)현상의 원인이 되지 않는 것은?
정답 ④ · 슬러지 팽화(bulking)는 사상균의 과도한 번식 등으로 발생하며 주요 원인으로는 미생물에 비해 유기물 먹이(F/M비)가 지나치게 많은 경우, 포기조 내 용존산소 부족, 유입수 수질 급변(산업폐수 유입 등) 등이 있다. 반면 질소와 인은 미생물 성장에 필요한 필수 영양소로서 적정량 유입되는 경우 오히려 정상적인 생물처리를 돕는 요소이며 팽화의 직접적 원인이 아니다.
질소와 인은 미생물 성장에 필요한 필수 영양소이므로, 적정량 유입 시 팽화 원인이 되지 않는다.
생물학적 처리방법과 방법의 원리가 잘못 설명된 것은?
정답 ④ · 산화지법은 수심이 얕은 연못 형태의 처리시설로, 수심 1m 이하인 경우 호기성 세균에 필요한 산소는 주로 조류(algae)의 광합성에 의해 공급되며 균류가 주된 산소공급원이라는 설명은 부정확하다. 회전원판법, 접촉안정법, 심층포기법에 대한 설명은 각각의 처리 원리와 일치하여 옳은 내용이다.
산화지법에서 수심 1m 이하의 산소공급원은 조류 광합성이며 균류는 주된 공급원이 아니다.
활성슬러지 공정에서 미생물량에 대한 유입 유기물량을 나타낸 것은?
정답 ② · F/M비(Food to Microorganism ratio)는 활성슬러지 폭기조 내 미생물량(MLSS)에 대한 유입 유기물량(BOD 부하)의 비율을 나타내는 지표로, 슬러지 부하율이라고도 하며 공정의 운전 상태와 처리효율을 평가하는 핵심 설계 인자이다.
F/M 비는 미생물량(MLSS) 대비 유입 유기물량(BOD)의 비율로, 슬러지 부하율을 나타내는 핵심 설계 인자이다.
환경기능사 풀이 세트에서 이 개념의 문제 10개를 바로 풀어 보세요.