개념 한 쪽
폐수처리에서 생물학적 처리는 미생물을 이용해 유기물과 영양염을 제거하는 과정으로 구분된다. 부착성장식과 부유성장식의 작동 원리 차이를 이해하고, 고도처리에서 쓰이는 공법과 약품별 역할을 구분해야 한다.
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출제기준 단원 「생물학적 처리의 종류」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 인 제거 특화 공법 판단 | 1 | 인 제거를 목적으로 하는 공법의 명칭과 원리를 구별 |
| 고도처리 여부 판별 | 1 | 제시된 공법이 고도처리에 해당하는지 여부를 판단 |
| 활성탄 용도 구분 | 1 | 활성탄의 폐수처리상 용도와 위치를 설명하는 능력 평가 |
생물학적 처리는 미생물의 성장 형태에 따라 부착성장식과 부유성장식으로 나눈다. 부착성장식은 미생물이 여재 표면에 붙어 오염물질을 분해하는 방식으로 살수여상법이 대표적이다. 부유성장식은 미생물이 물속을 떠다니며 처리하는 방식으로 활성슬러지법이 대표적이다.
고도처리는 2차 처리로는 제거가 어려운 질소, 인 또는 난분해성 유기물을 추가로 제거하는 단계이다. 활성탄 흡착, 혐기호기법 등은 고도처리에 해당하며, 살수여상법은 일반적으로 2차 처리에 해당하므로 고도처리에 포함되지 않는다.
특수공법으로 인 제거에 특화된 Phostrip 공법이 있다. Phostrip은 활성슬러지 중 일부를 혐기성 스트리퍼로 보내 인을 방출시키고, 분리된 상징액에서 화학적으로 침전시켜 인을 제거하는 방식으로 생물학적 원리와 화학적 처리를 결합한 공법이다.
운전상 문제로 팽화와 연못화 같은 현상이 발생할 수 있다. 팽화는 사상균 과증식으로 슬러지가 부풀어 오르는 현상이며, 주요 원인으로 부하의 급변, 용존산소 부족, 유해물질 유입 등이 있다. 반면 질소와 인은 미생물에게 필수 영양원이므로 팽화의 직접 원인과는 거리가 있다. 연못화는 살수여상에서 여재의 공극이 막혀 물이 고이는 현상이며, 매질 크기 불균일, 점막 탈리, 침전 불량으로 유발된다.
공정별 특징도 중요하다. 예를 들어 UASB는 상향류 혐기성 슬러지상 공정으로 저비용·소형화의 장점이 있지만, 상승유속이 과하면 슬러지 유실 위험이 있어 유실이 전혀 없다고 보기는 어렵다. A/O 공법은 혐기조와 호기조로 구성되어 인 제거에는 유리하나 무산소조가 없어 질소 제거는 곤란하여 N과 P를 동시에 높은 효율로 제거하기 어렵다.
문제 유형으로는 공법의 분류나 용도, 구성 조의 유무를 묻는 문항이 자주 출제된다. 예를 들어 인 제거 공법을 묻는 문제에서는 Phostrip을 선택해야 하고, 고도처리로 볼 수 없는 공법을 묻는 문제에서는 살수여상법을 선택해야 한다. 활성탄의 용도는 난분해성 유기물의 흡착을 통한 3차 처리용이라는 점을 근거로 정답을 고른다.
생물학적 원리를 이용하여 인(P)을 효과적으로 제거하기 위한 고도처리 공법은?
정답 ③ · Phostrip 공법은 활성슬러지 일부를 혐기성 조건의 별도 스트리퍼(stripper)로 보내 인을 방출시킨 뒤 상징액에서 화학적으로 인을 침전 제거하는 공법으로, 생물학적 원리와 화학적 처리를 결합하여 인(P)을 효과적으로 제거하기 위해 특화된 고도처리 공법이다.
Phostrip 공법은 활성슬러지 일부를 혐기성 스트리퍼로 보내 인을 방출시킨 후 화학적으로 침전 제거하는 고도처리 공법이다.
다음 폐수처리공법 중 고도처리로 볼 수 없는 것은?
정답 ③ · 살수여상법은 탄소계 유기물(BOD)을 제거하는 일반적인 2차(생물학적) 처리 공법으로, 질소·인 등 영양염류나 난분해성 물질을 대상으로 하는 고도처리(3차 처리)에는 해당하지 않는다. 활성탄흡착, 혐기호기법, 화학적 응결은 각각 난분해성 유기물, 영양염류, 인을 제거하는 고도처리 기술이다.
살수여상법은 2차 생물학적 처리 공법으로, 고도처리로 분류되지 않는다.
폐수처리에 있어서 활성탄의 용도로서 가장 옳은 것은?
정답 ① · 활성탄은 표면적이 매우 넓은 다공성 물질로 흡착능력이 뛰어나며, 폐수처리 공정에서는 주로 생물학적(2차) 처리를 거친 후에도 남아있는 난분해성 용존 유기물을 3차처리 단계에서 추가로 흡착 제거하는 고도처리 용도로 사용된다.
활성탄은 다공성 구조로 난분해성 유기물을 흡착하므로, 생물학적 처리 후 잔류 오염물 제거용 고도처리제로 사용된다.
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