개념 한 쪽
질소와 인의 생물학적 제거는 공정 구성과 미생물 특성에 따라 성능이 좌우된다고 정리한다. SBR은 시간제 운전으로 혐기·무산소·호기 조건을 단계적으로 부여하여 질소·인 동시 제거에 유리하다고 설명한다. A/O와 A2/O, Bardenpho 계열 공법은 제거 대상과 단계 구성에서 차이가 있으므로 목적에 맞게 구분하여 이해한다.
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출제기준 단원 「생물학적 질소·인 동시제거공정」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| SBR 특징 판별 | 1 | SBR의 시간제 운전·유연성·소규모 적합성 여부를 가리는 문제 |
| 질산화 취약조건 판별 | 1 | 질산화 미생물 특성과 취약 요인을 확인하는 문제 |
| 탈질 반응 성질 판별 | 1 | 탈질의 미생물 유형과 pH 변화 등 반응 성질을 묻는 문제 |
연속회분식 반응조(SBR)는 하나의 탱크에서 유입, 반응, 침전, 배출을 시간적으로 구분하여 반복 운전하는 공정으로 운전의 유연성이 매우 높다. 시간제 운전으로 혐기·무산소·호기 조건을 자유롭게 설정할 수 있어 질소와 인을 동시에 제거하는 복잡한 처리를 효과적으로 수행할 수 있다. SBR은 소규모 처리에 적합하고 침전 단계가 별도로 있어 고형물 누출이 적다는 장점이 있다.
질산화는 호기성 세균에 의해 암모니아성 질소를 질산염으로 산화시키는 과정이며, 질산화균은 성장속도가 느리고 용존산소 요구량이 높아 독성물질과 고부하에 취약하다고 이해한다. 질산화는 BOD5/TKN 비가 낮을수록 유리하고, 반대로 BOD가 많아 비가 클수록 질산화가 저해되어 탈질에 유리해진다는 관계를 기억한다.
탈질은 무산소(anoxic) 조건에서 종속영양균이 유기물을 탄소원으로 사용하여 질산염을 질소가스로 환원시키는 과정이며, 이 과정에서 수산화이온이나 탄산수소이온 생성으로 인해 폐수의 pH는 상승한다고 기술한다. 탈질에 관여하는 미생물은 유기물을 필요로 하므로 탄소원 공급이 성능에 영향을 미친다고 정리한다.
공법별 주된 목적을 구분한다. A/O 공법은 주로 인 제거를 목적으로 개발된 공법이며, 혐기조에서 인 방출을 유도하고 호기조에서 인을 과잉 흡수시켜 슬러지를 배출함으로써 인을 제거한다고 설명한다. A2/O와 Bardenpho 공법은 질소와 인을 동시에 제거하도록 단계가 추가된 공법이며, Bardenpho는 고도 질소 제거에 적합하도록 여러 단계로 확장된 형태라고 정리한다.
대표적 문항 유형은 공법의 목적 또는 미생물·운전 조건의 특성을 묻는 문제이다. 예를 들어 SBR 관련 문제는 '시간제 운전', '운전의 유연성', '소규모 적합성'을 키워드로 잡아 옳고 그름을 판별하면 답을 찾기 용이하다. 질산화·탈질 관련 문제는 '질산화는 호기성·느린 성장·DO 요구량 높음', '탈질은 무산소·종속영양균·pH 상승'이라는 원리를 적용하여 선지를 검토하면 정답을 도출할 수 있다.
하수고도처리에 적용하는 생물학적 인제거 공정인 연속회분식 반응조에 관한 설명으로 틀린 것은?
정답 ④ · 연속회분식 반응조(SBR)는 질소와 인을 동시에 제거할 수 있는 생물학적 고도처리 공정의 하나입니다. SBR의 주요 장점은 유입수 유량 및 수질 변동에 대처하는 운전의 유연성이 매우 뛰어나다는 것입니다.
SBR은 시간제 운전으로 환경 변화를 자유롭게 조절할 수 있어 질소·인 동시 제거 시 운전 유연성이 매우 뛰어나다.
하수고도처리 공정 중 단일단계 질산화공정(부유성장식)에 관한 설명으로 틀린 것은?
정답 ① · 문제는 단일단계 질산화(부유성장식)의 특성 중 틀린 설명을 찾는 문제이다. 질화균은 독성물질과 환경변화에 민감하여 저해를 쉽게 받으므로 '독성물질에 대한 질산화 저해 방지 가능'이라는 서술은 옳지 않다.
단일단계 질산화공정은 BOD와 질소를 동시 제거하지 않으며, 독성물질에 민감하므로 ①이 틀린 설명이다.
생물학적 탈질화 공정에 대한 설명으로 틀린 것은?
정답 ③ · 문제는 생물학적 탈질화 공정에 대한 틀린 설명을 찾으라는 것이다. 탈질화는 질산염과 아질산염을 환원하여 기체성 질소로 방출하는 과정으로 주로 종속영양균이 유기탄소를 탄소원으로 사용하여 수행하며, 반응계에서 OH- 생성으로 인해 pH가 약간 상승하는 경향이 있다.
탈질화 공정은 유기물을 탄소원으로 사용하는 종속영양균에 의해 진행되며, 이 과정에서 수소가스나 탄산수소이온이 생성되어 pH가 상승한다.
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