하수 미생물 처리란 하수에 다량의 효과적인 미생물 균주를 투입하여 수역 내에 균형 잡힌 생태계를 빠르게 형성하는 것을 의미합니다. 이러한 생태계에는 분해자, 생산자, 소비자뿐만 아니라 다양한 생물들이 존재합니다. 오염물질은 더욱 효율적으로 처리 및 이용될 수 있으며, 이를 통해 다양한 먹이 사슬이 형성되어 서로 연결된 먹이망 생태계가 만들어집니다. 영양 단계 간의 적절한 양과 에너지 비율이 유지된다면 안정적인 생태 균형 시스템이 구축될 수 있습니다. 일정량의 하수가 이러한 생태계에 유입되면, 하수 속의 유기 오염물질은 박테리아와 곰팡이에 의해 분해 및 정화될 뿐만 아니라, 분해의 최종 산물인 일부 무기 화합물은 탄소원, 질소원, 인원으로 이용되고, 태양 에너지는 초기 에너지원으로 사용됩니다. 생물들은 먹이 사슬의 대사 과정에 참여하고, 점차 낮은 영양 단계에서 높은 영양 단계로 이동 및 변형되어 최종적으로 수산물, 어류, 새우, 조개, 거위, 오리 등의 고급 생명체로 성장합니다. 또한, 인간의 지속적인 노력과 추가적인 조치를 통해 수역의 종합적인 생태 균형을 유지하고, 수경의 아름다움과 자연성을 증진시키며, 수역의 부영양화를 예방하고 제어하는 목적을 달성합니다.
1. 하수 미생물 처리주로 하수 내 콜로이드 및 용해 상태의 유기 오염 물질(BOD, COD)을 제거하며, 제거율은 90% 이상에 달하여 유기 오염 물질이 배출 기준을 충족할 수 있도록 합니다.
(1) BOD(생화학적 산소 요구량), 즉 "생화학적 산소 요구량" 또는 "생물학적 산소 요구량"은 물 속 유기물 함량의 간접적인 지표입니다. 일반적으로 시험 대상 하수 또는 물 시료 1L에 함유된 쉽게 산화되는 유기물의 일부를 의미합니다. 미생물이 이를 산화 및 분해할 때 물 속 용존 산소가 밀리그램(단위: mg/L) 단위로 소비됩니다. BOD 측정 조건은 일반적으로 20°C에서 5일 밤낮으로 규정되어 있으므로 기호 BOD5가 자주 사용됩니다.
(2) COD(화학적 산소 요구량)는 수체 내 유기물 함량을 나타내는 간단한 간접 지표입니다. (단위는 mg/L). 일반적으로 사용되는 화학적 산화제는 K2Cr2O7 또는 KMnO4입니다. 이 중 K2Cr2O7이 일반적으로 사용되며, 측정된 COD는 "COD Cr"로 표시됩니다.
2. 미생물 처리 하수는 처리 과정에서 산소 존재 여부에 따라 호기성 처리 시스템과 혐기성 처리 시스템으로 나눌 수 있다.
1. 호기성 처리 시스템
호기성 조건에서 미생물은 환경의 유기물을 흡착하고, 산화 및 분해하여 무기물로 전환하며, 하수를 정화하고, 동시에 세포 물질을 합성합니다. 하수 정화 과정에서 미생물은 활성 슬러지와 바이오필름의 주요 구성 요소 형태로 존재합니다.
2. 바이오필름 방법
이 방법은 생물막을 주 정화체로 하는 생물학적 처리 방법입니다. 생물막은 담체 표면에 부착된 점액질 막으로, 주로 세균 미셀로 구성됩니다. 생물막의 기능은 활성 슬러지 공정의 활성 슬러지와 동일하며, 미생물 구성 또한 유사합니다. 하수 정화의 주요 원리는 담체 표면에 부착된 생물막에 의한 하수 내 유기물의 흡착 및 산화 분해입니다. 매질과 물의 접촉 방식에 따라 생물막법은 생물학적 회전판법과 타워형 생물여과기법으로 구분됩니다.
3. 혐기성 처리 시스템
혐기성 조건에서 혐기성 박테리아(통성 혐기성 박테리아 포함)를 이용하여 하수 속 유기 오염 물질을 분해하는 방법을 혐기성 소화 또는 혐기성 발효라고 합니다. 발효 생성물로 메탄이 생성되기 때문에 메탄 발효라고도 합니다. 이 방법은 환경 오염 제거뿐만 아니라 바이오 에너지 개발에도 기여할 수 있어 많은 주목을 받고 있습니다. 하수 혐기성 발효는 매우 복잡한 생태계로, 다양한 박테리아 군집이 교대로 존재하며 각 군집은 서로 다른 기질과 조건을 필요로 하여 복잡한 생태계를 형성합니다. 메탄 발효는 액화 단계, 수소 및 아세트산 생성 단계, 그리고 메탄 생성 단계의 세 단계로 구성됩니다.
하수 처리는 처리 정도에 따라 1차, 2차, 3차 처리로 나눌 수 있다.
1차 처리: 주로 하수 내 부유 고형 오염 물질을 제거하는 단계이며, 대부분의 물리적 처리 방법으로는 1차 처리 요건만 충족할 수 있습니다. 하수 1차 처리 후 BOD는 일반적으로 약 30% 정도 제거되는데, 이는 방류 기준을 충족하지 못하는 수준입니다. 1차 처리는 2차 처리의 전처리 단계에 해당합니다.
1차 처리 과정은 다음과 같습니다. 거친 격자망을 통과한 원하수는 하수 양수 펌프에 의해 양수되어 다시 격자망 또는 체를 통과한 후 침사조로 들어갑니다. 모래와 물에 의해 분리된 하수는 1차 침전조로 이동합니다. 이것이 바로 1차 처리(즉, 물리적 처리)입니다. 침사조는 비중이 큰 무기 입자를 제거하는 역할을 합니다. 일반적으로 사용되는 침사조에는 대류식 침사조, 폭기식 침사조, 돌(Dole)식 침사조, 종형 침사조 등이 있습니다.
2차 처리: 주로 하수 내 콜로이드성 및 용존 유기 오염물질(BOD, COD 물질)을 제거하며, 제거율은 90% 이상에 달하여 유기 오염물질이 방류 기준을 충족할 수 있습니다.
2차 처리 공정은 다음과 같습니다. 1차 침전조에서 나온 물은 활성 슬러지법 및 바이오필름법을 포함한 생물학적 처리 설비로 유입됩니다. (활성 슬러지법의 반응기는 폭기조, 산화조 등으로 구성되며, 바이오필름법은 생물여과조, 생물회전판, 생물접촉산화법, 생물유동층으로 구성됩니다.) 생물학적 처리 설비에서 나온 물은 2차 침전조로 유입되고, 2차 침전조의 처리수는 소독 후 방류되거나 3차 처리 공정으로 유입됩니다.
3차 처리: 주로 난분해성 유기물과 질소, 인과 같은 용해성 무기물을 처리합니다.
수역의 부영양화를 방지하기 위해 생물학적 탈질 및 인 제거, 응집 침전, 모래 투입법, 활성탄 흡착법, 이온 교환법, 전기삼투 분석법 등의 방법이 사용됩니다.
3차 처리 공정은 다음과 같습니다. 2차 침전조의 슬러지 일부는 1차 침전조 또는 생물학적 처리 설비로 되돌려 보내지고, 나머지 슬러지는 슬러지 농축조를 거쳐 슬러지 소화조로 들어갑니다. 탈수 및 건조 설비를 거친 후 최종적으로 재활용됩니다.
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게시 시간: 2022년 6월 11일