생물막 공정과 살수여상에 대하여 - 환경의 끝

폐수처리 공학[생물막 공정과 살수여상에 대하여] - 환경의 꿈


* 생물막 공정


- 생물막은 영양물질과 세균, 균류, 원생동물, 후생동물이 혼합되어 존재하는 하나의 생태계이며, 이중 세균이 오염물질의 제거에 가자 중요한 것으로 알려져 있다.



- 생물막의 1단계 대수성장기로 생체량의 변화율은 생물막을 구성하는 생체량에 비례하여 증가하는 시기이고, 2단계의 전이기에서는 기질과 영양분이 충분한 생물막 표면 근처레서만 성장이 이루어져 생체량의 변화율은 생물막 표면 근처의 생체량에 비례하며, 3단계의 정상상태에 이르면 생체량의 변화가 거의 없게 된다. 이후 전단력이 생물막의 응집력에 비해 커질 경우 탈리가 발생한다. 생물막의 탈리는 기질 분해로 얻어진 과잉의 생체량으로 인한 불균형 상태를 해소하여 평형상태로 돌아가기 위한 방법이라고 볼 수 있다.  (대수성장기 - 표면 전이기 - 정상상태)

1) 살수여상


- 살수여상은 회전분무기를 통해 배수와 통기가 잘 되는 매질로 채워진 원형구조의 여상에 1차 침전조를 거친 유출수를 골고루 뿌려 폐수처리를 한다. 폐수분배장치를 통해 여상에 뿌려진 폐수는 매질표면을 따라 아래로 이동하며 오염물질의 분해가 이루어진다.



- 매질은 물에 잠겨 있지 않으며, 호기성 조건 하에서 산소는 공기와 액체의 접촉면을 통해 전달되고 확산에 의해 생물막으로 전달되기 때문에 호기성 처리에서 산소의 공급은 필수적이다.



- 표면에는 그람음성의 편모를 갖는 세균이 최초로 붙어 납작한 1차 군락을 형성한다. 그 이후에 필라멘트형의 세균과 균류, 점액성 물질을 분비하는 세균들이 2차 군락을 형성하게 된다. 활성슬러지에 많이 존재하는 Zooglea 종류가 생물막의 형성에도 크게 관여한다.



- 저율살수여상: 폐수를 여상에 1회 통과시켜 처리하던 방법에 의존한 것으로, 폐수와 미생물 사이의 접촉기회가 적고 여상의 상부에서 부하율이 매우 높은 반면에 하부에서의 부하량이 낮아져 여상전체에 걸쳐 부하의 불균형상태가 발생하여 부하율을 낮은 수준으로 밖에 유지할 수 없었다.



- 고율살수여상: 폐수의 재순환을 도입하여 폐수와 생물막 사이의 접촉기회를 증대시켜 주는 운전방법으로 재래식(저율) 살수여상에 비해 부하율을 10배 가까이 증가시킬 수 있다.



- 기존 돌, 슬랙의 여재를 사용하던 방법에서 플라스틱 매질이 출현하면서 표면적을 크게 증가시킬 뿐 아니라 90% 이상의 높은 공극률을 제공할 수 있으므로 고율부하보다도 훨씬 높은 부하율로 처리가 가능하게 되었다. (bulk, module 형)



* 살수여상의 장점



- 운전이 쉽고 유지비가 낮다.

- 부하변동과 유해물질에 대한 저항력이 높다.

- 슬러지 발생량이 적고 침전성이 양호하다.

- 휴지기간에 대한 적응력이 높다.



* 살수여상의 단점



- 냄새와 파리가 발생한다. 생물막 심층에서의 혐기성대사와 생물막의 탈리로 인해 각종 유기산과 H2S 등 기체가 발생함으로 냄새가 발생한다. 또한 Psychoda 속의 파리 번식이 수반된다.

- 처리효율이 약간 낮고 처리수의 투시도가 낮다.(불량하다)

- 비교적 손실수두가 크다.

- 차지하는 소요부지면적이 비교적 크다.

- 산소가 제한을 받으며 기온변화에 큰 영향을 받는다.





* 살수여상 연못화 현상(여상 표면에 물이 고이는 현상)의 요인



- 매직이 너무 작거나 균일하지 못한 경우

- 1차 침전지에서 고형물이 충분히 제거되지 않을 경우

- 생물막이 지나치게 탈락되어 공극을 메운 경우

- 유기물 부하율이 너무 높은 경우



-> 매질 잘 긁고, 고압수증기로 씻거나, 살수를 중단하고 폐수를 연속적으로 유입시킨다.

-> 고농도의 염소를 1주 간격으로 적용할 것, 유입수의 유리잔류염소 농도가 5mg/L 정도가 되도록 한다.

-> 여상을 1일 이상 침수시킨다.





* 파리의 번식 방지



- 살수를 연속적으로 할 것, 반송률을 높일 것, 여상 벽의 내부를 씻어서 항상 젖어 있도록 할 것

- 1~2주 간격으로 유입폐수에 염소를 혼합할 것, 잔류염소 0.5~1mg/L 정도면 적당하다

- 생물막이 지나치게 증식하지 않도록 할 것