소개글
"환경미생물학 활성슬러지와 질소 제거 미생물 비교"에 대한 내용입니다.
목차
1. 서론
1.1. 환경오염 문제와 수질오염의 중요성
1.2. 활성슬러지 공정과 생물학적 질소 제거의 의의
2. 활성슬러지 공정과 관여하는 환경미생물
2.1. 활성슬러지 공정의 개요
2.2. 활성슬러지 공정에 관여하는 환경미생물
2.2.1. 호기성 세균
2.2.2. 아질산화 세균과 질산화 세균
2.2.3. 혐기성 세균
2.2.4. 진균류와 원생생물
3. 생물학적 질소 제거와 관여하는 환경미생물
3.1. 생물학적 질소 제거의 개요
3.2. 생물학적 질소 제거에 관여하는 환경미생물
3.2.1. 암모니아 산화세균
3.2.2. 아질산 산화세균
3.2.3. 탈질소화 세균
3.2.4. 아나목스 세균
4. 활성슬러지 공정과 생물학적 질소 제거 미생물의 비교
4.1. 공정의 목적과 미생물 역할
4.2. 주요 미생물 종류
4.3. 환경 조건
4.4. 대사 작용 및 산물
5. 결론
6. 참고 문헌
본문내용
1. 서론
1.1. 환경오염 문제와 수질오염의 중요성
환경오염 문제와 수질오염의 중요성이 갈수록 부각되고 있다. 환경오염은 사람의 생명과 건강, 그리고 생태계에 심각한 위협을 가하고 있기 때문이다. 특히 수질오염은 산업화와 도시화에 따른 폐수 및 생활하수의 증가로 인해 더욱 심각한 상황이다.
수질오염의 주요 원인은 하수나 폐수에 포함된 유기물과 질소 화합물이다. 이러한 오염 물질은 수중 산소를 고갈시키고 부영양화를 유발하여 수생 생태계를 파괴한다. 따라서 수질오염을 해결하는 것은 인간의 건강과 환경 보호를 위해 매우 중요한 과제이다.
이를 해결하기 위해 활성슬러지 공정과 생물학적 질소 제거 공정이 폐수 처리에 널리 활용되고 있다. 활성슬러지 공정은 유기물 제거에, 생물학적 질소 제거 공정은 질소 화합물 제거에 초점을 맞추고 있으며, 이를 통해 수질 개선과 환경 보호에 기여하고 있다.
이처럼 환경오염, 특히 수질오염 문제는 매우 심각한 상황이며, 이를 해결하기 위한 노력이 절실히 요구된다. 폐수 처리 기술의 발전과 함께 수질 관리 및 생태계 보호를 위한 종합적인 대책이 필요할 것으로 보인다.
1.2. 활성슬러지 공정과 생물학적 질소 제거의 의의
활성슬러지 공정과 생물학적 질소 제거는 수질 오염 문제를 해결하기 위한 중요한 생물학적 폐수처리 기술이다. 활성슬러지 공정은 주로 유기물 제거에 초점을 맞추며, 호기성 세균과 같은 다양한 미생물이 유기물을 분해하여 처리한다. 반면, 생물학적 질소 제거는 폐수 내 질소 화합물을 제거하는 것을 목표로 하며, 질산화와 탈질소화 과정을 거쳐 최종적으로 질소 가스를 생성하고 배출한다. 이 과정에는 암모니아 산화세균, 아질산 산화세균, 탈질소화 세균, 그리고 아나목스 세균 등의 특화된 미생물들이 관여한다. 이처럼 활성슬러지 공정과 생물학적 질소 제거는 각각 다른 오염물질 제거에 초점을 맞추고 있지만, 모두 환경미생물의 작용을 통해 수질오염 문제를 해결하는 데 중요한 역할을 한다는 점에서 공통점을 가진다. 이들 공정의 이해와 관련 미생물의 특성 파악은 효율적인 폐수처리와 수질 관리를 위해 필수적이다.
2. 활성슬러지 공정과 관여하는 환경미생물
2.1. 활성슬러지 공정의 개요
활성슬러지 공정의 개요는 다음과 같다.
활성슬러지 공정은 하수 처리장에서 가장 널리 사용되는 생물학적 폐수 처리 방법 중 하나이다. 이 공정은 미생물을 이용하여 폐수 내 유기물을 분해하고 정화하는 과정으로, 하수 처리의 핵심 단계이다. 공정 과정에서 폐수는 호기성 조건에서 다양한 미생물이 포함된 슬러지와 혼합되며, 산소를 공급받은 미생물들은 유기물을 분해하면서 성장하고 번식하게 된다. 이때 발생하는 슬러지가 활성슬러지라 불린다.
활성슬러지 공정은 크게 세 가지 단계로 나눌 수 있다. 첫째, 1차 침전 단계에서는 폐수의 유입과 혼합으로 하수가 처리 공정에 유입되며, 슬러지 내에 포함된 다양한 미생물과 혼합된다. 둘째, 생물학적 처리 단계에서는 1차 침전지에서 나온 하수가 생물반응조로 이동하여, 투입된 활성슬러지와 함께 유기물이 분해된다. 이 과정에서 미생물은 유기물을 먹이로 사용하여 성장하고 증식한다. 셋째, 2차 침전 단계에서는 분해 과정이 끝난 하수가 2차 침전지로 이동하여 미생물과 분해된 유기물이 침전되며, 깨끗한 물은 상부로 떠오르고 침전된 슬러지는 다시 생물반응조로 재순환되거나 별도로 처리된다.
즉, 활성슬러지 공정은 호기성 환경에서 다양한 미생물의 작용을 통해 폐수 내 유기물을 효과적으로 분해하고 처리하는 생물학적 방법이라 할 수 있다.
2.2. 활성슬러지 공정에 관여하는 환경미생물
2.2.1. 호기성 세균
호기성 세균은 활성슬러지 공정에서 가장 중요한 미생물이다. 이들은 산소가 충분히 공급되는 호기성 환경에서 유기물을 산화하여 이산화탄소(CO₂), 물(H₂O), 에너지를 생성하고, 이를 통해 자신들의 성장을 도모한다. 주요 호기성 세균으로는 Pseudomonas, Acinetobacter, Bacillus 등이 있다.
Pseudomonas는 유기물 분해에 중요한 역할을 하며, 다양한 오염물질을 분해할 수 있는 능력을 가진 대표적인 호기성 세균이다. 특히 페놀, 톨루엔과 같은 유기 화합물도 분해가 가능하다.
Acinetobacter는 인의 제거에 관여하는 세균으로, 생물학적인 인 제거 과정에서 필수적이다. 이들은 폐수 내 인을 세포 내로 흡수해 인 농도를 감소시키는 역할을 한다.
Bacillus는 유기물 분해와 함께 다양한 효소를 분비해 복잡한 유기물 구조를 분해하는 역할을 한다.
이처럼 호기성 세균은 활성슬러지 공정에서 유기물의 분해와 BOD 감소에 중요한 기여를 한다. 이들의 작용을 통해 폐수 내 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있다.
2.2.2. 아질산화 세균과 질산화 세균
아질산화 세균과 질산화 세균은 활성슬러지 공정에서 질소 제거를 위해 중요한 역할을 한다. 아질산화 세균은 암모니아(NH...
참고 자료
공용, 환경미생물학, 활성슬러지 공정과 살수여상 공정을 환경미생물의 관점에서 비교, 2022.
김동민 외 9인, 폐수처리공학, 도서출판 동화기술, 2013.
조관형 외 7인, 최신 상하수도, 신광문화사, 2008.
장덕, “폐수처리공학강의록ⅠⅡ“, 건국대학교 환경공학과, 第8版 (2017)
이진룡ㆍ손종열공저, “환경공학 설계”, 대학서림, pp. 81-105 (1994)
한선기ㆍ정진영(2016), 환경미생물학, 한국방송통신대학교 출판문화원
공용, 환경미생물학, 활성슬러지 공정과 살수여상 공정을 환경미생물의 관점에서 비교, 2022.
김동민 외 9인, 폐수처리공학, 도서출판 동화기술, 2013.
조관형 외 7인, 최신 상하수도, 신광문화사, 2008.
한선기ㆍ정진영(2016), 환경미생물학, 한국방송통신대학교 출판문화원
한선기, 정진영 저, 환경미생물학, 한국방송통신대학교출판문화원, 2016
박노연 저, 무산소-혐기-호기 활성슬러지 공정을 이용한 하수내 질소와 인의 생물학적 제거, 연세대학교 2004
김조락 저, 활성슬러지공정 모델 최적화 및 모델 기반 관리자 국지제어, 부산대학교 2006
이선옥 저, 2차침전조 대체 활성탄 패치의 포기조 내 설치에 의한 기존 활성슬러지공정 개선, 한양대학교, 2008
장경오 저, 대규모 도금폐수 처리장의 경제적인 생물학적 질소제거 방법 연구, 아주대학교, 2006
이승호 저, 호기성 입상 슬러지를 이용한 생물학적 단축질소제거 연구, 한양대학교, 2012
김희수 저, 생물학적 질소제거를 위한 유동성담체의 개발, 서울산업대학교, 2010
