소개글
"활성슬러지 공정 환경미생물과 생물학적 질소 제거 비교"에 대한 내용입니다.
목차
1. 서론
2. 활성슬러지 공정
2.1. 활성슬러지 공정의 개요
2.2. 활성슬러지 공정에 관여하는 환경미생물
2.2.1. 호기성 세균
2.2.2. 혐기성 세균
2.2.3. 질산화 세균
2.2.4. 탈질화 세균
2.2.5. 방선균
3. 생물학적 질소 제거
3.1. 생물학적 질소 제거 공정의 개요
3.2. 생물학적 질소 제거에 관여하는 환경미생물
3.2.1. 암모니아 산화 세균
3.2.2. 아질산화 세균
3.2.3. 탈질화 세균
4. 활성슬러지 공정과 생물학적 질소 제거의 미생물 비교
4.1. 기능적 차이
4.2. 생태학적 특성 차이
4.3. 운영 조건의 차이
4.4. 에너지 소비 및 비용 측면 차이
5. 종합 및 시사점
6. 결론
7. 참고 문헌
본문내용
1. 서론
현대 사회는 급속한 산업화와 도시화로 인해 다양한 환경문제를 직면하고 있으며, 특히 수질오염은 인간의 건강과 생태계에 큰 위협이 되고 있다. 수질오염은 산업폐수, 생활하수, 농업활동 등 다양한 원인에 의해 발생하며, 이러한 폐수 내 오염물질을 적절히 처리하지 않으면 하천과 해양의 생태계가 파괴될 수 있다. 수질오염의 주요 원인 중 하나는 하수나 폐수 내에 포함된 유기물과 질소 화합물이다. 이러한 오염물질은 물속의 산소를 고갈시키고 부영양화를 유발하여 수질 악화의 주된 원인이 된다. 이를 해결하기 위해 활성슬러지 공정과 생물학적 질소 제거 공정이 도입되어 폐수 내 오염물질을 제거하는 데 중요한 역할을 하고 있다.
2. 활성슬러지 공정
2.1. 활성슬러지 공정의 개요
활성슬러지 공정은 폐수 내 유기물을 미생물의 대사 활동을 통해 분해하여 처리하는 생물학적 폐수처리 방법이다. 이 공정은 폭기조 내에 미생물의 복합적인 생태계를 구성하여 폐수 정화를 수행한다.
폭기조 내에서 미생물들은 폐수 속 유기물을 분해하여 이산화탄소와 물로 전환한다. 이를 통해 생화학적 산소 요구량(BOD)을 낮추고 수질을 개선한다. 주요 미생물로는 호기성 세균, 혐기성 세균, 질산화 세균, 탈질화 세균, 방선균 등이 있으며, 이들의 상호작용으로 유기물 제거 및 슬러지 생성이 이루어진다.
호기성 세균은 산소가 풍부한 환경에서 유기물을 이산화탄소와 물로 분해하는 핵심 역할을 한다. 혐기성 세균은 산소가 없는 조건에서 유기물을 분해하여 메탄가스 등의 바이오가스를 생성한다. 질산화 세균은 암모니아를 아질산염과 질산염으로 산화시켜 질소 화합물을 제거하며, 탈질화 세균은 질산염을 질소 가스로 환원시켜 부영양화를 방지한다. 방선균은 슬러지의 침전성과 질을 향상시키는 데 기여한다.
이와 같이 활성슬러지 공정은 다양한 미생물들의 상호작용을 통해 폐수 내 유기물과 영양염류를 효과적으로 제거한다. 이는 수질 개선과 환경 보호에 핵심적인 역할을 수행한다.
2.2. 활성슬러지 공정에 관여하는 환경미생물
2.2.1. 호기성 세균
호기성 세균은 활성슬러지 공정에서 가장 중요한 역할을 하는 미생물이다. 이들은 산소가 있는 조건에서 폐수 내 유기물을 분해하여 이산화탄소와 물로 전환시킨다. 이러한 호기성 세균의 대사 활동을 통해 폐수 내 BOD(생화학적 산소 요구량)가 감소하고, 수질이 개선된다.
대표적인 호기성 세균으로는 Pseudomonas와 Bacillus 속이 있다. Pseudomonas 속의 세균은 다양한 유기물을 분해할 수 있는 능력이 뛰어나, 폐수처리 시설에서 널리 활용된다. 실제로 한 석유화학 공정 폐수처리 시설에서는 Pseudomonas putida를 이용하여 난분해성 유기물을 효과적으로 제거하였다고 한다.
또한 Zoogloea 속의 세균은 '플럭 형성균'으로 알려져 있는데, 이들은 세포외 다당류를 생산하여 활성슬러지 내 플럭 형성에 중요한 역할을 한다. 플럭은 미생물, 유기물, 무기물 등이 뭉쳐진 것으로, 침전과 분리가 용이하여 수질 개선에 기여한다.
한편 Sphaerotilus 속의 세균은 사상균으로 불리며, 플럭 형성에 도움을 주지만 과도하게 증식하면 슬러지 팽화 현상을 일으켜 수처리 효율을 저하시킬 수 있다. 따라서 활성슬러지 공정에서는 이러한 균들의 성장을 적절히 관리하여 최적의 환경을 조성하는 것이 중요하다.
2.2.2. 혐기성 세균
혐기성 세균은 산소가 없는 조건에서 유기물을 분해하는 역할을 한다. 이들은 슬러지의 양을 줄이고, 유기물을 효과적으로 처리하는 데 기여한다. 대표적인 혐기성 세균으로는 Methanobacterium과 Clostridium이 있다. 혐기성 세균은 폐수 내의 유기물을 메탄가스와 같은 바이오가스를 생성하여 분해한다. 이 과정에서 슬러지의 양을 줄이고 유기물을 효과적으로 처리할 수 있다. 따라서 혐기성 세균은 활성슬러지 공정에서 중요한 역할을 담당하며, 폐수 처리의 효율성을 높이는 데 기여한다고 할 수 있다.
2.2.3. 질산화 세균
질산화 세균은 암모니아를 아질산염과 질산염으로 산화시키는 역할을 한다. 이들은 호기성 조건에서 작용하며, 폐수...
참고 자료
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