안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
생활하수 속 질소와 인을 방류하면 하천과 바다에 영양분이 과도해져 녹조, 적조 현상을 일으킵니다. 미생물을 이용한 생물학적 고도처리 공정은 산소 농도 조건을 단계별로 다르게 조성하여 미생물의 대사 반응을 유도하는 원리로 이들을 제거합니다.
질소는 미생물의 호흡 과정을 통해 공기 중으로 날려 보낼 수 있는 질소 가스 형태로 바꾸어 제거합니다. 먼저, 호기성 조건에 산소를 공급하여 질산화를 시킨 다음 질산화된 물을 호기조에서 무산소조로 내부 순환시킵니다. 무산소조에는 물속에 녹아있는 산소가 없기 때문에, 종속영양 미생물은 유기물을 분해하기 위해 질산성 질소에 결합된 산소를 빼앗아 호흡에 사용합니다. 이 과정에서 질산성 질소는 질소 가스로 환원되어 공기 중으로 안전하게 날아갑니다.
인은 기체로 변환할 수 없으므로, 미생물 체내에 고농도로 축적시킨 뒤 그 미생물 덩어리를 밖으로 빼내어 버리는 물리적 방식으로 제거합니다. 산소가 완전히 차단된 혐기조에서 인 축적 미생물은 생존을 위해 체내의 인을 뱉어내고 유기물을 비축하기 때문에 산소가 풍부한 호기조로 넘어가면 미생물이 비축한 유기물을 분해하며 폭발적인 에너지를 얻고, 이때 뱉어낸 양보다 훨씬 많은 인을 물속에서 과잉 흡수합니다. 마지막으로 인을 잔뜩 머금어 무거워진 미생물 덩어리를 침전지에서 가라앉혀 시스템 밖으로 버림으로써 인 제거가 완료됩니다.