상하수도 123회 1교시 문제 13. 탈질(Denitrification)

답 1. 생물학적 탈질 조건

- 생물학적 탈질은 산소대신 전자수용체로 질산염과 아질산염을 이용하여 하수처리에서 다양한 유기성 기질의 생물학적 산화에 관여

- DO가 없거나 제한된 농도에서 전자이동 호흡계에서 질산염 환원효소가 유도되고, 최종 전자수용체로써 질산염으로 수소와 전자의 이동을 도와줌

- 질산염 환원반응은 질산염에서 아질산염, NO, N2O 그리고 N2 기체로의 환원단계 포함

- 탈질공정에서 전자공여체

· 유입하수 내 bsCOD

· 내생분해에서 생성된 bsCOD

· 메탄올이나 아세테이트 같은 외부 탄소원 – 질산화 공정 이후 남아있는 유기물(bsCOD)이 거의 없는 경우 첨가

 

답 2. 전탈질 공법

1) 공정

- 무산소조 다음에 질산화가 일어나는 질산화 폭기조로 구성

- 호기조에서 생성된 질산염(Nitrate)은 무산소조로 반송

- 유입하수 내의 유기물이 탈질을 유도하는 전자 공여체로 사용됨

- 기질에 의한 탈질공정(substrate denitrification process)이라고도 함

2) 특징

- 탈질에 필요한 탄소를 유입수 중의 유기물을 이용하므로 탈질속도, 탈질량은 유입수의 유기물 량과 분해능력에 따라 좌우됨

- 탈질량은 질산화조의 내부 반송률에 의해 결정되는 특징

- 내부반송을 위한 펌프설비가 필요하며, 유입유량에 과질산화수의 내부반송량에 따라 전탈질조의 크기가 커짐

[이미지 출처 : 하수도시설기준, 2011, 한국상하수도협회] / 전탈질 - 순환식 질산화 탈질법

답 3. 후탈질 공법

1) 공정

- 호기조가 앞단에 설치되어 질산화가 이루어지고, 후단의 무산소조에서 탈질이 이루어짐

- 전자 공여체는 내생분해에 의해 얻어짐

- BOD는 첫 번째 반응조에서 제거되고 두 번째 반응조에서 질산염 환원을 유도할 수 없으므로 후무산소 탈질공정(post denitrification)

- 내생 탄소원을 에너지원으로 사용

- 하수 내 BOD를 사용하는 전 무산소 탈질에 비해 탈질률이 훨씬 낮음

- 가끔 메탄올과 초산과 같은 외부탄소원을 이용하는 경우도 있음

2) 특징

- 생분해성이 높은 메탄올 등의 탄소원이 탈질 탄소원으로 공급될 때는 탈질속도가 빠르고 탈질효율 우수

- 외부탄소원의 공급이 없는 경우에는 활성 슬러지의 내생호흡에 의존

- 전자공여체로 유입수의 BOD를 이용하는 전탈질에 비해 탈질율은 훨씬 느림

- 높은 질산성 질소의 제거를 위해서는 긴 체류시간 요구됨

[이미지 출처 : 하수도시설기준, 2011, 한국상하수도협회] / 후탈질 - 질산화 내생탈질법