상하수도기술사 128회 3교시 기출문제 6. 2O (혐기/무산소/호기조 조합) 공정에 대해 아래사항을 설명하시오.1) 각각의 반응조의 기능과 정의(환경조건) 2) 호기조에서 질산성 질소로 산화된 질소..

답 1. A2O(Anaerobic-Anoxic-Oxic) 공정 개요

- A/O Process를 개량하여 질소의 제거가 가능하도록 Anoxic조를 추가한 방법으로, 포기조에서 질산화를 통해 생성된 질산성 질소를 무산소조로 반송하여 탈질

- 질소제거(총질소 제거율은 40 ~ 70%) 가능, 인의 방출에 대한 질산성 질소의 영향 감소

[이미지 출처 : 하수도시설기준]

 

답 2. 각 반응조의 기능

환경조건	주요기능			비고
	유기물	질소	인
혐기	분해 또는 섭취	아미노산, 암모니아로 분해	방출, 유기인 분해	교반
무산소	탈질에 필요한 탄소원	탈질	-	교반
호기	산화	질산화	과잉 섭취	교반+폭기

 

답 3. 호기성, 혐기성, 무산소 조건(환경조건)

1) 호기성 조건

- 질산화, 유기물의 산화 및 인의 섭취 반응 발생

- 보통 DO 농도는 2.0mg/L 정도 유지

- DO 농도가 너무 낮으면 인의 흡수율을 저하되어 인 제거율이 감소하며, 침전성이 낮은 슬러지 생성

- DO 농도가 너무 높으면 포기조에서 무산소조로 내부순환되는 반송수 내에 DO 농도가 높아 탈질반응에 영향을 주게 되어 결국 호기조에서 질산성 질소 농도를 높게 하여 인 방출률 감소 가능

→ 호기조건에서 DO 농도는 전반부는 2.0mg/L로 유지하고, 무산소조로 내부순환하는 부분은 1.0mg/L 정도로 낮게 유지하는 것이 바람직

2) 무산소 조건

- 탈질이란 미생물이 산소가 없는 상태에서 호흡을 하기 위해 최종 전자수용체로서 작용하는 질산성 질소를 환원시키는 것을 말하며, 무산소(anoxic) 상태에서 일어나기 때문에 혐기성 호흡(anaerobic respiration)이라고도 함

- 탈질균은 유기물을 산화 분해할 때 발생하는 전자의 최종수용체로서 산소를 이용하는데, 산소가 부족하거나 없는 상태에서는 anoxic 호흡을 하며, 이 때 최종 전자수용체로서 NO3-, SO42-, PO43- 등을 이용

- 이와 같이 용존산소가 없고 화학적으로 결합한 형태의 산소(즉 NO3-, SO42-, PO43- 등)만이 존재할 때를 혐기성 상태와 구별하기 위해 무산소 상태(anoxic)라 함

- 용존산소 농도가 클수록 탈질이 방해를 받으므로 무산소조의 DO 농도는 0mg/L 정도가 가장 좋은 조건이나 최악의 조건에서도 0 ~ 0.5mg/L 이하로 유지하는 것이 좋음

3) 혐기성 조건

- 일반적으로 인제거 미생물은 혐기성 조건에서 유기물(아세테이트 류)등을 흡수할 수 있다는 점 때문에 다른 미생물에 비해 우위에 있어 혐기성 상태가 인제거 미생물들을 선택 · 증식시킬 수 있는 조건이 됨

- 혐기성 상태의 유지를 위해 DO 농도를 0mg/L에 접근시키는 것이 좋다

4) 무산소 조건와 혐기성 조건의 차이점

- 유리산소는 없지만 결합산소는 있는 상태가 무산소 조건이고, 유리산소도 없고 결합산소도 없는 즉, 산소 자체가 전혀없는 상태가 혐기성 조건임

 

답 4. 호기조에서 질산성 질소로 산화된 질소량

·

답 5. 내부반송비와 무산소조에서 제거된 질산성 질소량

- 생물학적 탈질은 산소 대신 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 이동 도와줌

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