▶ 영향

① 탈질균은 산소가 있을 때는 산소를, 산소가 고갈되면 질산을 전자수용체로 사용합니다.

② 따라서 무산소조 내 DO 농도가 높으면 탈질 반응이 저해됩니다.

③ 일반적으로 DO가 0.5mg/L 이상이면 탈질 속도가 급격히 떨어지며, 이상적인 농도는 0.0~0.1mg/L입니다.

▶ 측정 방법

① Pro20i DO 측정기 이용하여 무산소조 DO 수시 측정

▶ 문제 해결 방법

① 무산소조 DO를 0.5mg/L 이하로 유지한다.

② 내부·외부 반송률을 조정하여 산소 유입을 최소화한다.

③ 최종 포기조 DO를 높이지 않아 반송액의 산소량을 줄인다.

④ 플록 구조를 크고 조밀하게 유지하여 플록 내부 무산소 영역을 확립한다.

⑤ 유입수의 포기시간을 최소화하여 DO가 높은 유입수를 막는다.

▶ 영향

① 탈질균은 질산성질소를 환원할 때 전자공여체로 유기탄소원을 필요로 합니다.

② 원수에 충분한 유기탄소원이 없으면, 외부에서 탄소원을 추가해야 합니다.

③ 일반적으로 BOD 기준 C/N 비 3, CODcr 기준 C/N 비 4.5가 필요하며,

④ 메탄올을 사용할 때 이론적 C/N 비는 2.47이나 실제 현장에서는 3.5~4.0 이상이 필요합니다.

⑤ 탄소원이 부족하면 탈질률이 급격히 저하되고, 배출수 질소 농도가 높아집니다.

▶ 측정 방법

① CODcr 측정: HACH 흡광광도계 및 CODcr 시약

② ORP 측정: ORP -200±50mV 유지 여부 확인

▶ 문제 해결 방법

① 외부 탄소원을 정량 주입하여 C/N 비를 적정 범위로 유지한다.

→ 메탄올 사용 시 1g NO₃-N 제거에 3.5~4.0g 메탄올 필요

→ 바이올 사용 시 1g NO₃-N 제거에 7.2g 필요

② 무산소조 ORP를 지속 관찰하여 (-200±50mV) 범위 유지 여부를 점검한다.

③ 무산소조로 유입되는 DO를 줄여 유기탄소원의 소모를 방지한다.

▶ 영향

① 내·외부 반송을 통해 포기조에서 질산화된 질소를 무산소조로 이송하고, 탈질을 수행합니다.

② 반송률이 낮으면 무산소조로 충분한 질산성질소가 공급되지 못해 탈질량이 줄어들고, 배출수 질소 농도가 높아집니다.

③ 유입 질소 농도가 높을수록 필요한 반송률은 더욱 증가합니다.

▶ 측정 방법

① 반송 유량 측정 : 반송 펌프 유량계 또는 라인 유량계 사용

② 희석 비율 계산 :

→ 유출 T-N 농도 = (1−반송량/총 유량) × 유입 T-N 농도

▶문제 해결 방법

① 목표 배출수 질소 농도에 맞춰 반송률을 재설정한다.

② 반송 펌프 용량이나 송풍 설비를 재점검하여 충분한 반송이 가능하도록 한다.

③ 유량 변화에 따라 반송량을 유연하게 조정할 수 있는 운영체계를 구축한다.

▶ 영향

① 탈질균은 pH 7.0~8.5 범위에서 활발히 활동하며, 최적 pH는 7.1~7.5입니다.

② pH가 6.5 미만이거나 8.5 초과하면 탈질 효율이 떨어집니다.

③ 탈질 과정에서는 알칼리도가 생성되므로, 무산소조 내에서 pH가 약간 상승하는 경향이 있으며, 이를 통해 탈질이 정상적으로 진행되고 있는지를 간접적으로 확인할 수 있습니다.

▶ 측정 방법

① pH 측정기: TOADKK HM-30P 사용

② 알칼리도 분석: 알칼리도 측정 키트: Hach 알칼리도 테스트 키트

▶ 문제 해결 방법

① pH가 낮을 경우, 알칼리제(중탄산나트륨, 탄산나트륨, 소석회, 가성소다)를 주입해 바로잡는다. (※ 미생물 선호도는 중탄산나트륨 > 탄산나트륨 > 소석회 > 가성소다 순)

② pH가 높을 경우, 황산이나 염산을 주입해 조정한다.

③ 유기탄소원의 부족으로 pH 복구가 미흡한 경우, 외부 탄소원을 적정량 추가 투입한다.

▶ 영향

① 탈질을 수행하는 통성혐기성 세균의 절대량이 부족하면 탈질 속도가 감소하고, 배출수 질소 농도가 높아집니다.

② 특히 플록이 해체되거나, 슬러지 건강성이 저하되면 탈질 효율이 급격히 떨어질 수 있습니다.

③ 또한 무산소조 내 DO 농도가 어정쩡한 수준(0.5~1.0mg/L)으로 유지되면 사상균 발생과 슬러지 유실의 가능성이 생깁니다.

▶ 측정 방법

① MLSS 농도 측정 : 간이 MLSS 측정(HACH 흡광광도계)

② 미생물 현미경 관찰 : 플록 구조 및 건강성 점검

▶ 문제 해결 방법

① BOD 부하율 및 F/M 비를 점검하여 미생물 건강성을 유지한다.

② 필요시 잉여슬러지 인출량을 줄여 탈질균 절대량을 확보한다. (단, SRT가 지나치게 길어져 플록 해체가 일어나지 않도록 주의)

③ 종균제나 농축 슬러지를 식종해 탈질균 밀도를 높인다.

④ 무산소조 DO를 0.5mg/L 이하로 관리하여 사상균 발생과 슬러지 유실을 예방한다.

▶ 영향

① 탈질 반응은 전자수용체가 산소에서 질산으로 전환되는 데 시간이 필요합니다.

② 특히, 반송액이 포기조에서 직접 넘어오기 때문에 잔류 산소를 제거하고 탈질 효소를 활성화하기까지 일정 시간이 소요됩니다.

③ 일반적으로 무산소조 체류시간은 2~4시간 확보가 필요합니다.

④ 체류시간이 부족하면 탈질이 완료되지 못하고 배출수 질소 농도가 상승합니다.

▶ 측정 방법

① 무산소조 체류시간 계산:

체류시간(hr) = 무산소조 용적(m³) / 총 유입유량(m³/d) × 24

※(총유입유량 = 원수량+내부반송량+외부반송량)

▶ 문제 해결 방법

① 필요한 최소 유량으로 반송하여 무산소조 체류시간을 확보한다.

② 무산소조 유입 DO를 낮추기 위해 반송액 송풍량을 줄이거나 간헐 포기한다.

③ C/N 비를 약간 높여 탈질 반응을 가속하고 체류시간 부족을 보완한다.

④ 현장 상황에 맞는 반응성이 빠른 유기탄소원 사용을 검토한다.

▶ 영향

① 탈질균은 최적 수온 35~40℃에서 최대 활성을 보이며, 20℃ 이하에서는 반응 속도가 급격히 저하됩니다.

② 5~10℃에서는 탈질 속도가 매우 낮아지며, 유입수의 기질 조성에도 변화를 일으켜 탈질 효율이 더욱 악화합니다.

▶ 측정 방법

① Pro20i DO 측정기: 수온 측정 기능 포함

▶ 문제 해결 방법

① 겨울철에는 가온 설비를 활용해 최소 15℃ 이상을 유지한다.

② 수온 저하 시 무산소조 MLSS 농도를 증가시켜 미생물 총량을 보완한다. (10℃ 하락할 때마다 기존 농도의 약 2배 수준까지 증량)

▶ 영향

① 무산소조에 독성물질이 유입되면, 탈질에 관여하는 미생물의 활성이나 생존 자체가 저해됩니다.

② 특히 중금속 이온(Cu²⁺, Zn²⁺, Ni²⁺, Pb²⁺ 등), 유기용제, 계면활성제, 페놀류 등은 낮은 농도에서도 탈질균에 치명적인 영향을 줄 수 있습니다.

③ 독성물질 유입은 일시적인 탈질 저하뿐 아니라, 슬러지 손상 및 회복 지연으로 이어질 수 있습니다.

▶ 측정 방법

① 중금속 분석: ICP-MS, AAS (원자흡광광도계)

② 유기 독성물질: GC-MS 분석, Microtox 생물 독성 테스트

③ 정기적인 수질 오염물질 항목 분석표 확인

▶ 문제 해결 방법

① 원수 내 유해 물질(중금속, 독성 유기물 등) 사전 분석 강화

② 유입부에 완충조(Balancing Tank) 설치하여 독성 충격 완화

③ 비정상 유입 시 슬러지 반송·송풍량 조절로 시스템 복원 여유 확보

④ 필요시 응급 종균제 또는 농축 슬러지를 도입하여 탈질 기능 회복 유도

▶ 영향

① 유입수의 수질이나 유량이 갑자기 증가하면, 무산소조로 유입되는 BOD, NH₃-N, 질산성질소 등의 부하가 급증합니다.

② 이에 따라 탈질균이 갑작스러운 기질 변화에 적응하지 못하고, DO 농도가 일시적으로 증가하면서 탈질 반응이 저해될 수 있습니다.

③ 반복적인 충격 부하는 플록 파괴, 슬러지 탈락 등 장기적인 처리 불량으로 이어질 수 있습니다.

▶ 측정 방법

① 유입수 질소 농도 변화 감시: NO3--N, NH4+-N, T-N 모니터링

② DO 및 ORP 실시간 데이터 확인: 급격한 변화 시 충격 부하 의심

③ 유입 유량 기록 및 유속 변화 분석

▶ 문제 해결 방법

① 유입수 부하 완충을 위한 조정조 설치 (균등한 유입 유지)

② 유입량 급증 시 일시적 유입량 분산 및 임시 저장 운영

③ 운영 유연성 확보

→ 송풍기 가동시간 조정

→ 슬러지 반송률 조절로 미생물 균형 회복

④ 유휴시간(주말, 야간 등) 활용하여 슬러지 회복 및 질소 제거 복구 진행

▶ 영향

① 유기탄소원이라 해도 그 성분, 생분해성, 반응 속도가 달라지면 탈질 반응에 미치는 효과도 달라집니다.

② 반응성이 낮은 탄소원(예: 고분자계 부산물, 발효되지 않은 식품 폐수 등)은 탈질 속도를 늦추고, 체류시간이 짧은 시설에서는 처리되지 않은 채 포기조로 넘어가 오히려 질산화까지 저해할 수 있습니다.

▶ 측정 방법

① 기질 BOD/CODcr 비율 확인 → 비율이 낮을수록 생분해성 떨어짐

② ORP 변화 관찰 → 탄소원 투입 후 반응 속도 비교

③ 처리수 내 NO3--N 농도와 COD 농도 동시 측정 (비효율적 탈질 시 동시 고농도 유지)

▶ 문제 해결 방법

① 현장 조건에 적합한 탄소원 선택

→ 체류시간이 짧은 곳 → 반응 빠른 탄소원 사용

→ 대규모·고농도 부하 → 반응성과 가격 고려한 탄소원 혼합 가능

② 탄소원 시험적용 후 반응 계수 검증

→ 시범 주입 → ORP 곡선, 질산성질소 제거량 비교

③ 탄소원 품질 관리

→ 원료 배치에 따른 성상 변화 여부 지속 관찰