고도처리

고도처리의 정의

고도처리는 2차처리 후 잔존하는 질소와 인 등을 추가로 제거하는 처리다.

2차처리가 탁한 물을 맑게 하는 단계라면, 고도처리는 녹아 있는 영양분을 걸러내는 단계다.

방류수 수질기준이 강화되고 부영양화가 문제 되면서 고도처리 도입이 필요해졌다.

핵심 대상은 질소와 인이다.

질소·인 제거 원리

A2O 공정은 혐기조, 무산소조, 호기조를 직렬로 배치한 방식이다.

혐기조에서는 인을 방출하고, 무산소조에서는 질산성 질소를 질소 가스로 환원한다.

호기조에서는 유기물 산화와 질산화가 일어나고 인을 과잉 흡수한다.

질산화에는 암모니아성 질소 1g당 산소가 약 4.57g 필요하다.

탈질에는 유기탄소원이 필요하므로, C/N 비가 낮으면 외부 탄소원을 주입한다.

인 제거 두 경로

인 제거는 생물학적 방법과 화학적 방법, 두 경로로 이루어진다.

생물학적 방법은 혐기와 호기 조건을 번갈아 두어 인 축적 미생물이 인을 과잉 섭취하게 한다.

화학적 방법은 철염이나 알루미늄염을 주입해 인산염을 불용성 침전물로 만든다.

생물학적 제거만으로 유출 농도가 충분히 낮아지지 않으면 화학적 방법을 병용한다.

계산 예제

가상의 재래식 처리장에 질소 제거 설비를 추가하는 경우를 계산해 본다.

제거해야 할 질소량은 일 유량에 유입과 방류 농도 차이를 곱해 구한다.

계산하면 하루 600kg의 질소를 제거해야 하고, 제거율은 75%가 된다.

이 규모는 활성슬러지법 단독으로는 어렵다. 그래서 질산화·탈질 공정을 추가하는 것이 타당하다.

헷갈리기 쉬운 점

먼저 고도처리의 목적을 명확히 쓴다. 2차처리 후 잔존하는 질소와 인을 제거하는 것이다.

질소는 질산화와 탈질을 모두 설명하고, 탈질에 필요한 탄소원 조건을 함께 쓴다.

인은 생물학적 방법과 화학적 방법을 구분해야 감점을 피한다.

방류수 기준은 지역 구분을 먼저 확인한 뒤 값을 고른다.

정리와 직접 풀기

정리하면 고도처리는 2차처리 후 잔존하는 질소와 인을 제거하는 처리다.

질소는 호기 질산화와 무산소 탈질로, 인은 생물학적·화학적 방법으로 제거한다.

유입 하수의 C/N 비가 낮으면 탈질용 탄소원이 부족하므로 탄소원 보충을 검토한다.

정답은 외부 탄소원 주입이다. 탄소원이 있어야 질산성 질소가 질소 가스로 환원된다.