반류수와 ANAMMOX 공정

반류수란 무엇인가

반류수는 슬러지 탈수·농축 과정에서 분리되어 되돌아오는 액이다.

고형물은 적지만 질소와 인 농도는 본류보다 훨씬 높다.

그래서 본류로 되돌리면 질소 부하가 크게 늘어 운전 부담이 커진다.

반류수 처리 흐름

반류수는 먼저 저류조에 모아 유량과 농도를 평활화한다.

이후 부분 질산화로 NH4-N 의 약 절반을 NO2-N 으로 바꾼다.

남은 암모늄과 아질산염을 ANAMMOX 반응조에서 질소 가스로 전환한다.

마지막으로 잔류 질소를 탈질 등 후처리로 정리해 기준에 맞춘다.

산소 요구량 비교 예제

반류수를 처리하는 두 경로를 같은 기준으로 비교해 본다.

전통 질산화·탈질 방식은 약 4.57 g O2/gN 수준의 산소가 필요하다.

부분 아질산화-ANAMMOX 는 약 1.7 g O2/gN 수준으로 산소 요구가 낮다.

탈질에는 메탄올 같은 탄소원이 필요하지만 ANAMMOX 는 필요 없다.

가상 예제에서 부하 1,000 kg/d 기준 산소 요구는 약 62.5% 줄어든다.

헷갈리는 두 반응

시험에서 가장 많이 헷갈리는 쌍이 탈질과 ANAMMOX 다.

탈질은 질산성 질소를 유기탄소원으로 환원해 질소 가스로 바꾼다.

ANAMMOX 는 암모늄을 아질산성 질소와 반응시켜 질소 가스를 만든다.

두 반응의 가장 큰 차이는 외부 탄소원이 필요한지 여부다.

ANAMMOX 운전 한계

정답은 필요 없다. ANAMMOX 는 외부 유기탄소원 없이 진행된다.

다만 운전에는 몇 가지 한계가 따른다.

증식 속도가 느려 초기 기동에 수 개월이 걸린다.

온도가 낮거나 유기물이 많으면 독립영양균이 경쟁에서 밀린다.

아질산염 농도가 높으면 저해를 받아 산소 공급을 정밀하게 제어해야 한다.

정리와 시험 포인트

정리하면 반류수는 질소 부하가 커서 본류 반송 전 질소 제거가 필요하다.

핵심은 부분 아질산화 후 ANAMMOX 로 NH4+ 와 NO2- 를 N2 로 바꾸는 것이다.

시험에서는 탈질과 구분하고 부분 아질산화 선행을 함께 적는다.

운전의 핵심은 입자화 유지이며, 온도와 저해 물질에 민감하다.