혐기성 소화 이상현상

정의

혐기성 소화 이상현상은 소화조 안 미생물의 균형이 깨진 상태다.

메탄이 적게 나오고 유기산이 쌓이는 것이 이상현상의 핵심이다.

하수 슬러지 감량과 바이오가스 생산의 핵심 설비라 중요하다.

네 단계 구조

소화 과정은 가수분해, 산생성, 초산생성, 메탄생성 네 단계로 이어진다.

산생성균은 빠르게 증식하는 반면 메탄생성균은 증식이 느리다.

산 생성이 메탄 소비보다 빨라지면 휘발성 유기산이 쌓인다.

유기산이 쌓이면 pH가 떨어지고 메탄생성균이 더 억제된다.

pH 악순환

이상현상은 한 단계의 불균형이 연쇄적으로 번지는 현상이다.

부하가 늘면 유기산이 쌓이고, 알칼리도가 줄면서 pH가 떨어진다.

pH가 떨어지면 메탄생성이 억제되고, 산 생성이 다시 과다해진다.

이 되먹임 고리를 끊는 것이 대책의 핵심이다.

세 가지 유형

이상현상은 원인에 따라 세 가지 유형으로 나누면 대책을 정리하기 쉽다.

유기산 축적형은 VFA/알칼리도 비가 올라가는 것으로 먼저 드러난다.

독성물질 저해형은 저해물질의 농도에 따라 저해 정도가 달라진다.

세 유형은 원인이 겹치므로 증상과 선행 지표를 함께 본다.

체류시간 계산

체류시간은 유효용적을 일 유입량으로 나눈 값이다.

가상 조건에서 유효용적 3,000㎥, 일 유입량 100㎥/d이면 체류시간은 30일이다.

유입량이 두 배로 늘면 체류시간은 15일로 줄어든다.

체류시간이 짧으면 메탄생성균이 증식하기 전에 유기산이 쌓인다.

정답과 흔한 실수

정답은 15일이다. 체류시간은 V를 Q로 나눠 구한다.

채점에서 자주 놓치는 것은 원인을 하나로 적는 실수다.

VFA/알칼리도 비를 빠뜨리지 않고, 중온과 고온 범주를 구분한다.

대책은 원인과 짝을 지어 유입 조절부터 순서대로 적는다.

핵심 정리

지금까지의 내용을 네 가지로 정리한다.

이상현상은 산생성과 메탄생성의 불균형에서 시작된다.

지표는 VFA/알칼리도 비, pH, 가스 조성으로 본다.

예방 중심의 상시 모니터링과 유입 성상 관리가 핵심이다.