F/M비와 SRT의 관계

개념 정의

F/M비와 SRT는 활성슬러지 공정의 설계와 운전을 함께 정하는 두 핵심 운전인자다.

F/M비는 미생물이 하루에 섭취하는 유기물량을 미생물량으로 나눈 값이다.

SRT는 미생물이 포기조에 머무는 평균 일수이며, 잉여슬러지 인출이 이를 결정한다.

F/M비 식

F/M비는 하루 유입 BOD량을 포기조 MLVSS량으로 나눈 값이다.

여기서 Q는 유입유량, V는 포기조 용적, MLVSS는 포기조 휘발성 부유물 농도다.

표준 활성슬러지법에서는 관련 기준이 정한 범위를 F/M비의 적정 범위로 본다.

식의 분모는 MLSS가 아니라 MLVSS임을 기억한다.

SRT 식과 물질수지

SRT는 미생물의 물질수지로 정의하며, 분모는 계에서 빠져나가는 고형물량이다.

정상상태에서 미생물 물질수지를 정리하면 역수 관계식이 된다.

두 번째 식의 Q(S₀−S)/(VX) 항이 F/M비와 같다. 따라서 두 값은 선형 관계를 가진다.

포기조 미생물량 X가 두 값을 잇는 매개 변수다.

반비례 관계

F/M비와 SRT는 포기조 미생물량 X를 매개로 서로 반대 방향으로 움직인다.

F/M비가 커지면 SRT는 짧아지고, 잉여슬러지 발생량은 늘어난다.

F/M비가 낮은 저부하 운전은 내생호흡이 우세하고 SRT가 길어진다.

잉여슬러지는 줄지만, 산소요구량은 증가한다.

계산 예제

포기조 용적 1,000㎥, MLVSS 2,000mg/L, 유입 BOD 200mg/L, 유량 5,000㎥/day인 가상의 조건이다.

먼저 1일 유입 BOD량을 구하면 1,000kg/day다.

포기조 미생물량은 2,000kg이다. 두 값을 나누면 F/M비는 0.5가 된다.

F/M비는 0.5 kg BOD/kg MLVSS·day이며, 기준 범위와 비교해 운전 영역을 판단한다.

직접 풀어 보자.

헷갈리는 점

앞 문제의 답은 0.25다. 미생물량이 두 배가 되면 F/M비는 절반이 된다.

SRT와 HRT를 섞지 않는다. SRT는 고형물, HRT는 액체의 체류시간이다.

F/M비가 높다고 처리효율이 무조건 좋아지는 것은 아니다.

F/M비가 너무 높으면 미처리 유출이, 너무 낮으면 내생호흡에 따른 효율 저하가 생긴다.

정리

정리하자. F/M비는 BOD 부하를 MLVSS 질량으로 나눈 값이다.

SRT는 폭기조 MLSS 총량을 배출 고형물량으로 나눈 값이며, 단위는 일이다.

F/M비가 증가하면 SRT는 줄고 잉여슬러지는 늘어난다.

그래서 F/M비와 SRT는 반비례 관계로 함께 조절한다.