활성슬러지 공법

활성 슬러지 공법 (Activated Sludge Process)은 하수 처리 과정에서 널리 사용되는 생물학적 처리 방법 중 하나이다. 이 공법은 하수 내 유기 물질을 미생물을 이용하여 분해하고 제거하는 데 목적을 둔다. 특히 호기성 조건 하에서 하수 내 유기물을 섭취하고 번식하는 미생물, 즉 활성 슬러지를 활용하는 것이 특징이다.

작동 원리:

활성 슬러지 공법은 크게 반응조와 침전조로 구성된다.

1. 반응조 (Aeration Tank): 하수는 반응조로 유입되어 활성 슬러지와 혼합된다. 반응조 내에는 산소 공급 장치 (예: 표면 폭기기, 산기성 폭기기)가 설치되어 있어 호기성 미생물에게 산소를 공급한다. 이 산소를 이용하여 미생물은 하수 내 유기물을 분해하고 이산화탄소와 물 등으로 전환시킨다. 또한, 미생물은 유기물을 섭취하며 세포를 증식시켜 플록(floc)이라고 불리는 덩어리를 형성한다.

2. 침전조 (Settling Tank / Clarifier): 반응조를 거친 혼합액은 침전조로 이동한다. 침전조에서는 중력에 의해 활성 슬러지 플록이 가라앉아 침전된다. 침전된 슬러지는 일부는 다시 반응조로 반송되어 미생물 농도를 유지하는 데 사용되고 (반송 슬러지), 나머지는 잉여 슬러지로서 폐기 처리된다. 침전조 상등액은 처리된 물로서 방류되거나, 추가적인 처리 과정을 거쳐 재이용될 수 있다.

주요 특징:

• 효율적인 유기물 제거: 활성 슬러지 공법은 BOD (생화학적 산소 요구량) 및 COD (화학적 산소 요구량)와 같은 유기 오염 물질을 효과적으로 제거할 수 있다.
• 비교적 적은 부지 면적: 다른 생물학적 처리 방법에 비해 비교적 작은 부지 면적을 필요로 한다.
• 운전 및 유지 관리 필요: 최적의 미생물 활성을 유지하기 위해 지속적인 운전 및 유지 관리가 요구된다. 여기에는 산소 공급량 조절, 슬러지 반송량 조절, pH 조절 등이 포함된다.
• 슬러지 처리 문제: 잉여 슬러지의 발생은 처리 비용 및 환경 문제와 관련될 수 있다. 슬러지 처리 및 처분 방법에 대한 고려가 필요하다.

변형된 공법:

활성 슬러지 공법은 다양한 방식으로 변형되어 적용될 수 있다. 대표적인 예로는 다음과 같은 것들이 있다.

• 표준 활성 슬러지 공법: 가장 기본적인 형태의 활성 슬러지 공법.
• 장시간 폭기법 (Extended Aeration): 반응조 내 체류 시간을 늘려 슬러지 생산량을 줄이는 방식.
• 단계별 폭기법 (Step Feed Aeration): 하수를 반응조 내 여러 지점에서 나누어 주입하여 처리 효율을 높이는 방식.
• 회전 원판법 (Rotating Biological Contactor, RBC): 회전하는 원판 표면에 미생물을 부착시켜 유기물을 제거하는 방식.

결론:

활성 슬러지 공법은 하수 처리 분야에서 중요한 위치를 차지하며, 지속적인 기술 개발을 통해 더욱 효율적이고 환경 친화적인 방식으로 발전하고 있다.