[생물막법]

[생물막법]

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○기출문제

-생물막법(生物膜法,biomembrane)의 기본원리및 장단점에 대하여 설명하시오.

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생물막법(生物膜法,biomembrane)의 기본원리 및 장단점에 대하여 설명하시오.

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1. 개요

생물막법이란 생물학처리의 일종으로 미생물은 매체에 부착되어 서식하면서 오염물질과 접촉 및 반응하며 생물막 표면에서는 호기성처리, 내부에서는 혐기성처리가 가능하다.

부착미생물은 담체 표면에서 성장하며 유입원수와 반응하여 오염물질을 제거하는 방식으로 유입하수내 유기물에 의해 미생물이 증식하여 생물종이 다양하여 처리효율이 높고 슬러지 발생량이 적은것이 특징이다.

생물막법의 종류로는 살수여상법, 회전원판법(RBC), 호기성 여상법(BAF), 접촉산화법이 있다.

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2. 기본원리

1) 생물막에서 물질이동

유입 하폐수 내의 유기물은 미생물의 성장 먹이로서 생물막내로 확산되어 미생물에 의해 제거된다.

이 과정에서 유기물의 공급량과 비례하여 생물막의 두께가 점차 두꺼워지면서 충분한 유기물 공급이 어려워진 미생물은 내생호흡에 들어간다.

미생물의 유기물 산화,동화에 필요한 산소는 하폐수내 용존산소로 이용하며 미생물에 의해 소모된 DO로 생물막 내부는 혐기성 상태가 된다.

유기물 분해과정에서 대사물질로 발생된 CO2,H2S는 다시 역방향으로 생물막 외부로 방출된다.

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2) 생물막의 탈리

내생호흡에 들어간 미생물과 혐기성 상태의 생물막은 매체에서 부착력 약화로 생물막 탈리가 발생하고 표면에서 다시 새로운 생물막의 형성이 시작된다.

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3) 반응조내 미생물량의 조정

미생물량은 생물막의 형성, 탈리 과정에서 매체에 부착되는 미생물에의해 조정된다.

활성슬러지법처럼 슬러지관리가 필요하지않아 운전이 용이하지만 부착미생물에 의한 생물막 형성에 시간이 오래 걸리고 미생물량을 인위적으로 조절하기가 어렵다.

출처 네이버 지식백과

3. 생물막법 종류

1) 살수여상법

자갈,여재등에 미생물막을 형성시킨후 그 위에 폐수를 살수시켜 폐수가 자갈,여재등의 사이로 흐르면서 생물막에 부착된 미생물과 반응하여 오염물질이 제거되는 공법이다. 상부에서 가장 제거효율이 좋고 하부로 갈수록 효율이 떨어진다.

 

출처 네이버 지식백과

출처 네이버지식백과

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2) 회전원판법(RBC)

원판에 생물막을 형성시킨 후 수조에서 회전시키는 공법으로 원판의 절반정도만이 수중에 담겨있어 회전시 대기중에 노출하면서 산소를 얻어 호기성반응을 일으키고 다시 회전하여 수중에 잠길시 무산소반응을 일으켜 오염물질을 제거하는 공법이다.

출처 네이버지식백과

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출처 네이버지식백과

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3) 호기성여상법(BAF)

모래, 합성수지등의 담체에 미생물을 부착시켜 생물막 형성하여 오염물질을 산화분해, 흡착제거 하는 공법으로

유입를 생물막 사이로 흘려보내 유기물을 산화분해하고 SS를 흡착제거 하는 원리로 시간이 경과함에 따라 폐쇄된 생물막은 역세척을 통해 회복한다.

출처 하수도시설기준

4) 접촉산화법

담체에 생물학을 형성시킨후 하폐수를 흘려보내 오염물질을 처리하는 공법으로 접촉폭기실에서 공기를 공급하여 산화반응을 일으킨다.

출처 K-water

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4. 생물막법 장단점

장점	단점
다양한 미생물종이 안정적으로 증식된다	증식속도가 느려 생물막 형성까지의 시간이 필요하다
긴 SRT로 슬러지 발생량이 적다	긴 SRT로 미세 floc 유출우려가 있다
슬러지 벌킹이 없다	유입부하시 빠른 증식속도로 생물막의 폐쇄 현상발생
농도,pH,온도등 부하변동에 강하다	독성물질 유입으로 충격부하시 회복이 오래 걸린다
Aeration이 불필요해 동력비가 절감된다	Aeration은 불필요하나 공법에 따른 회전, 살수등의 동력비 발생
슬러지 관리가 불필요해 운전이 용이하다	미생물량의 조절이 어렵다
부착성 미생물로 고액분리가 잘된다	냄새와 벌레가 발생하기 쉽다