수질오염물질 방지시설에서 생물학적 처리 공법은 하수와 산업폐수 처리에서 빠질 수 없는 공법으로, 특히 A2O 공법, A/O 공법, 활성슬러지 공법은 처리 목적과 방류 기준에 따라 가장 많이 쓰이는 대표적인 생물학적 처리 방법입니다.
그동안 각 공법을 따로 포스팅했는데, 생각해 보니 같은 생물학적 공법이지만 뭐가 다른 지에 대해서 비교하는 글이 가장 필요할 것 같아서 작성해 봅니다.
1. A2O 공법 – 질소·인 동시 제거형 고도처리 공법
A2O 공법은 혐기(Anaerobic), 무산소(Anoxic), 호기(Oxic) 공정을 연속적으로 배치한 고도 생물학적 처리 공법입니다.
가장 큰 특징은 질소와 인을 동시에 제거할 수 있다는 점으로, 최근 들어 강화된 방류수 총 질소(T-N) 및 총인(T-P)의 배출 허용 기준을 충족하기 위해 기업에서는 가장 많이 적용되고 있는 공법입니다.
간략하게는 혐기조에서는 인 축적 미생물(PAOs)이 세포 내 인을 방출하며 유기물을 저장하고, 무산소조와 호기조를 거치면서 방출한 인보다 더 많은 인을 흡수하여 총인(T-P)을 제거합니다.
총 질소(T-N)는 호기조에서 질산화된 후 무산소조에서 탈질 반응을 통해 제거하며, 공법의 총 제거 효율은 BOD·COD 90~95%, 총질소 70~85%, 총인 80~90% 수준입니다.
2. A/O 공법 – 질소 제거 중심의 단순 구조 공법
A/O 공법은 무산소조와 호기조로 구성된 생물학적 질소 제거 공법입니다.
A2O 공법과는 달리 혐기조가 없어 인 제거 기능은 거의 없다고 봐도 됩니다. 그래서 질소 규제가 주요한 시설에 적합한 공정입니다.
원리는 호기조에서 질소가 질산화되며, 질산화된 질소가 내부반송을 통해 무산소조로 이동하여 탈질 반응이 이루어지게 됩니다.
제거 효율은 BOD·COD 85~90%, 총질소 60~80% 수준이며, 탄소원 관리와 내부반송비 조절이 핵심 운영 요소로 작용됩니다.
3. 활성슬러지 공법 – 유기물 제거 중심의 기본 공법
활성슬러지 공법은 호기성 미생물을 이용해 유기물을 분해하는 가장 기본적인 생물학적 처리 공법입니다.
구조는 폭기조와 침전지로 구성된 가장 단순한 구조를 가지고 있으며, 폭기조에서 공급된 산소와 미생물이 생분해성 탄소를 이산화탄소로 전환시키게 됩니다.
제거 효율은 BOD와 COD 제거 효율은 90% 이상으로 매우 높지만, 질소와 인 제거는 별도의 공정 없이는 제한적이며, 운영 요소로는 MLSS, F/M 비, 폭기량 관리가 안정적으로 유지되어야 합니다.
마지막 : 결론
| 구분 | A2O 공법 | A/O 공법 | 활성슬러지 공법 |
|---|---|---|---|
| 주요 목적 | 질소·인 동시 제거 | 질소 제거 중심 | 유기물 제거 |
| 장점 | 질소·인 동시 제거 가능 고도처리 기준 충족 용이 방류수 수질 안정성 우수 |
구조 단순 기존 시설 개조 용이 운영 관리 비교적 용이 |
구조 및 운전 단순 설계·운영 경험 풍부 BOD·COD 제거 효율 우수 |
| 단점 | 공정 복잡 운영 관리 난이도 높음 설비 및 유지비 증가 |
인 제거 한계 외부 탄소원 필요 가능성 |
질소·인 제거 한계 고도처리 기준 충족 어려움 |
| 제거 효율 | BOD·COD 90~95% T-N 70~85% T-P 80~90% |
BOD·COD 85~90% T-N 60~80% |
BOD·COD 90% 이상 T-N·T-P 제거 제한 |
| 운영 핵심 인자 | DO 관리 내부반송비 SRT·슬러지 반송율 |
탄소원 관리 내부반송비 |
MLSS F/M 비 폭기량 |
| 적합 시설 | 고도처리 하수처리장 질소·인 규제 지역 |
질소 규제 중심 시설 | 유기물 위주 처리 시설 |
정리해 보자면 A2O 공법은 질소와 인을 동시에 제거해야 하는 고도처리 시설에 가장 적합하지만, 운영 관리 난이도가 높습니다.
A/O 공법은 질소 제거 중심이어서 폐수에 질소만이 타깃이라면 경제적인 대안으로 활용되며, 활성슬러지 공법은 유기물 제거가 주목적인 시설에서 경제적인 대안으로 사용됩니다.
폐수처리시설 설계 시에는 폐수의 성상과 목표 제거 물질을 선정해서 공법을 확정해야 합니다.