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환경위생

활성오니법에 대한 설명으로 옳은 것은?

1 높은 수압이 필요하다.
2 위생곤충 및 악취가 발생한다.
3 가장 오래된 하수처리방법이다.
4 물의 생화학적 자정작용을 이용한 처리방법이다.
5 산소를 충분히 공급하여 호기성균의 활동에 의하여 유기물을 산화시키는 방법이다. ✓ 정답

해설

①과 ②는 살수여과법, ③은 관개법, ④는 산화지법에 대한 설명이다.

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활성오니법(activated sludge process)은 하수를 폭기조(aeration tank)에 담아 호기성 미생물이 유기물을 분해하도록 유도하는 생물학적 하수처리 방식입니다. 공기를 연속적으로 불어넣어 용존산소를 충분히 유지하면, 호기성 세균이 하수 속 유기오염물을 산화·분해하고 자신의 세포 물질로 전환하면서 수질이 정화됩니다. 이 방법의 핵심은 산소 공급을 통해 호기성균의 대사 활동을 극대화하여 유기물을 산화시키는 데 있습니다. 따라서 정답은 5번입니다.

핵심! 활성오니법에서 ‘활성(active)’이란 말은 단순히 진흙(오니)이 아니라, 유기물 분해 능력이 왕성한 호기성 미생물 집단(플록, floc)이 포함된 슬러지를 의미합니다. 폭기조에서 증식한 미생물 덩어리는 침전지에서 가라앉고, 이 중 일부를 다시 폭기조로 반송(return sludge)하여 미생물 농도를 높게 유지하는 것이 공정의 핵심 원리입니다.

보기 1번과 2번은 살수여과법(trickling filter)의 특징입니다. 살수여과법은 여재(자갈, 플라스틱 등) 위에 하수를 살포하면서 공기와 접촉시키는 방식으로, 하수를 여재 표면에 고르게 뿌리기 위해 일정한 수압이 필요하고, 개방된 구조 때문에 파리 등 위생곤충이 발생하거나 악취가 생길 수 있습니다. 반면 활성오니법은 폭기조 안에서 물을 교반하고 공기를 주입하는 방식이라 높은 수압이 필수적이지 않으며, 밀폐형으로 운영할 경우 악취나 해충 문제를 상대적으로 줄일 수 있습니다.

보기 3번의 관개법(irrigation)은 하수를 농경지나 토양에 살포하여 토양 미생물과 작물의 정화 작용을 이용하는 방식으로, 가장 오래된 하수처리법 중 하나로 알려져 있습니다. 보기 4번의 산화지법(oxidation pond)은 넓고 얕은 연못에 하수를 장기간 저류하여 자연적인 생화학적 자정작용(조류의 광합성, 세균의 분해, 침전 등)을 이용하는 방법입니다. 활성오니법은 이러한 자연 정화 작용을 인위적으로 가속화한 방식이라고 볼 수 있습니다.

혼동 주의! 하수처리 공법을 구분할 때는 자연 정화(산화지, 관개)와 인공 처리(살수여과, 활성오니)로 크게 나누고, 인공 처리 중에서도 미생물을 부착(살수여과)시키는지 부유(활성오니)시키는지로 구분하면 기억하기 쉽습니다.

근거 자료 ^[1]은 활성오니 공정이 부유 성장(suspended growth) 방식임을 명시하고 있으며, 공정 모델링, 미생물학, 반응 속도론, 질소·인 제어, 설계 및 운전까지 포괄하는 생물학적 처리 공정임을 보여줍니다. 이는 활성오니법이 단순한 물리적 여과가 아니라 미생물 대사에 의한 생물학적 산화 공정이라는 점을 뒷받침합니다. 근거 자료 ^[2]는 정자기장(SMF)이 활성오니 공정의 미생물 성장과 슬러지 침강에 영향을 준다고 보고하는데, 이 역시 활성오니법의 처리 효율이 미생물 활성에 달려 있음을 전제로 한 연구입니다. 근거 자료 ^[3]의 통합고정막 활성오니(IFAS) 공정은 기존 활성오니법에 부착 성장 담체를 결합한 변법으로, 낮은 수온(8℃)에서도 COD, 암모니아성 질소, 총질소, 총인 제거가 가능함을 보여줍니다. 이는 활성오니법이 호기성 미생물의 산화 작용을 기반으로 하되, 운전 조건에 따라 질소·인 제거까지 확장될 수 있음을 시사합니다. 근거 자료 ^[4]는 전기응집과 활성오니 공정을 결합하여 식물성 유지 폐수의 COD, 유지분, 색도를 제거한 사례를 제시하는데, 활성오니 공정이 고농도 유기폐수에서도 호기성 생물학적 산화를 통해 유기물을 제거하는 핵심 단계로 사용됨을 확인할 수 있습니다.

결국 활성오니법의 본질은 산소를 충분히 공급하여 호기성균의 활동으로 유기물을 산화시키는 생물학적 처리법이라는 점입니다. 폭기조 내 용존산소를 적정 수준으로 유지하고, 미생물 농도(MLSS)와 반송 슬러지 비율을 관리하는 것이 처리 효율을 좌우하는 주요 운전 인자입니다.

참고 문헌 (논문 출처)

[1]
Activated sludge and other aerobic suspended culture processes.일반논문Ouyang J, Li C, Wei L, Wei D, Zhao M, Zhao Z (2020) · DOI: 10.1002/wer.1427
[2]
Enhancing activated sludge process efficiency using static magnetic fields: Implications for microbial growth and sludge management.일반논문Hong C, Yang Y, Yao L (2025) · DOI: 10.1016/j.jenvman.2025.127286
[3]
Nitrogen and phosphorus removal performance and response mechanisms of the integrated fixed-film activated sludge process under low-temperature conditions on plateaus.일반논문Li Z, Zhou P, Cui Q, Song H. (2026) · DOI: 10.1016/j.biortech.2026.135263
[4]
Treatment of vegetable oil wastewater by a conventional activated sludge process coupled with electrocoagulation process.일반논문Akarsu C, Bilici Z, Dizge N (2022) · DOI: 10.1002/wer.10692

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