핵심 해설
이 문제는
하·폐수 처리 공정 중
활성슬러지법(Activated Sludge Process)의 정의와 특징을 정확히 알고 있는지 묻는 전형적인 국시 문제예요. 활성슬러지법은 '호기성 미생물'을 이용하여 유기물을 분해하는 '2차 처리(Biological Treatment)' 공정이라는 점이 핵심입니다. 1차 처리(물리적 침전), 2차 처리(생물학적 처리), 3차 처리(고도 처리) 및 소독 공정의 단계별 목적을 혼동하지 않아야 해요.
정답 근거 (Answer Rationale)
핵심! ④번이 정답입니다.
활성슬러지법(Activated Sludge Process)은 포기조(Aeration Tank)에서 공기를 주입하여 호기성 미생물(Aerobic Microorganisms)의 활성을 촉진시키고, 이 미생물 플록(Floc)이 용존 유기물(Dissolved Organic Matter)을 흡착·산화·분해하는
생물학적 2차 처리 공정입니다. 처리 후 혼합액은 2차 침전지(Secondary Settling Tank)로 보내져 슬러지와 처리수로 분리되며, 침전된 슬러지의 일부는 미생물 농도 유지를 위해 포기조로 반송(Return Sludge)됩니다.
오답 분석 (Distractor Analysis)
①번:
혼동 주의! 물리적 여과막을 통한 부유물질 제거는
3차 처리(고도 처리, Tertiary Treatment) 또는 여과(Filter) 공정에 해당합니다. 활성슬러지법은 생물학적 처리가 주 공정이며, 별도의 여과막은 사용하지 않습니다.
②번: 화학적 응집제를 투입하여 콜로이드성 입자를 침전시키는 것은
응집·침전(Chemical Coagulation & Flocculation) 공정으로, 주로 1차 처리 또는 3차 처리에서 사용되는 물리화학적 처리법입니다. 미생물을 이용하는 활성슬러지법과는 다릅니다.
③번: 자외선(UV) 조사를 통한 병원성 미생물 불활성화는
소독(Disinfection) 공정으로, 생물학적 처리(2차 처리) 후 최종 방류 전에 적용되는 후처리 공정입니다. 활성슬러지법 자체는 소독 목적이 아닌 유기물 제거가 목적입니다.
⑤번:
혼동 주의! 혐기성 조건에서 메탄 생성균(Methanogen)이 유기물을 분해하는 방법은
혐기성 소화법(Anaerobic Digestion)입니다. 이는 주로 활성슬러지법에서 발생하는 잉여슬러지(Excess Sludge)를 안정화(감량화)하거나, 고농도 유기성 폐수 처리에 사용됩니다. 활성슬러지법은 '호기성' 조건이라는 점이 결정적 차이입니다.
연관 개념 정리 (Related Concepts)
활성슬러지법과 함께 출제되는 다른 생물학적 처리법들을 비교해두면 좋아요. 살수여상법(Trickling Filter), 회전원판법(Rotating Biological Contactor, RBC), 산화지법(Oxidation Pond) 등도 모두 호기성 미생물을 이용한 2차 처리 공정이지만, 미생물 부착 방식과 운전 방식에 차이가 있습니다.
개념 정리: 하·폐수 처리 공정 단계
| 처리 단계 | 주요 공정 | 처리 목표 |
|---|
| 1차 처리 (Primary) | 스크린, 침사지, 최초 침전지 | 물리적 제거 (큰 부유물, 모래, 침전성 고형물) |
| 2차 처리 (Secondary) | 활성슬러지법, 살수여상법 (생물학적 처리) | 생물학적 제거 (용존 유기물의 산화·분해) |
| 3차 처리 (Tertiary) | 여과, 응집, 활성탄 흡착, 질소·인 제거 | 고도 처리 (잔류 SS, 영양염류, 난분해성 물질 제거) |
| 소독 (Disinfection) | 염소, 자외선(UV), 오존(Ozone) 처리 | 병원성 미생물 불활성화 |
한눈에 비교!: 호기성 vs 혐기성 생물학적 처리
| 구분 | 호기성 처리 (활성슬러지법) | 혐기성 소화법 |
|---|
| 미생물 | 호기성 세균 (Aerobic Bacteria) | 혐기성 세균 (메탄 생성균 포함) |
| 산소 필요 | 필수 (포기/폭기 필요) | 불필요 (밀폐 조건) |
| 주요 생성물 | CO2, H2O, 새로운 미생물 세포 (잉여슬러지) | CH4 (메탄가스), CO2, H2O |
| 처리 대상 | 중·저농도 유기성 폐수 (생활하수) | 고농도 유기성 폐수, 슬러지 안정화 |
암기 팁: "활성(Active)" = "미생물이 활발히 활동한다" = "호기성 조건에서 유기물을 먹어치운다!"라고 외우세요. 산소가 있어야 미생물이 활성화되니
핵심! '호기성'이라는 단어가 반드시 정답에 포함되어야 합니다.
국시 빈출 포인트: 활성슬러지법의 공정 흐름도(포기조 → 2차 침전지 → 반송슬러지)를 도식으로 그려보는 문제나, F/M비(Food to Microorganism ratio), SVI(Sludge Volume Index) 등 공정 운전 인자에 대한 수치형 문제로도 자주 출제됩니다.
기출 변형 주의!: "활성슬러지법에서 포기조의 역할은?" 또는 "반송슬러지를 하는 주된 이유는?"과 같이 세부 공정의 역할을 묻는 변형 문제가 나올 수 있어요. 반송슬러지의 목적은
미생물 농도 유지 및 고형물 체류 시간(SRT) 조절입니다.