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환경위생

다음 중 생물학적 하수처리 방법이 아닌 것은?

1 산화지법
2 염소소독 ✓ 정답
3 살수여과법
4 활성오니법
5 접촉산화법

해설

생물학적 처리

• 살수여과법

• 활성오니법

• 접촉산화법

• 산화지법

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생물학적 하수처리는 미생물의 대사 작용을 이용해 오염물질을 저독성 또는 무독성 물질로 전환하는 공정입니다^[1]. 하수 내 유기물이나 질소 성분을 분해하는 데 세균, 원생동물 등 복합 미생물 군집이 관여하며, 이들 미생물이 부착하거나 부유할 수 있는 환경을 어떻게 조성하느냐에 따라 여러 처리법으로 나뉩니다.

생물학적 처리의 핵심 기전
생물학적 처리는 물리적 여과나 화학적 산화가 아니라, 미생물이 오염물질을 기질로 섭취하고 분해하는 대사 과정에 의존합니다. 활성오니법은 호기성 미생물이 풍부한 오니(슬러지)를 폭기조에서 하수와 혼합해 유기물을 산화·분해하는 방식입니다. 살수여과법은 자갈이나 플라스틱 여재 표면에 형성된 생물막이 하수를 통과시키면서 정화하는 방식이고, 접촉산화법도 접촉재에 부착된 생물막을 이용한다는 점에서 같은 원리입니다. 산화지법은 넓은 연못에서 자연적으로 서식하는 조류와 세균의 공생 관계를 통해 유기물을 분해하는 방식으로, 에너지 투입이 적은 생물학적 처리법입니다.

반면 염소소독은 미생물의 대사를 이용하는 공정이 아니라 염소계 산화제의 화학적 살균력으로 병원성 미생물을 사멸시키는 화학적 처리에 해당합니다. 처리수의 최종 방류 전 소독 단계에서 주로 적용되며, 유기물 분해가 목적이 아니라는 점에서 생물학적 처리와 구분됩니다.

혼동 주의! 살수여과법과 접촉산화법은 둘 다 생물막을 이용하지만, 살수여과는 여재 위로 하수를 살포하고 접촉산화는 접촉재를 하수에 침지시킨다는 차이가 있습니다. 국시에서는 두 방법 모두 생물학적 처리로 묶어 출제되는 경향이 있습니다.

핵심! 생물학적 처리법은 미생물의 증식과 대사를 필요로 하므로 온도, pH, 용존산소, 체류시간 등 운전 조건의 영향을 크게 받습니다. 생물막 공정과 활성오니 공정을 조합한 하이브리드 시스템에서도 원핵생물 군집의 분포와 대사 활성이 처리 효율을 좌우한다는 점이 확인됩니다^[3]. 또한 염료나 중금속 같은 난분해성 물질도 생물학적 기법으로 제거하려는 시도가 이어지고 있으나, 이는 미생물의 흡착·환원·축적 기전을 활용한다는 점에서 여전히 생물학적 처리 범주에 속합니다^[2].

새우 양식 폐수처럼 고농도 암모니아와 유기탄소를 함유한 폐수에서도 생물학적 처리는 질산화와 탈질 같은 미생물 반응을 통해 질소 성분을 제거하는 데 적용됩니다^[4]. 따라서 보기 중 염소소독만이 미생물 대사와 무관한 화학적 소독 공정이므로 생물학적 하수처리 방법이 아닌 것으로 판단합니다.

참고 문헌 (논문 출처)

[1]
Application of metagenomics to biological wastewater treatment.일반논문Chen G, Bai R, Zhang Y, Zhao B, Xiao Y (2022) · DOI: 10.1016/j.scitotenv.2021.150737
[2]
Biological remediation technologies for dyes and heavy metals in wastewater treatment: New insight.일반논문Singh A, Pal DB, Mohammad A, Alhazmi A, Haque S, Yoon T (2022) · DOI: 10.1016/j.biortech.2021.126154
[3]
Distributions, interactions, and dynamics of prokaryotes and phages in a hybrid biological wastewater treatment system.일반논문Wang D, Liu L, Xu X, Wang C, Wang Y, Deng Y (2024) · DOI: 10.1186/s40168-024-01853-6
[4]
Biological treatment of shrimp production wastewater.일반논문Boopathy R (2009) · DOI: 10.1007/s10295-009-0577-0

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