하수처리장에서 발생하는 아산화질소 및 이들에 미치는 영향인자 파악 = Nitrous oxide emissions from wastewater treatment plants
저자
양민석 ( Minseok Yang ) ; 최상기 ( Sangki Choi ) ; 신진경 ( Jingyeong Shin ) ; 김영모 ( Young Mo Kim ) 연구자관계분석
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발행연도
2019
작성언어
-주제어
자료형태
학술저널
수록면
129-129(1쪽)
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하수처리장에서 발생하는 대표적인 온실가스로는 이산화탄소, 메탄, 아산화질소가 있다. 이중 아산화질소 (N<sub>2</sub>O)는 온난화 지수가 다른 온실가스에 비해 상당히 높음에도 불구하고 다른 온실가스에 비해 주목을 덜 받아왔다. 특히 이들은 일반적으로 무산소조 내 탈질과정에서의 중간산물로 주로 발생한다고 알려져 왔으나, 최근 연구들은 호기조 내 질산화 과정에서 용존산소 부족에 의한 질산화 미생물의 탈질 대사과정으로 인한 부산물 형태로 발생 또는 활발한 질산화 활동에 의한 아질산염 등의 부산물 발생에 의한 저해로 탈질조에서 보다 더 고농도로 발생한다고 알려져 있다.
본 연구는 이를 확인하고자 전남, 광주 지역에 위치한 다양한 규모, 형태의 8곳 하수처리장을 선정하여 1년간 실제 현장에서 탈질조와 호기조에서 N<sub>2</sub>O가스 발생이 어떻게 차이가 나는지 모니터링 하였다. 이와 더불어 분석한 주요 오염물질 농도, 공정변수 중 어떤 특정 인자가 N<sub>2</sub>O 발생량에 주요 영향을 미쳤는지 살피기 위해 데이터 세트를 구축 후 인공신경망(ANN, artificial neural networks)에 기반을 두고 모델링을 수행하였다.
1년간 N<sub>2</sub>O 발생 정도를 각 하수처리장별로 살펴본 결과 매립지 침출수를 처리하는 하수처리장에서 소규모이지만 호기조에서 약 500 ppmV이상 고농도로 발생되고 있었으며, 지하에서 폐수가 발생되다보니 계절에 따른 온도에 영향을 덜 받고 발생하는 오염물질 부하량도 거의 일정하여 N<sub>2</sub>O 농도는 거의 일정하였다. 그 밖에 하수처리장에서는 계절에 따라 N<sub>2</sub>O 발생이 상이하게 나타났으나 계절 변화에 따른 온도변화의 영향인지 수질변화에 따른 영향인지는 명확하게 드러나 보이지 않았다. 이를 통계학적으로 살펴본 결과 질산화 미생물 중 암모니아 산화 미생물 활성도 변화에 따라 N<sub>2</sub>O 변화가 가장 민감하게 반응하는 것을 확인할 수 있었으며, 그 다음으로 아질산염(NO<sub>2</sub><sup>-</sup>) 농도변화, 암모니아(NH<sub>4</sub><sup>+</sup>) 농도변화가 N<sub>2</sub>O 발생량과 밀접하게 관련 있다는 것을 파악할 수 있었다.
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