활성슬러지법 주요 설계인자(SRT, HRT, BOD 용적부하, F/M비)

활성슬러지법 설계인자: SRT, HRT, BOD 용적부하, F/M비

활성슬러지법의 설계인자를 분수로 예쁘게 정리했습니다. 수식이 깔끔하고 읽기 쉬워요!

1. SRT (고형물 체류 시간)

• 정의: 미생물이 폭기조에 머무르는 평균 시간(일)으로, 슬러지 관리의 핵심이에요.
• 수식:
  \[ SRT = \frac{V \cdot X}{Q_w \cdot X_w + Q_e \cdot X_e} \]

  • \(V\): 폭기조 용적 (m³)
  • \(X\): MLSS 농도 (mg/L)
  • \(Q_w\): 폐슬러지 유량 (m³/day)
  • \(X_w\): 폐슬러지 농도 (mg/L)
  • \(Q_e\): 유출수 유량 (m³/day)
  • \(X_e\): 유출수 고형물 농도 (mg/L)
• 영향:
  • SRT 길어지면: 질산화균 늘고, 슬러지 적어지며, 산소 덜 써요.
  • SRT 짧아지면: 빠른 성장균 많아지고, 슬러지 늘며, 산소 더 필요해요.

2. HRT (수리학적 체류 시간)

• 정의: 폐수가 폭기조에 머무르는 시간(시간)으로, 처리 효율을 좌우해요.
• 수식:
  \[ HRT = \frac{V}{Q} \]

  • \(V\): 폭기조 용적 (m³)
  • \(Q\): 유입 유량 (m³/day)
• 영향:
  • HRT 길어지면: 처리 잘 되고, 슬러지 적으며, 산소 안정적이에요.
  • HRT 짧아지면: 처리 덜 되고, 슬러지 늘며, 산소 더 써요.

3. BOD 용적부하

• 정의: 폭기조 단위 용적당 하루 처리 BOD(kg BOD/m³·day)로, 부하를 나타내요.
• 수식:
  \[ \text{BOD 용적부하} = \frac{Q \cdot S_0}{V} \]

  • \(Q\): 유입 유량 (m³/day)
  • \(S_0\): 유입 BOD 농도 (mg/L)
  • \(V\): 폭기조 용적 (m³)
• 영향:
  • 부하 높아지면: 빠른 성장균 많아지고, 슬러지 늘며, 산소 많이 써요.
  • 부하 낮아지면: 질산화균 활성↑, 슬러지 적고, 산소 덜 필요해요.

4. F/M비 (식량 대 미생물 비율)

• 정의: 미생물 1kg당 하루 공급 BOD(kg BOD/kg MLSS·day)로, 먹이와 미생물 균형을 맞춰요.
• 수식:
  \[ F/M = \frac{Q \cdot S_0}{V \cdot X} \]

  • \(Q\): 유입 유량 (m³/day)
  • \(S_0\): 유입 BOD 농도 (mg/L)
  • \(V\): 폭기조 용적 (m³)
  • \(X\): MLSS 농도 (mg/L)
• 영향:
  • F/M 높아지면: 빠른 성장, 플록 약해지고, 슬러지 많아지며(팽화 위험), 산소↑.
  • F/M 낮아지면: 내생호흡↑, 질산화↑, 슬러지↓, 산소↓.

종합 정리 (외우기용)

인자	수식	변화	미생물 특성	슬러지	산소
SRT	\[ \frac{V \cdot X}{Q_w \cdot X_w + Q_e \cdot X_e} \]	↑	질산화균↑	↓	↓
		↓	빠른 성장균↑	↑	↑
HRT	\[ \frac{V}{Q} \]	↑	처리 효율↑	↓	안정
		↓	미처리↑	↑	↑
BOD 용적부하	\[ \frac{Q \cdot S_0}{V} \]	↑	빠른 성장균↑	↑	↑
		↓	질산화균↑	↓	↓
F/M비	\[ \frac{Q \cdot S_0}{V \cdot X} \]	↑	빠른 성장, 플록↓	↑(팽화)	↑
		↓	내생호흡↑	↓	↓

한 줄 암기: "SRT 길면 질산화↑ 슬러지↓, HRT 짧으면 처리↓ 산소↑, BOD 부하 높으면 슬러지↑ 산소↑, F/M 높으면 팽화↑ 산소↑!"

활성슬러지법 설계인자의 변화와 이유

SRT, HRT, BOD 용적부하, F/M비의 변화가 미생물, 슬러지, 산소에 미치는 영향을 이유와 함께 정리했어요. 시험 대비용으로 쉽게 읽고 외울 수 있어요!

1. SRT (고형물 체류 시간)

SRT 길어지면: 질산화균 늘고, 슬러지 적어지며, 산소 덜 써요

• 질산화균 늘고: 느린 성장 질산화균이 긴 시간 동안 자랄 수 있어 암모니아 → 질산염 변환↑.
• 슬러지 적어지며: 유기물 부족으로 미생물이 내생호흡(자가 분해)↑, 새 슬러지↓.
• 산소 덜 써요: 내생호흡은 유기물 산화보다 산소 적게 필요(질산화로 약간↑ 가능).

SRT 짧아지면: 빠른 성장균 많아지고, 슬러지 늘며, 산소 더 필요해요

• 빠른 성장균 많아지고: 빠른 이질영양균 우세, 느린 질산화균 배출돼 질산화↓.
• 슬러지 늘며: 미생물 증식↑로 새 슬러지 많아지고, 내생호흡↓.
• 산소 더 필요해요: 유기물 산화 부하↑로 산소 소모 증가.

2. HRT (수리학적 체류 시간)

HRT 길어지면: 처리 잘 되고, 슬러지 적으며, 산소 안정적이에요

• 처리 잘 되고: 폐수가 오래 머물며 미생물이 유기물 충분히 분해→ 효율↑.
• 슬러지 적으며: 유기물 분해↑로 증식↓, 내생호흡↑로 슬러지↓.
• 산소 안정적이에요: 유기물 분해가 균일해 산소 소모 급등 없이 안정.

HRT 짧아지면: 처리 덜 되고, 슬러지 늘며, 산소 더 써요

• 처리 덜 되고: 폐수가 빨리 나가 분해 시간 부족, 미처리 유기물↑.
• 슬러지 늘며: 유기물 처리 부족으로 미생물 과다 증식, 슬러지↑.
• 산소 더 써요: 빠른 유기물 분해 요구로 산소 소모↑.

3. BOD 용적부하

BOD 부하 높아지면: 빠른 성장균 많아지고, 슬러지 늘며, 산소 많이 써요

• 빠른 성장균 많아지고: 유기물 많아 빠른 이질영양균 우세, 질산화균 억제.
• 슬러지 늘며: 유기물 과다로 미생물 증식↑, 새 슬러지↑.
• 산소 많이 써요: 유기물 산화↑로 산소 소모 급증.

BOD 부하 낮아지면: 질산화균 활성↑, 슬러지 적고, 산소 덜 필요해요

• 질산화균 활성↑: 유기물 적어 느린 질산화균 자라 질산화↑.
• 슬러지 적고: 유기물 부족으로 증식↓, 내생호흡↑로 슬러지↓.
• 산소 덜 필요해요: 유기물 분해 부하↓로 산소 소모 감소.

4. F/M비 (식량 대 미생물 비율)

F/M 높아지면: 빠른 성장, 플록 약해지고, 슬러지 많아지며(팽화 위험), 산소↑

• 빠른 성장, 플록 약해지고: 유기물 과다로 빠른 성장균 우세, 플록 형성↓(필라멘트↑).
• 슬러지 많아지며(팽화 위험): 미생물 증식↑로 슬러지↑, 플록 약해 팽화 가능.
• 산소↑: 유기물 산화↑로 산소 소모 증가.

F/M 낮아지면: 내생호흡↑, 질산화↑, 슬러지↓, 산소↓

• 내생호흡↑, 질산화↑: 유기물 부족으로 내생호흡↑, 느린 질산화균 활성↑.
• 슬러지↓: 증식↓, 내생호흡↑로 슬러지 감소, 침강성↑.
• 산소↓: 유기물 분해 부하↓로 산소 소모 감소.

전체 요약 (외우기용)

• SRT 길면: 느린 질산화균↑(시간 충분), 내생호흡↑(슬러지↓), 산소↓(부하↓).
• SRT 짧으면: 빠른 성장균↑(빨리 배출), 증식↑(슬러지↑), 산소↑(부하↑).
• HRT 길면: 충분 분해(처리↑), 내생호흡↑(슬러지↓), 균일(산소 안정).
• HRT 짧으면: 분해 부족(처리↓), 증식↑(슬러지↑), 빠른 분해(산소↑).
• BOD 부하 높으면: 빠른 성장균↑(유기물↑), 증식↑(슬러지↑), 산화↑(산소↑).
• BOD 부하 낮으면: 질산화균↑(유기물↓), 내생호흡↑(슬러지↓), 부하↓(산소↓).
• F/M 높으면: 빠른 성장(플록↓), 증식↑(슬러지↑), 산화↑(산소↑).
• F/M 낮으면: 내생호흡↑(질산화↑), 슬러지↓(분해↑), 산소↓(부하↓).

한 줄 암기: "SRT 길면 질산화↑ 슬러지↓ 산소↓, HRT 길면 처리↑ 슬러지↓ 산소 안정, BOD 높으면 빠른 성장↑ 슬러지↑ 산소↑, F/M 높으면 플록↓ 슬러지↑ 산소↑!"