폐수처리 슬러지벌킹 : 노카디아

활성슬러지 공정에서 슬러지 벌킹과 발포 현상을 유발하며 공정 효율을 저하시키는 주요 원인 중 하나로 꼽히는 노카디아. 이번 포스팅에서는 노카디아의 특징, 문제점, 그리고 이를 효과적으로 관리할 수 있는 방법을 알아보겠습니다.

1. 노카디아란 무엇인가?

노카디아는 방선균류(Actinomycetes)에 속하는 사상형 세균으로, 주로 호기성 환경에서 성장합니다. 이들은 지방산, 유지(기름) 등 복잡한 유기물을 분해하는 능력이 뛰어나며, 특정 조건에서 활성슬러지 공정에 문제를 일으킬 수 있습니다.

• 생물학적 분류: 그람 양성(Gram-positive) 세균
• 모양: 실 모양 또는 가지가 뻗은 형태
• 성장 조건: 호기성 환경에서 잘 자라며, 지방질 농도가 높은 폐수에서 활성화됨
• 발견 위치: 토양, 물, 산업 폐수

2. 노카디아가 일으키는 문제점

노카디아는 폐수 처리 공정에서 다음과 같은 문제를 유발합니다:

가. 발포 현상(Foaming)

• 노카디아는 지방질을 분해하면서 기포를 생성합니다. 이 기포는 침전조 표면에 거품을 형성하며, 공정 운영을 방해합니다. 발포는 처리 시설의 유지관리 비용 증가와 방류수 품질 저하를 초래할 수 있습니다.

나. 슬러지 벌킹(Sludge Bulking)

• 노카디아가 슬러지 플록 내에서 과도하게 증식하면 침전성과 응집성이 저하됩니다. 이로 인해 슬러지가 침전하지 않고 활성슬러지 공정의 효율이 떨어질 수 있습니다.

다. 공정 불안정

• 노카디아는 SRT(슬러지 체류 시간)가 긴 공정에서 우세해질 가능성이 높으며, 지속적인 공정 관리가 어렵게 됩니다.

3. 노카디아의 성장 조건과 원인

노카디아는 특정 환경 조건에서 급속히 증식할 수 있습니다. 대표적인 원인은 다음과 같습니다:

• 지방산 농도 증가: 산업 폐수에서 유지 성분이 높을 경우 노카디아의 성장을 촉진합니다.
• DO(용존산소) 과다: 산소 농도가 높으면 노카디아가 활성화됩니다.
• 장기간 SRT 유지: 슬러지 체류 시간이 길면 노카디아가 우세종이 될 가능성이 높습니다.
• 유기물 과다: 폐수 내 유기물이 충분히 공급되면 노카디아의 증식이 쉬워집니다.

4. 노카디아 억제 및 관리 방안

노카디아가 문제를 유발하지 않도록 하기 위해서는 예방적 조치와 신속한 관리를 병행해야 합니다.

가. 운영 조건 최적화

• DO 농도를 적절히 유지(2~4 mg/L).
• SRT를 조정하여 노카디아가 장기간 공정에 머물지 않도록 관리.

나. 화학적 제어

• 염소(Cl₂)나 과망간산칼륨(KMnO₄)을 사용해 노카디아 밀도를 억제합니다.
• 화학적 처리는 단기적 효과를 보이며, 과도한 사용은 다른 미생물에도 영향을 줄 수 있으므로 주의해야 합니다.

다. 물리적 제거

• 발포가 심한 경우 물리적 장비를 활용해 표면의 거품을 제거합니다.

4) 유지 성분 제거

• 폐수 유입 전에 유지분리기나 기타 전처리 장비를 활용하여 지방질 농도를 줄입니다.