활성 슬러지의 질산화 시스템이 붕괴되면 하수 처리장에서 정말 "큰 문제"입니다. 때로는 다음 날 데이터가 나오면 암모니아성 질소 지수가 급격히 상승하여 운영자를 불안하게 만들 수 있습니다. 이 질산화 시스템은 섬세한 소녀와 같아서 조금이라도 불편하면 "파업"할 수 있습니다. 오늘은 어떻게 "붕괴"되었는지 단계별로 이야기해 보겠습니다.
먼저, 이 질산화 시스템의 "핵심 직원"인 질산화 세균에 대해 이야기해 보겠습니다. 이 작은 녀석들은 인상적이지 않을 수 있지만 암모니아성 질소를 처리하는 주력군이며, 두 가지 범주로 나뉩니다. 하나는 암모니아성 질소를 아질산염으로 전환하는 아질산염 세균이고, 다른 하나는 아질산염을 질산염으로 전환하는 질산염 세균입니다. 그들은 마치 조립 라인의 작업자와 같아서, 일을 잘 하기 위해서는 끊임없이 함께 일해야 합니다. 하지만 이 두 박테리아는 공통적인 문제가 있습니다. 추위, 배고픔, 피로를 두려워합니다. 환경이 조금만 어긋나도 즉시 포기할 것입니다.
먼저, 가장 흔한 "킬러"인 온도에 대해 이야기해 보겠습니다. 생각해 보세요. 질산화 세균에게 가장 편안한 온도는 25~30도입니다. 마치 봄에 얇은 코트를 입는 것처럼 편안합니다. 하지만 온도가 갑자기 떨어지면, 예를 들어 겨울에 난방이 갑자기 끊기거나 여름에 폭우로 인해 차가운 물이 생화학 풀에 쏟아지면 온도가 10도 이하로 떨어지면 이 박테리아는 얼어붙은 듯 보이며 활동이 절반으로 줄어듭니다. 더욱 치명적인 것은 질산염 세균이 아질산염 세균보다 추위에 더 민감하다는 것입니다. 그들이 게을러지면 아질산염이 풀에 쌓입니다. 앞에 있는 아질산염 세균은 "반제품"이 점점 더 많이 축적되는 것을 보고 더 이상 일할 마음이 없습니다. 전체 질산화 사슬이 이렇게 멈춰 있습니다. 전에 한 하수 처리장이 있었는데, 갑자기 가을에 한파가 닥쳤습니다. 밤에 난방을 제때 켜지 않았고, 다음 날 암모니아성 질소가 계량기에서 폭발했습니다. 확인해 보니 온도가 문제를 일으킨 것이었습니다.
게다가, 음식에 문제가 있다는 말을 하는 것도 시스템을 무너뜨릴 수 있습니다. 여기서 '먹는 것'이라는 용어는 주로 유입수의 암모니아성 질소 농도와 부하를 의미합니다. 때로는 공장에서 갑자기 고농도의 폐수를 배출하여 암모니아성 질소가 평소 50mg/L에서 200mg/L로 급증합니다. 마치 질산화 세균에게 지방 한 상을 채워주는 것과 같아서, 그들은 전혀 소화할 수 없습니다. 이 박테리아는 보통 천천히 먹지만, 갑자기 이렇게 큰 식사를 하면 "과로사"하거나 단순히 항의하는 "단식 투쟁"을 합니다. 또한 "먹을 음식이 없는" 상황도 있습니다. 예를 들어 공장이 생산을 중단하고 유입수의 암모니아성 질소가 거의 0이 되는 경우입니다. 질산화 세균은 극도로 배고플 때 서로 "갉아먹고" 숫자가 줄어듭니다. 유입이 정상이라도 음식이 있어도 일할 박테리아가 충분하지 않아 시스템이 자연스럽게 붕괴됩니다. 며칠 동안 굶주린 사람이 갑자기 힘든 일을 하라고 요구받는 것과 같아서 분명히 견딜 수 없습니다.
용존 산소도 핵심적인 역할입니다. 질산화 세균은 "산소 광신자"이며, 생화학 풀의 용존 산소는 자유롭게 호흡하기 위해 2mg/L 이상으로 유지되어야 합니다. 폭기 장비가 고장나거나 유입수의 유기물이 갑자기 증가하면 호기성 세균이 유기물을 먹기 위해 달려들어 모든 산소를 소비하는 반면, 질산화 세균은 밀폐된 탱크에 갇혀 몇 분 안에 질식합니다. 저는 폭기 팬의 벨트가 끊어져 제때 발견되지 않은 작은 공장을 본 적이 있습니다. 2시간 동안 폭기가 없자 탱크의 용존 산소가 0.5mg/L 이하로 떨어졌습니다. 수리했을 때는 이미 질산화 시스템이 붕괴되었고 복구하는 데 보름 이상 걸렸습니다. 더욱 좌절스러운 것은 때때로 용존 산소 수치가 변동한다는 것입니다. 마치 물에 잠시 갇혔다가 숨을 쉬기 위해 꺼내지는 사람과 같습니다. 박테리아는 적응할 수 없고 활동이 서서히 감소합니다.
pH 값도 '보이지 않는 킬러'입니다. 질산화 세균은 중성에서 알칼리성 환경을 선호하며, pH 값은 7.5~8.5 사이가 가장 활발합니다. 하지만 유입수가 갑자기 산성 폐수를 운반하는 경우, 예를 들어 화학 공장에서 배출되는 폐산이나 혐기성 탱크에서 유출수가 너무 많이 유입되어 탱크의 pH 값이 6 이하로 떨어지면 이 박테리아는 식초처럼 즉시 시들어 버립니다. 저는 화학 폐수를 처리하는 공장을 방문한 적이 있는데, 옆 작업장에서 산성 세척 폐수를 몰래 배출했습니다. 생화학 탱크의 pH가 7.8에서 5.2로 떨어졌고, 질산화 세균이 "집단 사망"했습니다. 암모니아성 질소가 며칠 동안 감소하지 않았고, 결국 새로운 균주를 추가하여 살려야 했습니다.
또 다른 간과하기 쉬운 이유는 유해 물질의 기습 공격입니다. 질산화 세균의 "항독성 능력"은 보잘것없으며, 중금속(구리, 아연 등), 유기 용매(알코올, 아세톤 등), 심지어 잔류 소독수조차도 독성이 매우 강합니다. 때로는 공장에서 장비를 청소하고 소독제가 포함된 폐수를 배출할 때, 농도가 몇 ppm에 불과하더라도 질산화 세균을 완전히 파괴할 수 있습니다. 더욱 교활한 것은 일부 유해 물질이 즉시 시스템을 붕괴시키지 않고 서서히 축적된다는 것입니다. 오늘과 내일 약간의 피해를 입힐 수 있으며, 발견될 때쯤에는 박테리아가 많이 남아 있지 않습니다. 이 "만성 중독"은 "급성 중독"보다 조사하기 더 어렵습니다.
이러한 외부 요인 외에도 시스템 자체의 열악한 신체 상태는 혼란을 견딜 수 없습니다. 예를 들어, 슬러지의 나이가 너무 짧으면 질산화 세균은 자연스럽게 천천히 번식하여 새로운 세대를 키우는 데 약 20일이 걸립니다. 슬러지의 나이가 10일에 불과하면 새로 자란 박테리아가 배출되어 양을 늘릴 방법이 없습니다. 또한 슬러지 농도가 너무 낮으면 마치 전장에 병사가 너무 적은 것과 같아서, 싸울 수 있어도 적의 공격을 견딜 수 없고, 작은 변동에도 견딜 수 없습니다. 일부 공장에서는 비용을 절감하기 위해 의도적으로 슬러지 농도를 줄여 부하에 약간의 영향을 미치고 시스템이 직접 충돌합니다. 대신 수리에 더 많은 돈을 쓰는데, 이는 참깨를 고르고 수박을 잃는 것과 같습니다.
마지막으로, '나비 효과'가 있습니다. 시스템이 일단 오작동하기 시작하면, 제때 감지하지 못하면 작은 문제가 큰 문제로 바뀔 수 있습니다. 예를 들어, 처음에 암모니아성 질소가 약간 상승하고 심각하게 받아들여지지 않으면 박테리아는 악화되는 "작업 결과"로 인해 활동을 잃게 됩니다. 그 후, 박테리아 감소로 인해 용존 산소가 "과도"하게 나타날 수 있으며, 초보자는 폭기가 충분하다고 오해하고 오히려 폭기를 줄일 수 있습니다. 발견될 때쯤에는 풀의 슬러지가 검고 냄새가 나고 질산화 세균은 이미 죽어 있었습니다. 이 시점에서는 한 달 정도 지나도 회복이 불가능했습니다.
따라서 질산화 시스템의 붕괴는 갑작스러운 것이 아니라, 마치 도미노 효과와 같아서 첫 번째 카드(예: 갑작스러운 온도 변화)가 떨어지면 다음 카드(박테리아 활동 감소, 암모니아성 질소 축적, 슬러지 악화)가 함께 떨어지고, 결국 전체 시스템이 완전히 붕괴됩니다. 이 시스템의 안정적인 작동을 보장하려면 아이를 돌보는 것처럼 주의해야 합니다. 온도, pH, 용존 산소를 지속적으로 모니터링하고, 유입 부하를 제어하며, 유해 물질의 유입을 방지해야 합니다. 슬러지의 상태를 정기적으로 관찰하고 이상이 발견되면 즉시 조치를 취하십시오. 결국, 질산화 세균을 배양해야만 폐수를 효과적으로 처리하고 유출수가 기준을 충족하도록 보장할 수 있습니다.
