(2025학년도 2학기 중간과제물, 환경미생물학, 공통형)‘살수여상 공정’에 관여하는 환경미생물과 ‘생물학적 인 제거’에 관여하는 환경미생물을 서로 비교하여 서론, 본론 및 결론으로 나누어 논하시오.

소개글

(2025학년도 2학기 중간과제물, 환경미생물학, 공통형)‘살수여상 공정’에 관여하는 환경미생물과 ‘생물학적 인 제거’에 관여하는 환경미생물을 서로 비교하여 서론, 본론 및 결론으로 나누어 논하시오.에 대한 보고서 자료입니다.

목차

Ⅰ. 서론

Ⅱ. 본론
1. ‘살수여상 공정’에 관여하는 환경미생물
1) ‘살수여상 공정’의 개요
2) ‘살수여상 공정’에 관여하는 환경미생물

2. ‘생물학적 인 제거’에 관여하는 환경미생물
1) ‘생물학적 인 제거 공정’의 개요
2) ‘생물학적 인 제거’에 관여하는 환경미생물

3. ‘살수여상 공정’과 ‘생물학적 인 제거 공정’의 미생물 비교
1) 미생물 구성 및 다양성
2) 대사 경로 및 처리 목표
3) 생태적 역할 및 상호작용
4) 공정 조건 및 환경 요구

4. 시사점

Ⅲ. 결론

Ⅳ. 참고문헌

본문내용

얻는다. 호기 조건에서는 PHA를 산화하여 인산염을 과잉 축적한다. GAO는 유사한 대사 경로를 가지지만, 폴리포스페이트 축적 대신 글리코겐을 사용한다. EBPR의 주요 목표는 인산염 제거이며, 유기물 제거는 부차적이다.
③비교
살수여상 공정은 유기물과 질소 제거를 위한 산화 및 발효 경로를 활용하며, 다목적 처리에 적합하다. 반면, EBPR은 인산염 축적을 위한 특화된 대사 경로에 의존하며, 인 제거에 초점을 맞춘다.
3) 생태적 역할 및 상호작용
①살수여상 공정
미생물은 생물막 내에서 협력적 생태계를 형성한다. 호기성 세균은 유기물 분해를 주도하고, 혐기성 세균은 초기 분해를 지원하며, 원생동물은 세균 포식을 통해 생물막의 안정성을 유지한다. 이러한 협력적 상호작용은 생물막의 구조적 안정성과 공정의 높은 BOD 제거율(80-90%)을 보장한다.
②생물학적 인 제거
PAO와 GAO 간의 경쟁이 공정 효율을 결정한다. PAO는 인 제거를 주도하며, GAO는 VFA를 놓고 경쟁하여 효율을 저하시킬 수 있다. 질산화 세균과 DPAO는 질소와 인 제거를 보완하며, 원생동물은 슬러지 안정성을 유지한다. 공정 성공은 PAO의 우점과 GAO 억제에 달려 있다.
③비교
살수여상 공정은 협력적 미생물 상호작용을 통해 안정적인 생태계를 유지하며, 다양한 오염물질을 처리한다. EBPR은 PAO와 GAO 간의 경쟁적 상호작용이 중심이며, 특정 조건(VFA 공급, pH, 사이클 시간)에서 PAO 우점이 필수적이다.
4) 공정 조건 및 환경 요구
①살수여상 공정
생물막은 여재 표면에서 형성되며, 공기와의 접촉을 통해 용존 산소를 공급받는다. 산소 농도 구배는 생물막 내 다양한 미생물의 생태적 틈새를 지원한다. 공정은 구조가 단순하고 에너지 소모가 적으며, 여재의 물리적 특성과 유량 조절이 주요 관리 요소이다.
②생물학적 인 제거
혐기-호기 조건의 정밀한 순환이 필요하며, VFA 공급, pH(6.5-8.0), 온도, 사이클 시간이 공정 효율을 결정한다. PAO의 선택적 증식을 위해 공정 조건의 엄격한 제어가 필수적이다.
③비교
살수여상 공정은 산소 공급과 여재 관리에 의존하며, 비교적 유연한 조건에서 운영 가능하다. EBPR은 혐기-호기 사이클과 VFA 공급의 정밀한 조절이 필요하여 운영 복잡도가 높다.
4. 시사점
가장 크게 도출할 수 있는 시사점은 두 공정의 상호보완성이라고 할 수 있다.
살수여상 공정은 유기물과 질소 제거에 효과적이지만, 인 제거 효율은 낮아 별도의 후속 공정(예: 화학적 인 제거)이 필요할 수 있다. 반대로, EBPR은 인 제거에 특화되었으나, 유기물 제거는 활성슬러지 공정에 비해 제한적이다. 따라서 두 공정은 하수처리장에서 상호보완적으로 활용될 수 있다. 예를 들어, 살수여상 공정을 통해 유기물과 질소를 1차 제거한 후, EBPR 공정을 적용하여 인산염을 제거하는 통합 시스템이 효과적일 수 있다.
Ⅲ. 결론
‘살수여상 공정’과 ‘생물학적 인 제거(EBPR) 공정’은 환경미생물의 대사적 다양성을 활용해 하수처리에서 각각 유기물/질소와 인산염 제거를 담당하는 핵심 생물학적 처리 기술이다. 살수여상 공정은 Pseudomonas spp., Zoogloea spp., ‘Nitrosomonas spp.’와 같은 호기성 세균과 원생동물(Vorticella spp.)로 구성된 생물막을 통해 유기물(BOD 제거율 80-90%)과 질소 화합물을 효과적으로 제거하며, 구조적 단순성과 낮은 운영 비용으로 다목적 처리에 적합하다. 반면, EBPR 공정은 Candidatus Accumulibacter phosphatis와 같은 폴리포스페이트 축적 생물(PAO)을 중심으로 혐기-호기 조건에서 인산염을 과잉 축적하여 제거하며, Candidatus Competibacter phosphatis와 같은 글리코겐 축적 생물(GAO)과의 경쟁 관리가 성공의 열쇠이다. 두 공정은 미생물 구성, 대사 경로, 생태적 역할, 공정 조건에서 뚜렷한 차이를 보이며, 살수여상 공정은 다양한 오염물질 처리에 유연하지만 인 제거 효율이 낮고, EBPR은 인 제거에 특화되었으나 공정 제어가 복잡하다. 이러한 차이로 인해 두 공정은 하수처리장에서 상호보완적으로 활용될 수 있다. 예를 들어, 살수여상 공정을 통해 유기물과 질소를 1차 제거한 후, EBPR 공정을 적용하여 인산염을 제거하는 통합 시스템은 처리 효율성을 극대화할 수 있다.
Ⅳ. 참고문헌
한선기, 정진영(2016), 환경미생물학, 한국방송통신대학교출판문화원

키워드

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