초록 ▼

○ 생물학적으로 질소를 제거하기 위해서는 두 단계의 반응이 필요하다. 첫 번째 단계는 암모니아성 질소를 질산성 질소로 바꾸어주는 질산화반응(nitrification)이며, 두 번째 단계는 질산성 질소를 질소로 변환시켜 대기 중으로 방출하는 탈질반응(denitrification)이다. 질산화 반응에 관계하는 주요 미생물은 Nitrosomonas와 Nitrobacter이다. 이들은 성장에 필요한 에너지를 무기질소의 산화에 의해 얻기 때문에 독립영양세균으로 분류한다.

○ Nitrosomonas가 암모니아성 질소를 아질

○ 생물학적으로 질소를 제거하기 위해서는 두 단계의 반응이 필요하다. 첫 번째 단계는 암모니아성 질소를 질산성 질소로 바꾸어주는 질산화반응(nitrification)이며, 두 번째 단계는 질산성 질소를 질소로 변환시켜 대기 중으로 방출하는 탈질반응(denitrification)이다. 질산화 반응에 관계하는 주요 미생물은 Nitrosomonas와 Nitrobacter이다. 이들은 성장에 필요한 에너지를 무기질소의 산화에 의해 얻기 때문에 독립영양세균으로 분류한다.

○ Nitrosomonas가 암모니아성 질소를 아질산염으로 산화시키는 반응은 NH4+ + 1.5O2 = NO2- + H2O + 2H+.의 식으로 표시된다. Nitrobacter는 아질산염을 질산염으로 산화시키며 NO2- + 0.5O2 = NO3-의 식으로 표시된다. 따라서 질산화 반응이 완결되기 위해서는 오수처리 과정에서 이 두 가지 박테리아의 공생을 위한 적절한 환경을 만들어 주는 것이 필요하다.

○ 일반적으로 도시하수를 처리하는 생물학적 공정에서 아질산염 질소의 축적은 잘 관찰되지 않는다. 이는 Nitrobacter에 의한 아질산성 질소의 산화율이 Nitrosomonas에 의한 암모니아성 질소의 산화율보다 빠른 이유에서이다. 따라서 전체 질산화 반응에서는 Nitrosomonas에 의한 반응이 반응속도를 결정한다.

○ 암모니아성 질소가 아질산성 및 질산산성으로 산화되는 과정은 에너지 생성반응이다. 질산화균은 발생되는 에너지를 이용하여 이산화탄소를 동화하며, 위의 반응식에서 보다시피 호기성 조건에서 잘 일어난다. 이때 산화과정에서 발생하는 수소이온을 중화하기 위하여 알칼리 환경이 필요하다. 질산화균은 호기성이지만 산소에 대한 친화력이 낮아 종속영양세균보다 많은 용존산소를 필요로 한다.

○ 암모니아성 질소 및 질산염을 기질로 이용하는 질산화균은 유기물의 분해에 의해 성장하는 종속영양세균에 비하여 성장속도가 느리기에 반응기를 설계할 때에도 비교적 긴 SRT(Sludge Retention Time)가 필요하다.