생물학적여과조 (Biological Filter)
쉽게 풀면
물속 세균이 물고기 배설물의 독성 물질을 덜 해로운 성분으로 바꿔주는 정수 장치이다. 여과조는 정기적인 역세척으로 여재에 쌓인 찌꺼기를 제거해야 여과 효율과 통수성을 유지할 수 있다. 여과조 성능은 유입수의 암모니아 부하량과 여재 접촉 시간(체류시간)에 의해서도 좌우된다.
왜 중요한가
순환여과양식에서는 사육수를 재사용하기 때문에 암모니아를 지속적으로 제거해줄 장치가 없으면 수질이 급격히 악화되어, 생물학적여과조는 시스템의 성패를 좌우하는 핵심 설비로 다뤄집니다. 여재의 종류와 표면적 설계가 여과 효율을 결정하는 연구 변수입니다. 여재의 표면적당 부착 미생물량이 여과 용량을 결정하므로, 다공성 소재나 유동상 여재를 사용해 단위 부피당 표면적을 극대화하는 것이 시설 설계의 핵심 변수로 다뤄집니다. 여재 교체 시기를 놓치면 여과 효율이 서서히 저하되어 눈에 띄지 않게 수질이 나빠질 수 있다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
여재에 부착한 질화세균의 대사 작용이 암모니아를 독성이 낮은 질산염으로 전환시킴을 보여주는 결과이다.
양식시스템 수질관리 연구에서 흔히 쓰이는 서술 방식이다.
조금 더 깊게 보면
생물학적여과조는 설치 직후 곧바로 제 기능을 하지 못하며, 질화세균 군집이 안정적으로 정착하기까지 일정 기간의 '사이클링'이 필요합니다. 이 초기 안정화 기간을 건너뛰고 바로 고밀도로 생물을 투입하면 암모니아 급상승으로 폐사가 발생할 수 있습니다. 질화 과정은 암모니아를 아질산으로 산화시키는 1단계와 아질산을 질산으로 산화시키는 2단계로 나뉘며, 두 단계를 담당하는 세균군의 증식 속도가 달라 시운전 초기에는 아질산이 일시적으로 축적되는 현상이 흔히 관찰됩니다.
주의할 점
생물학적여과조는 부유물을 걸러내는 물리적 여과와 달리 미생물의 대사 작용을 이용한 정수 방식이라는 점에서 구분된다.
생물학적여과조는 항생제나 소독제가 사육수에 다량 유입되면 질화세균까지 함께 사멸시켜 여과 기능을 무력화할 수 있어, 약품 처치 시에는 여과조와 격리된 별도 수조를 이용하는 것이 권장된다. 여과조 용량을 늘릴 때는 추가된 여재가 충분한 시운전 기간을 거쳐야 실제 여과 능력에 반영된다.