슬러지벌킹 (Sludge Bulking)

한 줄 정의: 슬러지가 부풀어 잘 가라앉지 않아 침전지에서 넘쳐 나가는 현상입니다.

쉽게 풀면

활성슬러지 공정은 미생물 덩어리가 침전지에서 잘 가라앉아 주어야 맑은 물을 얻을 수 있습니다. 그런데 실 모양으로 길게 자라는 사상성 세균이 지나치게 늘어나면 슬러지가 솜처럼 부풀어 가라앉지 않고 방류수와 함께 흘러나갑니다. 이렇게 되면 방류수 부유물질 농도가 급격히 올라가고 반응조의 미생물도 줄어들어 처리 성능이 무너집니다.

왜 중요한가

슬러지벌킹은 하수처리장 운전 실패의 가장 흔한 원인 중 하나이며, 한 번 발생하면 회복에 오랜 시간이 걸립니다. 그래서 발생 조건을 규명하고 억제 방법을 찾는 연구가 꾸준히 이어지고 있습니다.

논문에서는 이렇게 쓰입니다

"용존산소 농도가 0.5 mg/L 이하로 떨어진 기간에 사상성 세균이 우점하면서 슬러지벌킹이 발생하였다."

산소 부족이라는 특정 운전 조건과 침강성 악화 사이의 관계를 제시한 서술입니다.

조금 더 깊게 보면

벌킹은 크게 사상성 세균의 과다 증식에 의한 사상성 벌킹과, 세포외 고분자물질이 과다하게 생성되어 슬러지가 젤리처럼 되는 점성 벌킹으로 나뉩니다. 낮은 용존산소, 낮은 F/M비, 영양염 불균형, 황화물이 많은 폐수 유입 등이 대표적인 유발 요인으로 지목됩니다. 대응책으로는 염소 주입 같은 화학적 방법과 함께, 반응조 앞에 혐기 또는 무산소 선택조를 두어 잘 뭉치는 미생물이 유리하도록 만드는 방법이 쓰입니다.

주의할 점

슬러지가 물 위로 떠오르는 부상 현상과 혼동하기 쉽습니다. 부상은 침전지 바닥에서 탈질이 일어나 생긴 질소 기포가 슬러지를 띄우는 것이 주된 원인이어서, 침강 자체가 느려지는 벌킹과는 원인과 대책이 다릅니다.