[생물]생물학적 고도처리(질산화 공정)

소개

질소 배출시 환경기준치가 낮아져 질소제거에 대한 기술들에 대해 많이 연구가 되어지고 있습니다. 유기질소에서 질산화 되는 과정을 간단하게 정리한 것입니다.

목차

제목
(1) 질소순환
(2) 질화작용
(3) 탈질화 작용
(4) 생물학적 고도처리

본문내용

질소는 생물체의 세포 구성체인 원형질의 중요한 구성 성분으로서, 식물체는 질소함량이 1% 이하인데 비하여 동물은 10% 이상을 포함하고 있다. 질소는 대기 중에 약 80%를 차지하는 풍부한 원소이지만, N2 기체는 화학적으로 삼중결합을 갖는 불황성이어서 대부분의 생물에게 적당한 질소원이 될 수 없다.
질소는 주로 Rhizobium이나 Azotobacter 등의 세균류와 Anabaena나 Nostoc 등과 같은 이질세포(heterocyst)를 형성하는 시안세균류에 의한 생물학적 질소고정(nitrogen fixation)에 의하여 암모니아로 환원되어 유기질소로 전환된다. 세포물질 내의 R-NH2 형태의 유기 질소는 미생물에 의해 이용될 때 질소 성분이 필요량 이상 존재하면 광물화작용(mineralization)에 의해 암모니아로 전환되어 환경으로 방출되는데 이 과정을 암모니아화(ammonification)라 한다. 자연환경에서 암모니아는 식물이나 미생물들에게 질소원으로 이용되기도 하나 많이 축적되면 생물체에 독성을 나타내며, 호기성 조건에서 화학독립영양 세균인 질화세균(nitrifying bacteria)에 의해 에너지원으로 이용되어 아질산염(nitrite, NO2-)을 거쳐 질산염(nitrate, NO3-)으로까지 산화된다. 이 과정을 질화작용 또는 질산(염)화작용(nitrification)이라 하는데 이때 많은 산소를 필요로 하여, 하수 방류 시 용존산소 소모에 기여하게 된다. 질산염은 음전하를 띄고 토양입자들도 대부분 음전하를 띄고 있기 때문에 질화작용에 의해 생성된 질산염이 토양에서 쉽게 용출되어 유실될 수 있으므로 질소비료에 질화작용 저해제를 첨가하기도 한다. 이렇게 용출된 질산염은 효수, 하천 또는 지하수로 유입되어 부영양화를 일으키거나 청색증을 일으키기도 한다.

참고자료

· 환경미생물학
· 폐수처리공학