미생물에 의해 질산이 아질산으로 변하고 아질산에서 질소가스로 환원되는 반응을 탈질이라고 한다.
탈질 작용은 무산소조건에서 발생된다. 그럼 탈질작용 반응과 유기물의 관계에 대해 알아보자.
탈질에 영향을 끼치는 인자
1. 온도
20ºC 이상에서보다 20 ºC 이하에서 탈질에 미치는 온도의 영향이 더 크다.
탈질의 적정 수온 범위는 30도~50도 이고, 5도~10도에서는 탈질속도가 낮아진다.
따라서 탈질속도가 낮으면 당연히 무산소조가 커야 한다.
온도가 낮아지면 집수시스템에서 기질의 발효속도가 저하된다. 따라서 유입폐수의 조성이 변화되어 탈질에 쉽게 이용되는 기질의 양도 감소할 수 있다.
2. DO
무산소조에 DO유입을 최소화해야한다. 무산소조에서 MLSS의 완전한 섞이도록 혼합이 이루어져야 하지만 산소유입을 막기 위해 표면 와류를 최소화시켜야 하며 무산소조에 덮개를 설치하는 것도 하나의 방법이다.
폭기조 끝단의 DO를 너무 높게 올리지 않음으로 무산소조로의 DO반송을 최소화할 수 있다.
무산소조에 DO가 유입되면 생분해기능 유기물이 호기적으로 소비되므로 탈질에 이용가능한 유기물량이 감소하게 된다.
많은 양의 DO가 무산소조로 반송되면 낮은 DO에서 잘 증식하는 사상체가 증식하여 슬러지 침강성이 불량해진다.
3. pH
탈질이 가능한 pH범위는 7.0~8.5이고 최적의 pH는 7.0부근이다.
pH 6.0 미만, pH8.0 이상에서는 알칼리도를 생산하므로 고농도의 질산이 제거될 때에는 pH가 상승하므로 pH조정이 필요하다.
4. 저해물질
질화균보다 탈질균이 저해물질에 대해 덜 민감하다. 저해물질이 탈질균에 미치는 영향의 정도가 호기성 종속영양세균에 미치는 영향과 비슷하다. 따라서 활성슬러지에 미치는 저해물질의 영향농도가 탈질균에 대해서도 적용이 될 것이다. 뿐만 아니라 활성슬러지에서와 마찬가지로 순응에 의해 훨씬 높은 저해물질 농도에 대해서도 견딜 수 있게 된다.
5. 기질전달
생물막법에서는 기질의 확산 전달이 탈질속도에 영향을 준다. 그러나 와류가 심한 조건에서는 확산이 특별히 문제로 되지 않는다.
6. 유기물
탈질에는 전자공여체가 필요한 데, 전자공여체로는 acetic acid, citric acid, methanol 등의 저분자유기물이나, 오수, 식품 폐수(양조, 당밀) 등과 같은 폐수가 이용될 수 있으나 가장 적당한 전자공여체는 메탄올이다.
호기적 분해가 가능한 유기물질은 대부분 탈질의 기질(탄소원과 에너지원)로 이용될 수 있다. 그러나 일부 방향족화합물(벤젠)은 이용되기 어려운 데 이것은 방향족환의 효소분해에 산소가 필요하기 때문이다. 탈질에 이용될 수 있는 유기물질로는 폐수내에 존재하는 유기물, 메탄올, 에탄올, 초산 등이 있는 데 주로 이용되는 것은 처음 2가지 다. 탈질의 기질로 무엇을 사용할 것인가는 경비와 쉽게 조달 가능한지의 여부에 달려 있다.