본 연구는 A 하수처리장 내 혐기 소화 상징액 그리고 농축조 상징액을 대상으로 반응시간에 따른 질소 화합물 성상 변화에 관한 연구를 수행하였다. 하수처리장에서 질소 처리는 일반적으로 질산화 – 탈질의 생물학적 처리를 기반으로 하고 있다. 세계적으로 친환경·저에너지 형 기술이 주목받음에 따라 기존의 완전질산화 반응과 비교하여 경제적인 아질산화 반응 및 관련 연계 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 아질산화 반응은 SRT 조절에 따른 nitrite oxidizing bacteria(NOB)의 wash-out 또는 free ammonia(FA)에 의한 저해 작용과 같은 인위적인 조작이 없으면, 자연적 안정적으로 유도되기 어려운 반응으로 알려져 있다. 약 300일에 걸친 실험실 규모 아질산화 반응조 운전을 통하여 운전 SRT 별 반응시간에 따라 반응조 내 질소 화합물의 성상 변화를 분석하였다. 안정적인 아질산화 반응이 유도된 구간에서는 암모니아성 질소가 감소함에 따라 아질산성 질소만 증가하는 경향을 보였다. 하지만 완전질산화가 유도된 구간에서는 일정 반응 시간 암모니아성 질소가 감소함에 따라 아질산성 질소와 질산성 질소가 증가하다 일정 시간 이 후 아질산성 질소가 감소하고 질산성 질소가 증가하는 경향을 보였다. 이는 완전 질산화가 유도된 구간에서는 상대적으로 긴 SRT로 인해 반응기 내 아질산성 질소로 전환되었던 질소 화합물이 다시 질산성 질소로 전환되는 것을 확인 할 수 있다. 또한, 아질산성 질소가 질산성 질소로 전환되는 시점을 기준으로 아질산화 반응이 유도 가능한 SRT를 파악 할 수 있을 것으로 판단된다. 실험실 규모 운전 결과를 바탕을 도출된 본 연구의 연구 결과는 실제 하수처리장에 아질산화 반응 도입 시 중요한 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

수계 부영양화 방지의 사전 예방 대책으로 질소는 국내 하수처리장의 중요 관리 대상 항목 중 하나이다. 국내 하수처리장에서 질소 제거를 위해서 완전질산화 반응을 기반으로 하고 있지만 보다 경제적이고 친환경적인 장점이 있는 아질산화 반응에 관한 관심이 증대되고 있다. 하지만 아질산화 반응은 현장 적용성의 문제를 가지고 있어, 활용성은 아직 부족한 측면이 있다. 본 연구에서는 아질산화 반응의 활용성을 증대를 위한 방안으로, 아질산화 반응의 SBR 공법 적용성을 평가하고자 하였다. 이를 위해 약 200일 동안 실험실 규모의 SBR 형태의 아질산화 반응조를 운전하였으며, 운전 조건 조절을 통해 안정적인 아질산화 반응을 유도 할 수 있음을 확인하였다. 또한 HRT와 SRT의 분리를 통해 SBR 형태의 아질산화 반응조의 효율을 증가 시킬 수 있는 방안을 제시하였다. 이는 하수처리장에 아질산화 반응의 하수처리장 도입 시 SBR 공법을 이용하는 것을 고려할 수 있지만, 현장 적용성 측면에서 추가적인 연구가 이루어져야 할 것으로 판단된다.