가수분해 - 하수처리장, 활성슬러지, 영양분 분해

Hydrolysis (/haɪˈdrɒlɪsɪs/; from Ancient Greek hydro-, meaning 'water', and lysis, meaning 'to unbind') is any chemical reaction in which a molecule of water ruptures one or more chemical bonds. The term is used broadly for substitution, elimination, and fragmentation reactions in which water is the nucleophile.

Biological hydrolysis is the cleavage of biomolecules where a water molecule is consumed to effect the separation of a larger molecule into component parts. When a carbohydrate is broken into its component sugar molecules by hydrolysis (e.g. sucrose being broken down into glucose and fructose), this is recognized as saccharification.

Hydrolysis reactions can be the reverse of a condensation reaction in which two molecules join together into a larger one and eject a water molecule. Thus hydrolysis adds water to break down, whereas condensation builds up by removing water and any other solvents. Some hydration reactions are hydrolysis.

The electrolysis of water (water splitting) is sometimes referred to as hydrolysis.
[출처: Wikipedia]



환경공학적 측면에서, 하수처리장내 활성슬러지와 가수분해를 고려해 보자.

MLSS에는 다양한 미생물과 organic, inorganic constituents가 얽히고 섥혀 있다. 이중 미생물들은 계속해서 증가하고 한편으로 감소하게 된다. Decay라 통칭하는 다양한 원인으로 감소하는 미생물들은, 다시 영양분이 되어 다른 미생물의 번식에 사용되거나, 주어진 체류시간 동안 추가적인 반응이 되지 않아 유출수로 나가게 된다. 여기에서 가수분해는 중요한 역할을 한다. 앞서 언급한 사멸한 미생물에서 빠져나온 영양분들은 바로 타 미생물이 섭취하기에는 크기가 큰것이 대부분이기 때문에 가공과정을 거쳐야 한다. 가수분해가 바로 그 사전 처리 공정이라 보면 된다. 헌데, 이때 가수분해의 속도를 측정함에 있어서, Substrate의 농도만 관련 있을 것이라 생각하기 쉬운데 실상 그렇지 않다. 가수분해가 물분자, 혹은 미생물로 부터 만들어진 효소가  Substrate를 둘러싸서 해당 물질을 분해하는 것을 고려했을때, 효소의 양이 많으면 많을수록( 다시말해 단위 미생물이 많을수록) 또한 그 물질의 표면먹이 클수록(사이즈가 작을수록) 속도는 빨리진다.

끝.

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