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작성일 : 09-01-15 10:47
생물학적 여과란?
 글쓴이 : 운영자
조회 : 13,208  
생물학적 여과이론 

관상어의 배설물 등은 물을 오염시킵니다. 그러나 자연계는 여과 장치가 잘 되어있습니다. 하천의 모래 속에는 무수한 박테리아가 있어 각종의 유기물을 분해해 영양분으로 바꾸어 줍니다.

수초는 영양분을 뿌리로부터 흡수하는 것뿐만 아니라 , 광합성에 의해 수중의 이산화탄소를 취해, 산소를 공급해 줍니다. 많은 생물이 사는 야산의 하천과 연못이 수 천년이 지나도 깨끗한 것은 무수한 박테리아와 식물이 물을 정화하고 있기 때문입니다. 수조에는 이러한 시스템이 작용되지 않습니다. 열대어를 수조에서 사육하고 있으면 열대어가 먹고 남아버린 먹이와 배설물이 무수한 박테리아에 의해 물에 분해되어 암모니아가 생성됩니다.

생성된 암모니아는 물 속에 녹아서 물고기에게 치명적인 해를 입힌다. 또한 어항 내 수질조건 하에서는 가스 상태로 날려보내는 것은 불가능합니다.

이러한 상태가 계속되면 열대어는 병에 걸려버립니다. 예전에는 물을 갈아주어서 병이 드는 것을 방지했지만 현재는 여과장치에 의해 물을 재생시킵니다. 만약 대형의 수조에 물을 자주 갈아준다면 얼마나 힘든 작업이겠습니까? 여과장치는 수조의 물을 일정한 상태로 만드는 역할을 합니다.

필터로서는 모래, 플라스틱우울, 활성탄, 솜, 스폰지, 세라믹, 바이오볼등이 있고, 여과방식과 목적에 따라 구분해서 사용하고 있습니다.

여과장치는 어떠한 것이라도 그 자체는 먼지를 취할 정도의 정화능력 밖에 없고 필터의 표면에 번식하는 박테리아가 수의 정화에 커다란 역할을 분담하고 있습니다.

또 박테리아는 생존하는 것에 산소를 필요로 하는 호기성 세균으로 수조의 물에는 산소가 충분히 용해될 필요가 있습니다. 물을 움직여서 필터에 보내는 방식에는 에어펌프에서 공기방울의 상승력을 이용하는 것과, 양수펌프를 사용하는 것 2가지 있습니다. 여과장치라고 하는 것은 필터의 중심에 물을 통과시켜 먼지나 남은 먹이 찌꺼기를 여과해 내는 역할 이외에도 박테리아가 물고기에 의해 유해한 암모니아 등을 아질산 등으로 바꿔 물을 정화시키는 기능도 갖고 있습니다.

따라서 암모니아 제거를 위해서는 생물학적 여과를 거치거나, 흡착제를 넣어 주는 방법이 있는데 자연 생태계에는 암모니아를 먹고 물 속에 산소를 흡수하여 암모니아를 산화시켜서, 마치 종이를 태우면 탄산가스가 발생하면서 열이 나오듯이 암모니아를 태워서, 그때 나오는 열로 생활하는 박테리아가 있습니다.

이러한 박테리아를 니트로 소박테리아(NITROSBACTERIA)라고 하는데 이름이 니트로로 시작되며 니트로소-모나스, 니트로소-코커스, 니트로소-스피나 등이 있습니다. 암모니아는 질소 원자 1개에 수소원자 3개가 붙어서 된 물질인데 이러한 박테리아들은 암모니아를 태워서 질소원자에 산소원자가 2개 붙은 아질산 염으로 산화시켜 이때 나오는 열에너지를 이용하고 필요 없는 아질산을 배설합니다

그런데 이때 주의할 점은 이 니트로소박테리아 계열의 박테리아들은 PH에 민감하게 영향을 받는다는 점입니다. 니트로소모나스 박테리아의 경우 PH가 6.5 이하로 내려가게 되면 60%가 휴면 상태로 들어가거나 죽게 되며 6.0 이하에서는 활동을 거의 못하게 됩니다.

니트로모나스가 배설한 아질산염을 먹고 물 속의 산소를 흡수하여 이때 나오는 열에너지를 사용하는 니트로박테리아(BITROBACREIA:질소균)가 있는데 이름은 니트로로 시작되며 니트로박터(NITROBACTER:질화박테리아질산균)가 대표적인 박테리아로 아질산염을 다시 산화시켜 질산염으로 만든 후 몸밖으로 배설합니다.

이 니트로박터의 특징은 니트로소모나스와는 달리 PH에 영양을 별로 받지 않는다는 점입니다. 이러한 과정을 거쳐 해로운 암모니아와 아질산은 덜 해로운 질산염으로 물 속에 축적되게 됩니다. 질산염은 혐기성 박테리아에 의하여 질소 및 아질산 암모니아로 환원됩니다.

위의 질소 순환 사이클에 관여하는 2가지 박테리아군들 즉 니트로소모나스와 니트로박터의 습성은 매우 중요한 것으로 예를 들어 PH6.5 ~ 6.0 이하인 어항의 경우 물 관리(환수)를 게을리 했을 때 아질산의 검출이 없다하더라도 암모니아가 4.5 ppm 이상 검출되는 경우를 종종 볼 수 있습니다.

PH 와 아질산염만 체크해보고 수질에는 아무런 이상이 없다고 생각하는데 이상하게도 열대어 죽는다는 이야기를 듣게 되는데, 이는 근본적으로 잘못된 생각으로 니트로소모나스의 특성을 모르고 수질관리를 한데서 문제점을 찾을 수 있습니다.

부분 환수의 반복으로 PH유지와 아울러 박테리아 생성에 필요한 기간 동안 각종 독성으로부터 물고기를 보호해줄 수 있고 물이 잘 잡힌 수조를 형성할 수 있습니다.