[수질오염요소설계]하수처리 단계별 BOD 측정 1부

실험 목적

1. BOD제거 실험은 오염되어 BOD가 높은 물을 활성탄, 응집제, 미생물을 이용하여 깨끗한 물로 만들어 보는 실험이다.

2. 하수처리과정에서 BOD는 물의 오염도에 대해 알려주고 BOD를 제거하여 방류 하였을 때 수질환경에 영향을 미치지 않도록 할 수 있다.

3. 하수 처리장의 유입수를 채취하여 화학적 처리와 물리적 처리하여 방류수 수질 기준의 BOD로 낮춘다.

4. 1000㎎/L 내외의 인공시료를 물리적 처리와 생물학적 처리로 방류수 수질 기준의 BOD를 낮춘다.

5. BOD제거 방법 중 더 나은 처리 방법이 무엇인지 비교 하여 본다.

실험 이론 및 원리

1. 실험 주제

하수의 BOD를 제거 할 수 있는 다양한 방법으로 방류수 기준 BOD로 만든다.

 

2. 실험 및 설계 항목

하수를 다양한 BOD 제거 방법으로 방류수 기준으로 BOD제거

 

3. 실험 배경

BOD는 하천의 수질환경기준, 방류수 허용기준 등의 수질 평가를 위한 유기물의 함량파악 할 수 있다.

BOD와 DO의 관계는 다음과 같다.

① DO 측정을 통해 BOD 값을 계산

② 하천에서BOD 물질이 유입 되고 재포기가 일어나면 물의 흐름에 따라 DO 부족량의 단면도는 스푼모양을 이루는데 이 곡선을 DO 부족곡선(DO sag curve) 또는 산소수하 곡선 이라함

BOD는 방류수 허용기준 중 하나로 하천의 오염방지를 위한 유기물 부하량 제한 및 적정 DO 유지를 위하여 BOD 제거를 한다. 하수의 BOD를 물리적, 생물학적, 화학적 방법으로 BOD를 제거 하여 방류수 수질기준으로 BOD를 낮춘다.

BOD 제거 방법에는 다음과 같다

① 물리적방법 : 활성탄 사용 (GAC, PAC)

② 화학적 방법 : 응집제 (Aluminum Sulfate,  Al2(SO4)3․nH2O) 사용

③ 생물학적방법 : 활성슬러지를 이용한 유기물 제거

실험 기구 및 시약

1. 실험 기구

1) BOD bottle, 삼각 플라스크, 비커, 피펫, 희석수, 하수 유입수, 항온기 (incubator), Magnetic bar

2) DO Meter

DO 측정기는 물에 녹아 있는 산소가 얘 측정기에 전해액으로 이동될 때 멥 브레인을 통과 할 때 산소의 수치를 보여 주는 기계

3) 폭기

물속의 산소 농도를 일정하게 유지시키고 호기성세균이나 원생동물의 활성을 활발하게 하고 정화하기 위하여 공기를 불어넣어 물속의 공기를 증가시킴과 동시에 물속에서 나오기 어려운 과잉의 유해한 이산화탄소나 질소를 빼내거나 물을 공기 속에 분무시키는 것

4) Jr-tester

6 개의 시료를 필요한 속도로 동시에 교반하는 장치.

응집, 물성 실험시 동일한 시간, 동일한 물리적강도로 교반함으 로써 객관적인 실험조건을 확보할 수 있습니다.Volume Type RPM 조절기, Digital RPM Display, 다양한 시간 설정이 가능한 Timer를 가지고 있다.

 

2. 실험 시약

1) 인공시료

2) 활성탄(GAC: Granular Activated Carbon)

과실 찌꺼기, 목재, 아탄, 석탄 등의 탄소 물질을 소성해 제조한 것으 로, 흡착성이 강한 분상 또는 입상의 다공질 물질이다. 내부에는 1g당 500～1,500㎡ 정도의 커다란 표면적을 갖고 있다. 분말인 것은 각종 용 액과 식품류의 탈색ㆍ탈취ㆍ정제용으로 쓰이고 있으며, 입상인 것은 가스 정제용으로 탈진ㆍ탈황ㆍ정수용으로 탈맛ㆍ탈취ㆍ탈염소ㆍ폐수 처리용으로 페놀ㆍ수은ㆍ세제의 제거, 그 외 용제 회수ㆍ공기 조화 등 다방면으로 폭넓게 사용되고 있다.

3) 응집제(aluminum sulfate, Al2(SO4)3․nH2O)

응집제 황산알루미늄 (Al2(SO4)3․nH2O)을 물 속에 주입하게 되면 용해 되어 3가의 이온을 갖는 알루미늄(Al3+)이나 철(Fe3+)로 되고 계속적 으로 수화작용(hydrolysis)으로 인해 Al(OH)2+, Al(OH)4+가 생성한다. (+)전하를 갖는 금속이온은 물 속에서 (-)로 대전된 물질들과 전기적 으로 결합하여 입자들의 전하를 중화시켜, 입자 간의 전하적 반발력에 의하여 안정화 상태를 유지하고 응집제 주입에 의하여 전기적 반발력 을 상쇄시키는 작용에 의하여 응집한다. 응집제 주입량은 양이온 금속수산화물의 착염을 형성하는 데 필요한 양보다 조금 많이 주입한다. 불용성의 금속수산화물인 Al(OH)3나 Fe(OH)3를 형성하고 금속염은 점액성 floc를 형성하며 주변에 (-)전하를 띤 콜로이드를 포 획하면서 침전하게 된다.

[Engineering/공학실험] - [수질오염요소설계]하수처리 단계별 BOD 측정 2부