[수질분석실험]총 부유물질(TSS)과 휘발성 부유물질(VSS)

실험 목적

수중의 고형물에는 입자상으로 현탁되어 있는 고형물과 용액으로 되어있는 용존 고형물이 있는데 수중에 현탁되어 있는 입자상의 고형물을 부유물질이라 한다. 이 부유물질은 거름종이 또는 유리 섬유에 일정량의 폐수를 여과하여 이것을 건조하여 필터에 걸린 찌꺼기를 칭량함으로써 정량된다.

부유물질은 오염 배수의 분석에 있어서 매우 중요한 것이며 폐수의 오염도를 검토하는데 쓰이는 주요한 지표이며 처리장에서는 이 폐수에 의해 폐수중에 운반되어 오는 입자상 고형물의 양을 측정할 수 있다.

이 부유물질 실험은 1차 및 2차 처리 시스템과 같은 각종 처리 프로세러에 있어 유입, 유출하는 부유물질의 부하를 알 수 있게 하며 이에 의해 처리효율을 결정할 수 있다. 또한 방류 유역에 방류하게 되는 부유 물질의 부하도 측정할 수 있다.

 

실험 이론 및 원리

1. 실험 배경

미리 무게를 단 글래스파이브여지(GF/C)를 여과기에 부착하여 일정량의 시료를 여과시킨 다음 항량으로 건조하여 무게를 달아 여과 전후의 글래스파이브 여지의 무게를 산출하여 부유물질 양을 구하는 방법이다. 정량범위는 5 ㎎이상이다.

 

2. 고형물의 상호관계

1) TS = TSS + TDS

2) TSS = VSS + FSS

3) TDS = FDS + VDS

4) TFS = FSS + FDS

5) TVS = VSS + VDS

 

┌-TS : Total Solids (총고형물)

│-TSS : Total Suspended Solids (총부유물질)

│-TDS : Total Dissolved Solids (총용존 고형물)

│-VSS : Volatile Suspended Solids (휘발성 부유물질)

│-FSS : Fixed Suspended Solids (강열잔류 부유물질)

│-FDS : Fixed Dissolved Solids (강열잔류 고형물)

│-VDS : Volatile Dissolved Solids (휘발성용존 고형물)

│-TFS : Total Fixed Solids (총강열잔류 고형물)

└-TVS : Total Volatile Solids (휘발성 고형물)

 

실험 기구 및 장치

1. 실험 재료

1) 글래스파이브여지(GF/C), 눈금이 있는 메스실린더, 건조기

2) 여과기, 진공펌프 또는 흡출기, 자동천칭

실험 방법

1. 실험 과정

1) 유리섬유여과지(GF/C 또는 이와 동등한 규격으로서 지름 47㎜의 것)에 번호 기입(증류수로 여지세척전 모서리에 유성펜으로 기입)

2) 여과지(GF/C)를 증류수로 세척하고 은박지(foil)위에 놓는다

3) Dry Oven(105 ~ 110℃)에서 2시간 건조

DRY OVEN의 온도가 105~110‘C 보다높아지면 고형물의 일부가되므로 휘산 정확한 온도를 유지한다.

4) 황산데시게이터에서 방냉(20~30분간)

5) 여과지(GF/C) + 은박지 무게 측정(W1 :㎎)

6) GF/C를 여과기에 부착시킨 후 적당량의 시료(V㎖)를 여과

7) Dry Oven(105 ~ 110℃)에서 2시간 건조

8) 황산데시게이터에서 방냉(20~30분간)

9) 슬러지 건조 cake를 함유한 여과지(GF/C)와 은박지 무게 측정(W2 :㎎)

10) 전기로(500 ~ 550℃)에서 회화(15 ~ 20분간)

11) 황산데시게이터에서 방냉(20~30분간)

12) 15분 회화후의 전체무게(GF/C + 은박지 + 슬러지cake)측정(W3 : ㎎)

주의 사항

1. 건조기의 온도를 체크하여 105～110℃로 유지시킨다.

2. 글라스파이브여지를 조정하여 누설되지 않는가 확인할 것. 만일 누설이 있게되면 고형물이 그대로 빠져나가 실제보다 낮은 값이 얻어진다.

3. 시료를 메스실린더로 계량하여 검수를 만들때는 시료를 완전히 혼합하여 시료 중의 ss가 군일하게 분포토록 하여 이것이 가라앉기 전에 메스실린더에 나눠 붓도록 하여야 한다. 특히 침강 속도가 빠른 생 오수나 활성슬럿지 혼합액의 경우와 같이 ss농도가 짙은 시료에서 주의 하여야 한다. 시험에서는 이 혼합이 우선 조건으로 되는 것이다.

4. 필요에 따라 추가시험을 할 수 있도록 예비의 글라스파이브여지의 무게를 달아놓아 준비해두는 것이 좋다. 즉 시험결과가 시원치 않고 의심스러울 때는 재시험을 실시하여야 한다.

 

실험 결과

1. 부유물질 식

a : 시료여과전의 글라스파이브여지(GF/C)무게(㎎)

b : 시료여과후의 글라스파이브여지(GF/C)무게(㎎)

V : 시료의 량(㎖)

 

2. TSS(㎎/ℓ)

1) (0.0962-0.0913)/20 X 106 X 100(희석배수) = 245

2) (0.0993-0.0917)/20 X 106 X 100 = 265

3) (0.0960-0.0922)/20 X 106 X 100 = 150

4) (0.0974-0.0928)/20 X 106 X 100 = 265

 

3. VSS(㎎/ℓ)

1) (0.0962-0.0932)/20 X 106 X 100 = 150

2) (0.0993-0.0954)/20 X 106 X 100 = 195

3) (0.0933-0.0922)/20 X 106 X 100 = 135

4) (0.0939-0.0928)/20 X 106 X 100 = 1750

4. 실험 data 

	①	②	③	④
W1	0.0913	0.0917	0.0922	0.0928
W2	0.0962	0.0993	0.0960	0.0974
W3	0.0932	0.0954	0.0933	0.0939
TSS(㎎/l)	24500	26500	15500	26500
VSS(㎎/l)	15000	19500	13500	17500

 

토의 사항

1. 실험 고찰

본 실험의 TSS, VSS의 결과치는 거의 비슷하였다. 실험은 어느 정도 일정하게 이루졌다. 다만 3번째 실험 결과가 평균값보다 상당히 작게 나왔는데 이는 여과 전에 시료를 충분히 혼합하지 않아 큰 오차가 나온 것 같다. 실험에 참여한 모든 조의 시료 결과치 평균값은 2.4(%), VSS 1.7(%) 였다.

	TSS	VSS
1조	2.5(%)	1.8(%)
2조	2.1(%)	1.7(%)
3조	2.6(%)	1.8(%)
4조	2.5(%)	1.6(%)

환경부에 들어가서 실험 예시인 낙동강과 환경 수질기준과 규제기준을 찾아보고 시료와의 SS농도를 비교해 보왔다. 환경부에서 정하는 수질기준이라던지 규제 기준이나 낙동강의 평균 SS(㎎/l)농도보다 턱없이 큰 값이 었다.

 

눈이나 냄새로도 알수 있지만 실험에서 얻은 SS(㎎/l) 값에 대한 비교를 볼 때 시료는 생활이나 농업 공업 용수등으로 사용할수 없고 방류를 하기 위해서도 상당한 처리를 해야만 할 것이다.

 

실험시 주의 사항을 미리 숙지 하고 실험에 참여하였음에도 불구하고 약간 미흡한 점이 나타나서, 좀더 신중하게 실험에 임하여 실수가 나오지 않도록 해야겠다.

 

2. 참고 사항

1) 부산광역시 하구언1의 월평균 SS의 추이입니다.(매년 변동)

월	부유물질	월	부유물질
1월	15.700(㎎/l)	7월	28.500
2월	21.100	8월	5.500
3월	18.100	9월	25.000
4월	3.200	10월	5.500
5월	79.000	11월	11.000
6월	8.000	12월	7.000

낙동강, 위치는 부산 사하구 하단동 (방조제앞)입니다.

2) SS의 수질 환경기준 및 규제기준

수질환경기준			수질 규제기준
			배출허용기준
등급	이용목적별 적용대상	SS(㎎/l) 기준농도	구분	1일배출량 2000m3 이하	1일배출량 2000m3 이상
I	상수원수 1급 자연환경보전	25이하	청정지역	30이하	40이하
II	상수원수 2급 수산용수 1급 수계용수	25이하	가 지역	60이하	80이하
III	상수원수 3급 수산용수 2급 공업용수 1급	25이하	나 지역	80이하	120이하
IV	공업용수 2급 농업용수	100이하	특례지역	30이하	30이하
V	공업용수3급 생활환경보전	쓰레기등이 떠있지 아니할것	방류수 수질 기준
			하수종말 처리장 20이하 폐수종말 처리장 30이하

참고 문헌

1. 수질분석 및 실험, 김형석저, 신광문화사, 2003.7.10발행, P73

2. 수질오염 공정시험방법 p.187

3. 하·폐수 분석, 동화기술

4. 공정시험법, 동화기술

5. 환경공학개론, 동화기술