BOD = 𝐷𝑂 𝑖 − 𝐷𝑂 𝑓 𝑝 희석수에 식종(seeding)을 안한 경우: 𝐷𝑂 𝑖 와 𝐷𝑂 𝑓 는 초기 및 최종의 용존산소농도(𝑚𝑔/𝑙) P = 희석배율 = 폐수의 부피 / (폐수의 부피 + 희석수의 부피) 2) 희석수에 식종(seeding)을 한 경우; BODmVm = BOD·V + BODdVd BODm: 폐수와 식종희석수 혼합물의 BOD BOD : 폐수만의 BOD BODd : 식종 희석수의 BOD V: 폐수만의 부피 Vd : 희석수의 부피 Vm : 희석된 시료의 부피 = Vd + V 𝐵𝑂𝐷 𝑚 = 𝐷𝑂 𝑖 − 𝐷𝑂 𝑓 이고 𝐵𝑂𝐷 𝑑 = 𝐵 𝑖 − 𝐵 𝑓 BOD = 𝐷𝑂 𝑖 − 𝐷𝑂 𝑓 −( 𝐵 𝑖 − 𝐵 𝑓 )(1−𝑝) 𝑝 P는 희석률 = V/Vm이므로 (1-p)는 식종 희석수의 비율 (Vd/Vm)이 된다.

예제- 식종이 없는 경우의 BOD5 실험 10ml의 시료를 300ml의 BOD병에 넣은 후 희석수를 채웠다. 초기 DO는 9.0mg/l였다. 실험을 정확하게 하기 위해 5일동안 DO가 2ml 정도로 떨어지는 것이 바람직하며, 최종의 DO가 2.0 mg/l 이상 존재해야 한다. 이 희석률은 어는 정도의 BOD5 값에서 올바른 값을 보일까? 예제- 식종이 있는 경우의 BOD5 실험 식종 희석수는 5일후 DO가 1.0mg/l 떨어졌다. 300ml의 BOD병에 15ml의 폐수를 넣은 후 나머지는 식종된 희석수로 채웠다. (희석비 1:20). 이 희석된 시료는 5일동안 DO가 7.2mg/l 떨어졌다. 폐수의 BOD5는 얼마인가? 예제- BOD5 계산 시료온도 = 20℃, 최초의 DO는 포화되어 있으며, 희석비율 1:30, 식종 희석한 희석수의 최종 DO = 8mg/l, 시료와 희석한 물의 최종 DO = 2mg/l, BOD 병 용량은 300ml이다.

예제-하천의 BOD 20만명의 인구를 가진 도시의 하수처리장에서 1.1 m3/s의 처리된 물은 최종 BOD 50 mg/l의 하수를 방류한다. 하천의 유량은 8.7 m3/s이고 BOD는 6.0 mg/l이다. 탈산소계수(K1)는 0.2/day이다. 완전하고 순간적인 혼합을 가정할 때 방류직후의 강의 최종 BOD를 구하여라. 만약 하천이 균일한 횡단면을 가지고 있어 균일한 유속 0.3m/s이면, 하류로 30km를 흐른 후의 하천의 BOD는 얼마인가? 예제- BOD5로부터 L0의 예측 식종이 없는 희석 시료의 초기 용존산소는 9.0 mg/l였으며, 5일 경과 후 3 mg/l였다. 희석률(P)은 0.03이며 반응상수(k)는 0.22/day였다. 이 시료의 BOD5는 얼마인가? 탄소에 의한 최종 산소요구량은 얼마인가? 5일 후 남아있는 BOD는 얼마인가?

예제- BOD의 계산 폐수의 BOD5는 20℃에서 150mg/l이고, K값은 0.23day-1이다. 시험이 15℃에서 이루어 진다면 BOD8는 얼마인가?

BOD 시험의 한계 활성이 있고 순화된 종균의 박테리아가 다량 필요 독성 폐수일 때는 전처리가 필요하고 질화 박테리아의 영향을 배제하여야 하며 생분해성 유기물만이 측정되며 시료중의 용해성 유기물의 양과 BOD실험의 결과 산정한 산소 소비량은 정확히 일치하지 않을 수 있으며 결과를 얻기까지 장시간이 필요하다는 점

질소성 생화학적 산소요구량(nitrogenous biochemical oxygen demand;NBOD) 𝑁𝐻 3 + 3 2 𝑂 2 → 𝐻𝑁𝑂 2 + 𝐻 2 𝑂 𝑁𝐻𝑂 2 + 1 2 𝑂 2 → 𝐻𝑁𝑂 3 𝑁𝐻 3 +2 𝑂 2 → 𝐻𝑁𝑂 3 + 𝐻 2 𝑂 BOD 곡선

화학적 산소요구량(chemical oxygen demand; COD) 촉매 유기물(CaHbOc) + Cr2O72- + H+ → Cr3+ + CO2 + H2O 가열

BOD와 COD와의 관계 일반적으로 COD ≥ BOD의 관계를 나타낸다. BOD > COD : BOD 실험중에 질산화 또는 COD 실험에 방해되는 물질이 폐수내에 존재함을 의미하여 폐수내에 방해물질이 없다면 방향족 화합물 등이 함유된 공장폐수의 경우이다. CODcr = 2 × BOD B-COD: 분해가능한 COD (70%) N-COD: 분해 불가능한 COD (30%)

3. 물의 오염 및 해석

3.1 물 오염 정의: 산업 활동을 비롯한 인간의 활동에 따라 배출되는 오수, 하수, 폐수 등이 공공수역에 유입되어 수질을 악화시킴으로써 사람과 동식물의 건강이나 재산, 생활환경에 피해를 발생시키는 것을 말한다. [환경정책기본법]과 [수질 및 수생태계 보전에 관한 법률] 등을 제정하여 수질관리를 수행하고 있음. 물 오염의 역사 가장 오래된 기록은 기원전 3천년경으로 수메리아의 한 도시에서 급수용으로 우물을 사용하였으며 도시 내에서 대규모 하수시설을 갖추었던 기록이 있음 기원전 2천년 경에는 물을 여러가지 방법으로 정수한다고 하는 기록이 있음 식수원으로 우물을 사용했다고 하는 기록은 페르시아, 이집트, 인도, 중극 등에서 찾아볼 수 있음. 고대 예루살렘에서는 지하 저수조를 사용하였으며 그리스나 로마제국에서는 수도관을 이용하였음 로마제국 시대에는 공중변소를 사용하였으며 그에 대한 규정도 있었다고 함 중세시대 특히, 16세기 말에 발명된 펌프의 영향으로 근대에는 급수시설에 큰 발전을 가져오게 됨 실질적으로 수질오염에 대한 관리가 행해지기 시작한 것은 19세기 산업혁명 이후라고 할 수 있음. 19세기 중엽 영국에서 발생한 콜레라의 발생으로 지표수를 여과하여 음용수로 사용하게 되었으며, 정수시설 운영에 대하여 체계적인 확립을 가져오게 됨 현대에 들어 다양한 법과 제도가 많들어졌으며, 최근 다목적댐들이 많아지고 관리 면에서도 양적인 관리에서 질적인 관리를 중시하는 흐름으로 전환되어 가고 있음.

물 오염의 원인 표3.1.1 오염물질의 형태 분류

표3.1.2 오염물질, 공통의 오염원 그리고 수반효과

자정작용 정의: 자연은 스스로 깨끗하게 하는 능력을 가지고 있으며, 각 생태계는 유기물을 비롯한 오염물질이 유입되면 자기의 환경용량을 초과하지 않는 한 끊임없이 이 능력을 발휘함으로써 모든 생물의 생활터전으로서의 조건을 유지하고 자 함 자정작용 단계 자정작용은 물리·화학 및 생물학적 자정작용으로 나눌 수 있으며, 일반적으로 지표수는 항상 자정작용의 영향을 받고 있다. 다양한 인자에 영향을 받는다. 겨울보다 여름에 자정작용이 크다.

물리적 자정작용 희석, 확산, 혼합, 침전, 여과, 폭기 및 살균 등으로 수중의 오염물질 농도가 감소하거나 폭기에 의해 공기중의 산소가 용해되어 유기물질의 분해를 촉진시킴 표백과 살균은 각각 태양관선과 자외선에 의해 이루어짐 2) 화학적 자정작용 산화과정: 순수한 공기 중에서 흡수된 산소에 의해 유기물을 수중의 용존산소보다 안정된 유기물이나 가스로 용해시킴 응집과정: 흡수된 산소에 의해 오염물질이 분해될때 발생되는 탄산가스가 물의 pH를 증가시켜 수산화물의 생성을 촉진시키므로 용해되어 있는 철이나 망간 등을 침전시킴. 3) 생물학적 자정작용 분해작용: 세균이나 미생물들이 유기물질을 분해하여 안정된 무기물이나 가스로 변형시키는 작용. 호기성 분해 >혐기성 분해 광합성 작용: 플라크톤과 미생물이 가스나 질소를 흡수해서 산소를 방출하는 작용

자정단계 그림으로 설명