침전 및 부유물질(SS) 측정 실험

본 내용은 " [상하수도공학실험]침전 및 부유물질(SS) " 의 원문 자료에서 일부 인용된 것입니다. 2023.05.10

문서 내 토픽

• 1. 침전(Sedimentation)

  침전은 액체 속의 작은 고체 알갱이가 녹지 않고 바닥에 가라앉는 현상이다. 침전지는 중력 침강 작용으로 현탁물질과 슬러지를 제거하며, 침전, 완충, 슬러지 배출의 3가지 기능을 수행한다. 침전의 형태는 독립침전, 응집침전, 지역침전, 압축침전 등 4가지로 분류되며, 표면부하율(V₀=Q/A)이 침전효율의 지표이다. 실험에서는 인공하수 용액의 침전 깊이 변화를 시간별로 측정하여 침전 이론과 원리를 확인했다.

• 2. 부유물질(Suspended Solids, SS)

  부유물질은 물에 용해되지 않는 물질로 오염된 물의 수질을 나타내는 지표이다. 점토광물의 미립자 등 수중에 현탁된 물질로 구성되며, 물의 혼탁을 유발하고 생물학적 분해 시 부산물을 생성하며 질병 유발 균을 보유할 수 있다. 유리섬유여과지법으로 측정하며, SS농도 계산식(SS=[(b-a)/V]×10³)을 통해 여과 전후의 무게 차이로 부유물질의 양을 구한다.

• 3. SS 농도 측정 방법

  유리섬유여과지(GF/C)를 여과장치에 부착하여 정제수로 세척한 후 105~110℃에서 2시간 건조시키고 황산 데시케이터에서 냉각하여 무게를 측정한다(a). 시료를 여과한 후 동일한 건조 과정을 거쳐 무게를 측정한다(b). SS농도는 (b-a)/V×10³ 식으로 계산되며, 실험 결과 200㎖ 시료의 SS농도는 0.42㎎/L이었다.

• 4. 침전 형태 분류

  침전은 4가지 형태로 분류된다. Ⅰ형 독립침전은 입자가 독립적으로 침전되는 경우이고, Ⅱ형 응집침전은 침강 중 입자가 서로 응집되어 점점 커져 침전속도가 증가하는 경우이다. Ⅲ형 지역침전은 부유물질 농도가 클 때 입자들이 서로 침전을 방해하여 속도가 감소하는 경우이며, Ⅳ형 압축침전은 침전물이 압축되는 경우이다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

• 1. 침전(Sedimentation)

  침전은 수처리 공정에서 가장 기본적이고 중요한 단위 공정입니다. 중력을 이용하여 부유물질을 제거하는 방식으로, 비용 효율적이고 에너지 소비가 적다는 장점이 있습니다. 다만 침전 효율은 입자의 크기, 밀도, 수온 등 여러 요인에 영향을 받으므로, 최적의 침전 조건을 유지하기 위해서는 정기적인 모니터링과 유지보수가 필수적입니다. 현대적 수처리 시설에서는 침전지의 설계 개선과 응집제 사용을 통해 침전 효율을 극대화하고 있으며, 이는 후속 처리 공정의 부하를 줄이는 데 매우 효과적입니다.

• 2. 부유물질(Suspended Solids, SS)

  부유물질은 수질 오염의 주요 지표로서 수환경 평가에 중요한 역할을 합니다. SS 농도가 높으면 수체의 탁도가 증가하여 광투과성이 감소하고, 이는 수생생물의 생존과 생태계 건강성에 직접적인 영향을 미칩니다. 산업폐수, 생활하수, 비점오염원 등 다양한 출처에서 발생하는 부유물질을 효과적으로 제거하는 것은 수질 개선의 핵심입니다. 따라서 SS 농도 관리는 단순한 수질 기준 충족을 넘어 수생태계 보호와 수자원 재이용 측면에서도 매우 중요합니다.

• 3. SS 농도 측정 방법

  SS 농도 측정은 수질 관리의 기본이 되는 분석 항목으로, 정확한 측정이 필수적입니다. 전통적인 중량법(여과 후 건조 칭량)은 신뢰성이 높지만 시간이 오래 걸리는 단점이 있습니다. 반면 탁도계를 이용한 간접 측정법은 신속하지만 입자의 특성에 따라 오차가 발생할 수 있습니다. 현장에서는 목적과 상황에 맞는 적절한 측정 방법을 선택하는 것이 중요하며, 정기적인 검정과 품질관리를 통해 측정 신뢰도를 확보해야 합니다. 최근에는 자동 모니터링 시스템의 도입으로 실시간 SS 농도 추적이 가능해지고 있습니다.

• 4. 침전 형태 분류

  침전 형태는 입자의 특성과 농도에 따라 자유침전, 방해침전, 압축침전, 응집침전으로 분류되며, 각 형태는 서로 다른 침전 메커니즘을 가집니다. 자유침전은 저농도 입자에서 발생하고, 방해침전은 입자 간 상호작용이 시작되는 단계, 압축침전은 고농도에서 입자들이 서로 압축되는 현상입니다. 응집침전은 응집제를 사용하여 미세 입자들을 결합시키는 방식으로, 현대 수처리에서 가장 널리 사용됩니다. 침전 형태를 정확히 이해하고 각 상황에 맞는 처리 방식을 적용하면 수처리 효율을 크게 향상시킬 수 있습니다.