인공습지 하수 처리 방류수의 COD 측정 실험

문서 내 토픽

1. 화학적 산소 요구량(COD) 측정

과망간산칼륨을 산화제로 사용하여 수중 유기물의 산화에 필요한 산소량을 측정하는 방법. 본 실험에서는 인공습지의 하수 처리된 방류수를 2배 희석한 시료의 COD 값을 구했으며, 측정값은 8.0mg/L로 나타났다. 공정시험법 기준 이론값 11.2mg/L와 비교하여 약 29%의 오차율을 보였다. COD는 총 유기물의 30~60%를 분해하므로 시료의 총 유기물량은 13.3~26.7mg/L로 추정된다.
2. 수질 오염 물질 제거 및 방해 물질

COD 측정에서 염소 이온(Cl-)과 잔류 염소(HOCl)는 주요 방해 물질로 작용한다. 염소 이온 존재 시 과망간산칼륨이 유기물 대신 염소 이온을 산화시켜 COD 값을 높이므로, 황산은(Ag2SO4)을 첨가하여 염소 이온을 침전시켜 제거한다. 잔류 염소는 황산을 첨가해 pH를 감소시킨 후 염소가스 형태로 제거한다. 또한 수중 금속이온, 아황산 이온, 아질산염, 제일철염, 황화물 등도 COD 측정값에 영향을 미친다.
3. 인공습지의 수질 정화 원리

하수를 자연 생태적으로 정화하기 위해 부유물 제거 및 침전 후 인공습지나 연못 시스템으로 보내 정화한다. 인공습지에서 오염물질은 물리적, 화학적, 생물학적 작용으로 제거된다. 부유물은 침전이나 미생물 분해로, 유기물은 호기성 미생물에 의해 분해되거나 토양에 흡수되어 제거된다. 질소는 미생물에 의해, 인은 인산염 상태로 침강하여 제거되며 습지식물에 의해 일부 흡수된다.
4. BOD와 COD의 비교 및 의미

BOD는 미생물이 유기물을 분해하는 데 소모된 산소량을 측정하는 반면, COD는 화학적 산화제가 유기물을 분해하는 데 소모된 양을 산소량으로 환산한 값이다. 본 실험 시료의 BOD 값(1.6mg/L)과 COD 값(8.0mg/L)의 비교에서 COD가 5배 크게 나타났으며, 이는 시료에 생분해성 유기물이 적고 난분해성 유기물이 상대적으로 많음을 의미한다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

1. 화학적 산소 요구량(COD) 측정

COD 측정은 수질 평가에서 매우 중요한 지표입니다. 이는 물에 포함된 유기물과 무기 환원성 물질을 산화하는 데 필요한 산소량을 정량화합니다. 중크롬산칼륨을 이용한 산화 방법이 표준화되어 있으며, 이를 통해 생분해 불가능한 오염물질까지 측정할 수 있다는 점이 장점입니다. 다만 측정 과정에서 온도, 촉매, 반응 시간 등 여러 변수가 영향을 미치므로 정확한 표준 절차 준수가 필수적입니다. 현대에는 자동화된 COD 측정 장비가 개발되어 신속하고 정확한 분석이 가능해졌으며, 이는 수질 모니터링의 효율성을 크게 향상시켰습니다.
2. 수질 오염 물질 제거 및 방해 물질

수질 정화 과정에서 오염 물질 제거는 목표이지만, 방해 물질의 존재는 처리 효율을 저하시킵니다. 염화물, 황산염, 인산염 등의 무기 이온들은 생물학적 처리 과정에서 미생물의 활동을 방해할 수 있습니다. 또한 중금속이나 난분해성 유기물은 제거가 어려워 전처리 단계에서의 적절한 대응이 필요합니다. 효과적인 수질 정화를 위해서는 오염 물질의 특성을 파악하고, 물리적, 화학적, 생물학적 처리 방법을 적절히 조합하여 방해 물질의 영향을 최소화해야 합니다.
3. 인공습지의 수질 정화 원리

인공습지는 자연 습지의 정화 기능을 모방한 친환경적 수질 처리 시설입니다. 식물의 흡수, 미생물의 분해, 토양의 여과 작용이 복합적으로 작용하여 오염 물질을 제거합니다. 특히 질소와 인 같은 영양염류 제거에 효과적이며, 에너지 소비가 적어 경제적입니다. 습지 내 다양한 미생물 군집이 형성되어 혐기성 및 호기성 분해가 동시에 일어나므로 높은 정화 효율을 기대할 수 있습니다. 다만 처리 시간이 길고 부지 면적이 필요하다는 제약이 있으며, 계절 변화에 따른 효율 변동도 고려해야 합니다.
4. BOD와 COD의 비교 및 의미

BOD와 COD는 수질 평가의 핵심 지표이지만 측정 대상이 다릅니다. BOD는 미생물이 분해 가능한 유기물의 양을 나타내므로 생분해성 오염도를 평가하는 데 적합합니다. 반면 COD는 화학적으로 산화 가능한 모든 물질을 측정하므로 난분해성 물질까지 포함합니다. BOD/COD 비율은 수질의 특성을 파악하는 데 유용한데, 비율이 높을수록 생분해 가능한 물질이 많아 생물학적 처리가 효과적임을 의미합니다. 따라서 두 지표를 함께 분석하면 오염 물질의 특성과 적절한 처리 방법을 결정하는 데 도움이 됩니다.

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