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환경공학실험 수처리공학 1-3주차 실험보고서

1. 실험 주제 탁도 및 유기오염물(Ciprofloxacine)의 검량선 작성 및 미지시료 내 농도 측정 2. 실험 목적 정수처리 시 원수에서 탁도 및 유기오염물질(Ciprofloxacin)의 측정방법을 학습한다. 3. 이론적 배경- 검량선(Calibration)검량선은 시료의 농도와 측정된 신호 사이의 관계를 나타내는 그래프이다. 이는 알려진 농도의 표준 용액을 사용하여 측정된 신호를 기반으로 작성되며, 미지의 시료 농도를 추정하는데 활용된다. 검량선은 일반적으로 직선 형태를 가지며, 이를 통해 시료의 농도를 정확하게 결정할 수 있다[1].검량한계(Detection limit)검량한계는 분석 기기가 해당 물질의 존재를 감지할 수 있는 최소한의 농도를 의미한다. 이를 정확하게 설정하는 것은 분석 결과의 신뢰성을 확보하는데 필수적이다[2]. 검량선의 한계 범위를 능가하여 기기 값이 측정된 경우 미리 구한 검량선을 활용하여 검량이 불가능하다. 검량선의 선형 회귀 계수(R²)가 0.99 이상으로 나타나는 농도 범위이며, 미지 시료의 농도가 검량한계 내에 포함되도록 시료를 적절히 희석하는 절차가 필요하다.표준용액(standard solution) 농도가 정확하게 알려진 용액으로, 화학 분석에서 시료의 농도를 결정하거나 분석 장비의 교정에 사용된다[3]. 저장용액(stock solution) 고농도의 용액으로, 실험에서 필요한 농도의 용액을 제조할 때 희석하여 활용함으로 표준용액 제조의 오차를 줄일 수 있다.희석(Dilution) 고농도의 용액에 용매를 추가하여 원하는 낮은 농도의 용액을 만드는 과정이다. 이 과정에서 용질의 총량은 변하지 않지만, 용액의 부피가 증가하여 농도가 감소한다. 희석은 실험에서 다양한 농도의 용액을 준비하거나, 분석 장비의 검량선을 작성할 때 주로 활용된다[3].

공학/기술| 2025.08.25| 11페이지| 3,000원| 조회(62)

cip, A+, 탁도, 검량선, 환경공학실험, 수처리공학, 미량물질

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2010 - 2024 수질환경기사 실기 서술형 모음 (2025년 1회차 기출 포함)

BOD, COD, TOC, DOBOD(생화학적 산소요구량)BOD = (D1-D2) x PD1: 15분간 방치된 후 희석한 시료의 DOD2: 5일간 배양한 후 희석한 시료의 DOP: 희석배수(희석시료량/시료량)BOD = [(D1-D2) – (B1-B2) x f] x PB1: 식종액의 BOD를 측정할 때 희석된 식종액의 배양 전 DOB2: 식종액 BOD를 측정할 때 희석된 식종액의 배양 후 DOf: 식종액 BOD를 측정할 때 희석시료 중의 식종액 함수율과 희석한 식종액 중의 식종개 함수율의 바BOD 그래프(1) Ⅱ구간: 지천 1의 유기물이 유입되어 하천의 BOD가 증가하였다가 하천 하류로 갈수록 유기물이 분해되어 BOD의 농도가 감소한다(2) Ⅲ구간: 지천 2에서 난분해성 유기물이 유입되었고 점차 생분해성 유기물로 전환되어 하류로 갈수록 BOD 농도 증가중금속이 BOD 분석에 미치는 영향: 중금속이 호기설 미생물에 독성으로 작용하여 미생물의 산소 소비량을 감소시켜 BOD 값 낮게 측정SS(부유물질)SS = (b-a) x 1000/Vb: 시료 여과 후의 유리섬유여지 무게a: 시료 여과 전의 유리섬유지 무게V: 시료의 양COD(화학적 산소요구량) KMnO4, K2Cr2O7COD = (b-a) x f x 1000/V x 0.2b: 바탕시험 적정에 소비된 과망간산칼륨용액a: 시료의 적정에 소비된 과망간산칼륨용액f: 과망간산칼륨용액(0.005M) 농도계수V: 시료의 양COD/TOC, BOD/TOC 값이 원폐수에 비해 처리수가 작아지는 이유- BOD와 COD는 TOC에 비해서 이분해성 유기물 정량, 생분해성 유기물이 생물학적처리 과정에서 제거- 처리과정에서 산화분해된 유기탄소가 CO2로 전환, TOC 과대 평가- 일부 생물분해 가능한 유기물질이 생물학적 처리공정 내에서 난분해성 물질로 전환COD 측정 온도(60-80) 유지 이유- 높을 때: 과망간산칼륨(KMnO4)이 자기분해되어 COD 수치 과대평가 유발- 낮을 때: 과망간산칼륨 반응 X, 침천하여 적절한 종말점 찾기 어려으로 황화수소와 관련- 공기, 산소, 과산화수소, 초산염 등의 약품을 주입하여 황화수소의 발생 방지- 환기를 통해 관 내 황화수소 희석- 산화제의 첨가(황화물의 산화), 금속염 첨가(황화수소의 고정화)로 기상 확산 방지- 황산염 환원세균의 활동 억제- 유황산화 세균 활동 억제- 방식 재료 사용하여 관 보호자연부식- 마이크로셀 부식: 일반토양 부식, 특수토양 부식, 박테리아 부식- 매크로셀 부식: 콘크리트/토양 부식, 산소농담(통기차), 이중금속전식- 전철의 미주 전류- 간섭관수로에서의 유량 측정 방법- 벤츄리미터- 유량측정용 노즐- 오피리스- 피토우관- 자기식 유량측정기펌프 및 펌프장전양정과 펌프구경전양정펌프구경(mm)사류펌프3~12400 이상축류펌프5 이하400 이상원심펌프4 이상80 이상원심사류펌프5~20300 이상계획하수량펌프장 종류계획하수량분류식중계, 소규모,유입방류 펌프장계획시간최대오수량빗물 펌프장계획 우수량합류식중계, 소규모,유입방류 펌프장우천시 계획우수량빗물 펌프장우천시 계획오수량펌프의 특성곡선펌프의 효율, 축동력, 양정과의 관계를 나타내는 그래프로 펌프의 특성을 나타내는 곡선펌프의 특성곡선에 따라 펌프를 산정필요유효흡입수두: 펌프는 전양정, 토출량 및 회전속도가 다를 때마다 운전에 필요한 유효흡입수두의 한계가 있으며, 이것을 필요유효흡입수두라고 한다. 이것은 펌프가 캐비테이션을 일으키지 않고 물을 임펠러에 흡입하는데 필요한 펌프의 흡입기준면에 대한 초소한도의 수두로서 펌프에 따라 고유한 값을 가진다.공동현상, 수격작용공동현상(Cavitation): 펌프 회전차나 동체 속에 흐르는 압력이 국소적으로 저하하여 그 액체의 포화증기압 이하로 떠렁져 발생하는 현상원인- 펌프의 내부에서 유속이 급변하거나 와류 발생, 유로 장애 등에 의하여 유체의 압력이 저하되는 경우- 관 내의 수온이 증가할 때- 펌프의 흡입양정이 높을 때- 고속회전으로 임펠로 끝단에서 속도가 고속일 때- 펌프의 흡수면 사이의 수직거리가 길 경우방지대책(2)- 펌프의 회전수 감소, 필요유효 전기분해를 일으켜 산화처리- 충격법: pH3 이하의 강산성 영역에서 강하게 폭기 산화- 감청법: 과잉의 3가철 첨가, 불용성 감청 생성 및 침전분리급속 및 완속교반시설급속교반시설응집제를 하수 중에 신속하게 분산시켜 하수 중의 입자와 혼합응집제와 하수중의 입자와의 충돌을 최대화, 균일한 분산완속교반시설교반기의 회전속도를 비교적 저속으로 유지하여 플록간의 응집을 촉진하고 플로의 크기를 증대상대적으로 낮은 교반강도에서 응집된 미세입자가 충돌하여 더욱 조대한 플럭으로 응결소독염소 소독 영향 인자pH, 염소 주입량, 수온, 접촉시간, 알칼리도, 주입지점전염소처리와 중간염소처리의 염소제 주입지점- 전염소; 착수정과 혼화지 사이- 중간염소: 응집침전지와 여과지 사이여과공정 설계 고려사항- 여재의 종류- 공극률, 비표면적- 균등계수- 여과속도, 여과면적, 여과지 수- 여과압 종류- 여과 방향침전공정 설계 고려사항- 침전 대상물질 비중- 침전되는 입자 침강 속도- 침전지 체류시간- 침전지 형태 및 침전면적물 + 차아염소산 반응- OCl- + H2O → HOCl + OH-- OCl-가 물과 반응하여 OH- 생성, pH 저하유리잔류염소- pH 5~6: 차아염소산(HOCl) 형성- pH 8: 차아염소산이온(HOCl-) 형성- 가수분해: Cl2 + H20 → HOCl + H+ +Cl-- 이온화: HOCl → H+ + OCl-- HOCl과 OCl-의 비는 수용액의 최종 pH에 의해 결정- 염소소독은 pH가 낮을수록 소독력이 강하다살균력- HOCl > OCl- > 클로라민- 온도, 접촉시간, 주입량 많을수록- pH, 알칼리, 환원성 물질이 적을수록THM(트리할로메탄)- 소독부산물로 정수처리공정에서 주입되는 염소와 원수 중에 존재하는 브롬, 유기물 등의 전구물질과 반응하여 생성- 수돗물에 생성된 트리할로메탄류는 대부분 클로로포름(CHCl3)로 존재- 전구물질 농도, 양, 수온, pH 증가 → THM 증가오존 소독- 가압식 (전체가압방식, 측면가압방식)- 산기식 (디퓨저식, 미세기포 장치투막을 이용하여 삼투압 이상의 압력을 가하여 용질을 분리해 내는 방법전기투석법: 이온교환수지에 전하를 가하여 양이온과 음이온의 투과막으로 물을 분리하는 방법펜톤산화- 목적; 생물학적으로 처리가 어려운 난분해성 유기물을 산화시켜 생물학적 처리가 가능한 유기물로 전환- 시약: 철염(FeSO4), 과산화수소(H2O2)- pH 3~4.5막여과공법- 정밀여과: 정수압차- 한외여과: 정수압차- 역삼투: 정수압차- 투석: 농도차- 전기투석: 전위차분리막 모듈 형식: 판형, 관형, 나선형, 중공사형열화: 압력에 의한 크립 변형이나 손상 등 물리적 열화, 가수분해나 산화 등 화학적 열화와 같이 막 자체의 비가역적인 변질로 생기는 막 성능 저하로 성능이 회복되지 않는다.파울링: 막 자체의 변화가 아니라 외적 요인으로 막 성능이 저하되는 것으로, 그 원인에 따른 세척으로 성능이 회복될 수 있다.질소 제거공기탈기법NH3 + H20 → NH4+ + OH-: 공기를 주입하여 수중의 pH를 10 이상 높여 암모늄 이온을 암모니아 기체로 탈기시키는 방법파과점염소주입법2NH3 + 3Cl2 → N2 + 6HCl: 물 속에 염소를 파과점 이상으로 주입하여 클로라민 형태로 결합되어 있던 질소를 질소 기체로 처리하는 방법탈질반응조NO3- → NO2- → N2: 유기물 제거 및 탈질화 미생물에 의한 탈질화 반응이 일어나 질산성 질소가 질소 기체로 탈기포기조NH3 → NO2- → NO3-: 유기물 제거 및 질산화 미생물에 의한 질산화 반응이 일어나 암모니아성 질소가 질산성 질소로 산화탈질균 용존유기물질 이용 형태 및 방법- 박테리아 등의 내생 탄소원- 메탄오르 아세트산, 펩톤 등의 외부 탄소원- 유입 하수 내의 유기물질질소, 인 제거 공정A/O 공정 (P), 혐 – 호: 탈인 공정의 대표적인 공정, 혐기조-호기조-침전조로 구성, 혐기조에서 인 방출, 호기조 인 과잉섭취, 침전조에서 침전 제거(1) 혐기조: 유기물 흡수, 인 방출(2 )호기조: 유기물 흡수, 인 과잉흡수- 장점: 운전 간단, 수리학적 자적 간섭 발생(4) 표준용액-시료, 시료-시료 간의 물리적 성질(점도, 밀도, 표면장력 등)의 차이(5) 표준물질-매질 차이(6) 불꽃온도가 너무 높을 경우 중성원자에서 전자를 빼앗아 이온이 생성될 수 있으며 음의 오차 발생(7) 불꽃의 온도가 분자를 들뜬 상태로 만들기에 충분히 높지 않아서 해당 파장 흡수 못해서기체크로마토그래피 (TCE, PCE 분석)- 분석 방법: 헤드스페이스/용매추출/퍼지-트랩 기체크로마토그래피- 검출기: ECD 전자포획형 검출기이온크로마토그래피 서프레서- 분리컬럼으로부터 용리된 각 성분이 검출기에 들어가기 전에 용리액 자체의 전도도를 감소시킨다- 목적성분의 전도도를 증가시켜 높은 감도로 음이온을 분석한다이온크로마토그래피 제거장치 역할- 용리액의 전도도 감소- 목적성분의 전도도 증가금속류- 불곷 원자흡수분광광도법- 흑연로 원자흡수분광광도법- 유도결합플라스마-원자발광분광법- 유도결합플라스마-질량분석법- 양극벗김전압전류법생물 시험방법(1) 총대장균군: 막 여과법, 시험관법, 효소이용정량법, 평판집락법, 건조필름법(2) 분원성대장균군: 막 여과법, 시험관법, 효소이용정량법(3) 대장균: 막 여과법, 시험관법, 효소이용정량법(4) 물벼룩을 이용한 급성 독성 시험법: 식물성플랑크톤-현미경계수법(5) 총대장균수 공식총대장균수/1000mL = 생성된 집락수 / 여과한 시료량(mL) x 100기타회분식 반응조(Batch Reactor)- 원료를 투입하고 일정시간이나 일정공정을 거쳐 제품을 얻는 공정- 유입과 유출이 동시에 발생 X- 유입 – 반응 – 유출- 슬러지 처리공정, 분뇨 처리공정, 산화지법완전혼합반응조(CFSTR: Continuous Flow Stirred Tank Reactor)- 유입과 유출 동시 O- 반응조 내 완전혼합되어 반응한 후 유출압출류형 반응조(PFR: Plug Flow Reactor)- 긴 관에서의 흐름, 축 방향 진행- 반응조 내로 유입하는 유체는 유입되는 순서대로 유출유효경과 균등계수- 유효경: 통과백분율 10%에 해당하 총경도

환경/안전/설비기사| 2025.04.24| 24페이지| 3,000원| 조회(352)

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0. 대기오염개론☺ 물리적 흡착 특성- 흡착 원리 Van der Waals 힘- 흡착 과정이 가역과정이다 (개방계)- 오염가수 회수가 용이하다- 온도 영향이 큰 편이다- 반응온도가 낮다 (응축열)- 다층 흡착- 임계온도 이상에서 흡착 X- (단) 흡착제가 고가이다- (단) 고온가스 처리 시 효율이 떨어진다- (단) 농도가 높은 경우 처리비가 많이 소요된다☺ 법칙⚫ 흑체: 입사각과 진동수에 관계없이 입사하는 모든 전기복사를 흡수하는 이상적인 물체⚫ 스테판-볼츠만의 법칙: 흑체의 단위 면적당 방출하는 에너지의 세기는 흑체의 온도의 네제곱에 비례한다⚫ 키르히호프의 법칙: 열역학 평형상태에서는 어떤 주어진 온도에서 매질의 방출계수와 흡수계수의 비는 매질의 종류에 상관없이 온도에 의해서만 결정된다는 법칙⚫ 비인의 변위 법칙: 흑체의 표면 온도(K)는 에너지 밀도가 높은 파장과 반비례한다⚫ 알베도 법칙: 지표면에 처음 도달하는 복사에너지의 양과 반사되는 복사에너지의 비율⚫ 르샤틀리에 법칙: △H가 음수일 때 발열반응, 발연반응일 때 온도가 증가하면 이를 상쇄하기 위하여 반응은 흡열반응이 일어나는 방향으로 진행된다. 발열반응에서 흡열반응은 반응믈이 생성되는 방향으로, 즉 반응이 감소하는 방향으로 진행된다1. 대기오염물질 종류☺ 입자의 입경 측정 방법 _ 직접 측정법⚫ 현미경 측정법 (광학 직경): 광학현미경을 이용하여 입자의 투영면적 관찰- 마틴 직경: 입자상 물질의 그림자를 2개의 등면적으로 나눈 선의 길이를 직경으로 하는 입경- 휘렛 직경: 입자상 물질의 끝과 끝을 연결한 선 중 가장 긴 선을 직경으로 하는 입경- 투영면적 직경: 입자상 물질과 같은 면적을 갖는 원을 직경으로 하는 입경⚫ 표준체 측정법- 입자를 입경별로 분리하여 측정☺ 공기 중 먼지 입자를 나타내는 직경⚫ 스토크스 직경: 구형이 아닌 입자와 같은 종말속도와 밀도를 갖는 구형입자의 직경

환경/안전/설비기사| 2024.12.16| 29페이지| 3,000원| 조회(749)

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