대장균과 일반세균 실험1. Introduction1-1. 실험목적(1) 일반 세균상수도시험법에서는 보통 한천배지에 집락을 형성한 생균을 말한다. 집락이란 육안으로 볼 수 있는 크기로 엉겨붙어 있는 것으로, 세균수는 이 집락의 수로 표시한다. 음용수 수질기준의 하나인데, 이는 수돗물 등이 전염성 병원균으로부터 안전한가를 판정하는 기준이 된다. 특히, 수돗물의 경우 정수처리과정에서 행하는 살균소독이 제대로 이루어졌는가를 판정하는 데 사용되며, 기준은 1㎖당 1백 마리 이하다. 물 시료를 미생물 배양배지에 접종하여 정해진 온도에서 정해진 시간 동안 배양한 다음 배지 위에 생성된 군체(colony) 수를 헤아려, 각 군체를 원래 물시료 안에 있던 한 마리로 간주하는 것이다. 배지는 크게 부영양배지와 빈영양배지로 나누는데, 음용수에서 사는 세균이 자라기에 적합한 빈영양배지를 사용해야 정확한 조사를 할 수 있다. 이 경우 22℃에서 5∼7일간 배양한다.일반세균 자체는 인체 내에서 직접 병을 일으키는 경우는 거의 없으나, 지나치게 많으면 배탈과 설사를 일으킬 수도 있다. 이는, 원래 인간의 대장에서 소화를 돕는 미생물들과 경쟁해 미생물 군집을 변화시키기 때문이다.일반세균수는 시료 중에 존재하는 세균 중 표준한천평판배지에서 발육할 수 있는 중온균의 수를 말한다. 시료 중에 있는 세균(생균)수를 측정하는 방법으로는 시료를 적당한 조건으로 배양하여 계수하는 간접법과 직접 현미경으로 계수하는 직접법이 있다.(2) 대장균자연계에는 어디든지 세균이나 그 밖의 미생물이 존재한다. 식품에 있어서도 예외는 아니므로 특정의 일부를 제외하고는 많든지 적든지 간에 세균의 침투를 받고 있는데, 그 중에는 간혹 사람에게 위해를 주는 병원체도 있으나 대개는 일반잡균이다. 식품 중에 세균수가 많고 적은 것을 그 식품의 신선도를 나타내는 지표가 되고, 또 그 식품의 제조, 가공 과정이나 보존 또는 운반 중에 위생적으로 취급되었는지 아닌지를 나타낸다. 그러므로 생선 등의 식품에 대한 신선도를 판별하거나 또는 식품전반의 위생적인 취급여부, 특히 식품취급기구, 기계의 청결유지, 식품의 저온보존의 가부를 판정할 필요가 있을 경우에는 세균수의 검사를 실시한다. 세균의 식품 중에서 증식하거나 사멸하기 때문에 생균과 사균을 모두 포함하는 총균수를 측정하는 경우와 생균수만을 측정하는 경우가 있다. 총균수의 검사에 의하여 유제품, 통조림 등의 가열 살균한 제품의 가열이전의 원료의 상태나 취급의 양부(良否)를 알 수 있고, 생균수의 검사로서는 식품의 현재의 오염 정도나 부패의 진행도를 알 수 있다. 총균수 검사법은 Beed법에 의하고, 생균수 검사법은 표준 평판 배양법에 의한다.1-2. 실험원리(1) 일반 세균세균수 검사는 표준평판배양법(Aerobic Plate Count)으로 실시함을 원칙으로 한다.이 방법은 표준한천평판배지에 시료를 혼합 응고시켜 배양 후 형성한 세균의 집락수를 계수하여 시료중의 생균수를 산출하는 방법이다.(2) 대장균유당이 포함된 액체 배지에서 총대장균군을 배양하면 유당이 분해되어 가스가 생성되어지는 원리를 이용한 방법으로, 시료를 최소 3단계 이상의 희석단계별로 5개씩 접종하고 그 중 가스를 생성한 양성 시험관이 포함되는 적정범위의 연속적인 3단계를 선택하여 확률적인 수치인 최적확수로 표시하며, 그 결과는 총대장균군수/100mL의 단위로 표시한다.2. Experimental2-1. 기구 및 시약① 멸균기(건열 및 고압증기)② 인큐베이터(부란기)③ 항온수조(40~80℃로 자동온도 조절 가능한 것)④ 냉동 및 냉장고⑤ 집락계산기(Tally Register)⑥ 수소이온농도측정기(pH meter)⑦ 균질기 : 스토마커(Stomacher) 및 Stomacher Bag⑧ 피펫 : 1mL, 5mL, 10mL⑨ 시험관 및 희석병 (150mL 및 15mL 용량으로서 경질초자의 마개가 있는 것)⑩ 페트리디쉬(직경 85mm, 깊이 15mm 이상)⑪ 표준한천평판배지 (Standard Plate Count Agar)⑫ BPD인산염 완충희석액(멸균 식염수)⑬ 락토스 브로스⑭ 시료(광주천 물)⑮ 오르소-톨리딘, 염소※ 표준한천배지(Standard Plate Count Agar)Tryptone 5.0gYeast Extract 2.5gDextrose 1.0gAgar 15.0g위의 성분에 증류수를 가하여 1,000ml로 만들고 멸균한 후 pH 7.0±0.2로 조정한 후 121°로 15분간 멸균한다.※ 멸균인산완충희석액인산2수소칼륨(KH2PO4) 34g을 증류수 500ml에 용해하고 1N 수산화나트륨 175ml를 가해 pH를 7.2로 조정하고 여기에 증류수를 가하여 1,000ml로 하여 인산완충액으로 한다. 이것을 121℃에서 20분간 멸균한 다음 냉장고에 보존한다. 사용시에는 이 원액 1ml를 취하여 멸균증류수 800ml에 가하여 희석하고 이것을 멸균인산완충희석액으로 한다.※ 멸균 생리식염수Sodium Chloride 8.5g에 증류수를 가하여 1,000mL로 하고 15파운드(121℃)로 15분간 고압증기멸균한다.2-2. 실험방법(1) 대장균시료는 10, 1, 0.1, 0.01, 0.001………mL씩 되게 10배 희석법에 따라 희석하여 사용하며, 최대희석 단계는 시료의 오염정도에 따라 다르게 할 수 있다. 각 희석단계마다 5개의 시험관을 사용한다. 시료를 10mL로 하는 경우는 배지가 원래 농도보다 2배 희석되어지므로 2배 농축된 배지를 사용하여야 한다. 시료를 접종하고 35±0.5℃에서 배양하여 24±2시간내에 가스가 발생하지 아니하였을 때에는 48±3시간까지 계속하여 배양한다. 최적확수 산정을 위해 여러 희석(1배, 10-1배, 10-2배)단계의 다중시험관을 사용하며, 총대장균군 판정을 위해 추정시험ㆍ확정시험 및 완전시험의 단계로 구분된다. 총대장균군수는 확정시험까지 분석하여 도출하는 것을 원칙으로 한다. 본 시험법은 총대장균군을 정량하기 위하여 먼저 시료를 10, 1, 0.1, 0.01 ……… mL로 희석단계를 정하고 희석단계마다 시험관을 각각 5개씩 배양하고 그 중 가스를 발생하는 양성인 시험관수를 계수하여 최적확수표에 의거 정량한다. 최적확수란 확률적으로 가장 가능한 수치를 말한다. 시료는 여러 희석단계 중 3단계에서 그 최대량을 이식한 5개의 시험관에서 전부 또는 대다수가 양성이고, 최소량을 이식한 5개의 시험관에서 전부 또는 대다수가 음성이 되도록 적당히 희석하여 사용한다. 이와 같이 하면 총대장균군수는 적정한 양성시험관을 나타내는 최소 희석과 최대 희석단계의 희석도와 그 사이에 나타나는 각 단계별 양성 시험관수에 의해 결정된다. 따라서 시험을 계획할 때는 희석단계 사이에서 충분한 수적근거가 얻어질 수 있는 양성 시험관수가 나오도록 계획하여야 한다.
제거 기술일반적인 제거 기술현재 대기오염물의 처리에 사용되는 일반적인 방법은 다음의 3가지로 구분될 수 있다.▲ 흡수법(Absorption)▲ 흡착법(Adsorption)▲ 연소법(소각법)(Combustion)대기 오염물들은 위 방법 중 하나만을 사용하거나 아니면 두 가지 이상을 사용해서 제거한다. 각각의 오염물들의 처리 기술에 대해서는 다음 장에서 자세히 설명하며 여기서는 오염물질을 처리 기술의 기본이 되는 위 3가지 방법들에 대해서 언급하도록 하겠다.?흡수(Absorption) 에 의한 제거 기술흡수는 보통 배기 가스중의 유해가스를 기체 상태에서 액체 상태로 변화시키는 것을 말한다. 자세히 말하자면 오염물질을 액체 상태의 흡수제에 흡수시켜 배기가스 중 한 가지 또는 그 이상의 오염물질을 제거하는 방법을 말한다.흡수는 물질 전달 과정(mass transfer operation) 으로 흡수제와 오염 물질간의 농도 차에 의해 발생하며 효율적인 오염물의 제거를 위해서는 다음의 4가지가 우선적으로 고려되어야 한다.?흡수제의 접촉 면적?오염원과 흡수제의 혼합비?접촉 시간?오염물질의 흡수제에 대한 용해도흡수제를 선택할 때는 필요한 제거 효율과 흡수제의 드는 비용을 고려하여야 하며, 보통 제거하고자 하는 오염물의 용해도, 휘발성, 점성, 화학적 안정성, 그리고 가연성 등을 고려해서 선택해야 한다. 습식 방법은 조작 방법에 따라 배기가스에 흡수액을 분사시키는 방법과 흡수액 중에 배기가스를 불어넣는 가스 분산형으로 나눈다. 이런 흡수 방법을 이용한 흡수탑의 대표적인 것으로는 분무탑, 충전탑, 벤추리 스크류버등이 있다.?제거 기술액체 분산형의 흡수 시설가스 분산형의 흡수 시설분 무 탑단탑기포탑충 전 탑흡 수 탑싸이클론 스크러버제트 스크러버벤츄리 스크러버젖은 벽탑?분무탑(Spray Tower)배기 가스의 오염물질의 농도가 작을 경우 주로 사용되는 방식으로 아래 그림과 같이 세정기 상부에서 흡수제를 고속 분사 시켜 오염물질을 제거 하는 공정으로 기체상태의 오염물질 뿐만 아니라 입자 상태의 오염물질도 제거할 수 있다. 장점으로는 설치비용 및 유지관리비용이 저렴하고, 유지 보수가 용이하며, 특히 산성가스의 제거 효율이 높고 가스의 흐름에 막힘이 없기 때문에 압력 손실도 적다는 장점이 있지만 입자상의 오염물질 제거 효율이 낮고 폐수나 백연이 발생하는 단점이 있다.분무탑의 구조?충전탑(Packed Tower)이 방법은 세정기 상부에서 흡수제를 분사 시키고 내부에 일정량의 충진물을 쌓아 배기가스중의 입자나 기체상태의 오염물질을 제거하는 방법이다. 이 때 사용되는 충전물은 배기 가스의 흐름에 대한 저항이 최소가 되도록 공극이 커야 하며, 잘 부서지지 않는 물질을선택하여야 한다. 충전탑은 기체 상태의 오염물질 제거에는 효율적이지만 입자상태의 오염물질이 있을 경우 충전물에 쌓여 가스의 흐름에 방해가 되므로 배기 가스에 분진이 있을경우, 분진을 미리 제거한 후에 기체상태의 오염물질을 제거할 때 사용된다. 그 밖의 장단점은 분무탑의 경우와 비슷하다.아래그림은 충전탑과 충진물의 종류를 보여주고 있다충전탑의 구조와 충전물의 종류?TCA 흡수탑(Turbulent contact absorber tower)충전물: 중공구(中空球)의 합성수지를 사용탑내 막힘이 일어나지 않아 분진함유시 적합하고 탑을 소형화 할 수 있음가스의 속도변화가 있는 경우 부적합하고 대용량 처리시 비용증가TCA 흡수탑?벤츄리 스크러버 (Venturi Scrubber)이 장치는 보통 입자상태의 오염물질을 제거하는데 주로 사용되며, Fig III-6에서처럼 배기가스가 통과하는 단면을 좁게 하여 유속을 빠르게 한 후 흡수제를 분사 시켜 입자상태의 오염물질과 기체상태의 오염물질을 제거하는 장치이다. 기체상태의 오염물질에 대해선 흡수제와의 접촉 시간이 한정되어 있으므로 제거 효율에 한계가 있으며, 압력 손실이 매우크다는 단점이 있다.벤츄리 스크러버?사이크론 스크러버 (Cyclone scrubber)원통상 탑내를 선회 상승하는 가스와 탑중심의 수직관의 다수의 분공으로 부터 반지름 방향으로 액적과 접촉시키는 방식이다.스크레버의 구조가 간단하면, 가스가 수평으로 유입되기 때문에 mist의 발생이 적고 수용성 가스 처리에 적합하다 하지만 사이클론의지름이 크면 원심력의 작용이 감소하여 효율이 떨어지고 유해가스가 원통을 선회하면서 돌기 때문에 분무노즐이 막히기 쉬울 뿐 아니라 원통이 길고 분무노즐이 길게 되어 있어 높은 수압이 필요하다.사이클론 스크러버?제트 스크러버 (Jet scrubber)노즐로부터 분무되는 고압의 수용액에 의해서 가스를 흡입하면서 가스와 액을 접촉시키는 방식 이다.제트 스크러버?흡착(Adsorption) 에 의한 제거 기술이 공정은 다공성 흡착제에 오염물질을 부착시켜 제거하는 방법으로서 공기 중 오염물의 농도가 낮고 유독 물질인 경우 많이 사용된다. 오염물질이 흡착제에 붙는 방법에는 흡착제에서의 결합 정도에 따라 크게 물리적 흡착과 화학적 흡착 두 가지로 구분된다. 물리적 흡착의 경우 오염물질이 흡착제에 붙는 결합력이 작기 때문에 쉽게 탈착되기 때문에 재활용이 용이하다. 하지만 화학적 흡착의 경우 오염 가스가 흡착제와 화학적 결합을 하기 때문에 이 경우 탈착이 어렵다. 흡착물로는 활성탄이나 실리카 겔, 활성 알루미늄등을 사용하고, 선택 시 제거 하고자하는 오염 기체의 대한 화학적 친화성이나 극성, 비극성 기체에 대한 친화성이 그 기준이될 수 있다.흡착 장치는 보통 흡착층이 재생 가능 (regenerable)한 것과 재생 불가능(nonregenerable)한 것으로 나눈다. 재새 불가능한 흡착장치는 보통 대기 정제 공정(airpurification) 에서 많이 사용되며 1.0ppm 이하의 유독한 오염가스에 대해서 사용된다.이 경우 흡착층이 한계에 다다르면 장치에서 제거 하고 새로운 흡착층으로 교체해야 한다. 이러한 장치로는 Fig III-7의 Thin-bed 흡착 장치(위)나 pleated thin-bed 흡착 장치(왼쪽 아래),그리고 canister 흡착 장치 (오른쪽 아래)등이 있다. 이런 재생 불가능한흡착 장치는 흡착층의 두께나 가스의 속도 흡착물질의 크기에 따라 다르지만 비교적 압력 손실이 작다.?재생 불가능한 흡착장치재생 가능한 흡착 장치는 오염 가스의 농도가 높은 경우에 사용 가능하며 흡착층이 한계에 도달할 경우 다른 흡착층으로 오염가스를 제거 하고 그 동안 한계에 도달한 흡착층은 탈착 시켜 재사용 한다. 이런 재생 가능한 흡착 장치는 고정층, 이동층, 유동층 흡착 장치 세가지로 나누는데 이것은 가스와 흡착제가 접촉하게 되는 방식에 따라 나눈 것이다.?제거 기술고정층에서는 주기적으로 흡착층을 재생, 건조 과정을 수동적으로 해야 하지만 이동층 흡착 장치에서는 흡착층이 장치 내 회전 드럼 안에 들어가 있어 자동적으로 재생 과정이이루어 진다. 오염물질을 포함한 가스는 흡착제를 지나 드럼 내부로 들어가 양 끝의 배기구로 빠져 나간다.?고정층 흡착장치(Fixed Bed Adsorber)가장 일반적으로 사용되는 장치로서 Fig III-8처럼 보통 여러 흡착층을 가지고 있으며, 하나나 여러 개의 흡착층이 정제 작업을 수행하고 있을 때 다른 흡착층들은 냉각되거나 재생과정을 거쳐 탈착된다.
알칼리도 측정Ⅰ. 실험 목적(Objective)1.1 개요(Summary)· 물이 산을 소비하는 능력을 말함.· 수중에 함유되어 있는 알칼리분(중탄산염(HCO3-), 탄산염(CO32-)과 수산기(OH-등))을지시약을 사용하여 강산(Strong acid) 표준용액으로 중화적정할 때 소비되는 양을CaCO3로 환산하여 나타냄.· 지시약으로 메틸오렌지(M.O)를 사용한 경우 M-ALK, P.P를 사용한 경우 P-ALK라함.※알칼리도의 정의강한산의 물을 중화시키는데 필요한 능력(The capacity of water to neutralize a strong acid)으로써 수중에 있는 탄산염류 탄산수소염류 수산화물류 등의 알칼리분을 특정pH까지 중화하는데 소요되는 산의 당량을 탄산칼슘(CaCO3)으로 환산하여 mg/L로 나타낸 것이다.* pH ← buffer capacity : natural water (버퍼능력)1ℓ중의 ㎎량, 즉 ppm으로 나타낸 것으로 수산화물로 된 알칼리도를 수산기 알칼리도(hydroxide alkalinity), 탄산염에 의한 알칼리도를 탄산알칼리도(cabonate alkalinity), 중탄산염으로부터의 알칼리도를 중탄산알칼리도(bicarbonate alkalinity)라 한다. 일정한 검수를 강산으로 적정하여 일정한 pH에 달할 때까지 요한 산의 당량수를 구한다. 따라서 메틸오렌지(pH 약 4.5) 또는 폐놀프탈레인(pH 약 8.4)을 써서 종말점을 구한다. 전자로서 얻은 값을 메틸오렌지 알칼리도 또는 총알칼리도, 후자에 의한 측정치를 폐놀프탈레인 알칼리도라 부른다.Ⅱ. 실험 방법(Experimental Process)2.1 기구 및 시약① 적정 뷰렛 ② 삼각 플라스크 (300ml)③ 비이커 ④ 메스실린더 (100ml)⑤ 피펫, 휠라, 마그네틱 바① 페놀프탈레인 지시약 만들기페놀프탈레인 0.5g+50% 에틸알코올 100ml(증류수 50ml+에탄올 50ml)② 메틸오렌지 지시약 만들기메틸오렌지 0.01g+증류수 100ml (열수에 용해)③ 0.02N H2SO4 만들기황산은 0.1N일때 1L당 2.8ml가 필요하다비례식으로 정리해 보면0.1 : 2.8=0.02 : x∴x=0.56ml(1L당 0.56ml가 필요하다)2.2 실험 과정① 시료(4층 정수기 물) 100ml를 300ml 삼각플라스크에 취함② 메틸 오렌지 지시약 0.1ml(3~4방울) 가함③ 0.02N-H2SO4로 적정(종말점 핑크)( 계 산 )총 알칼리도(as CaCO3 mg/l) = N*f*a*1000/V*50N : 0.02N-H2SO4의 규정농도f : 0.02N-H2SO4의 역가a : 적정에 소비된 0.02N-H2SO4(ml)50 : CaCO3의 당량① 검수 100ml을 300ml 삼각플라스크에 취함② P.P지시약 3~4방울 가함이때 수층에 홍색이 나타나면 탄산염이나 수산화물이 존재하고 홍색이 나타나지 않으면 P-AlK가 존재하지 않음을 의미함.③ 수층에 홍색이 나타나면 0.02N-H2SO4로 적정(종말점 : colorless)( 계 산 )P.AlK (as CaCO3 mg/l) = N*f*a*1000/V*502.3 결 과첫 번째 적정 - 3.4ml두 번째 적정 - 2.9ml세 번째 적정 - 3ml평균 : 3.1ml0.02 × 1.001 × 3.1 × 1000/100 × 50 = 31.031 CaCO₃mg/l2.4 토 의페놀프탈레인 지시약을 가한 후 산으로 적정 할 때 색이 무색이 될 때까지가 약 ph가 8.3이 될 때이다. 또한 메틸오렌지를 가한 후 산으로 적정할 때 마지막 적정점이 ph가 약 4.5가 될 때까지이다. 실험결과에 의하면 ph4.5까지 만들기까지 3.1ml가 소비되었다. 메틸오렌지 지시약을 넣은 후 황색에서 오렌지색으로 변할 때 색깔 변화가 미세해서 측정하기가 힘들었다. 알칼리도 측정 실험은 또한 여러 환경분야에서 응용될 수 있다는 것을 알았다. 일반적인 수질측정에 이용하면 물의 오염정도를 알 수 있을 것이다. 알칼리도를 이용해 ph를 구하면 물의 ph를 구할 수 있을 것이다. 또한 알칼리도 측정값이나 데이터를 통해 중화등에 필요한 산의 양이나 염기의 양을 구할 수 있다는 것을 알 수 있었다.과망간산칼륨(KMnO4) 소비량 측정Ⅰ. 실험 목적(Objective)1.1 개요(Summary)수중에 산화되기 쉬운 물질(유기성물질, 제1철염, 아질산염, 황화물 등)을 화학적으로 산화시킬 때 소비되는 KMnO4의 양을 말한다. 주로 토양에서 유래되는 휴민질을 많이 함유하고 있는 물은 과망간산칼륨 소비량이 많다. 따라서 집중 호우 때 하천수나 저수지수의 과망간산칼륨 소비량은 매우 높다. 특히 하천수 등에 분뇨, 하수 또는 공장배출수 등이 혼입될 경우 NH3-N, TKN 및 Cl-등과 함께 KMnO4 소비량이 높게 나타나므로 오염지표로서 중요한 의의가 있다.※ KMnO4 소비량을 속칭 카멜레온 소비량이라고도 하는데 이것은 측정할 때 발색이나 색깔이 없어지는 한계가 순간적으로 급변하여 동물의 카멜레온을 연상하게 된대서 유래한 것이다.1.2 이론(Theory)수중의 유기물 함량을 조사하는 하나의 지표로서 화학적 산소 요구량(COD)을 측정하는데, 이때 산화제로서 과망간산칼륨을 사용한다. 이 소비량으로부터 산소 요구량을 산출한다. 트리할로메탄의 전구(前驅) 물질은 과망간산칼륨 소비에 비례한다.Ⅱ. 실험 방법(Experimental Process)2.1 기구 및 시약① 적정 뷰렛 ② 삼각 플라스크 (300ml)③ 비이커 ④ 메스실린더 (100ml)⑤ 피펫, 휠라, 마그네틱 바⑥ 비등석(1) 묽은황산(1+2)물 200㎖에 황산 100㎖를 저으면서 천천히 넣고 수욕상에서 온도를 높이면서 과망간산칼륨용액으로 과망간산칼륨의 보라색이 30초 이상 나타날 때까지 한 방울씩 넣는다.(2) 수산나트륨용액(0.01N)150~200℃에서 1~1.5시간 건조시키고 데시케이터에서 식힌 수산나트륨 0.670g을 증류수에 녹여 1ℓ로 하여 갈색병에 보존하고, 만든 후 1개월내에 사용한다.
응집 및 침전Ⅰ. 실험 목적(Objective)응집이란 폐수의 탁도나 색의 원인이 되어 있는 불순물을 분리 제거할 경우 보통은 침전처리하나 탁질의 입자가 작아서 침전이 안되는 경우 입자를 크게 하여 침강시키는 조작을 말한다.Jar tester 실험장치을 이용하여 폐수 처리의 최적 pH조건을 결정하고 그 폐수에 적합한 최적응집제의 투입량을 결정하는 실험을 통하여 현장에서의 폐수처리장 운전 관리 능력을 기른다.1.1 개요(Summary)응집이란 수중의 Colloid, 유기물, 미생물, 현탁입자 등을 분리, 제거하기 위하여 콜로이드가 띠고 있는 전하와 반대되는 전하를 갖는 응집제를 투입하거나 pH를 변화시켜 Colloid의 zeta potential을 감소시킴으로써 비표면적(입자무게에 대한 표면적비)을 감소시켜 침전성 물질을 만드는 과정을 말한다. 응집에 영향을 미치는 인자는 응집제의 종류와 농도, 수온, pH, 알칼리도, colloid의 종류와 농도, 물의 전해질 농도, 교반조건 등이다.응집침전공정: 응집침전의 공정은 응집제의 주입, 혼화, 교반, 침전의 순서임.① 응집제의 주입- 응집보조제, 응집제의 주입과 혼합설비, floc 형성지가 필요함.- 약품주입량은 원수의 특성에 따라 Jar-test에 의해 결정됨.② 급속교반- 주입된 약품과 처리수를 접촉시키기 위해 급속교반 (교반속도 1.5m/sec 이상)- 혼화지 수심은 3~5m, 체류시간은 1~5분 정도③ 완속교반- 생성된 미세 colloid들이 상호 충돌하여 거대 floc이 만들어지도록 완속교반(교반속도 15~30cm/sec)함.?침전- 거대 floc을 침강분리시킴 (침전효율 지표는 탁도)- 침전지 체류시간은 약 12hr, 유효수심 3~4m, 유속 1.4~1.5m/hr- 침전시 조류발생과 유기물 분해를 억제해야 함.Ⅱ. 실험 방법(Experimental Process)2.1 기구 및 시약① 적정 뷰렛 ② 삼각 플라스크 (300ml)③ 비이커 ④ 메스실린더 (100ml)⑤ 피펫, 휠라? 교반기? 용량 플라스크① 고분자응집제② Alum③ 석회? 도축 폐수2.2 실험 과정? 4~5시간 전 유기고분자 응집제를 분말형의 경우 용해시킨후 적당히 희석한다.? 항온, 항습실의 보관되어 있는 정수장 슬러지를 미리 준비한다.? 알맞은 크기의 GF/C와 여포를 준비하여 증발접시와 함께 105℃에서2시간 건조 후 데시케이터에서 30분 방냉 후 무게를 단다.④ 준비된 슬러지를 조심스럽게 섞어 각 비이커에 50mL씩 담는다.⑤ 슬러지를 교반시키는 상태에서 희석된 유기고분자 응집제를 주입량을달리하여 천천히 주입한다.⑥ 가압탈수장치의 압력을 3kg/cm²로 설정한다.⑦ 가압탈수장치의 여과부분에 천조각-여과지-천조각의순으로 올려놓고 준비한 슬러지를 붓는다.⑧ 가압을 하기 전 중력에 의해서 떨어지는 여액이 없을 때 까지 기다린후 가압과 동시에 시간에 따라 여액의 부피를 측정한다.
1. 요오드 흡착 성능(1) 개요 : 시료에 요오드 용액을 사하여 흡착후 상층액을 분리하여, 티오황산나트륨 용액 으로 적정하여 요오드 흡착 성능을 구한다.(2) 시약① 1% 녹말 용액 : 녹말 1g에 물 약 10mL를 가함 → 뜨거운 물 90mL 가하여 약 1분동안 끓임 → 방랭 → 상층액을 사용.② 0.1 M 티오황산나트륨 용액 :티오황산나트륨 약 25g + 무수탄산나트륨 약 0.2g ⇒ 물 약 1000mL엑 녹임마개를 하여 2일 동안 방치한 후 다음에 따라 표정한다.? 표정 :1. 요오드산칼륨을 130℃의 강제 대류식 오븐에서 약 2시간 건조.2. 데시케이터(건조제 과염소산마그네슘) 안에서 30~60분 동안 방랭3. 방랭한 시료 1~1.5g을 1mg 자리까지 무게를 달아 물에 녹인 다음, 250mL 부피 플라 스크에 옮겨넣고 물을 눈금까지 가한다.4. 이 중에서 20mL를 마개 있는 300mL 삼각 플라스크에 취해 요오드화칼륨 2g및 황산(1:5) 5mL를 가하고 즉시 마개를 하여 조용히 흔들어 섞은 후, 어두운 곳에 5 분 동안 방치한다.5. 여기에 물 100mL를 가해 유리한 요오드를 0.1M 티오황산나트륨 용액으로 적정한다.6. 요오드의 황색이 묽어졌을 때 지시약으로 1% 녹말 용액 1mL를 가하고 다시 적정을 계속하여 녹말의 청색이 없어질 때를 종말점으로 한다.7. 바탕 시험을 하여 보정을 한다. (바탕시험 시에 시료 20mL는 증류수로 한다.)※농도 계수는 다음 식에 따라 구한다.여기에서 f : 0.1 M 티오황산나트륨 용액의 농도 계수a : 요오드산칼륨의 채취량 (g)b : 요오드산칼륨의 함량 (%)c : 적정에 사용한 0.1M 티오황산나트륨 용액의 양 (mL)d : 바탕시험에 사용한 0.1M 티오황산나트륨 용액의 양 (mL)0.003567 : 0.1M 티오황산나트륨 용액 1mL에 해당하는 요오드산칼륨량(g)③ 0.05M 요오드 용액 :요오드화칼륨 25g / 물 약 30mL + 요오드 약 13g을 가하여 녹여 약 1000mL로 묽힌다음 표정이 용액은 온도 약 10℃의 어두운 곳에 보관하며, 사용할 때마다 표정한다.※표 정0.05M 요오드 용액 20mL 정확히 취하여 200mL 삼각플라스크에 넣고,0.1M 티오황산나트륨 용액으로 적정 = 요오드의 갈색이 담황색으로 관찰변색시 지시약으로 1% 녹말 용액을 가함 →용액의 정색이 없어질 때까지 적정0.1M 티오황산나트륨 용액에 대응하는 요오드 용액의 농도 계수는 다음 식으로 구한다.K : 적정에 사용한 0.1M 티오황산나트륨 용액의 양 (mL)f : 0.1M 티오황산나트륨 용액의 농도 계수f' : 0.1M 티오황산나트륨 용액에 대응하는 0.05M 요오드 용액의 농도계수(3) 실험 기구① 강제대류식 오븐 : 105±5, 115℃±5, 135℃±10℃의 온도 범위로 조절할 수 있는 것.② 진탕기 : 진폭이 수평 방향으로 40~50mm, 1분 동안 200~300회 왕복할 수 있는 것.③ 원심 분리기 : 부피 50mL의 원심 분리관을 2000rpm이상 회정할 수 있는 것.(4) 조 작① 활성탄 0.5g을 1mg 자리까지 무게를 달아 100mL 마개있는 갈색 삼각 플라스크에 옮겨 넣고, 0.05M 요오드 용액 50mL를 정확히 가한다.② 실온에서 진탕기를 이용하여 15분 동안 진탕 한 후, 50mL 원심 분리관에 옮겨 넣고 2000rpm으로 5분 동안 원심 분리하여 시료를 침전시킨다.③ 원심 분리관의 상등액 10mL를 100mL 비커에 옮겨 넣고 0.1M 티오황산나트륨 용액으로 적정한다.④ 요오드의 갈색이 담황색으로 변하면 지시약으로 1% 녹말 용액을 3~4방울 가하고 다시 적정을 시작하여 용액의 청색이 없어지는 때를 종말점으로 한다.(5) 계 산 : 요오드 흡착 성능은 다음 식으로 산출한다.I : 요오드 흡착 성능 (mg/g)S : 시료 첨가량 (g)K : 적정에 사용한 0.1M 티오황산나트륨 용액의 양(mL)f : 0.1M 티오황산나트륨 용액의 농도 계수f' : 0.1M 티오황산나트륨 용액에 대응하는 0.05M 요오드 용액의 농도계수12.69 : 0.1M 티오황산나트륨 용액 1mL의 요오드 상당량 (mg)2. 입 도(1) 개 요 :입자상 시료를 체가름하여 각 체 위에 남은 시료의 무게로부터 입도를 구한다.(2) 장치 및 기구① 강제 대류식 오븐② 망체 (체 틀의 치수 : 체 면에서 위의 안지름 200mm)③ 체 진탕기타일러형 체 진탕기 또는 여기에 준한 것으로서 타수 매분 130~165회, 회정수 매분 240~295회인 것.(3) 조 작① 시료 약 100g을 0.1g 자리까지 무게를 단다.② 그 시료가 표시하는 입도 범위의 하한 눈금 간격에 대응하는 눈금 간격보다도 1단계 작 은 눈금 간격의 체에서 상한의 눈금 간격에 대응하는 눈금 간격보다도 1단계 큰 눈금 간격의 체까지 단계적으로 6~7개의 체를 사용하여 받침 접시에 눈금 간격이 작은 체부터 차례로 겹쳐 쌓는다.③ 시료를 맨 윗부분의 체 위에 넣고 뚜껑을 하여 체 진탕기에 부착하고, 10분 동안 체가 름한다.④ 각 체 위 및 받침 접시에 남은 시료 무게를 0.1g 자리까지 단다.※주 : 시료의 입도 표시 범위가 좁은 경우에는 적당히 체의 수를 줄인다. 입도 표시 범위 가 넓은 경우에는 적당히 체의 수를 늘린다.각 체 위 및 받침 접시에 남은 시료 무게의 합계가 처음 시료의 무게에 대하여 2% 이상의 증감이 있는 경우에는 재시험을 한다.④ 계 산Gi : 입도 (%)Wi : 각 체위 또는 받침 접시에 남은 시료의 무게 (g)S : 각 체위 및 받침 접시에 남은 시료의 무게 (g)3. 입도 분포 (유효 지름 및 균등 계수)(1) 개 요 : 입도를 구하여 유효 지름 및 균등 계수를 산출하여 입도 분포를 구한다.※ 비 고 : 시료를 체 거름하여 그 10%가 통과했을 때의 체의 눈금 간격n(mm)을 유효 지름으로 한다. 또 시료의 60%가 통과했을 때의 체의 눈금 간격n(mm)을 구 하고 n/m을 균등 계수로 한다. 균등계수가 1.5보다 작아질수록 시료의 입도 분포는 양호하다는 것을 표시한다.(2) 조 작① 표 1의 체가름 시험표에 입도 시험에 사용한 각 체의 눈금 간격을 기재한다.② 각 체의 눈금 간격에 상당하는 체 잔류 무게의 란에 잔류한 시료의 무게를 기재한다.③ 체를 통과한 시료의 무게 및 통과 백분율을 다음 식으로 산출하여 각각 기재한다.※ 주 : 입도실험중에 사용한 체의 눈금 간격을 선택한다.S=W0+W1+W2+‥‥‥+W9X1=W0=W0+X0X2=W0+W1=W1+X1‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥W9=W0+W1+‥‥‥+W8=W8+X8X=X9+W9=Sy0=x0/S*100=0y1=x1/S*100y2=x2/S*100‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥y9=x3/S*100y=y9+W9/S*100=100④ 표 1의 체 통과 백분율의 수치를 사용하여 대수 확률지 위에 입도 누계 선도를 작성한 다. 여대수 확률지의 가로축 위에 체 통과 백분율(%)을 취하여 세로축 위에 체의 눈금 간격(mm)을 취한다.여기에 체가름 시험에 의해 얻어진 각각의 값에 대응하는 만나는 점을 그림 위에 구하 고, 이들의 점을 직선으로 연결한다.⑤ 유효 지름은 입도 누계 선도에서 가로축의 10%인 점의 수직선과 입도 누계선의 만나는 점에서 세로축에 수평선을 그어 만나는 점이 표시하는 체의 눈금 간격(mm)을 구하여 유효 지름으로 한다.⑥ 균등 계수는 입도 누계 선도에서 가로축의 60%인 점의 수직선과 입도 누계선의 만나는 점에서 세로축에 수평선을 그어 만나는 점이 표시하는 체의 눈금 간격(mm)을 구하여 다음식에 따라 산출한다.