DAF 용어 – BOD, COD, SS, A/S, 체류시간

생물학적 산소 요구량(BOD): 수질의 핵심 지표

BOD(Biochemical Oxygen Demand)는 수질과 수역의 유기 오염 수준을 평가하는 데 사용되는 중요한 매개변수입니다.

미생물이 물에 존재하는 유기물을 분해하는 데 필요한 용존 산소량(DO)을 측정합니다.

BOD는 수중 생태계의 건강 상태를 나타내는 지표 역할을 하며 환경 모니터링 및 수처리 프로세스에서 중요한 역할을 합니다.

1.정의와 중요성

BOD는 미생물이 호기성 조건에서 유기물을 분해하는 동안 소비하는 산소의 양으로 정의됩니다.

강, 호수 및 폐수와 같은 수역의 유기 오염 수준을 측정한 것입니다.

높은 BOD 수치는 과도한 유기물이 존재하여 미생물 활동이 증가하고 산소가 고갈되어 수중 생물에 악영향을 미친다는 것을 나타냅니다.

2. 테스트

BOD 테스트는 통제된 실험실 조건에서 특정 기간(보통 5일) 동안 물 샘플을 배양하는 것입니다. 이 기간 동안 물에 존재하는 미생물은 유기물을 분해하면서 산소를 소비합니다.

DO 수준은 잠복기의 시작과 끝에서 측정되며 초기 및 최종 DO 농도의 차이는 BOD 값을 제공합니다.

3. 모니터링

BOD는 수역의 건강을 모니터링하기 위해 환경 기관에서 사용하는 중요한 매개변수입니다.

하수, 농업 유출수 또는 산업 배출물과 같은 유기 오염원을 식별하는 데 도움이 됩니다.

BOD 수준을 측정함으로써 당국은 인간 활동이 수질에 미치는 영향을 평가하고 수중 생태계를 보호하고 복원하기 위한 적절한 조치를 취할 수 있습니다.

4. 수처리에 대한 영향

수처리 플랜트는 BOD 측정에 의존하여 유기 오염 물질을 제거하는 프로세스의 효율성을 결정합니다.

처리 시설은 BOD 수준을 제어하고 줄임으로써 처리된 물이 자연 수역으로의 배출 또는 인간 소비를 위한 분배에 대한 규제 기준을 충족하도록 보장할 수 있습니다.

5. BOD 및 수생 생물

과도한 BOD는 수역의 산소 고갈로 이어져 수생 생물에 유해한 저산소 또는 무산소 상태를 생성할 수 있습니다. 어류 및 기타 수중 생물은 생존하고 번성하기 위해 용존 산소를 필요로 합니다.

BOD 수치가 높으면 물의 산소 가용성이 감소하여 물고기가 죽고 생물 다양성이 감소합니다.

6. BOD와 DAF의 관계

폐수 처리장에서 DAF는 활성 슬러지 또는 기타 생물학적 반응기와 같은 생물학적 처리 공정 전 전처리 단계로 자주 사용됩니다.

DAF는 큰 고형물과 유기물을 제거함으로써 후속 생물학적 처리에 대한 유기물 부하를 줄여 BOD 수준을 줄이는 효율성을 높일 수 있습니다.

화학적 산소 요구량(COD)

화학적 산소 요구량(COD)은 물 ​​속의 유기 및 무기 물질을 화학적으로 산화시키는 데 필요한 산소의 양을 측정하는 데 사용되는 중요한 수질 매개변수입니다.

수체 및 폐수의 전체 유기물 함량 및 오염 수준을 평가하기 위해 환경 공학 및 폐수 처리에서 널리 사용되는 분석 방법입니다.

COD의 이해

COD는 물에 존재하는 유기 및 산화 가능한 무기 물질의 산소 당량을 측정한 것입니다.

특정 조건에서 중크롬산칼륨(K2Cr2O7) 및 강산과 같은 강한 산화제를 사용하는 화학적 산화 과정을 통해 이러한 물질을 분해하는 데 필요한 산소의 양을 나타냅니다.

COD의 중요성

COD는 다음과 같은 몇 가지 이유로 수질 평가 및 환경 모니터링에서 중요한 매개변수입니다.

1. 폐수 특성화: COD는 폐수의 유기물 함량에 대한 유용한 정보를 제공합니다. 폐수의 높은 COD 수준은 기존의 생물학적 공정을 사용하여 처리하기 어려울 수 있는 상당량의 유기 물질이 존재함을 나타냅니다.
2. 수생 생태계에 미치는 영향: 수역의 높은 수준의 유기 오염 물질은 분해 과정에서 산소 고갈로 이어질 수 있습니다. 이러한 고갈은 수중 생물에 악영향을 미쳐 물고기가 죽고 생태계의 자연 균형이 무너질 수 있습니다.
3. 폐수 처리 효율성: COD 수준을 모니터링하면 폐수 처리 공정의 효율성을 평가하는 데 도움이 됩니다. 이를 통해 운영자는 처리 시스템이 유기 오염 물질을 적절하게 제거하고 규제 기준을 충족하는지 확인할 수 있습니다.
4. 산업 규정 준수: 폐수를 배출하는 산업은 과도한 유기 오염으로부터 수역을 보호하기 위해 환경 규정에 의해 설정된 COD 한도를 준수해야 하는 경우가 많습니다.

COD 측정

COD 측정에는 물 시료에 존재하는 유기물의 화학적 산화가 포함됩니다. COD 결정에는 두 가지 주요 방법이 있습니다.

1. 개방 환류법: 이 방법에서는 물 샘플을 알고 있는 양의 중크롬산 용액 및 진한 황산과 혼합합니다. 혼합물은 유기 물질의 완전한 산화를 보장하기 위해 지정된 기간 동안 환류 조건에서 가열됩니다. 남아있는 환원되지 않은 중크롬산염은 COD에 해당하는 산소의 양을 결정하기 위해 황산 제1철 암모늄 용액으로 적정됩니다.
2. 밀폐 환류 방법: 이 방법에서는 물 시료를 알려진 부피의 중크롬산염 용액 및 황산과 밀폐된 반응기에서 혼합합니다. 그런 다음 혼합물을 오토클레이브에서 고온으로 가열하여 압력 하에서 반응이 일어나도록 합니다. 과량의 환원되지 않은 중크롬산염은 개방형 환류 방법과 유사하게 황산 제1철 암모늄 용액으로 적정됩니다.

COD 및 폐수 처리

COD는 폐수 처리 플랜트의 설계 및 운영에서 중요한 역할을 합니다. 폐수의 높은 COD 수준은 유기물 분해를 담당하는 미생물을 압도하여 활성 슬러지와 같은 기존의 생물학적 처리 공정에 문제를 일으킬 수 있습니다. 이러한 경우 COD 수준을 효과적으로 낮추기 위해 고급 산화 공정 또는 화학적 응고와 같은 추가 처리 단계가 필요할 수 있습니다.

COD와 DAF

• DAF는 폐수에서 부유 물질 및 특정 유기 물질을 제거하는 효과적인 방법입니다. 그러나 COD 제거를 직접적으로 목표로 하지 않을 수 있습니다.

• DAF는 일부 유기물을 제거할 수 있지만, 주요 기능은 고형물과 기름을 기포에 부착시켜 분리하고 부유시키는 것입니다. 이러한 고형물의 제거로 인해 COD 제거가 어느 정도 발생할 수 있지만 DAF 공정의 주요 목적은 아닙니다.

• 경우에 따라 DAF는 특히 COD 제거를 목표로 하는 다른 처리 공정 전에 전처리 단계 역할을 할 수 있습니다.
• 더 큰 부유 물질과 오일을 제거함으로써 DAF는 폐수의 유기물 부하를 감소시켜 COD 감소에 중점을 둔 후속 생물학적 처리 공정에 보다 적합하게 만듭니다.

SS(부유 물질)

부유 물질로도 알려진 SS는 수처리 및 폐수 처리 분야에서 중요한 매개변수입니다.

물에 부유하고 시간이 지나도 스스로 가라앉지 않는 고체 입자를 말합니다.

이러한 고형물에는 미사, 점토, 조류, 박테리아 및 기타 미세 입자와 같은 다양한 유기 및 무기 입자가 포함될 수 있습니다. SS 측정은 수질을 이해하고 처리 가능성을 평가하는 데 중요합니다. SS와 그 중요성에 대한 요약은 다음과 같습니다.

1. 부유 물질(SS)의 정의
   • 부유 물질은 물에 존재하는 고체 입자로 필터에 갇힐 수 있습니다. 그들은 정지 상태를 유지하고 중력의 영향을 받지 않습니다.
2. SS 측정
   • 부유 물질은 일반적으로 사전 계량된 필터를 통해 알려진 양의 물을 여과한 다음 필터를 건조 및 계량하여 부유 물질의 질량을 결정함으로써 측정됩니다.
3. 수질 평가의 중요성
   • SS는 강, 호수 및 폐수 방류수를 포함한 수역의 수질을 평가하는 데 중요한 매개변수입니다. 높은 SS 수치는 수질 불량, 오염 또는 부적절한 처리를 나타낼 수 있습니다.
4. 물 투명도에 미치는 영향
   • 물에 있는 높은 수준의 부유 물질은 탁도를 유발하여 물의 투명도와 빛의 침투를 감소시킬 수 있습니다. 혼탁한 물은 수중 생태계를 파괴하고 수중 생물에 영향을 미칠 수 있습니다.
5. 폐수 처리
   • 폐수 처리에서 부유 물질 제거는 규제 기준 및 환경 요구 사항을 충족하는 처리된 폐수를 생성하는 데 필수적입니다.
   • 부유 물질은 생물학적 처리 공정을 방해하고, 필터를 막고, 파이프라인에 침전되어 운영 문제 및 처리 효율성 감소로 이어질 수 있습니다.
6. SS 제거를 위한 치료 방법
   • 물과 폐수에서 부유 물질을 제거하기 위해 다양한 처리 공정이 사용됩니다.
     • 물리적 과정: 침전, 응고, 응집 및 여과와 같은 과정은 더 큰 입자를 제거하는 데 도움이 됩니다.
     • 생물학적 공정: 활성 슬러지와 같은 일부 생물학적 처리 시스템은 유기 입자를 소비하여 SS 감소에 도움이 될 수도 있습니다.
7. 환경적 영향:
   • 자연 수역의 높은 수준의 부유 물질은 수중 생태계에 해로운 영향을 미칠 수 있습니다.
   • 부유 물질은 햇빛 침투를 방해하여 수생 식물의 광합성에 영향을 미치고 수생 생물의 산소 수준을 감소시킬 수 있습니다.
8. DAF와 SS의 관계

• DAF는 부유 물질 제거 효율이 높은 것으로 알려져 있으며 종종 최대 99%의 제거율을 달성합니다.
• 이 공정은 높은 SS 농도를 처리하거나 물에 침전되지 않는 입자가 포함되어 있을 때 특히 유용합니다.

A/S비

공기 대 고체 비율 또는 공기/고체 비율이라고도 하는 A/S 비율은 특히 용존 공기 부상(DAF) 및 활성 슬러지 시스템과 관련하여 다양한 폐수 처리 공정에서 사용되는 매개변수입니다.

용존 공기 부양법(DAF): A/S 비율은 물에 용해된 공기의 부피(입방미터 또는 입방피트)를 처리 중인 물의 고체 질량(킬로그램 또는 파운드)으로 나눈 값을 나타냅니다. 이는 물에서 입자 제거 효율에 영향을 미치기 때문에 DAF 시스템에서 중요한 요소입니다. 작업자는 A/S 비율을 조정하여 공정 중에 형성되는 기포의 크기와 안정성을 제어할 수 있으며, 이는 부유 물질의 부력과 부상에 영향을 미칩니다.

활성화된 슬러지 시스템에서: A/S 비율은 활성 슬러지 시스템에서 식품 대 미생물 비율(F/M 비율)을 결정하는 데 사용됩니다. F/M 비율은 생분해를 담당하는 미생물(활성 슬러지) 개체군에 대한 이용 가능한 식품(유기 오염 물질)의 비율을 나타내기 때문에 이러한 시스템의 설계 및 운영에 필수적인 매개변수입니다. A/S 비율은 BOD 또는 COD(일당 킬로그램 또는 파운드 단위)로 나타낸 유입 유기물 부하(식품)를 활성 슬러지의 부유 물질(미생물) 질량(킬로그램 또는 파운드 단위)으로 나누어 계산합니다.

두 경우 모두 최적의 처리 성능을 달성하고 물에서 오염 물질을 효율적으로 제거하려면 적절한 A/S 비율을 유지하는 것이 중요합니다.

체류시간

체류 시간과 DAF(Dissolved Air Flotation) 사이의 관계는 DAF 프로세스의 성능과 효율성을 이해하는 데 중요한 측면입니다.

체류 시간은 입자 또는 유체 요소가 DAF 장치 내부에서 보내는 평균 시간을 나타냅니다.

DAF에서 체류 시간은 물에서 현탁 입자의 부유 및 분리에 중요한 역할을 합니다. 체류 시간과 DAF 간의 주요 관계는 다음과 같이 요약할 수 있습니다.

입자 부유 효율: 체류 시간은 입자 부유 효율에 직접적인 영향을 미칩니다. 체류 시간이 길수록 용존 공기의 미세 기포가 부유 입자와 접촉할 기회가 더 많아집니다.

이 접촉을 통해 입자가 기포에 부착되어 물 표면으로 올라와 제거할 수 있습니다. 따라서 효율적인 파티클 제거를 위해서는 적절한 체류 시간이 필수적입니다.

필요한 체류 시간: DAF 장치에서 필요한 체류 시간은 부유 물질의 농도 및 특성, 입자 크기 및 원하는 처리 효율 수준과 같은 유입수의 특성에 따라 다릅니다.

효과적인 입자 제거를 위해 DAF 장치는 적절한 기포 입자 상호 작용을 허용하기에 충분한 체류 시간을 제공하도록 설계되어야 합니다.

단락: DAF 장치 내에서 부적절한 체류 시간 또는 부적절한 흐름 분포로 인해 단락이 발생할 수 있습니다. 물이나 기포가 부유 입자와의 필요한 접촉을 우회하여 DAF 탱크를 통과하는 지름길을 택할 때 단락이 발생합니다.

이는 부상 효율을 감소시키고 불완전한 입자 제거를 초래할 수 있습니다. 합선을 최소화하려면 적절한 설계와 유압 고려 사항이 중요합니다.

수압 부하: 체류 시간은 수압 부하 또는 DAF 장치를 통과하는 물의 유량에 의해서도 영향을 받습니다. 더 높은 유속은 체류 시간을 감소시켜 잠재적으로 입자 제거 효율을 감소시킬 수 있습니다.

최적의 DAF 성능을 달성하려면 유압 부하와 체류 시간 간의 올바른 균형을 찾는 것이 필수적입니다.

설계 고려 사항: DAF 장치는 원하는 처리 목표, 폐수의 특성 및 필요한 제거 효율을 기반으로 설계됩니다.

설계는 효율적인 입자 부상을 위한 적절한 체류 시간과 적절한 혼합을 보장하기 위해 탱크 형상, 흐름 패턴 및 유압 매개변수 제어와 같은 요소를 고려해야 합니다.

전반적으로 체류 시간과 DAF 사이의 관계는 부유 물질 및 기타 오염 물질을 물에서 성공적으로 제거하는 데 중요합니다.

체류 시간을 최적화하고 그에 따라 DAF 시스템을 설계함으로써 폐수 처리 플랜트는 감소된 부유 물질 함량으로 고품질 유출물을 얻을 수 있습니다.

KEY POINT

• DAF(Dissolved Air Flotation)는 용존 공기의 미세 기포를 활용하여 유기물, 부유 물질 및 영양분을 포함한 다양한 오염 물질을 물에서 제거하는 효과적인 수처리 공정입니다.
• DAF 처리 효율은 BOD(Biochemical Oxygen Demand), COD(Chemical Oxygen Demand), SS(Suspended Solids), n-H(Nitrogen to Hydrogen ratio), air/solids ratio(A/S)와 같은 주요 매개변수를 기반으로 평가할 수 있습니다. , 및 체류 시간.
• BOD(Biochemical Oxygen Demand)는 미생물이 수중 유기물을 생물학적으로 분해하는 데 필요한 산소량을 측정한 것입니다. 수질의 유기 오염 수준을 나타내며 DAF 처리를 통해 줄일 수 있습니다.
• COD(화학적 산소 요구량)는 화학적으로 산화될 수 있는 물의 유기 및 무기 오염 물질의 양을 정량화하는 데 사용되는 또 다른 매개변수입니다. DAF는 높은 COD 수준에 기여하는 물질을 효과적으로 제거할 수 있습니다.

• SS(Suspended Solids)는 물에 가라앉지 않고 부유 상태로 남아 있는 입자를 의미합니다. DAF는 이러한 부유 입자를 효율적으로 분리 및 제거하여 더 깨끗한 물을 얻을 수 있습니다.
• n-H(질소 대 수소 비율)는 종종 폐수 처리에서 생물학적 영양소 제거 가능성을 평가하는 데 사용됩니다. DAF는 물에서 암모니아 및 질산염과 같은 질소 함유 화합물을 제거하여 n-H 수준 감소에 기여할 수 있습니다.
• DAF 시스템의 공기/고형물 비율(A/S)은 물에 존재하는 총 고형물에 대해 제공된 공기(마이크로버블)의 양을 나타냅니다. 적절한 A/S 비율은 입자의 효율적인 부상과 원하는 처리 결과를 달성하는 데 중요합니다.
• 체류 시간은 물이나 입자가 DAF 장치에서 보내는 평균 시간을 나타냅니다. 더 긴 체류 시간이 더 효과적인 입자-기포 충돌 및 부유를 가능하게 하므로 DAF 처리 효율에서 중요한 역할을 합니다.
• 적절하게 설계된 DAF 시스템은 입자 제거 효율을 극대화하고 입자가 부유 공정을 우회하여 폐수에 남아 있는 단락을 방지하기 위해 적절한 체류 시간을 보장합니다.
• 최적의 처리 성능을 달성하기 위해서는 DAF 시스템 설계에서 유압 부하와 체류 시간의 균형이 필수적입니다.
• DAF 처리는 유기오염물질, 부유물질, 영양분을 제거하여 수질을 획기적으로 개선할 수 있어 방류 또는 추가 처리 공정에 적합한 더 깨끗하고 깨끗한 물을 얻을 수 있습니다.