개념 한 쪽
수질환경기사 생물학적지표 — BOD와 유기물 지표
생물학적지표는 미생물이 유기물을 분해하며 소비하는 산소량으로 오염을 판단한다. BOD5와 최종 BOD, 화학양론에 따른 산소요구량, 총유기탄소, 희석배수를 이용한 제거효율을 익힌다.
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뜻
BOD5는 5일 동안 미생물이 유기물을 분해하며 소비한 산소량이고, 최종 BOD는 BODu이다. 시간 t까지의 BOD는 BODu(1 - 10^(-K1t))로 나타내므로, BOD5에서 최종 BOD를 구할 때는 1에서 10^(-K1t)를 뺀 값으로 나눈다.
화학양론으로 구한 이론적 산소요구량은 BODu와 같은 값으로 놓을 수 있다. 메탄올 250mg/L의 이론적 산소요구량은 375mg/L이고, 탈산소계수가 0.1/day이며 상용대수를 쓰는 조건에서 BOD5는 375 × (1 - 10^(-0.5))으로 약 256mg/L이다.
박테리아의 화학식이 C5H7O2N이고 질소가 암모니아로 전환되는 조건에서는 분자량 113에 대해 산소 5몰, 즉 160g이 필요하다. 박테리아 10g/L를 COD로 환산하면 10 × 160/113으로 약 14.2g/L가 된다.
총유기탄소는 유기탄소를 직접 측정하므로 난분해성 물질에도 대응성이 높다. 난분해성 물질을 측정하지 못해 대응성이 낮다는 설명은 측정 원리와 어긋난다.
희석된 시료의 제거효율은 분해되지 않는 성분으로 희석배수를 먼저 구한다. 생분뇨의 염소이온이 4,500ppm이고 방류수 염소이온이 225ppm이면 희석배수는 20이다. 원수 BOD가 19,500ppm이고 방류수 BOD가 60ppm이면 제거효율은 (19,500 - 60×20)/19,500 × 100으로 약 93.8%이며, 방류수 BOD가 30ppm이면 약 96.9%이다.
예제
선지 판단은 BODu와 BOD5의 관계, 화학양론에 따른 산소요구량, 박테리아 COD 환산, 총유기탄소의 대응성, 희석배수 기준에서 갈린다. BOD5에 1 - 10^(-K1t)를 곱해 BODu를 구한다고 적거나, 메탄올의 이론적 산소요구량을 1.5배가 아닌 값으로 둔 선지가 틀린다. 박테리아 COD 환산에서 산소 계수를 5가 아닌 값으로 두거나 분자량 113을 쓰지 않은 선지도 어긋난다. 총유기탄소가 난분해성 물질에 대응성이 낮다고 적은 선지도 성립하지 않는다. 제거효율을 원수 BOD와 방류수 BOD의 단순 비로만 계산해 희석배수를 빠뜨린 선지도 틀린다.
자주 묻는 물음
- BOD5와 최종 BOD는 어떤 관계인가요?
- 시간 t까지의 BOD는 BODu(1 - 10^(-K1t))입니다. BOD5에서 최종 BOD를 구할 때는 1에서 10^(-K1t)를 뺀 값으로 나누며, BOD5 300mg/L에 K1 0.2/day를 적용하면 BODu는 약 333.3mg/L입니다.
- 이론적 산소요구량과 BOD5는 어떻게 계산하나요?
- 메탄올 250mg/L의 이론적 산소요구량은 375mg/L입니다. 탈산소계수 0.1/day, 상용대수 기준으로 BOD5는 375 × (1 - 10^(-0.5))으로 약 256mg/L입니다. 박테리아 C5H7O2N은 분자량 113에 산소 160g이 대응해 10g/L가 약 14.2g/L의 COD가 됩니다.
- 희석된 시료의 제거효율은 어떻게 구하나요?
- 분해되지 않는 염소이온으로 희석배수를 먼저 구합니다. 원수 염소이온 4,500ppm, 방류수 225ppm이면 희석배수는 20입니다. 원수 BOD 19,500ppm, 방류수 BOD 60ppm이면 제거효율은 (19,500 - 60×20)/19,500 × 100으로 약 93.8%입니다.
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