물의 생화학적 산소 요구량에 대한 지식

물의 생화학적 산소 요구량에 대한 지식

1. 이사회의 정의.

생화학적 산소 요구량(종종 BOD라고 함)은 특정 조건에서 물에서 생분해성 유기물을 분해하는 미생물의 생화학적 반응에서 소비되는 용존 산소의 양을 나타냅니다. mg/L 또는 백분율, ppm으로 표시됩니다. 물 속의 유기 오염 물질의 함량을 반영하는 종합적인 지표입니다. 생물학적 산화 시간이 5일인 경우 5일 생화학적 산소 요구량(BOD5)이라고 하며 그에 따라 BOD10과 BOD20이 있습니다.

물에서 유기물의 분해는 두 단계로 수행됩니다. 첫 번째 단계는 탄소 산화 단계이고 두 번째 단계는 질화 단계입니다. 탄소 산화 단계에서 소비되는 산화량을 탄화 생화학적 산소 요구량(CBOD)이라고 합니다.

미생물은 물에서 유기 화합물을 분해할 때 산소를 섭취해야 합니다. 물 속의 용존 산소가 미생물의 필요를 공급하기에 충분하지 않으면 수역은 오염된 상태에 있습니다. 따라서 BOD는 수중 유기 오염 정도를 간접적으로 나타내는 중요한 지표입니다. BOD의 결정을 통해 하수의 생분해성과 수역의 자체 정화 능력을 이해할 수 있습니다. 값이 높을수록 물에 더 많은 유기 오염 물질이 있고 오염이 더 심각합니다.

일반적으로 미생물의 대사에 따른 유기물의 분해 과정은 두 단계로 나눌 수 있습니다. 첫 번째 단계는 유기물이 CO2, NH3 및 H2O로 전환되는 과정입니다. 두 번째 단계는 NH3가 아질산염과 질산염으로 더 변환되는 질화 과정입니다. NH3는 이미 무기물이기 때문에 하수의 생화학적 산소 요구량은 일반적으로 생화학 반응 단계에서 유기물이 필요로 하는 산소의 양만을 의미합니다. 미생물에 의한 유기물의 분해는 온도와 관련이 있으며, 일반적으로 생화학적 산소 요구량을 측정하기 위한 표준 온도로 20°C가 사용됩니다. 충분한 산소와 일정한 교반의 측정 조건에서 유기물이 기본적으로 단계 산화 분해 과정을 완료하는 데 일반적으로 약 99 일이 소요되며 20 일 BOD 값은 종종 완전한 BOD 값, 즉 BOD20으로 간주됩니다. 그러나 20일은 실제 작업에서 달성하기 어렵습니다. 따라서 표준 시간은 일반적으로 5일로 규정되어 있으며, 이를 5일 생화학적 산소 요구량이라고 하며 BOD5로 기록됩니다. BOD5는 BOD20의 약 70%입니다.

BOD와 COD의 차이점은 BOD가 생화학적 산소 요구량이라는 것입니다. COD는 화학적 산소 요구량으로, 일정 조건에서 강한 산화제에 의해 산화될 수 있는 물 속의 모든 오염물질(유기 및 무기 물질 포함)의 양을 말하며, 산화에 필요한 산소의 mg/L로 표시됩니다. 물질을 줄여 수질 오염의 정도를 반영할 수 있습니다. 일반적으로 하수의 COD는 BOD보다 큽니다. 이것은 전자가 더 철저하게 산화되기 때문입니다. 소수의 휘발성 유기 화합물, 방향족 유기 화합물 및 몇 가지 알칸을 제외하고는 일반적으로 산화 될 수 있으며 무기 물질의 양도 일부 있습니다. BOD는 미생물에 의해 직접 분해될 수 있는 유기물만을 말하며, 물 속의 독성 물질과 박테리아에 쉽게 방해를 받습니다. 생화학적 산소 요구량과 화학적 산소 요구량의 비율은 물 속의 유기 오염 물질이 미생물이 분해하기 어려운 정도를 나타낼 수 있습니다. 미생물이 분해하기 어려운 유기 오염 물질은 환경에 더 해롭습니다.

일반 하천의 BOD5는 2mg/L를 초과하지 않습니다. 10mg/L 이상이면 악취가 납니다. 우리나라의 종합하수방류기준은 공장배출구에서 폐수의 BOD 2차 기준의 허용농도는 60mg/L, 지표수 BOD는 4mg/L를 초과하지 않도록 규정하고 있습니다.

BOD5에 대한 전통적인 테스트 방법은 접종 희석 방법입니다. 구체적인 방법은 20±1°C에서 5일간 배양하고 배양 전후에 각각 시료의 용존산소를 측정하는 것입니다. 둘의 차이점은 5일 동안의 생화학적 산소 요구량입니다. 이것은 현재 널리 사용되는 방법입니다.

Lianhua Technology에서 제공하는 생화학적 산소 요구량(BOD) 분석기는 차압 방법의 측정 원리에 따라 설계되었습니다. 이 기기는 자연에서 유기물의 생분해 과정을 시뮬레이션합니다: 테스트 병 위의 공기 중 산소는 물에서 소비된 용존 산소를 지속적으로 보충하고, 유기물이 분해되는 동안 생성된 CO2는 밀봉 커버의 수산화나트륨에 흡수되며, 압력 센서는 테스트 병 내 산소 압력의 변화를 언제든지 모니터링합니다. 생화학적 산소 요구량 BOD(즉, 테스트 병에서 소비된 산소의 양)와 가스 압력 사이에 상관 관계가 설정되고 생화학적 산소 요구량 BOD 값이 직접 표시됩니다.

기존의 희석 접종 방법은 번거롭고 시간이 많이 소요되며, 5일간의 배양 과정 동안 전담 인력이 감독해야 합니다. 이에 비해 Lianhua Technology의 BOD 분석기는 작동이 쉽고 테스트가 편리합니다. 설정된 배양 시간(예: 5일, 7일 또는 30일)에 도달하면 테스트 시스템이 자동으로 종료되고 측정 결과가 저장됩니다. 동시에 6개 또는 12개의 물 샘플을 수행할 수 있으며 테스트 중에 특별한 사람이 관찰할 필요가 없습니다. 그리고 희석 방법보다 빠릅니다. 병을 계속 젓는 상태로 유지하면 물 샘플에 추가 산소를 제공하고 박테리아가 유기물과 더 많이 접촉할 수 있습니다. 호흡 및 산소 소비 과정을 가속화함으로써 결과를 더 빨리 얻을 수 있습니다. 희석 배양법과 동일한 측정 결과를 2-3일 이내에 얻을 수 있습니다. 이러한 측정 결과는 공정 제어에 사용할 수 있습니다.

 

2. BOD는 어떻게 생산되는가

BOD는 주로 물 속의 생분해성 유기물에서 나옵니다.‌

생화학적 산소 요구량(BOD)은 특정 조건에서 물에서 생분해성 유기물을 분해하는 미생물의 생화학적 반응 과정에서 소비되는 용존 산소의 양을 나타냅니다. 이러한 유기물은 인간 및 동물의 배설물, 식품 및 산업 폐기물 등이 될 수 있습니다. 그들은 미생물의 작용에 의해 물에서 분해되어 물 속의 용존 산소를 소비합니다. BOD는 일반적으로 리터당 밀리그램으로 측정되거나 백분율 또는 ppm으로 표시됩니다. 수역의 유기 오염 정도를 평가하는 데 사용되는 중요한 수질 지표입니다. 하수에 있는 대부분의 오염 물질은 알려진 수천만 종과 알려지지 않은 수많은 종을 포함한 유기물입니다. BOD와 또 다른 지표인 화학적 산소 요구량(COD)은 수역의 오염 상태를 평가하는 데 함께 사용됩니다. BOD는 미생물에 의해 분해될 수 있는 유기물의 양을 측정하는 데 중점을 두는 반면 COD는 모든 형태의 유기물 및 무기물의 산화를 포함합니다. 요약하면, BOD는 주로 물 속의 생분해성 유기물에서 발생합니다. 이러한 유기물은 미생물에 의해 물에서 분해되어 수역의 자체 정화 능력과 생태 균형에 영향을 미칩니다. 생화학적 산소 요구량은 중요한 수질 오염 매개변수입니다. 폐수, 폐수 처리장에서 배출되는 폐수 및 오염된 물에서 유기물을 사용하여 미생물이 성장하고 번식하는 데 필요한 산소의 양은 분해성(미생물 사용 가능) 유기물의 산소 등가량입니다. 지표수의 오염 물질은 미생물에 의해 매개되는 산화 과정에서 용존 산소를 소비합니다. 소비되는 용존 산소의 양을 생화학적 산소 요구량이라고 하며, 이는 물 속의 생분해성 유기물의 양을 간접적으로 반영합니다. 물 속의 유기물이 미생물의 생화학적 작용에 의해 산화되고 분해되어 무기 또는 기체 상태가 될 때 물 속에 소모되는 용존 산소의 총량을 나타냅니다. 값이 높을수록 물에 더 많은 유기 오염 물질이 있고 오염이 더 심각합니다. 설탕, 식품, 제지, 섬유와 같은 생활 하수 및 산업 폐수에 부유 또는 용해 상태로 존재하는 탄화수소, 단백질, 오일, 리그닌 등은 모두 호기성 세균의 생화학적 작용에 의해 분해될 수 있는 유기 오염 물질입니다. 산소는 분해 과정에서 소모되기 때문에 호기성 오염 물질이라고도 합니다. 이러한 유형의 오염 물질이 수역으로 너무 많이 배출되면 물에 용존 산소가 부족해집니다. 동시에 유기물은 물 속의 혐기성 박테리아의 분해를 통해 부패를 일으켜 메탄, 황화수소, 메르캅탄, 암모니아와 같은 악취가 나는 가스를 생성하여 수역을 악화시키고 악취를 유발합니다.

하수의 모든 유기물이 완전히 산화되고 분해되는 데 약 100일이 걸립니다. 검출 시간을 단축하기 위해 생화학적 산소 요구량은 일반적으로 5일 이내에 20°C에서 테스트된 물 샘플의 산소 소비량으로 표시되며, 이를 BOD5라고 하는 5일 생화학적 산소 요구량이라고 합니다. 가정용 하수의 경우 완전한 산화 및 분해를 위해 산소 소비량의 약 70%와 같습니다.

 

3. 이사회의 영향.

수질 감지 BOD는 생화학적 산소 요구량 측정기의 약자로 수중 산소를 소비하는 오염 물질의 함량을 종합적으로 나타내는 지표입니다. 과도한 BOD의 위험은 주로 다음과 같은 측면에서 나타납니다.

 

1. 수중 용존 산소 소비: 과도한 BOD 함량은 호기성 박테리아와 호기성 유기체의 번식 속도를 가속화하여 물 속의 산소를 빠르게 소비하여 수생 생물의 죽음으로 이어집니다.

2. 수질 악화 : 수역에서 많은 수의 산소를 소비하는 미생물의 번식은 용존 산소를 소비하고 유기 오염을 자체 생명 구성 요소로 합성합니다. 이것은 수역의 자기 정화 특성입니다. BOD가 너무 높으면 호기성 박테리아, 호기성 원생동물 및 호기성 원생식물이 대량으로 증식하고 빠르게 산소를 소비하며 물고기와 새우가 죽고 많은 수의 혐기성 박테리아가 증식하게 됩니다.

3. 수역의 자체 정화 능력에 영향을 미치다: 수역의 용존 산소 함량은 수역의 자체 정화 능력과 밀접한 관련이 있습니다. 용존 산소 함량이 낮을수록 수역의 자체 정화 능력이 약해집니다.

4. 냄새 발생: BOD 함량이 너무 높으면 수역에서 냄새가 발생하여 수질에 영향을 미칠 뿐만 아니라 주변 환경과 인간의 건강을 위협합니다.

5. 적조 및 녹조 유발: 과도한 BOD는 수역의 부영양화를 유발하고 적조 및 녹조를 유발하여 수생 생태계 균형을 파괴하고 인간의 건강과 식수를 위협합니다.

 

따라서 과도한 BOD는 물 속의 생분해성 유기물의 함량을 간접적으로 반영할 수 있는 매우 중요한 수질 오염 매개변수입니다. BOD가 과도하게 함유된 하수가 강이나 바다와 같은 자연 수역으로 배출되면 물 속의 유기체가 사멸할 뿐만 아니라 먹이 사슬에 축적되어 인체에 유입되어 만성 중독을 일으키고 신경계에 영향을 미치며 간의 기능을 파괴합니다. 따라서 측정을 위해 Shenchanghong BOD 미터를 구입해야 합니다. 테스트를 통과 한 후에 만 하수를 수역으로 배출 할 수 있습니다.

 

5. BOD의 치료 방법

물 속의 과도한 BOD(생화학적 산소 요구량) 문제를 치료하기 위해서는 물리적, 생물학적, 화학적 방법 등 다양한 방법을 사용해야 합니다. 다음은 몇 가지 효과적인 방법입니다.

 

1. 물리적 방법:

 

A. 일반적으로 침전, 여과 또는 원심분리와 같은 물리적 방법을 사용하여 부유 고형물 및 침전물을 제거하기 위해 폐수를 전처리합니다.

 

B. 스크리닝 및 침전. 물리적 스크리닝 및 침전을 통해 하수에 있는 부유 고형물을 제거합니다. 이러한 고체는 일반적으로 높은 BOD를 함유하고 있습니다.

 

2. 생물학적 방법:

 

A. 생물학적 처리는 폐수에서 BOD를 제거하는 핵심 단계 중 하나입니다. 미생물의 대사 능력을 사용하여 유기물을 분해하고 BOD 함량을 줄입니다. 일반적인 방법에는 활성 슬러지 방법과 생물막 방법이 있습니다.

 

B. 활성슬러지법 : 교반, 폭기 및 기타 방법을 통해 미생물이 유기물을 분해할 수 있도록 적절한 환경 조건을 조성합니다.

 

C. Biofilm 방법 : 고정된 막에 미생물을 부착하고 폐수 내의 유기물이 막을 통과할 때 미생물에 의해 제거됩니다.

D. pH 값 조정: 폐수의 pH 값은 미생물의 활성 및 BOD 제거 효과에 일정한 영향을 미치므로 특정 폐수의 특성에 따라 조정해야 합니다.

E. 용존산소를 증가시키는 폭기: 산소공급을 증가시킴으로써 미생물의 활성과 폐수 내 BOD의 제거 효율이 향상된다.

F. 잔류 슬러지 처리: 생물학적 처리 과정에서 생성된 슬러지는 혐기성 소화, 호기성 소화, 탈수, 건조 등을 포함하여 추가 처리해야 합니다.

3. 화학적 방법 :

A. 화학적 산화 : 오존, 염소 또는 과황산염과 같은 산화제를 사용하여 하수의 유기물을 산화시키고 BOD를 줄입니다.

B. 응집 및 부유선광: 응집제를 첨가하여 부유 입자와 유기물을 더 큰 플록으로 응축시킨 다음 부유선광으로 제거합니다.

4. 진보된 처리 기술:

A. 혐기성 암모니아 산화 기술: 특정 조건에서 혐기성 암모니아 산화 박테리아를 사용하여 하수에서 암모니아 질소를 제거하고 동시에 BOD를 감소시킵니다.

B. 건설된 습지 시스템 : 건설된 습지에서 식물과 미생물의 시너지 효과를 통해 유기물, 질소, 인 등의 오염물질을 제거합니다.

5. 프로세스 최적화:

A. SBR (Sequencing Batch Activated Sludge Process) : 주기적인 물 충전, 폭기, 침강 및 배수 공정을 통해 하수 처리의 효율성을 향상시킵니다.

B. CAST (Circulating Activated Sludge Process) : 폭기와 교반의 주기적인 운전을 결합하여 유기물의 제거 효율을 향상시킵니다.

6. 전처리 및 후처리:

A. Coarse Screen, Fine Screen, Grit Chamber와 같은 전처리는 큰 입자의 유기물을 제거하고 후속 생물학적 처리의 부담을 줄여줍니다.

B. 후처리 : 생물학적 처리 후 BOD는 여과, 흡착 및 기타 방법으로 더욱 감소합니다.

요약하면, 처리수의 과도한 BOD 문제는 폐수의 특성, 처리 요구 사항 및 경제적 조건과 같은 요인을 종합적으로 고려하고, 적절한 처리 방법을 선택하고, 처리 공정 중 에너지 소비 및 배출에 주의를 기울여 처리 공정이 환경 보호 요구 사항을 충족하는지 확인해야 합니다.

5. BOD 분석 방법.

BOD의 분석 방법은 주로 5일 배양법, 압력 측정법, 미생물 전극법, BOD5법, BOD20법, 바이오센서법, 광산소센서법, 화학분석법 등이 있다 1,‌ 5일 훈련 방법은 일반적으로 사용되는 BOD 측정 방법입니다. (20 ± 1 ° C) 조건에서 물 샘플을 5 일 동안 변경하여 BOD 값을 계산한 다음 물 샘플 전후의 물 샘플의 산소 함량 변화를 결정합니다. 폐쇄 시스템의 변화를 측정하여 BOD 값을 계산하는 것입니다. 미생물 대사 활동으로 인한 전기 신호 변화는 BOD 값을 결정합니다. 이 방법은 감도와 정확도가 높습니다. BOD5 방법은 간단하고 경제적이며 수질 모니터링 분야에서 널리 사용되는 반면 BOD20 규칙은 수역 내 유기물의 분해를 보다 종합적으로 평가할 수 있으며 BOD를 보다 정확하게 평가해야 하는 경우에 적합합니다. 빠른 응답, 간단한 조작 및 높은 감도의 장점이 있습니다. 화학 시약과 유기물 사이의 반응을 계산하여 BOD 값을 계산합니다. 이 방법은 일반적으로 더 긴 작업 시간과 복잡한 실험 단계가 필요하지만 일부 특정 경우에는 여전히 BOD 값을 결정하는 효과적인 방법입니다. 또한 국가 및 지역에 따라 표준 및 요구 사항이 다를 수 있습니다. 따라서 BOD를 수행할 때는 측정 결과의 정확성과 비교 가능성을 확보하기 위해 해당 영역에 적용 가능한 관련 방법 및 표준을 참조할 필요가 있습니다.

 

Lianhua Technology의 생화학적 산소 요구량(BOD5) 분석기는 차압 측정 원리를 기반으로 설계되었습니다. 자연에서 유기물의 생분해 과정을 시뮬레이션합니다. 밀봉된 배양병에서 배양병 위의 공기 중의 산소는 시료의 유기물 분해로 인해 소비되는 용존 산소를 지속적으로 보충합니다. 유기물이 분해되는 동안 생성된 CO2가 제거되어 배양병의 기압이 변합니다. 배양병의 기압 변화를 감지하여 샘플의 생화학적 산소 요구량(BOD) 값을 계산합니다. 넓은 감지 범위, 4000mg/L 미만의 직접 테스트, 결과 자동 인쇄, 1-30일의 선택적 측정 주기, 간단한 조작.