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BOD 란 수질 판단 척도로써 수중의 생분해성 유기물질이 호기성 미생물에 의해 분해·안정화되는데 요구되는 산소량을 의미한다.
VELP RESPIROMETRIC Sensor System 은 BOD Sensor, Wireless DataBox™, RESPIROSoft™ (PC 소프트웨어) 로 구성된다.
BOD Sensor 는 샘플 내 미생물이 산소를 소비하며 발생한 압력차를 감지하여 mg/L 단위로 바로 환산하므로 별도의 계산이 필요 없고, 30분~24시간 간격으로 BOD 값을 측정할 수 있다.
Wireless Databox™ 는 RESPIROMETRIC Sensor 와 무선으로 연결하여 측정된 값을 PC로 전송한다.
이 과정에서 BOD 측정을 위해 incubator 를 열지 않으므로 incubator 내부 온도가 일정히 유지되어 결과의 신뢰성이 높다.
또한, BOD 전용 소프트웨어 RESPIROSoft™ 를 사용하면 측정 값의 실시간 모니터링, 기록, 결과 보고서 작성 기능으로 오류가 없고 편리한 분석이 가능하다.
Materials & Methods
혼합 폐수액으로써 그 조성에 따라 type 1, type 2, type 3 로 3가지 종류의 샘플로 나누었다.
혼합 폐수액은 Sewage, 산업폐수, 담수의 혼합액이며, 각 항목의 COD, BOD5/COD 값을 고려하여 BOD sensor 조건을 선택하였다.
BOD sensor 는 정밀한 측정을 위해 샘플의 예상 BOD 값에 따라 90, 250, 600, 999 mg/L 중 한가지 조건을 선택하여 사용하게 된다.
이 실험에서 각 샘플의 측정 조건은 다음과 같이 설정되었다.
- type 1: BOD < 90 mg/L
- type 2: BOD < 600 mg/L
- type 3: BOD < 999 mg/L
그 외 실험 조건은 다음과 같았다.
- temperature : 20℃
- time : 28 days
- measurement interval : 12 h
Results
| ① |
다음 Table 1 에서 모든 type 의 BOD 측정 값의 표준편차 (standard deviation) 가 매우 낮다.
이를 통해 VELP RESPIROMETRIC Sensor System 을 사용하여 재현성 있는 결과를 얻을 수 있음을 확인하였다. |
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Table 1 |
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| ② |
일반적으로 BOD28 은 28일까지의 BOD 값으로 BOD 반응을 끝까지 진행시켜서 얻은 값 (total BOD) 과 동일한 것으로 가정한다
BOD5 는 측정 5일까지의 BOD 값으로, 주로 초기 BOD 반응을 확인할 때 사용하는 값이다.
또한 BOD20 은 측정 20일까지의 BOD 값으로 후기 BOD 반응을 확인에 사용한다.
따라서 BOD5/BOD28 을 확인하면 초기 BOD 반응을,
BOD20/BOD28 은 후기 BOD 반응의 진행 정도를 파악할 수 있다.
이론적으로 알려진 sewage 의 BOD5/BOD28 은 0.700,
BOD20/BOD28 은 0.990 이다 (Tchobanoglous et al, 2003). 다음 Figure 1 는 type 3 의 BOD 측정 결과이다.
Figure 1
BOD5/BOD28 은 0.745,
BOD20/BOD28 은 0.996 로 이론적으로 알려진 값과 그 경향성이 일치하였으며
이러한 경향성은 type 1 에서도 확인되었다. |
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| ③ |
Table 1 에서 type 2 의 BOD5/BOD28 은 0.625 로 이론적으로 알려진 값 (0.700) 에 비해 현저히 낮은 값을 보였다.
반면에 BOD20/BOD28 은 0.984 로 다시 이론 값 (0.990) 과 비슷한 수준으로 증가하였다.
Figure 2 는 type 2의 BOD 값이며, 다른 샘플과 상이한 양상으로 진행한 것을 알 수 있다.
Figure 2
5 - 16 day 기간에는 BOD 반응 속도가 감소하여 그래프의 기울기가 완만하였으나 16 - 19 day 기간에는 BOD 반응이 급격히 증가한 특징을 가지는데,
이는 샘플 내 독립영양< 질산화 세균 비율이 높을 때 나타나는 특징이다.
이와 같이 VELP RESPIROMETRIC Sensor System 을 이용하여 초기 및 후기 BOD 반응을 비교하는 방식으로 각 샘플의 수질 특성을 파악할 수 있다. |
Conclusion
| ① |
VELP RESPIROMETRIC Sensor System 의 결과가 재현성 있고, 기존의 이론과 일치하는 결과를 얻을 수 있음을 확인하였다. |
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| ② |
type 2 샘플의 경우, 다른 샘플과 상이하게 독립영양 질산화 세균 비율이 높음을 확인하여
VELP RESPIROMETRIC Sensor System 을 이용하여 수질 관리가 가능한 것을 확인하였다. |
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| ③ |
VELP RESPIROMETRIC Sensor System 의 장점은 다음과 같다 |
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RESPIROMETRIC Sensor 는 mg/L (ppm) 단위로 BOD 값을 바로 환산하여 별도의 계산이 필요 없다. |
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30분~24시간 간격으로 BOD 값을 측정할 수 있다. |
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Incubator 내부에 위치한 센서와 PC 를 무선으로 연결하여 시험 기간 동안 Incubator 를 열지 않고도 BOD 값을
얻을 수 있어, 내부 온도가 일정하게 유지되므로 결과의 신뢰성이 높다. |
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BOD 전용 소프트웨어 RESPIROSoft™ 로 실시간 모니터링, 기록, 결과 보고서 작성 기능으로 오류가 없고 편리한 분석이 가능하다. |
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BOD 측정 값의 재현성이 높다. |
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수질 관리에 용이하다. |
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