BOD, DO 실험 보고서

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BOD, DO 실험 보고서에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험목적(Objective)

2. 기자재 및 시약, 시료(Materials)

3. 실험방법(Methods or Procedures)

4. 결과 및 계산 (Experimental Results)

5. 결론 및 토의 (Discussion)

6. 관련이론

7. 참고문헌(Reference)

본문내용

(8.411-7.188)× 0.9639 ] × 27.73 = 181.858mg/L
Sample 2
BOD7(mg/L) = { (8.386-0.099) - (8.411-7.188) × 0.9574 } × 23.46
= 169.266mg/L
Sample 1
181.858 = BODu (1-10-0.12×7)
BODu = 212.586
BOD5 = 212.586 × (1-10-0.12×5) = 159.187 mg/L
Sample 2
169.266 = BODu (1-10-0.12×7)
BODu = 197.866
BOD5 = 197.866 × (1-10-0.12×5) = 148.165 mg/L
BOD5계산
5. 결론 및 토의 (Discussion)
시료를 채취하는 실험단계에서 수두차에 의한 역사이편으로 하여 기포가 발생하지 않기 때문에 주의를 기울여야 한다. 기포가 발생하면 오차의 발생원인이 된다.
MnSO4 용액과 2mL의 Alkali-Azide-Iodide용액 2mL를 주입 후 BOD병의 뚜껑을 닫을 시에 주입한 4mL만큼이 넘치게 되는데, 이 때 희석수 내의 시료가 함께 넘쳤을 수 있어 시료의 손실로 인한 오차가 가능하다.
최대한 산소유입을 줄이기 위해 실험실 내의 공기중 산소까지도 최대한 차단을 하여야 하는데, MnSO4과 Alkali-Azide-Iodide용액을 적정한 후, BOD병의 뚜껑을 즉시 닫지 않고 방치해 두어 실험실내 공기 중 산소가 미량 유입되었을 수 있다.
티오황산나트륨을 적정하는 과정에서 Magnetic Stirrer의 속도가 너무 빨라서 기포가 발생 될 수 있다고 생각한다.
처음 하는 실험이 아닌 예전에 해 보았던 실험이었기에 실험 진행속도는 많이 빨라졌고, 예전처럼 기포가 생겨 오차가 발생되게 하는 요인을 발생하는 실험미숙은 많이 적어졌던 것 같다. 실험 또한 많이 해 보는 것이 오차를 줄이는 가장 좋은 방법인 것 같다.
6. 관련이론
－ 또는 －
C : t시간 후의 유기물질농도
K : 반응속도상수
위의 식에서 보면 유기물농도(C)가 감소함에 따라 반응속도가 점차적으로 감소한다는 것을 알 수 있으며 시간에 따라 남아있는 유기물질의 양도 방사선원소의 붕괴곡선과 비슷한 포물선이 얻어진다. BOD에 있어서 C대신 L을 사용하여 나타내면 된다.
=－ K dt
= － K
ln = － K t
L = L0e-kt
L = L010-Kt
L : t일후의 남아있는 BOD (remaining BOD)
L0 : 최초의 전체 BOD
최종 BOD (Ultimate BOD ; BODu)
최종산소요구량 (UOD ; Ultmate Oxygen Demand)
K1 : 탈산소계수 (Deoxygenation cofficient, 1/day)
= 0.4343 K
t : 분해시간 (days)
위 그림에서 보다시피 소비BOD(E)는 총 BOD(L0)에서 잔존 BOD(L)를 뺀 값으로 나타낼 수 있다.
E = L0 － L
= L0 － L010-k1t
= L0(1－10-k1t)
위의 식에서 K1값은 20℃일 때이며 수온이 잘라지면 호기성미생물의 활성도가 달라지므로 보정을 다음과 같이 해야 하며 K1의 값은 보통 아래 표와 같다. BOD 반응곡선은일반적으로 유기물질의 생물학적 산화작용은 완만히 일어나며 20℃에서 20일간에는 95~99%, 5일간에는 대략 60~70%의 산화가 이루어진다. 시간의 경과에 따른 BOD변화는 일반적으로 위의 그림과 같이 이루어지는 게 보통이다. 이 곡선에서 처음 7~9일 동안에는 제 1단계 곡선식이 나타나는데 다음 그림과 비슷한 특성을 나타나게 된다.
이 1단계는 유기물중 탄소계의 산화에 따른 DO의 소모곡선식을 나타내고 있으며 산소소모가 거의 수렴되는 단계에서는 제 2단계의 질소계 유기물의 산화곡선식이 이루어진다.
ⅰ) 제 1단계 BOD ~ C-BOD(Carbonaceous BOD)
탄수화물(Carbohydrate) + O2 → CO2 + H2O
단백질(Protein) + O2 → CO2 +　H2O
ⅱ) 제 2단계 BOD ~ N-BOD(Nitrogeneous BOD)
2NH4 + 3O2 ―――――> 2NO2－ + 2H+ +H2O
Nitrosomonas
2NO2－ + O2 ―――――> 2NO3－
Nitrobacter
제2단계 N-BOD는 질산화작용을 하는 미생물(Nitrifying microorganjsm)에 의해 산화되는 과정으로 Nitrosomonas에 의해 NO2－-N로 변화하고 다시 Nitrosomonas에 의해 NO3－-N으로 변화된다. 질산화과정(Nitrofication)에서 볼 때 NH4+-N에서 NO2－-N로 되는 것보다 NO2－-N에서 NO3－-N으로 되기 쉽다. 그 이유는 NH4+-N에서 NO2－-N으로 변화되기 위해서는 3개의 산소분자가 요구되나 NO2－-N에서 NO3－-N으로 되는 경우는 1개의 산소분자만 필요하기 때문이다. 따라서 물 속 에서 질산화과정이 일어날 경우에는 아래의 그림과 같이 초기에는 NH4+농도가 오랜 시간이 경과 된 후에는 NO3－-N농도가 높은 농도를 갖게 되며, NO2－-N가 쉽게 NO3－-N으로 변환되므로 물속에서 NO2－-N농도는 낮게 검출되는 것이 일반적 특성이다.
도시하수와 같이 BOD가 높은 하수에서는 질산화가 보통 일어나지 않으나 처리된 폐수나 강 및 호수에서는 호기성상태에 충분한 질산화가 이루어져 C-BOD보다 N-BOD가 높은 농도를 나타내는 경우가 있으므로 수중 산소 소모 면에서 N-BOD를 무시 할 수 없다.
7. 참고문헌(Reference)
.Standard Methods.
.유성환, 최봉종, 조영관, 이진종 / 수질조사 및 분석 / 동화기술 / 1998년
.박정환, 정종태 / 기초환경 공업실험 / 동화기술 / 2001년
이승원 외 2명, 수질환경기사산업기사, 성인당 (2004)
.Sawyer, C. & P. McCarty, Chemistry for environmental engineering, 4th Ed, McGraw-Hill, New york(1979)
.김좌관, 수질오염개론, 동화기술 (2000)
.김형석김부길송영채 공저, “수질분석 및 수처리 실험,” 동아기술

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