고도정수처리공정 운영 실험방법(오존 요구량 측정, 활성탄 성분 분석)

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고도정수처리공정 – 오존 요구량의 측정방법

1. 순간오존요구량(ID)

순간오존요구량(Instantaneous Ozone Demand, ID)은 오존 처리 공정에서 중요한 개념입니다.

정의

순간오존요구량은 원수(raw water)에 오존을 주입했을 때 초기에 급격히 분해되는 오존의 양을 의미합니다. 이는 원수 중의 오존 반응성 물질에 의해 발생하며, 일정 시간 후에는 오존 분해 속도가 감소합니다.

중요성

순간오존요구량을 고려하지 않으면 실제 소독에 필요한 오존 농도(C·T)를 과대 평가할 수 있습니다. 따라서 정확한 오존 주입량 결정을 위해서는 순간오존요구량을 반드시 측정해야 합니다.

측정 방법

순간오존요구량은 원수에 오존을 주입한 후 일정 시간 동안 잔류 오존 농도를 측정하여 구할 수 있습니다. 

초기 급격한 오존 감소 구간을 순간오존요구량 구간으로 정의하고, 이 구간에서 분해된 오존의 양을 순간오존요구량으로 계산합니다.

요약하면, 순간오존요구량은 원수 중 오존 반응성 물질에 의해 초기에 급격히 분해되는 오존의 양을 의미하며, 정확한 오존 주입량 결정을 위해 반드시 측정해야 하는 중요한 인자입니다.

2. 오존소비속도(Kc)

오존소비속도상수(kc)는 오존 처리 공정에서 매우 중요한 인자입니다.

정의

오존소비속도상수(kc)는 원수 중의 오존 반응성 물질에 의해 오존이 분해되는 속도를 나타내는 상수입니다. 즉, 오존이 원수 중의 물질과 반응하여 분해되는 속도를 정량화한 값입니다.

중요성

오존소비속도상수(kc)는 오존 처리 공정의 설계 및 운전에 필수적입니다. kc 값을 이용하여 오존 주입량과 체류시간을 결정할 수 있기 때문입니다. 또한 kc는 원수 수질을 대변하는 지표로, pH, 경도, TOC(총유기탄소) 등에 따라 변화합니다.

측정 방법

오존소비속도(kc)는 원수에 오존을 주입한 후 일정 시간 동안 잔류 오존 농도를 측정하여 구할 수 있습니다. 

잔류 오존 농도의 자연로그 값과 시간의 관계를 이용하여 기울기를 구하면 이 값이 바로 kc가 됩니다.

요약하면, 오존소비속도상수(kc)는 오존이 원수 중의 물질과 반응하여 분해되는 속도를 나타내는 상수로, 오존 처리 공정의 설계와 운전을 위해 반드시 측정해야 하는 중요한 인자입니다.

고도정수처리공정 – 활성탄 성분 분석방법

활성탄의 품질 평가

활성탄의 품질 평가는 다음과 같은 항목들을 통해 이루어집니다.

건조감량, 경도, 충전밀도, 요오드흡착력, 메틸렌블루탈색력, 회분

ㄱ. 입상활성탄 공업규격

요오드흡착력
  • 활성탄의 미세공극 발달 정도를 나타내는 지표입니다.
  • 1급 활성탄은 1,000 mg/g 이상, 2급은 800 mg/g 이상이어야 합니다.
메틸렌블루탈색력
  • 활성탄의 중공극 발달 정도를 나타내는 지표입니다.
  • 1급은 25 이상, 2급은 20 이상이어야 합니다.
건조감량
  • 활성탄 내 수분 및 휘발성 물질의 함량을 의미합니다.
  • 1급과 2급 활성탄 모두 5% 이하여야 합니다.
경도
  • 활성탄 입자의 강도를 나타내는 지표입니다.
  • 1급과 2급 활성탄 모두 90% 이상이어야 합니다.
충전밀도
  • 활성탄 충전 시 단위 부피당 중량을 의미합니다.
  • 1급은 0.48 g/cc 이하, 2급은 0.52 g/cc 이하여야 합니다.
회분
  • 활성탄 내 불활성 무기물 함량을 나타냅니다.
  • 회분 함량이 높으면 저급 활성탄일 가능성이 높습니다.

ㄴ. 분말활성탄 공업규격

성상: 흑색의 분말 형태여야 합니다.
수소이온농도(pH): pH 4.0~11.0 범위 내에 있어야 합니다.
체잔류물(200mesh): 200메시 체에 남는 분말의 함량이 10% 이하여야 합니다.
건조감량: 수분 및 휘발성 물질의 함량이 50% 이하여야 합니다.
염화물: 염화물 함량이 0.5% 이하여야 합니다.
회분: 불활성 무기물 함량인 회분 함량이 낮을수록 좋은 품질입니다.

ㄷ. 활성탄의 수처리 성분규격

요오드흡착력
  • 활성탄의 미세공극 발달 정도를 나타내는 지표입니다.
  • 수처리용 활성탄은 일반적으로 800 mg/g 이상의 요오드흡착력을 요구합니다.
메틸렌블루탈색력
  • 활성탄의 중공극 발달 정도를 나타내는 지표입니다.
  • 수처리용으로는 20 이상의 값이 요구됩니다.
건조감량
  • 활성탄 내 수분 및 휘발성 물질의 함량을 의미합니다.
  • 5% 이하여야 합니다.
회분
  • 활성탄 내 불활성 무기물 함량을 나타냅니다.
  • 회분 함량이 낮을수록 우수한 활성탄입니다.
pH
  • 수처리용 활성탄은 pH 4.0~11.0 범위 내에 있어야 합니다.
 

마무리

 

오늘은 고도정수 처리공정 운영 실험방법(오존 요구량 측정, 활성탄 성분 분석)에 대해 알아보았습니다.

아래는 본문의 요약입니다.

고도정수 처리공정 – 오존 요구량의 측정방법

  1. 순간오존요구량(ID)
    • 정의: 원수에 오존을 주입했을 때 초기에 급격히 분해되는 오존의 양
    • 중요성: 순간오존요구량을 고려하지 않으면 실제 소독에 필요한 오존 농도(C·T)를 과대 평가할 수 있음
    • 측정 방법: 원수에 오존을 주입한 후 일정 시간 동안 잔류 오존 농도를 측정하여 구함
  2. 오존소비속도(Kc)
    • 정의: 원수 중의 오존 반응성 물질에 의해 오존이 분해되는 속도를 나타내는 상수
    • 중요성: 오존 처리 공정의 설계 및 운전에 필수적, pH, 경도, TOC 등에 따라 변화
    • 측정 방법: 원수에 오존을 주입한 후 일정 시간 동안 잔류 오존 농도를 측정하여 구함

고도정수 처리공정 – 활성탄 성분 분석방법

  1. 활성탄의 품질 평가 항목
    • 건조감량, 경도, 충전밀도, 요오드흡착력, 메틸렌블루탈색력, 회분
  2. 입상활성탄 공업규격
    • 요오드흡착력: 1급 1,000 mg/g 이상, 2급 800 mg/g 이상
    • 메틸렌블루탈색력: 1급 25 이상, 2급 20 이상
    • 건조감량: 5% 이하
    • 경도: 90% 이상
    • 충전밀도: 1급 0.48 g/cc 이하, 2급 0.52 g/cc 이하
  3. 분말활성탄 공업규격
    • 성상: 흑색의 분말 형태
    • pH: 4.0~11.0
    • 체잔류물(200mesh): 10% 이하
    • 건조감량: 50% 이하
    • 염화물: 0.5% 이하
    • 회분: 낮을수록 좋은 품질
  4. 활성탄의 수처리 성분규격
    • 요오드흡착력: 800 mg/g 이상
    • 메틸렌블루탈색력: 20 이상
    • 건조감량: 5% 이하
    • 회분: 낮을수록 우수
    • pH: 4.0~11.0

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