폐수 분석 이론적 산소요구량

폐수 분석 이론적 산소요구량

 

 

어떤 폐수를 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다.

이론적인 최종산소요구량은?

> 유기탄소: 300 mg/L

> NH3: 75 mg/L

> 유기질소: 50 mg/L

> NO2: 5 mg/L

 

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C + O2 → CO2

 

C : O2 = 12 : 32 = 1 : ?

 

? = 32 / 12 = 2.67 mg O2 / mg C

---> 유기탄소 1 mg당 산소요구량

 

(300 mg C/L) × (2.67 mg O2 / mg C)

= 300 × 2.67 = 801 mg O2/L

 

 

 

폐수에서 측정한 NH3

= 암모니아성 질소(NH3-N)

 

NH4^+ + 2O2 → NO3^- + H2O + 2H^+

또는

NH3 + 2O2 → NO3^- + H2O + H^+

 

N(NH3) : 2O2 = 14 : 64 = 1 : ?

 

? = 64 / 14 = 4.57 mg O2 / mg N

---> 암모니아성 질소 1 mg당 산소요구량

 

75 × 4.57 = 342.8 mg O2/L

 

 

 

유기질소는 유기 아민(R-NH2) 형태로 존재한다고 가정

R-NH2 + 2O2 → R-NO3 + H2O

 

N(R-NH2) : 2O2 = 14 : 64 = 1 : ?

 

? = 64 / 14 = 4.57 mg O2 / mg N

---> 유기질소 1 mg당 산소요구량

 

50 × 4.57 = 228.5 mg O2/L

 

 

 

2NO2^- + O2 → 2NO3^-

또는

NO2^- + (1/2) O2 → NO3^-

 

NO2^- : (1/2) O2 = 14 : 16 = 1 : ?

 

? = 16 / 14 = 1.14 mg O2 / mg N

---> NO2 1 mg당 산소요구량

 

5 × 1.14 = 5.7 mg O2/L

 

 

300x250

 

 

그러나

암모니아성 질소와 유기질소가 질산화 될 때,

NO2^- 형태를 거치기 때문에,

이미 존재하는 NO2^-를 고려해 주어야 한다.

 

 

 

완전 산화가 필요한 질소

= 75 + 50 – 5 = 120 mg/L

 

(120 mg N/L) × (4.57 mg O2 / mg N)

= 120 × 4.57 = 548.4 mg O2/L ... ①

 

 

 

여기에다

NO2 산화에 필요한 산소

5 × 1.14 = 5.7 mg O2/L ... ②

 

 

 

① + ② = 548.4 + 5.7 = 554.1 mg O2/L

---> 질소 계열의 산소요구량

 

 

 

유기탄소와 질소 계열의 산소요구량을 더하면,

801 + 554.1 = 1355.1 mg O2/L

 

 

 

답: 약 1355 mg/L

 

 

 

 

[참고] 만약 “> NO2: 5 mg/L” 항목이 없다면,

801 + 342.8 + 228.5 = 1372.3 mg/L

가 답이 될 것이다.

 

 

 

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/16761 ]

암모니아성 질소 (NH3-N) 10 mg이 질산화 될 때 요구되는 이론적 산소요구량

 

 

 

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