[KASAHARA] 용어설명 – DO (용존산소)
1. DO
Dissolved Oxygen의 약칭. 용존산소를 의미하며, 측정 단위는 PPM 또는 mg/L로 나타냅니다. (JIS 규격은 mg/L)
2. PPM
Part Per Million의 약칭. 백만분의 일을 의미하며 mg/L와 동의어. 1 mg의 산소 가스가 1 L의 물에 녹아 있는 것을 1 mg/L라고 합니다.
3. 1 mg/L의 용존 산소란?
약 0.75 cc (20 ℃) 체적의 산소 가스가 1 L의 물에 용해된 상태를 말합니다. 공기 온도 0 ℃에서는 0.7 cc 체적입니다. (보일-샤를 법칙)
4. DO는 물 온도에 따른 포화용해도가 다릅니다.
예 : 순수, 1기압의 상태에서 20 ℃=9.09 mg/L, 0 ℃=14.62 mg/L (공업배수 시험법 JIS K0102:2016 포화표 참조)
5. DO는 물 (또는 공기) 압력에 따라서도 용해도가 다릅니다. (헨리의 법칙)
압력이 1기압인 DO 포화용해도가 2기압에서는 배가 됩니다. (18.18 mg/L) (물 처리 장치에서 심층폭기 타입의 정화조는 산소의 용해도가 높음.)
6. DO는 탄산동화작용(광합성)에 따라 증가합니다.
물 속에 수생식물이나 해초 등이 서식하고 있으면 산소가 방출되어 DO가 증가합니다.
7. DO 측정 방법
갈바니 전극법
산소에 대한 투과성이 높은 격막(테플론 막 등)으로 극과 전해액을 용액에서 격리하고 있습니다. 전극의 소재로 일반적으로 대극에는 비금속을, 작용극에는 귀금속을 사용하고, 전해액으로는 알칼리수용액을 사용합니다. 이 DO에 비례한 전류를 측정하여, 농도를 측정합니다.
폴라로그래프 전극법
일반적으로 작용극에 귀금속, 대극에 은, 격막에 테플론실 막, 전해액에 염화 칼륨 용액이 사용됩니다. 양극 간에 산소의 한계 확산 전류를 생성, 전압이 인가되어 격막을 투과한 산소가 작용극에서 환원되고, DO 농도에 비례한 환원전류가 흐릅니다. 외부전원이 필요하므로 잔여 전류가 나옵니다.
8. DO 측정 시에 유속이 필요한 이유
격막법에서는 격막을 투과하는 산소가 전극 내부에서 소비되기 때문에 일정한 유속을 가하여 산소를 격막 안쪽으로 계속 공급해야 합니다. 격막 두께에 따라 필요한 유속이 다릅니다.
9. 에어 캘리브레이션 (대기 교정)이란
포화 DO값 설정 시 포화 DO수를 사용하지 않고, 산소 분압이 같은 대기를 기준으로 100 %, 또는 mg/L의 설정을 하는 현장에 가장 적합한 설정 방법.
10. DO측정 시 자주 하는 질문
Q1. 폭기(aeration) 중인데 측정값이 “0”을 표시
용존 산소의 수요와 공급의 불균형이 원인. 박테리아는 산소를 호흡원으로 하여 유기물을 먹고 증식하여 활성 오니가 됩니다. 폭기수조에 유입되는 BOD부하 (유기물)가 많은 경우, 박테리아가 증식하여 무한으로 산소를 필요하게 됩니다. 이러한 경우, SV값이 높다, MLSS 농도가 높다 등의 현상으로 확인할 수 있습니다.
Q2. DO값이 너무 높음
폭기수조에 유입되는 BOD부하 (유기물)가 적은 경우, 활성 오니균을 먹는 미끼, 영양분이 없기 때문에 아무리 산소를 보내도 증식하지 않고, 활성 오니균이 서로를 잡아먹기 시작하여 결국 박테리아가 소멸하게 됩니다. 따라서 박테리아는 산소를 그다지 필요로 하지 않고, 송풍기에서 나오는 총 풍량이 일정하다면 DO값은 높아집니다. 경우에 따라 DO가 과포화되는 경우도 있습니다.
출처: KASAHARA (KRK) 홈페이지 (https://www.krkjpn.co.jp/?page_id=57)
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