폐수 수질 지표

Wastewater quality indicators
이 폐수의 수질은 테스트에 의해 결정됩니다.

폐수 품질 지표는 폐기, 처리 또는 재사용에 대한 폐수의 적합성을 평가하기 위한 실험실 시험 방법론이다.하수 강도나 품질 및 처리 옵션을 평가하기 위해 측정하는 오수의 주요 매개 변수에는 고형분, 유기물 지표, 질소, 인,[1]: 33 분변 오염 지표가 포함된다.선택한 테스트는 사용 목적 또는 배출 위치에 따라 달라집니다.테스트는 폐수의 물리적, 화학적 및 생물학적 특성을 측정할 수 있습니다.물리적 특성에는 온도와 고체가 포함됩니다.화학적 특성으로는 pH 값, 용존 산소 농도, 생화학 산소 요구량(BOD) 및 화학적 산소 요구량(COD), 질소, 인, 염소 등이 있습니다.생물학적 특성은 생물 분석과 수생 독성 테스트를 통해 파악된다.

BOD 및 COD 테스트는 폐기물 오염물질의 상대적 산소 결핍 효과를 측정하는 것입니다.둘 다 공해 영향의 척도로 널리 채택되어 왔다.호기성 천연 수로 또는 산업 폐수에 존재하는 산화성 물질은 생화학(세균) 또는 화학적 과정에 의해 산화됩니다.그 결과 물의 산소 함량이 감소합니다.

물리적 특성

온도

수생 생물은 특정 온도 범위 밖에서는 생존할 수 없다.발전소의 관개 유출과 수냉은 일부 종의 허용 범위 이상으로 온도를 상승시킬 수 있다.온도가 올라가면 녹조가 발생하여 산소 농도가 저하될 수 있습니다(열오염 참조).온도는 교정된 온도계로 [2]: 125–126 측정할 수 있다.

솔리드

폐수의 고체 물질은 용해, 부유 또는 침전될 수 있습니다.총 용존 고형물 또는 TDS(필터블 잔류물이라고도 함)는 측정된 부피의 여과수가 증발할 때 남은 잔류물의 질량으로 측정됩니다.필터에 남아 있는 건조 고형물의 질량을 TSS(total suspendable solid) 또는 비필터블 잔류물이라고 합니다.침전성 고형물은 물이 [2]: 89–98 1시간 동안 침전된 후 임호프 원뿔 바닥에 쌓인 가시 부피로 측정된다.탁도는 [2]: 131–137 물속에 부유물이 산란하는 능력을 나타내는 척도이다.염도는 용해된 [2]: 99–100 물질에 의한 물의 밀도 또는 전도율 변화를 측정합니다.

화학적 특성

사실상 모든 화학물질이 물 속에서 발견될 수 있지만, 통상적인 테스트는 고유한 중요성을 지닌 몇 가지 화학 원소로 제한됩니다.

pH값

물은 수소 양이온과 수산기3+ 음이온으로− 이온화됩니다.이온화된 수소의 농도(양성자화수)[2]: 406–407 는 pH로 표현된다.

산소 및 산소 요구량

용존 산소 농도

대부분의 수중 서식지는 살아남기 위해 최소한의 산소 농도를 필요로 하는 물고기나 다른 동물들에 의해 점유된다.용존 산소 농도는 폐수에서 직접 측정할 수 있지만, 폐수 내의 다른 화학 물질에 의해 잠재적으로 요구되는 산소의 양을 산소 요구량이라고 합니다.폐수에 용해되거나 부유된 산화성 유기물을 식자원으로 사용한다.미세하게 분할된 물질은 사용 가능한 음식의 양을 소화하기 위해 개체 수가 증가하는 미생물이 쉽게 이용할 수 있다.이 음식의 소화에는 산소가 필요하기 때문에 물의 산소 함량은 궁극적으로 용해되거나 부유된 음식을 소화하는데 필요한 양만큼 감소합니다.산소 사용 속도가 대기 [3]산소로 대체되는 것을 초과할 경우 산소 농도는 수생 동물이 요구하는 최소값 이하로 떨어질 수 있다.

기본적으로 생화학적 산화에 대한 반응은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

산화성 물질 + 박테리아 + 영양소2 + O → CO2 + HO + NO2, SO2−
4 등−
3 산화불량물

황화물, 아질산염 등의 화학물질을 환원하여 산소를 소비하는 방법은 다음과 같다.

S2− + 22 O → SO2−
4
아니요−
2 +1⁄22 O → NO−
3

생화학적 산소 요구량 및 화학적 산소 요구량

주요 기사:생화학적 산소 요구량 및 화학적 산소 요구량

모든 자연 수로에는 박테리아와 영양소가 포함되어 있기 때문에 이러한 수로에 유입된 거의 모든 폐기물 화합물이 생화학 반응을 일으킵니다(위 그림 참조).이러한 생화학 반응은 실험실에서 측정되는 BOD를 만듭니다.

자연수에 도입된 산화성 화학 물질(예: 환원 화학 물질)도 마찬가지로 화학 반응을 일으킨다(예: 위와 같다).이러한 화학반응은 실험실에서 COD로 측정되는 것을 만들어냅니다.

BOD 및 COD 테스트는 폐기물 오염물질의 상대적 산소 결핍 효과를 측정하는 것입니다.둘 다 공해 영향의 척도로 널리 채택되어 왔다.BOD 테스트는 생분해성 오염물질의 산소 요구량을 측정하는 반면 COD 테스트는 산화성 오염물질의 산소 요구량을 측정합니다.

이른바 5일 BOD는 5일 동안 폐기물 오염물질의 생화학적 산화에 의해 소비되는 산소의 양을 측정합니다.생화학 반응이 완료되도록 허용할 때 소비되는 산소의 총량을 "최종 BOD"라고 합니다.Ultimate BOD는 시간이 많이 걸리기 때문에 5일간의 BOD는 상대적인 오염 효과의 척도로 거의 보편적으로 채택되어 왔습니다.

4시간 COD가 가장 일반적인 COD 테스트도 많이 있습니다.

5일간의 BOD와 최종 BOD 사이에는 일반화된 상관관계가 없습니다.마찬가지로 BOD와 COD 사이에는 일반화 상관관계가 없습니다.특정 폐수 흐름의 특정 폐수 오염물질에 대해 이러한 상관관계를 개발할 수 있지만, 이러한 상관관계를 다른 폐수 오염물질 또는 폐수 흐름과 함께 사용하기 위해 일반화할 수는 없습니다.이는 폐수 흐름의 구성이 다르기 때문입니다.예를 들어, 제과 공장에서 배출될 수 있는 단당 용액으로 구성된 유출물은 매우 빠르게 분해되는 유기 성분을 가질 가능성이 높다.이 경우 5일 후에는 유기물질이 거의 남지 않기 때문에 5일 BOD와 최종 BOD는 매우 유사합니다.그러나 대규모 산업화 지역에 서비스를 제공하는 하수 처리장의 최종 유출물은 최종 BOD가 5일 BOD보다 훨씬 더 큰 배출물을 가질 수 있다. 왜냐하면 쉽게 분해되는 물질의 대부분은 하수 처리 과정에서 제거되었을 것이고 많은 산업 프로세스 배출물은 유기 분자를 분해하기 어렵기 때문이다.s.

위의 산소 요구량 결정을 위한 실험실 테스트 절차는 많은 표준 문서에 자세히 설명되어 있습니다.미국판에는 "물 및 폐수 [4]검사를 위한 표준 방법"이 포함되어 있습니다.

호기성 천연 수로 또는 산업 폐수에 존재하는 산화성 물질은 생화학(세균) 또는 화학적 과정에 의해 산화됩니다.그 결과 물의 산소 함량이 감소합니다.

질소

질소는 식물과 동물의 성장에 중요한 영양소이다.대기 중 질소는 암모니아와 질산염의 형태로 용해된 질소보다 생물학적으로 덜 이용 가능하다.녹은 질소의 가용성은 녹조 발생의 원인이 될 수 있다.암모니아 및 유기 형태의 질소는 종종 Total Kjeldahl Nitrogen으로 측정되며, 무기 형태의 질소는 총 질소 [2]: 406–407 함량을 보다 정확하게 추정하기 위해 분석될 수 있습니다.

인

총인 및 인산염3−
4, PO

인산염은 비점원 및 점원 모두를 통해 지표수로 들어갑니다.논포인트 소스(NPS) 오염은 확산 소스로부터의 수질 오염을 말합니다.논포인트 선원 오염은 포인트 선원 오염과 대조될 수 있습니다. 포인트 선원 오염은 단일 위치에서 수역에 방류가 발생합니다.인산염의 비점원에는 암석과 광물의 자연 분해, 빗물 유출, 농업 오염, 침식과 침전, 대기 퇴적, 동물/야생물의 직접 투입 등이 포함된다.인의 포인트 공급원에는 시립 하수 처리장과 산업 배출원이 포함될 수 있다.일반적으로 비점원 오염은 점원 오염보다 훨씬 높습니다.따라서 사운드 관리의 핵심은 인산염의 포인트 및 비포인트 소스로부터의 입력을 제한하는 것입니다.수체에 고농도의 인산염은 오염의 징후이며 부영양화의 [5]주된 원인이 된다.

인산염은 매우 높은 수치가 존재하지 않는 한 사람이나 동물에게 독이 되지 않는다.소화기 문제는 극도로 높은 수준의 인산염에서 발생할 수 있다.

미국 환경보호국에 의해 권장된 총 인의 기준은 다음과 같습니다.

  1. 탱크로 배출되지 않는 스트림의 경우 0.1mg/L 이하,
  2. 저장소로 배출되는 흐름의 경우 0.05mg/L 이하,
  3. 탱크의 [6]경우 0.025 mg/L 이하.

인은 일반적으로 깨끗한 음용수원에서 낮으며(< 1mg/l), 일반적으로 [7][8]조절되지 않는다.

염소

염소는 수냉 시스템의 표백, 소독제 및 생물 오염 방지용으로 널리 사용되어 왔습니다.산화 차아염소산 및 차아염소산 이온의 잔류 농도를 염소 잔류물로 측정하여 소독 효과를 추정하거나 수생 생태계 [2]: 309–315 방류에 대한 안전성을 입증할 수 있다.

생물학적 특성

물은 다른 [2]: 685–689 수원의 물과 비교하여 폐수 중 수생 시험종의 생존을 비교하는 바이오아세이 방식으로 시험할 수 있다.물은 또한 폐수의 대략적인 생물학적 집단을 결정하기 위해 평가될 수 있다.물을 한 숙주에서 다른 숙주로 이동하는 수단으로 사용하는 병원성 미생물이 하수도에 존재할 수 있다.대장균지수는 다른 장내 [2]: 875–877 병원체의 존재 가능성을 나타내는 지표로서 온혈동물의 장에서 흔히 발견되는 유기체의 개체 수를 측정한다.

수생 독성학 테스트는 독성 물질에서 수생 생물에 대한 부작용에 대한 정성적 및 정량적 데이터를 제공하기 위해 사용된다.테스트 유형에는 급성([9]단기 피폭), 만성(수명) 및 생물 축적 테스트가 포함됩니다.미국의 많은 산업 시설은 폐수 배출에 대해 "전체 유출 독성"(WET) 테스트를 실시하고 있으며, 일반적으로 선별된 오염 [10]물질에 대한 화학 테스트와 함께 실시합니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Von Sperling, M. (2015). "Wastewater Characteristics, Treatment and Disposal". Water Intelligence Online. 6: 9781780402086. doi:10.2166/9781780402086. ISSN 1476-1777.
  2. ^ a b c d e f g h i Franson, Mary Ann 표준 수질 및 폐수 검사 방법 제14판(1975년) APHA, AWA 및 WPCF ISBN 0-87553-078-8
  3. ^ Goldman, Charles R. & Horne, Alexander J. Limnology (1983) McGraw-Hill ISBN 0-07-023651-8 페이지 111
  4. ^ 클레스셀, 레오노어 S.(편집자), 그린버그, 아놀드 E.(편집자), Eaton, Andrew D. (편집자)수질 및 폐수의 표준 검사 방법(20차 개정)미국 공중 보건 협회, 워싱턴 DC. ISBN 0-87553-235-7.이 출판물은 CD-ROM 및 온라인 구독으로도 이용할 수 있습니다.
  5. ^ 맥커테온 외, 1983년[full citation needed]
  6. ^ 미국 EPA(1984)[full citation needed]
  7. ^ Nduka 등, 2008년
  8. ^ 세계보건기구(1984년)[full citation needed]
  9. ^ Rand, Gary M., ed. (1995). Fundamentals of Aquatic Toxicology (2nd ed.). London: Taylor & Francis. ISBN 1-56032-091-5.
  10. ^ "Permit Limits-Whole Effluent Toxicity". National Pollutant Discharge Elimination System (NPDES). Washington, D.C.: U.S. Environmental Protection Agency (EPA). 2021-10-11.

추가 정보

  • Tchobanoglous, M, Mannarino, F L, & Stensel, H D(2003)폐수 엔지니어링(처리 폐기 재사용)/Metcalf & Eddy, Inc., 제4판, McGraw-Hill Book Company.ISBN 0-07-041878-0