[상하수도학]제 2장 수질관리(호소의 물순환 및 부영양화/수질검사 및 수질오염지표)#2

 3. 호소의 물순환 및 부영양화

  (1)호소의 물순환

   1)호소의 정체와 전도현상

    ㉠정체(성층)현상

     ·호소의 물이 수심에 따라 여러 개의 층으로 분리되는 현상을 말한다.

     ·물의 온도가 원인이며, 여름과 겨울에 발생한다.

     ※여름에 중간층(3~4m)에서 취수하는 것이 유리하다.

    ㉡전도(Turn over) 현상

     ·호소의 물이 수직으로 혼합되는 현상을 말한다.

     ·혼합물의 온도와 밀도차가 주원인이며, 봄과 가을에 발생한다.

 

  (2)부영양화(Eutrophication)

   1)정의

    : 가정하수, 공장폐수 등이 호소 또는 저수지 등에 유입하여 질소(N), 인(P) 등 각종 영양물질의 농도 증가로 인하여 조류(algae)가 과도하게 번식되어 호소의 수질이 악화되는 현상을 말한다.

   2)부영양화의 현상

    ·탁도증가, 색도증가, 투명도(가장 일반적인 판단 기준) 저하

    ·용존산소(DO) 감소, COD증가(BOD 증가)

    ·pH증가(조류에 의한 CO_2 흡수로 발생하며 pH 9~10까지 상승함)

    ·상수원으로 사용하기 어려움

   3)부영양화의 방지대책

    ·질소, 인의 유입을 방지한다.

    ·하수내 조류의 영양원인 질소, 인을 제거하기 위해 3차 처리(고도 처리)를 실시한다.(오존()처리, 숯(활성탄)의 흡착성 이용)

    ·질소, 인 등을 함유한 합성세제의 사용금지 또는 사용량을 감소시킨다.

    ·조류의 이상번식시 황산동(CuSO_4) 또는 염산동(CuCl_2)을 투입하여 제거한다.

 

 4. 수질검사 및 수질오염지표

  (1)수질검사 방법

   1)물리적 검사: 온도, 탁도, 색도, 냄새, 맛, 외관 등을 검사한다.

   2)화학적 검사: pH, 알칼리도, 산도, 경도, 각종 중금속, 증발잔류물 등을 검사한다.

   3)세균학적 검사

    ㉠일반세균: 검사 1cc(또는 1mL)속에 함유된 세균수로 보통 한천배지에 생육하는 모든 종류의 세균을 의미한다.

    ㉡대장균: 대장균 및 대장균군과 닮은 성질을 가진균을 총칭으로, 그 자체는 인체에 해가 없지만, 항상 수인성 전염병균과 함께 존재하고, 살균에 대한 저항력이 강하다.(병원균 유무판단의 간접지표)

   4)생물학적 검사

    ※정기 수질검사 항목

정수장에서의 검사		수도전에서의 검사
검사항목	검사빈도	검사항목	검사 빈도
색도, 탁도 잔류염소 맛, 냄새 pH	매일 1회 이상	일반세균 대장균군 장류염소	매월 1회 이상
NH_3-N, NO_3-N KMnO_4 소비량 일반세균 대장균군 증발잔류물	매주 1회 이상
상기외의 수질검사항목	매월 1회 이상

 

  (2)주요 수질 오염지표 및 항목

   1)생물화학적 산소요구량(Biochemical Oxygen Demand, BOD)-도시하수수질측정

    ㉠수중의 유기물질이 20℃에서 호기성 미생물의 작용으로 일정기간(보통 5일간) 분해될 때 소비되는 용존산소량을 말한다.

    ㉡계산식

     ◎BOD 잔존량 공식

여기서, L_t: t일후 잔존하는 BOD(mg/L), L_a: 최초 BOD(mg/L) 또는 최종BOD(=BOD_u), k_1: 탈산소계수(day^-1), t: 경과시간(day), e: 자연대수의 밑(2.71...)

      ※일반적으로 상용로그가 사용된다.

     ◎BOD 소비량 공식

여기서, Y: t일동안 소비된 BOD(mg/L)(예: BOD_5, BOD_u 등

   2)화학적 산소요구량(Chemical Oxygen Demand: COD)

    ㉠해양오염, 공장폐수의 오염지표로 사용된다.

   3)용존산소(Dissolved Oxygen: DO)

    ㉠수중에 용해되어 있는 산소의 양을 말한다.

    ※변곡점: DO 회복율이 최대가 되었다가 감소하는 점이다.

   4)경도(Hardness)

    ㉠수중의 칼슘(Ca^2+), 마그네슘(Mg^2+) 등을 탄산칼슘으로 환산하여 나타낸 것으로 물의 세기를 나타낸다.

    ㉡종류

     ·일시경도: 물을 끓일 때 제거되는 경도(탄산경도)

     ·영구경도: 물을 끓일 때 제거되지 않는 경도(비탄산경도)

     ·총경도: 일시경도+영구경도

    ㉢경도성분의 영향 및 문제점

     ·공업용수로 사용할 경우 관내에 관석(Scale)이나 Slime층이 형성된다.

     ·먹는 물로 사용할 경우 위장장해나 설사 등을 유발한다.

     ·세탁시 세제사용량을 증가시키고, 수세효과(세척효과)가 감소한다.

 

  (3)오염물질의 희석후 혼합 농도

   ·혼합농도