DO 측정 방법에 대해서
1.갈바니 전극법
산소에 대한 투과성이 높은 격막(테프론막 등)으로 극과 전해액을 용액으로부터 격리하고 있다.
전극의 재료로서 대극에 비금속을, 작용극에 귀금속을 이용하고, 전해액으로서 알칼리 수용액을 사용하는 것이 일반적이다.
이 DO에 비례한 전류를 측정하고 농도를 측정한다.
2.폴라로 전극법
작용극에 귀금속, 대극에 은, 격막에 테프론계의 막, 전해액에 염화칼륨 용액이 통상 이용된다.
양극 간에 산소의 한계 확산 전류를 생겨 전압이 인가되고 격막을 투과한 산소가 작용극으로 환원되며 DO 농도에 비례한 환원 전류가 흐른다.
외부 전원이 필요하므로 잔여 전류가 나온다.
3.광학식
형광물질에 여기광을 조사하면 그 형광강도가 산소의 영향으로 감소하므로 형광강도를 계측하면 산소농도로 환산할 수 있습니다.
그러나 산소분자가 보호막을 투과해 형광물질에 도달하기까지는 시간(응답시간)이 필요합니다.
센서는 자체 구조와 가공에 의해 산소분자가 형광물질에 도달할 때까지의 시간이 짧고, 또한 형광물질을 담체에 집중 고정하여 빛의 변화량을 증폭하고 있기 때문에 안정적인 측정을 할 수 있습니다.
DO 측정 시 유속이 필요한 이유
격막법에서는 격막을 투과하는 산소는 전극 내부에서 소비되어 버리기 때문에 일정한 유속을 줌으로써 산소를 격막 안쪽으로 계속 공급해야 한다.
격막 두께에 따라 필요한 유속은 다르다.
에어 캘리브레이션(공기교정)이란?
포화 DO값 설정에 있어서 포화 DO수를 사용하지 않고 산소 분압이 동일한 공기를 기준으로 100%, 또는 mg/L를 설정하는 가장 현장에 적합한 설정 방법.
DO는 탄산 동화 작용(광합성)에 의해 증가합니다.
수중에 수생 식물이나 조류 등이 서식하고 있으면 산소가 방출되어 DO가 증가합니다.
P.S
1mg/L의 용존산소란?
약 0.75cc(20℃)의 부피의 산소가스가 1L의 물에 용해된 상태를 말합니다.
공기의 온도가 0℃에서는 0.7cc의 부피가 됩니다.(보일 샤를의 법칙)
DO는 물의 온도에 따라 포화 용해도가 다릅니다.
예: 순수, 1기압 상태에서 20℃=9.09mg/L, 0℃=14.62mg/L(공업배수시험법(JIS K0102:2016) 포화표 참조)
DO는 물(또는 공기)의 압력에 의해서도 용해도가 다릅니다.(헨리의 법칙)
압력이 1기압의 DO 포화 용해도가 2기압에서는 배가 됩니다(18.18mg/L)
(수처리장치에서 폭기식 정화조는 산소 용해도가 높음)
폐수 처리에서, 하수 속에 공기를 넣어서 배수(排水) 정화를 하고 있는데 측정값이 0을 나타나면 용존산소의 수요와 공급의 불균형에 원인입니다.
박테리아는 산소를 호흡원으로 하여 유기물을 먹고 증식하여 활성 진흙이 됩니다.
폭기조 유입 BOD 부하(유기물)가 많을 경우 박테리아는 증식하여 무한히 산소를 필요로 합니다.
이 경우 SV값이 높다, MLSS 농도가 높다 등의 현상으로 확인할 수 있습니다.
DO 값이 너무 높을 경우에는 폭기조에 유입되는 BOD 부하(유기물)가 적을 경우 활성오니균은 먹는 먹이, 영양분이 없기 때문에 아무리 산소를 보내도 증식하지 않고 활성오니균의 공식이 시작되어 머지않아 박테리아는 소멸에 이르게 됩니다.
따라서 박테리아는 산소를 크게 필요로 하지 않으며 블로어에서 총 풍량이 일정하다면 DO 값은 높아집니다.
경우에 따라 DO가 과포화 될 수도 있습니다.
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