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지혜로운사자35
폐수 처리에서 화학적 산소요구량과 생물학적 산소요구량은 무엇이 다르며 염료나 유기물이 많은 화학공장 폐수는 주로 어떤 방식으로 처리하나요?
폐수 처리에서 화학적 산소요구량과 생물학적 산소요구량은 무엇이 다르며 염료나 유기물이 많은 화학공장 폐수는 주로 어떤 방식으로 처리하나요?
2개의 답변이 있어요!
안녕하세요, 지혜로운사자35님. 이중철 전문가입니다.
먼저, 생물학적 산소요구량은 미생물이 분해할 수 있는 유기물의 양을 나타내고 화학적 산소요구량은 난분해성 물질까지 포함해 화학 산화제로 분해되는 전체 유기물의 양을 뜻하며, 염료와 유기물이 많은 화학공장 폐수는 고도산화공정과 화학적 응집 침전 및 생물학적 정화를 결합한 복합 공정으로 처리한답니다.
■ 생물학적 산소요구량과 화학적 산소요구량의 분해 메커니즘 차이
호기성 미생물이 물속의 유기물을 섭취하고 분해하는 과정에서 소비하는 용존산소의 양을 생물학적 산소요구량, 즉 비오디(BOD)라고 부릅니다. 이는 주로 생활하수처럼 미생물이 쉽게 분해할 수 있는 생분해성 유기물의 오염 정도를 측정하는 지표로 쓰이는데요. 반면에, 화학적 산소요구량인 씨오디(COD)는 과망간산칼륨이나 다이크로뮴산칼륨 같은 강력한 화학 산화제를 폐수에 투입해 유기물을 강제로 산화시킬 때 소비되는 산소량에 상응하는 수치입니다. 화학 산화제는 미생물이 분해하기 힘든 합성 고분자나 독성 물질, 유기용매까지 산화할 수 있기 때문에 공장 폐수에서는 대체로 씨오디 수치가 비오디 수치보다 월등히 높게 나타납니다. 따라서 두 수치의 비율을 확인하면 해당 폐수가 생물학적 정화만으로 처리가 가능한지, 화학적 처리가 필수적인지를 판별할 수 있습니다.
■ 고도산화공정과 물리화학적 응집을 통한 난분해성 염료 폐수 처리
염료나 석유화학 물질은 색을 띠게 만드는 발색단과 안정적인 벤젠 고리 결합을 포함하고 있어 일반 미생물로는 쉽게 분해되지 않습니다. 따라서 화학공장에서는 우선 과산화수소와 철 촉매를 반응시켜 강력한 산화력을 가진 하이드록실 라디칼을 생성하는 펜톤 산화나 오존 산화 같은 고도산화공정(AOP)을 도입하는데요. 이 산화 반응을 통해 거대 염료 분자의 복잡한 화학 결합을 끊어 탈색시키고, 미생물이 섭취하기 좋은 저분자 유기산 형태로 쪼개어 독성을 낮춥니다. 이어서 알루미늄이나 철염 계통의 응집제를 투여하여 물속의 미세한 부유물과 화학 침전물을 큰 덩어리인 플록으로 뭉치게 만들어 가라앉히거나, 활성탄 다공성 표면에 오염물질을 물리적으로 흡착시킵니다. 이렇게 전처리를 거쳐 생분해도가 높아진 폐수는 최종적으로 활성슬러지 미생물 반응조로 보내 잔류 유기물을 안전하게 분해하여 방류하지요.
정리하자면,
BOD가 미생물로 분해 가능한 유기물의 산소 소비량이라면 COD는 화학 산화제로 측정한 전체 유기물의 지표이며, 난분해성 염료가 많은 화학 폐수는 미생물이 직접 처리하기 어렵기 때문에 펜톤 산화 같은 고도산화공정으로 분자 결합을 파괴한 후 화학적 응집과 활성슬러지 공정을 연계하여 안전하게 정화합니다.
※ 질문자님을 포함하여 소중한 분들의 건강, 재산과 안전을 지키고, 혹시나 발생할 수 있을 다양한 문제 상황에 놓이지 않기 위해서라도 저를 포함하여 다양한 토픽에서 활동하는 모든 전문가분들의 아하 지식커뮤니티에서의 답변은 예외 없이 참고 용도로만 유용하게 활용하시기 바랍니다.😉
채택된 답변안녕하세요.
COD는 과망간산칼륨이나 중크롬산칼륨 같은 산화제로 유기물을 화학적으로 산화시킬 때 필요한 산소량이고, BOD는 미생물이 생분해성 유기물을 분해하며 소비하는 산소량이에요. 그래서 COD는 색소나 용매처럼 미생물이 잘 분해하지 못하는 물질까지 반영해 폐수의 전체 오염 부하를 빠르게 보여 주고, BOD는 생분해 가능한 유기물의 양과 처리 가능성을 보여 줘요. 보통 같은 시료에서 COD가 BOD보다 높게 나오며, 염료 폐수처럼 난분해성 물질이 많으면 두 값의 차이가 커질 수 있어요.
염료와 유기물이 많은 화학공장 폐수는 한 가지 방법보다 물리화학적 처리와 생물학적 처리를 조합해요. 먼저 pH 조정 후 응집제인 PAC와 고분자응집제 PAM으로 색소와 부유물을 뭉쳐 침전시키고, 오존산화나 펜턴산화, 활성탄 흡착으로 잘 분해되지 않는 염료를 분해해요. 이후 활성슬러지나 MBBR 같은 생물학적 처리로 남은 생분해성 유기물을 제거하고, 필요하면 막여과로 마무리해요. 염분이나 독성이 높은 원수는 증발·희석 또는 별도 전처리를 병행해 미생물이 정상적으로 활동할 수 있게 해요.
감사합니다.