스마트계측기[blog]

체육시설의 설치·이용에 관한 법률 시행규칙 제23조(안전·위생 기준)”가 개정(시행2020.1.31.)에 따라 수영장 수질검사가 시행되고 있음.

수질기준

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X선 회절의 원리 

X선

X-ray는 "엑스레이, 뢴트겐 선(Rötgen ray)"이다.

​독일 물리학자 빌헬름 뢴트겐(Wilhelm Konrad Rötgen, 1845~1923)이 1895년에 발견한 것으로,  이 공로를 인정받아 1901년 최초의 노벨물리학상을 받았다. 

​그는 발견 당시 X-ray의 정체를 이해하지 못했기 때문에 대수학(代數學: algebra)에서 미지(未知)의 것을 X라 하는 걸 원용하여 그렇게 이름을 붙인 것이다.
뢴트겐이 X선 발견 후 실험 차원에서 그것으로 찍은 최초의 사진은 그의 아내인 안나 베르타(Anna Bertha)의 손이었다.

뼈만 나온 자신의 손 사진을 본 베르타는 이렇게 외쳤다고 한다. "I have seen my death!"

뢴트겐은 전 인류의 복지가 중요하다며 X선의 특허를 내지 않았으며, 노벨 상금도 자신의 대학에 기증했다.

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Röntgen의 논문은 X-선에 관한 많은 특성을 서술하였다.

(1) X-선은 침투성이 강하고 가시광선이 통과할 수 없는 물질을 통과할 수 있다.

(2) X-선은 사람의 눈으로는 볼 수 없다

(3) X-선은 많은 형태의 물질을 형광을 띠게 하고 사진용 건판에 기록할 수 있다.

X-선이 선 “Ray”라고 명명된 이유는 광선과 같이 직진하는 특성때문이다.

시험목적
X선을 결정에 부딪히게 하면 그중 일부는 회절을 일으키고 그 회절각과 강도는 물질 구조상 고유한 것으로서 이 회절 X선을 이용하여 시료에 함유된 결정성 물질의종류와 양에 관계되는 정보를 알 수 있다. 이와 같이 결정성 물질의 구조에 관한 정보를 얻기 위한 분석방법이 X선 회절법이다.

​X선 회절의 원리
그림 1과 같이 임의의 결정이고 원자가 간격 d를 가지고 평행한 격자면 A, B, C …로 배열되어 있을 때 이 결정에 파장 λ인 X선을 입사각 θ로 조사하면, X선은 원자에 의해 모든 방향으로 산란된다. 산란된 X선의 행로차 P 'RP"이 입사 X선 파장의 정수배로 된 X선은 간섭효과에 의해 강해진다.

이 현상을 회절현상이라 하고, 이렇게하여 발생된 X선을 회절 X선이라 부른다.

회절현상이 발생하는 경우 입사 X선의 파장 λ 및 입사각 θ와 격자면 간격 d 사이에는 다음과 같은 관계가 성립된다.

이 관계식을 Bragg식이라 부르며, 회절 X선이 나타내는 입사각 θ가 정해지면 격자면 간격 d가 구해지게 된다.

보통,  X선회절법에 관해서는 입사 X선과 격자면이 이루는 각도 θ보다도 측정계의 기하학적인 배치를 잘 반영하는 각도 2θ(회절각이라 부르고 입사각의 2배를갖는다)가 사용되고 있다.
조사한 X선의 파장에 대한 2θ- d 대조표가 구해져 있어서, 이 표로부터 격자면 간격d를 알 수 있다.

분쇄한 시료를 사용한 분말 X선 회절법에는 각 입자의 배열이 λ로 존재하여 여러 가지 격자면 간격의 원자면이 나타난다.

입사 X선의 각도를 연속적으로 변화시키면서 회절 X선의 강도를 기록하면 강도가 다른 복수의 회절 peak로부터 형식(pattern )을 얻을 수 있다.

결정성 물질 원자와 나란한 방향, 즉 결정구조는 물질에 따라 상이하여 회절 형식(pattern )은 물질에 고유한 값으로 된다.

시험방법
분말 X선회절에 의한 물질의 동정(同定)은 회절 형식이 물질에 고유한 것이라는 것에 기초를 두고 있다.

미지시료의 회절 형식과 이미 회절 데이터를 알고 있는 물질의 회절 형식을 비교하여 전자 중에 후자의 회절 형식이 포함되어 있으면 시료에는 비교한 물질이함유되어 있다고 판정된다. 이러한 이유로 각종 물질의 X선 회절 데이터가 축적, 정리되어 있어야한다.

열전대, 백금 측온 저항체,써미스터 온도센서별 특징비

탁도란 무엇인가? 

탁도란 물의 흐림정도를 나타내는 것으로 투시도와 같은 목적으로 사용되는 지표로 사용된다.
탁(濁)하다는 말은 빛의 통과를 방해하거나 가시심도(Visual Depth)를 제한하는 부유물질을 포함하고 있다는 뜻이다. 탁도는 물의 탁한정도를 표시하는 것으로 여러가지 부유물질에 의하여 생겨나고 그 크기범위는 콜로이도 분산질로 부터 굵은 분산질에 이르며 난류도에 따라 달라진다. 호소와 같이 비교적 정체된 상태에 있는 물에서의 탁도는 대부분 콜로이드의 분산과 대단히 미세한 분산질에 의하여 생겨나며, 하천수와 같이 흐르는 상태의 물속에서는 대부분 비교적 굵은 분산질에 의하여 생겨난다. 탁도를 유발하는 물질로는 토사류와 같은 순수한 무기물질로부터 천연유기물 또는 공장폐수와 가정하수에서 유입되는 많은 양의 무기물질과 유기물질 또한 유기물질로 인해 생성한 박테리아와 미생물, 조류(Alage) 등도 탁도를 유발하는 원인물질이 된다. 이러한 다양한 성분 및 각각의 특성으로 탁도 유발물질을 제거하기 위해서는 여러가지의 특별한 폐수처리장치 및 기술이 필요하다.

탁도표준에 대해서

⑴ 탁도 표준 물질 (JIS)
물의 탁한 정도를 표시하는 것으로서, 물 1ℓ중에 정제 카오린 1mg을 포함한 경우의 탁도를 1도 (또는 1ppm)으로 한다. 카오린 입자는 윈료의 산지, 조성, 정제방법에 따라서 광학적 측정치가 다른 경우도 있다.

⑵ 탁도 표준액
카오린 표준액 조성 방법은 다음과 같다.

① 표준 카오린 : 카오린 약 10g을 500mℓ 비이커에 넣고, 정제수 300mℓ와 피로린산 나트늄(Na4 P2 O7 ·10H2O) 0.2g을 첨가하여 마그네틱 스틸러를 사용하여 3분간 잘 교반시킨다. 이것을 1ℓ용 메스실린더에 부어 정제수를 첨가하여 1ℓ로 한수 1분간 잘 혼합되도록 흔들어 1시간 정치한다. 다음에 사이펀을 사용하여 액면으로부커 약 5cm까지의 액을 흡입하고, 그 이하 15cm까지의 액을 채취한다.
채취한 액을 윈심분리하여 (1500RPM으로 약 10분간, 4일 이상 정치) 얻어진 침적물을 수용하여 증발 건조시킨 후 미세하게 분쇄하여 105-110℃로 3시간 건조시킨 후, 용기에 넣어서 보존한다.

② 탁도표준원액 (1000mg/ℓ) : 표준 카오린을 105-110℃에서 약 3시간 건조하여 냉각시킨 후 이것 1g을 메스플라스크 1ℓ에 부어 정제수 800mℓ와 포르마린(37%) 10mℓ를 첨가하여, 여기에 정제수를 부어 전체량이 1ℓ가 되도록 한다.

③ 탁도표준액 (100mg/ℓ) : 탁도표준원액을 흔들어서 잘 혼합시켜 피펫을 사용하여 이것 100mℓ를 메스플라그크 1ℓ에 넣고, 정제수를 첨가하여 1ℓ가 되게 한다.

주 1) 시판 카오린은 종류에 따라 다르지만 이 양으로부터 얻을 수 있는 표준 카오린은 약 3 4 g 정도이다.
주 2) 시판 카오린은 제조시에 응집제를 첨가하여 2차 입자와 결합하므로 분산제로서 피로인산 나트늄을 사용한다.
주 3) 시약 : 카오린 시약, 피로인산 나트늄(), 포르말린(37%), 증류수.

임펠러 유량계 가이드

총유기탄소(TOC) 정의 

1.1 목적

이 시험방법은 물 시료 적당량을 고온의 산화성촉매에 넣거나 또는 물 시료에 과황산염을 넣어 자외선(UV : Ultraviolet)으로 산화시켜 유기탄소를

이산화탄소로 전환하여 정량하는 방법이다. 산출방법은 무기탄소를 사전에 제거하여 측정하거나, 무기탄소를 측정한 후 총탄소에서 감하여 총유기탄소의 양을 구한다. 이 방법에 따라 시험할 경우 유효측정농도는 0.5 mg/L 이상으로 한다.

1.2 적용범위

1.2.1 이 방법은 호소 및 하천 중에 총유기탄소 검사에 적용한다.

1.2.2 이 방법에 의한 수중의 총유기탄소 검출 한계는 0.5 mg/L로 이다.

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2.0 용어정의

2.1 총유기탄소(TOC: Total Organic Carbon)

수중에 유기적으로 결합한 탄소의 합을 말한다.

2.2 총탄소(TC: Total Carbon)

수중에 존재하는 유기적 또는 무기적으로 결합된 탄소의 합을 말한다.

2.3 무기탄소(IC: Inorganic Carbon)

수중에 탄산염, 중탄산염, 용존 이산화탄소 등 무기적 결합탄소를 말한다.

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2.4 용존유기탄소(DOC: Dissolved Organic Carbon)

총유기탄소중 공극 0.45 μm의 막여지를 통과하는 유기탄소

2.5 부유성유기탄소(SOC: Suspendedl Organic Carbon)

총유기탄소중　0.45 μm의 막여지를 통과하지 못한 유기탄소로서, 기존에는 입자성유기탄소(POC : Particulate Organic Carbon)로 구분하기도 하였다.

2.6 비정화성유기탄소(NPOC: Nonpurgeable Organic Carbon)

총탄소 중에 pH 2 이하에서 포기(Purging)에 의해 정화되지 않는 탄소, 기존에는 비휘발성유기탄소라고 구분하기도 하였다.

3.0 분석기기 및 기구

3.1 총유기탄소 측정기기

3.1.1 산화부

유기탄소를 이산화탄소로 산화하는 방법으로는 고온연소산화방법과 자외선-과황산 산화방법의 두 가지 방법이 있다.

3.1.1.1 고온연소산화방법

시료를 산화코발트, 백금, 크롬산바륨과 같은 산화성 촉매로 충전된 고온반응기에서 연소시켜 시료중의 탄소를 이산화탄소로 전환하여 검출부로운반한다.

3.1.1.2 자외선-과황산 산화방법

시료를 자외선 존재 하에서 과황산염에 의해 시료중의 탄소를 이산화탄소로 산화시켜 검출부로 운반한다.

3.1.2 검출부

검출부는 비분산적외선분광분석법(NDIR : Non-Dispersive Infrared), 전기량적정법(Coulometric titration Method) 및 전도도법(Conductometry) 또는 이와 동등한 검출 방법으로 측정한다.

​4.0 시약 및 표준용액

4.1 프탈산수소칼륨 표준원액(1.0 mg C/mL)

미리 프탈산수소칼륨을 105～120 ℃에서 약 1시간 건조한 후 데시케이터에서 방냉한 다음 2.125 g을 정확하게 달아 물에 녹여 정확히 1,000 mL로 한다.

4.2 프탈산수소칼륨 표준액(0.1 mg C/mL)

프탈산수소칼륨 표준원액 10 mL를 정확히 취하여 물을 넣어 100 mL로 한다.

4.3 무기탄소 표준원액(1.0 mg C/mL)

미리 탄산나트륨과 탄산수소나트륨을 285±5 ℃에서 1시간 건조한 후 건조 용기에서 방냉한 다음 탄산나트륨 4.415 g을 정확하게 달아 물에 녹인 후 탄산수소나트륨 3.500 g을 정확히 취하여 1,000 mL로 한다. 사용시 조제한다.

4.4 무기탄소 표준액(0.1 mg C/mL)

무기탄소 표준원액을 10 mL를 정확히 취하여 물을 넣어 100 mL로 한다. 사용시 조제한다.

​5.0 시료채취 및 관리

5.1 시료 채취는 유리병일 경우 산세척 후 400 ℃에서 1시간 정도 건조시킨 후 테플론으로 코팅된 고무마개로 봉한 것을 사용하고, 폴리에틸렌병

일 경우 산세척 후 초순수로 행군 후 건조한 다음에 폴리에틸렌 마개로 봉한 것을 사용한다.

만약, 시료 농도가 1 mg/L 이상일 경우 일반 세척한 채수병도 사용가능하나 바탕 시료를 시험해야 한다.

시료 채수는 교반 되지 않고 거대 부유물이 포함되지 않게 안정한 상태에서 조심하여 채수한다.

5.2 시료는 채수 즉시 4 ℃ 이하 냉암소에서 보존․운반하고 최대한 빠른 시간 내(6시간)에 시험한다.

즉시 실험이 불가능할 경우 인산이나 황산으로 pH 2 이하로 고정하여 4 ℃이하 냉암소에서 보존하고 48시간 이내에 시험한다.

단, 무기탄소 측정을 목적으로 한 시료의 경우 산 고정을 하지 않는다

6.0 품질보증 및 품질관리(QA/QC)

6.1 무기탄소가 총탄소의 50 %를 초과하는 경우 사전에 무기탄소를 제거한 다음 총유기탄소를 측정하며(비정화성유기탄소 방법), 무기탄소가 50 % 이하일 경우는 어느 정량방법을 사용해도 무방하다.

6.2 최초 정량방법 선택시 다음과 같은 평가 시험을 통해 총유기탄소 측정 편차값이 ±10 %를 넘지 않아야 한다.

6.2.1 비정화성유기탄소 정량방법 : 100 mL 부피 플라스크에 물을 약 30 mL 넣고 프탈산수소칼륨 표준액(0.1 mg C/mL) 5 mL와 무기탄소 표준액(0.1 mg C/mL) 50 mL를 취해 넣고 물을 넣어 표선까지 채운 후 측정한다.

6.2.2 가감 정량방법: 100 mL 부피 플라스크에 물을 약 30 mL 넣고 프탈산수소칼륨 표준액(0.1 mg C/mL) 5 mL를 취해 넣고, 무기탄소 표준액(0.1 mg C/mL) 10 mL를 취한 후 물을 넣어 표선까지 채운 후 측정한다.

6.3 검출한계는 같은 농도 표준용액 7개를 분석하여 농도의 표준편차를 구한 후 3.143을 곱한 값(99% 신뢰구간)에 바탕용액 농도의 평균값을

더하여 유효숫자 첫 자리로 표현한다(매년 1회, 산화성 충전재 또는 관로 교체 후 1회).

6.4 정밀도는 정량범위의 중간표준용액을 7개 이상 복수 분석하여 농도의 표준편차를 구한 후 3.707을 곱하여 (99 % 신뢰구간) ±유효숫자 첫

자리로 표현한다(매년 1회, 산화성 충전재 또는 관로 교체 후 1회).

6.5 결과 보고 시에는 분석기기의 검정 곡선식, 상관계수(r2), 정밀도, 검출한계를 기재하도록 한다.

7.0 분석절차

7.1 시료를 원시료 또는 희석하여 작성된 검정 곡선 범위 내에 들도록 조정한 다음 각 분석기기의 제조사에서 제시한 작동방법에 따라 총유기탄소 농도를 측정한다.

7.1.1 비정화성유기탄소(NPOC) 검출방법주1) : 시료 중 일부를 분취 후 인산을 적당량 주입하여 pH 2이하로 한 후 일정시간 정화(Purge)하여 무기탄소를 제거한 다음 미리 작성한 검정 곡선을 이용하여 총유기탄소의 양을 구한다.

주1)총탄소중 무기탄소 비율이 50 %를 초과하는 시료는 비정화성유기탄소 정량방법으로 정량한다.

7.1.2 가감(TC-IC) 검출방법 : 시료 중 일부를 분취 후 총탄소(TC)를 미리 작성한 검정 곡선을 이용하여 구하고, 따로 분취 후 인산을 적당량 주입하여 pH 2 이하로 한 후 정화과정에서 발생한 무기탄소를 미리 작성한 검정 곡선을 이용하여 구하고, 이를 총탄소에서 감하므로 총유기탄소를 구한다. 경우에 따라서 총탄소와 무기탄소를 동시에 분석할 수 있다.

비고1) 다만, 시료에 불용성물질이 있을 경우 교반 또는 초음파 장치 등, 기타 균질화 장치를 이용하여 균질화 시킨 후 분석하며, 시료의 측정값의 재현성이 10% 이내로 달성될 때까지 수회 반복시험을 한다.

​7.2 검정곡선의 작성

7.2.1 비정화성유기탄소(NPOC) 검정 곡선 : 프탈산수소칼륨 표준액(0.1 mg C/mL) 0~20 mL를 단계적으로 각각 취하여 100 mL 부피 플라스크에 넣고 물을 넣어 표선을 채운다. 기기 분석법에 따라 검정 곡선을 작성한다.

7.2.2 가감(TC-IC) 검정 곡선 : 프탈산수소칼륨(유기탄소) 표준액(0.1 mg C/mL) 0~10 mL, 무기탄소 표준액 0~10 mL를 단계적으로 각각 취하여 100 mL 부피 플라스크에 넣고 물을 넣어 표선을 채운다. 기기분석법에 따라 총탄소와 무기탄소를 측정하여 각각의 검정 곡선을 작성한다.

​8.0 결과보고

8.1 다음식을 이용하여 시료 중의 총유기탄소(TOC) 농도(mg/L)를 구한다.

8.1.1 무기탄소를 제거하지 않은 경우

총유기탄소(TOC) = 총탄소(TC) - 무기탄소(IC)

8.1.2 무기탄소를 제거한 경우

총유기탄소(TOC) = 비정화성유기탄소(NPOC)

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9.0 참고자료

9.1 Standard Method. 5310 A, 1998, Total Organic Carbon(TOC)

9.2 ISO-CEN EN 1484(DIN Method), 1997, Water Analysis Guidelines for the Determination of Total Organic Carbon(TOC) and Dissolved Organic Carbon(DOC)

9.3 US EPA Method 415.3, 2003, Determination of Total Organic Carbon and Specific Absorbance AT 254nm in Source Water and Drinking Water.

9.4 KSM 9238, 2001, 수질-용존유기탄소(DOC) 및 총유기탄소(TOC) 측정 지침

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총유기탄소(TOC)란?
총유기탄소란 물 샘플에 포함된 유기화합물의 양을 측정한 것입니다. 유기탄소를 포함하고 있는 화합물은 물에 용해되거나 용해되지 않은 부유물질 또는 액체 형태로 물에 존재할 수 있습니다. 이 유기 물질은 자연적으로 물에 유입되기도 하고, 인공적인 원인 또는 공정을 통해 물에 유입되기도 합니다. 예를 들어 유기물은 식물 또는 동물에 기반을 둔 물질 또는 탄소 및 유기 화합물을 정의하는 다른 요소를 포함하고 있는 합성 물질이 있습니다. 무기물은 무기탄소를 함유한 화합물을 말합니다.

왜 TOC를 측정해야 하는가?

유기물은 반드시 독성 물질이진 않지만, 물에 높은 농도로 존재하면 생태계에 큰 영향을 줍니다. 또 확인되지 않거나 처리되지 않은 상태로 존재한다면 장비 및 설비에 손상을 끼칠 수 있습니다.

환경에 끼치는 영향 방지
유기물은 화합물 자체가 직접적인 독성이 없더라도, 강 또는 하천의 환경에 유독할 수 있습니다. 물의 산소 수준을 대폭 감소시키면서, 유기 폐기물은 어류를 질식시킬 수 있으며, 다른 여러 방식으로 수상 생태계에 영향을 끼칠 수 있습니다.

관련 규제 준수 보장
유기 화합물은 식수 산업에서 염격하게 규제되는 소독 부산물(DBP)의 전구체입니다. TOC 측정은 규제 요구조건을 준수하기 위하여 DBP의 형성을 줄일 수 있는 올바른 처리를 수행할 수 있도록 도와줍니다. TOC를 제대로 모니터링하지 않는 산업 현장이나 지방자치단체는 법규를 준수하지 않아 수수료나 과태료를 부과 받을 수도 있습니다. 결과적으로 배출기준에 대한 허용 기준을 초과하면 재정적인 부담을 느끼게 될 수도 있습니다.

비즈니스 효율성 및 무결성
제품 내의 유기화합물은 맛, 냄새, 미적인 부분, 품질 등 고객의 인식에 해로운 영향을 끼칠 수 있습니다. 원수 내의 과도한 유기물 함유는 생산 비용에 영향을 끼칠 수 있습니다. 또 오염을 야기할 수 있습니다. 이는 곧 폐수 처리에 대한 비용으로 이어질 뿐 아니라 법적 규제를 준수하는 데 어려움을 마주하게 될 수도 있습니다. 또한 기업의 평판에 해가 되는 환경적 측면의 부정적인 결과를 초래할 수도 있습니다.

폐수 처리
보통 또는 예상되는 과정을 벗어나는 이벤트는 유기물 부하에 영향을 끼칠 수 있습니다. 이러한 이벤트는 처리 과정을 중단시키거나 치명적일 수 있습니다. 폐수 유입 및 배출 공정에서 TOC를 모니터링하는 것은 플랜트 내 처리 프로세스를 효율적으로 관리할 수 있게 합니다. 또 보존 및 추가 처리에 필요한 물을 재이용할 수 있으며, 배출 허용 기준에 대한 법률 규제 위반을 막을 수 있습니다.

알칼리도는?
알칼리도는 산을 중화시키는 물의 용량을 측정하는 것입니다. 이는 물의 완충 능력으로 알려져 있으며, 산이 더해질 때 pH의 변화에 저항하는 물의 능력을 말합니다.

물의 알칼리도 (pH가 7.0 또는 그 이상)는 주로 용해된 산 중화 물질(알칼리)에 존재에 의해 발생합니다. 이는 물 내의 이산화탄소의 균형과 관련이 있으며, pH의 역할입니다.

알칼리도의 원인이 되는 물 내 알칼리 이온 3가지

B중탄산염 (HCO 3 -)
탄산염 (CO 3 2-)
수산화물 (OH -)

총 알칼리도
총 알칼리도는 샘플 내 존재하는 모든 알칼리(모든 탄산염, 중탄산염, 수산화 이온) 를 100만 분의 1로 측정하는 것입니다. 따라서 총 알칼리도는 pH 변화에 저항하는 물의 능력을 측정한 것입니다.

총 알칼리도는 이산화탄소가 존재하는 양에 따라 pH 4.9, 4.6, 4.5 또는 4.5의 pH로 적정치로 결정됩니다.

페놀프탈레인 알칼리도
페놀프탈레인 알칼리도(p-알칼리도)는 pH 8.3(페놀프탈레인 지시계가 색을 변화할 때의 끝 점)의 적정에 의해 결정되며, 총 수산화물과 존재하는 탄산화물의 반을 나타냅니다.

일반적으로 단단한 물은 알칼리성을 띄는 반면, 부드러운 물은 더 산을 띕니다. 하지만 일반적이지 않은 예외적인 상황이 존재할 수 있습니다.

알칼리도 시험을 수행해야 하는 이유
알칼리도는 많은 종류의 제조 및 화학 생산 분야를 비롯하여, 식수 및 음료부터 보일러/냉각수 및 폐수 처리에 이르기까지 다양한 분야에서 중요한 항목입니다.

높은 알칼리성은 사용 가능한 중탄산염과 탄산염을 사용하여 용액의 금속을 제거하여 중금속 독성을 완화할 수 있습니다.
자연 환경에서 낮은 알칼리도는 하천, 강 또는 호수를 산성 오염 물질에 취약하게 만들어 물의 pH를 양서류, 어류 또는 동물성 플랑크톤에 해로운 수준으로 떨어뜨릴 수 있습니다.
알칼리도는 폐수 처리의 혐기성 소화를 촉진하기 위해 pH를 완충하거나 안정화시키기 위해 필요합니다.
생물학적 폐수 처리에서 질화 과정은 암모니아가 아질산염으로 변환된 후 질산염으로 변환됨에 따라 알칼리도를 사용합니다. 적절한 생물학적 활동을 위해서는 최소의 알칼리도를 유지해야 합니다.
알칼리성이 높은 물을 마시면 불쾌한 "탄산 음료" 맛이 나며 건강에 해로울 수 있습니다. 물의 높은 알칼리성은 산업 장비 및 파이프의 스케일링 또는미네랄 축적을 유발할 수 있습니다.

암모니아를 측정해야 하는 이유는?

암모니아는 무색의 톡소는 수소와 질소의 가스 혼합물(하나의 질소 원자와 세개의 수소 원자로 이루어짐, NH 3) 로 대개 물 속에 녹아있습니다.

암모니아를 모니터링해야 하는 이유
암모니아는 수질 관리 및 폐수 처리의 다양한 분야에서 시약과 측정 항목으로 모두 사용됩니다.

자연적으로 발생하는 암모니아는 원수에서 발견됩니다.
클로라민 처리 소독 과정에서 암모니아는 염소와 결합됩니다. 이는 식수를 처리하고 공급 시스템에 오랫동안 존재하도록 유지하기 위함입니다.
암모니아는 종종 제약산업과 같은 분야에서 pH를 조절하는 데 사용됩니다.
암모니아는 폐수 질화 작용 및 탈질소 과정에서 발견됩니다.
암모니아는 일반적으로 낮은 농도일 때 해롭지 않지만, 높은 농도일 때 해로우며, 건강 위험에 치명적일 수 있습니다. 그러므로 암모니아 수준은 적절하게 모니터링되고 관리되어야 합니다.

하크(Hach)에서 특정 프로세스 분야에 적용 가능할 수 있는 실험 장비, 자료, 교육 및 소프트웨어를 찾아보시기 바랍니다. 암모니아 수준을 성공적으로 관리하고 모니터링할 수 있습니다.

암모늄은 무엇일까요?

암모늄은 하나의 질소와 네 개의 수소 원자를 포함한 결합체 (NH 4 +) 입니다. 암모니아는 중성 비이온 분자(약 염기)이지만 암모늄은 양전하를 전달하는 이온입니다. 게다가 암모니아는 강한 냄새를 배출하지만, 암모늄은 전혀 냄새가 나지 않습니다.

물속의 암모니아와 암모늄의 비율을 결정하는 주요 요인은 pH입니다. 암모니아의 활동은 용액의 온도와 이온 강도에 영향을 받습니다. 암모니아 입자가 해상 유기물에 해로울 수 있는 반면, 암모늄 이온은 기본적으로 해롭지 않다는 점을 기억하는 것은 중요합니다. 물 산업에서 질소와 결합한 수소의 농도를 아는 것은 중요합니다. 그러므로 암모니아와 암모늄 용어는 교체 가능하게 사용되고, 따라서 NH 3 -N 또는 NH 4 -N 으로 서술되며, 일반적으로 mg/L 또는 PPM으로 표현됩니다.

암모니아와 암모늄 사이의 관계를 형성하는 화학 공식은 다음과 같습니다:
NH 3 + H 2O <-> NH 4 + + OH -

pH가 낮으면 평형이 오른쪽으로, pH가 높으면 평형이 왼쪽으로 이동합니다. 일반적으로 pH 6 미만의 대기 온도에서 암모니아와 NH 3의 비율은 매우 낮고 거의 대부분의 암모니아 질소가 NH 4 + 의 형태로 존재합니다. pH 8 정도일 때, NH3의 비율은 10% 또는 그 미만이며, pH가 9보다 살짝 높을 때, 그 비율은 50% 정도입니다. 일단 pH가 11을 초과하면, 용액 내 모든 암모늄 이온은 암모니아 입자 형태로 변환됩니다. 암모니아 수의 활동은 낮은 온도에서 훨씬 적습니다.

생화학적 산소 요구량(BOD)를 측정해야 하는 이유는?

생화학적 산소 요구량은, 생물학적 산소 요구량이라고 알려진 것과 같이, 수처리에 있어 중요한 항목입니다. 폐수 및 오수가 환경으로 배출될 때, 그들은 수용하는 물의 유기 함량의 형태로 오염에 노출될 수 있습니다. 높은 농도의 유기물은 물 속의 용해된 산소의 수준을 급감시켜, 환경 및 규제 결과에 부정적인 결과를 초래합니다.

물 속의 유기 오염물의 양을 극도로 제한하고, 영향을 얼마나 끼치는 지 결정하려면 BOD는 필수 측정항목입니다. USEPA는 BOD 또는 COD에 상응하는 총유기탄소(TOC)의 사용도 허가하고 있습니다.

생화학적 산소 요구량(BOD)란?
생화학적 산소 요구량(BOD)는 특정 온도에서 유산소 상태로 유기 물질을 분해하는 동안 박테리아 및 다른 미생물에 의해 소비되는 산소의 양을 나타냅니다.

BOD는 폐수 유출이 수용수의 산소 농도에 미치는 단기적 영향을 측정하는 데 사용됩니다. BOD는 폐수의 영향을 받는 곳에서부터 배출물까지 다양한 위치에서 유기산소를 요구하는 부분을 대표하여 사용합니다. BOD는 폐수 처리의 효율성 및 효과성을 증가시키기 위해서 처리 플랜트 프로세스 모델에 사용될 수 있습니다.

COD와 BOD 비교
BOD와 마찬가지로, 화학적 산소 요구량(COD) 은 샘플 수 내의 유기물의 부하량을 계측하는 데 사용될 수 있습니다. COD는 오염물질을 화학적으로 분해하는 데 필요한 산소량을, BOD는 미생물과 함께 분해하는 데 필요한 산소량을 나타냅니

염소를 측정해야 하는 이유는?

강력한 산화제인 염소(Cl2)는 이상적인 소독제입니다. 식수 내 적절한 잔여 염소 수준은 물을 인간이 소비하는 데 있어 안전성을 보장합니다. 하지만 물 속의 너무 많은 염소는 의약품 제조, 멤브레인 처리 프로세스 및 다른 적용분야에 해로운 영향을 끼칠 수 있습니다. 초과하는 잔여 염소는 환경적으로 해로울 뿐 아니라 수돗물의 관능적 특성에 부정적인 영향을 끼칠 수 있습니다.

물에 첨가할 때, 염소는 유리 염소 또는 클로라민(암모니아가 존재할 때)를 형성하기 위하여 다음과 같이 반응합니다:

• 강력한 살균제로서 역할 수행
• 산화 금속 제거
• 불쾌감을 유발하는 맛과 향 제거

염소란?