BOD에 관하여, 그리고 COD와의 관계

BOD에 관하여, 그리고 COD와의 관계

1. 정의

호기성 미생물이 호기성 조건에서 유기물을 분해하여 안정화시키는데 필요한 산소의 양

‣ BOD : 생화학적 산소 요구량(Biochemical Oxygen Demand)

‣ 미생물은 산소를 이용해 유기물을 산화해 발생하는 에너지를 생존 에너지로 사용

‣ 참고 항목

- DO : 수질평가 지표의 하나로 수중 유리산소의 양

- COD : 물속에 존재하는 유기물을 화학적으로 산화시키는데 필요한 산소의 양

2. BOD의 구분

◦ C-BOD(Carbonaceous BOD, 1단계 BOD) : 탄소화합물을 호기성 조건에서 미생물에 의해 분해시키는데 필요한 산소량

◆ 반응식

∙ 탄수화물 + O2 → CO2 + H2O

∙ 단백질 + O2 → CO2 + H2O + NH4+

◦ N-BOD(Nitrogeneous BOD) : 질소화합물을 호기성 조건에서 미생물에 의해 분해시키는데 필요한 산소량

◆ 반응식

∙ 2NH4+ +3O2 -> 2NO2- + 2H2O +4H+

∙ 2NO2- + O2 -> 2NO3-

‣ 유기 화합물 속의 유기질소가 질산화 미생물에 의해 점차 무기질소로 변하고 결국 NO3-N가 되는데 이 과정에서 DO 소모

‣ 하수와 같이 BOD가 높은 물에서는 질산화가 잘 일어나지 않으나 처리된 폐수, 강, 호수의 호기성 상태에서는 충분한 질산화가 이루어져 C-BOD보다 N-BOD가 높은 경우가 있으므로 수중 산소 소모면에서 N-BOD의 역할이 큼

‣ 질산화가 진행되어 있을 확률이 높은 시료

- 생물학적으로 처리된 유출수

- 하구 부근의 물

3. BOD와의 관계

□ BOD와 COD의 관계

◦ 대부분 동일 폐수의 COD값은 BOD값보다 높은데 이것은 미생물에 의해 산화되지 않는 성분까지 화학적으로 산화되기 때문

◦ BOD와 COD 측정값의 관계 파악을 통한 생물학적 분해 불가능물질 및 독성정도 파악 가능

◦ COD 측정으로 BOD 측정이 어려운 물에 대한 유기물 오염 평가

◦ COD 측정은 BOD 측정 소요 시간인 5일보다 빠른 1~3시간 내에 결과를 알수 있고 독성조건에서도 시험이 가능하므로 BOD 측정과 상호 보완적임

(COD의 경우 자연적인 조건에서 생물학적으로 물질이 안정화되는 속도에 관해서는 아무런 정보를 얻을 수 없으며 생물학적 자정작용 파악불가)

‣ BOD보다 COD가 월등히 큰 경우(COD>>BOD)

- BOD 실험시 독성물질 포함한 경우

- 시료가 생물학적으로 분해 불가능한 유기물질로 구성된 경우

‣ COD보다 BOD가 큰 경우(BOD>COD)

- BOD 실험중 5일 이내에 질산화 발생시

- COD 시험 방해물질인 방향족 혼합물, 피리딘 등 존재시

□ TOC, TOD, BOD 및 COD 와의 관계

◦ TOD(Total Organic Carbon), TOD(Total Oxygen Demand), COD(Chemical Oxygen Demand) 및 BOD(biological Oxygen

Demand)는 모두 유기물에 의한 수질오염을 판단할 수 있는 항목들이지만 실험조건 및 산화율이 달라 각 나라별 실정에 따라 적용항목 및 적용기준을 달리하고 있음

◦ TOC, TOD, COD는 물리화학적 측정방법이며, BOD는 생물화학적 측정방법이기 때문에 대부분의 나라에서는 수질기준 적용시 BOD를 기본으로 하고 TOC, TOD, COD중 한 항목을 동시에 적용하여 상호보완적인 체제를 이루고 있음

‣ 호소에서의 COD 측정 이유

- BOD로는 호소 유기오염의 설명이 곤란(조류의 BOD 측정 방해 등)

- 생체량인 조류를 유기물량에 포함시키기 위함

‣ 해역에서의 COD 측정 이유

- BOD 측정시 적조에 의한 영향이 있음

- 염도에 의해 BOD 측정의 어려움

4. BOD 측정의 장⋅단점

□ 장점

◦ 자연적인 조건에서 생물학적으로 활성인 물질이 안정화되는 속도에 관한 정보를 얻을 수 있음

◦ 유기물질로 인한 수질오염도, 생물학적 처리대상 물질의 농도, 호기성 처리시 산소요구량, 폐수처리 효율 등을 알 수 있음

□ 단점

◦ 배양기간내 생물분해 가능한 유기물의 양만을 포함하므로 생물학적으로 분해 불가능한 물질량 파악이 어려움

◦ 미생물의 질과 농도에 따라 BOD 값이 달라짐

◦ 독성 물질에 의한 영향이 있음

◦ 고형물이 많은 경우 적용이 곤란

◦ 측정 결과를 얻는데 소요되는 시간이 긺

◦ NOD가 포함되어 오차를 유발할 가능성이 있음

※ 참고: DO 증가요인과 소모요인

‣ DO 증가요인

- 대기중의 O2유입 : H2O분자 사이공간에 용존하며 용존물질이 많거나 온도가 상승하면 유입이 줄어듦

- 광합성 : 수중 조류의 생산 공급 (야간에는 O2소모)

- DO 가 높은 물의 유입

‣ DO 소모요인

- 호기성 미생물의 물질대사

- 수중생물의 호흡작용

- 무기화합물의 산화작용

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