본문내용
1. 고형물 개요
1.1. 고형물의 정의 및 분류
고형물이란 불순물이 혼입된 물을 가열하여 수분을 증발시켰을 때 남는 잔류물을 말한다. 고형물은 오염된 물, 하수, 폐수 등에 포함된 유기물질과 무기물질로 구성되며, 그 종류와 형태에 따라 다양하게 분류된다.
고형물은 크게 총고형물(Total Solids, TS), 휘발성고형물(Volatile Solids, VS), 강열잔류고형물(Fixed Solids, FS)로 구분된다. 총고형물은 물에 포함된 모든 고형물을 의미하며, 휘발성고형물은 550도에서 휘발되는 유기물질, 강열잔류고형물은 550도에서 남는 무기물질을 나타낸다.
또한 고형물은 용존고형물(Dissolved Solids, DS)과 부유고형물(Suspended Solids, SS)로 나누어진다. 용존고형물은 0.1마이크로미터 이하의 크기를 가진 분자 또는 이온 상태의 고형물질을, 부유고형물은 0.1마이크로미터 이상의 입자 상태 고형물질을 의미한다. 이러한 용존고형물과 부유고형물을 합하면 총고형물이 된다.
더 세부적으로 휘발성부유물(Volatile Suspended Solids, VSS), 강열잔류부유물(Fixed Suspended Solids, FSS), 휘발성용존고형물(Volatile Dissolved Solids, VDS), 강열잔류용존고형물(Fixed Dissolved Solids, FDS)로 구분할 수 있다. 이는 용존고형물과 부유고형물을 각각 550도에서 휘발성과 강열잔류 물질로 나누어 세분화한 것이다.
이처럼 고형물의 정의와 분류는 매우 자세하게 구분되며, 이는 수질 오염 물질의 성상을 파악하고 처리 방법을 결정하는데 중요한 기준이 된다.
1.2. 고형물의 종류
1.2.1. 총고형물(TS)
총고형물(TS)은 물속에 존재하는 모든 고형물의 총량을 의미한다. 물을 가열하여 수분을 증발시키면 남은 잔류물이 총고형물이다. 이는 용존고형물과 부유고형물을 모두 포함하는 개념이다.
총고형물(TS)은 물속에 존재하는 다양한 형태의 고형물을 모두 합한 값으로, 용존되어 있는 고형물과 현탁된 상태의 고형물을 모두 포함한다. 용존고형물은 여과지를 통과하는 크기의 물질이며, 부유고형물은 여과지에 남는 물질을 의미한다. 따라서 TS는 TDS(총용존고형물)와 TSS(총부유고형물)의 합으로 표현된다.
총고형물(TS)은 물의 오염 정도를 판단하는 주요 지표 중 하나이다. 물속에 존재하는 유기물, 무기물 등의 고형물의 양을 정량적으로 측정함으로써 수질 상태를 파악할 수 있다. 이러한 TS 데이터는 수처리 공정 설계, 운전 관리 등에 활용되며, 하천이나 호수의 수질 관리에도 중요한 정보를 제공한다.
TS 측정을 위해서는 시료의 일정량을 증발 건조시켜 남은 물질의 무게를 측정한다. 건조 온도는 105~110°C 범위로 유지하며, 데시케이터를 이용해 시료를 냉각시킨 후 정확히 무게를 측정한다. TS 농도는 단위 부피당 고형물의 질량으로 표현되며, 일반적으로 mg/L 또는 ppm 단위를 사용한다.
총고형물(TS)은 물의 수질 관리와 처리 공정에서 매우 중요한 지표이며, 이를 정확히 측정하고 분석하는 것은 환경공학 분야에서 필수적인 과정이다.
1.2.2. 휘발성고형물(VS)
휘발성고형물(VS)은 550℃에서 가열했을 때 휘발되는 고형물을 의미한다. 이는 주로 유기물로 구성되며, 총고형물(TS) 중 유기물의 함량을 나타내는 지표로 사용된다.
VS는 수중에 존재하는 유기물질이 가열에 의해 분해, 기화되어 감소하는 양을 의미한다. VS는 유기물의 양을 대략적으로 추정할 수 있게 해준다. 따라서 폐수처리장이나 하천의 수질 관리에서 중요한 지표가 된다. VS가 높을수록 유기물 농도가 높다고 볼 수 있다.
VS는 유기물의 양을 대략적으로 추정할 수 있게 해주지만, 모든 유기물이 550℃에서 완전히 휘발되는 것은 아니다. 일부 유기물은 이 온도에서도 분해되지 않고 잔류할 수 있다. 따라서 VS만으로는 정확한 유기물 함량을 알 수 없으며, 다른 지표들과 함께 종합적으로 판단해야 한다.
1.2.3. 강열잔류고형물(FS)
강열잔류고형물(FS)은 물시료의 고형물을 550℃ 이상의 고온에서 태워 남은 잔류물을 말한다. 대부분 무기물로 구성되어 있으며, 용도나 처리방법을 결정하는 데 있어 중요한 지표가 된다.
실험을 통해 강열잔류고형물(FS)을...
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