실험 개요
BOD(생물학적 산소요구량)와 COD(화학적 산소요구량)는 수질 오염도의 가장 보편적인 지표다. BOD는 미생물이 5일간 소비하는 산소량으로 측정하고, COD는 강한 산화제(K₂Cr₂O₇)로 모든 환원성 물질을 산화시켜 소비된 산소량을 계산한다. BOD/COD 비로 생분해 가능성을 추정한다.
이론 배경
BOD₅ 측정 원리
원수 또는 희석 시료를 20°C 암실에서 5일 배양하면서 초기·5일째 DO(용존산소)를 측정. BOD₅ = (DO₀ − DO₅) × 희석배수. 단위 mg O₂/L.
COD 측정 원리
시료를 K₂Cr₂O₇/H₂SO₄ 환류 분해(2시간, 150°C). 잔류 K₂Cr₂O₇를 Fe²⁺로 적정해 소비량 산출. 더 빠르고 모든 유기물을 측정.
BOD/COD 비
0.6 이상: 생분해 용이(생활하수). 0.3~0.6: 부분 가능. 0.3 미만: 난분해성(산업폐수). 처리 공정 선택의 기준.
실험 장치 및 시약
- — BOD 병(300 mL), DO 측정기 또는 Winkler 적정 키트
- — BOD 인큐베이터 (20°C, 암실)
- — COD 환류 분해기, 적정 장비
- — K₂Cr₂O₇, Ag₂SO₄, FAS 적정액
실험 절차
- 1.BOD: 원수를 적절히 희석해 BOD 병 채움. DO₀ 측정 후 20°C 5일 배양. DO₅ 측정.
- 2.COD: 시료 20 mL + K₂Cr₂O₇ 10 mL + 진한 H₂SO₄/Ag₂SO₄ 30 mL → 2시간 환류.
- 3.냉각 후 Fe(NH₄)₂(SO₄)₂ 표준액으로 적정 (페로인 지시약).
- 4.BOD/COD 비를 산출.
데이터 처리
BOD₅, COD를 mg/L 단위로 계산. 처리 전후, 수원별 비교 표 작성. 비율로 생분해성 평가.
예비보고서 항목별 작성 팁
이론
왜 BOD가 5일을 표준으로 했는지(영국 강수질 관행) 한 줄 적기.
안전
K₂Cr₂O₇는 발암성, 폐액은 별도 수거.
자주 하는 실수
- — BOD 병에 공기 방울이 남은 채로 배양
- — BOD 희석 시 미생물 시드 추가 부족
- — COD에서 Cl⁻이 많은 시료에 Ag₂SO₄ 마스킹을 안 하는 것
자주 묻는 질문
Q. 왜 BOD와 COD가 둘 다 필요한가요?
둘이 측정하는 대상이 다릅니다. BOD는 미생물이 분해 가능한 유기물만, COD는 모든 환원성 물질을 측정합니다. 그래서 COD ≥ BOD이며, 두 값의 차이가 난분해성 물질 양을 나타냅니다. 처리 공정 설계에 두 정보가 모두 필요합니다.
Q. 왜 BOD에 5일이 표준인가요?
역사적·실용적 이유입니다. 영국 강 평균 체류시간이 5일이라 강에 도달할 때까지 소비될 산소량을 추정한 것이 시작입니다. 현재는 국제 표준(미국 표준법 5210)으로 정립되어 있고, 더 긴 BOD₂₀, BOD_∞도 일부 응용에 쓰입니다.
참고 표준·문헌
본 가이드는 다음 표준·교과서·핸드북의 정의·식·표준 절차를 따라 작성되었습니다. 학교 양식과 표준 절차가 다를 경우 학교 양식을 우선합니다.
- [1]Metcalf & Eddy — Wastewater Engineering: Treatment and Resource Recovery, 5th ed., McGraw-Hill, 2014
- [2]Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 23rd ed., APHA-AWWA-WEF, 2017
- [3]Standard Methods 5210 — Biochemical Oxygen Demand (BOD)
- [4]Standard Methods 5220 — Chemical Oxygen Demand (COD)