“DO”란 무엇인가?

1. 용존산소 (Dissolved Oxygen)

모든 생물체는 여러 가지 형태의 산소에 의존하여 성장과 생식에 필요한 에너지를 생산하는 대사과정을 유지한다.

대기중의 기체들은 모두 량의 차이는 있지만 물에 녹는다. 그리고 질소와 산소는 물과 화학적으로 반응하지 않으므로 물에 매우 적은 량이 녹으며, 용해도는 부분 압력에 정비례한다.

또한 온도에 의해서 용해도가 크게 변화된다. 즉 온도가 상승하면 용해도가 떨어지고 염수에서는 더 낮아진다.

산소는 매우 조금 녹는 기체이므로 용해도는 주어진 온도에서 대기압력에 따라 변화한다.

폐수처리에서 용존산소 결핍과 관련된 악조건의 대부분은 온도가 높고 산소의 용해도가 최소로 되는 여름철에 일어난다.

2. 용존산소의 측정 목적

용존산소의 측정은 오염물질이 유입되는 자연수와 가정하수 산업폐수를 정화하는 호기성 처리공정을 호기성 상태로 유지하는데 필요하며 

가정하수, 산업폐수의 오염의 세기를 평가하는데 이용되는 중요한 항목이다.

또한 산소는 부식을 일으키는 중요 요소이므로 철 및 강철제품, 배수관 망과 증기보일러, 화력발전소 등에서 물리적, 화학적으로 산소를 제거하는데 이때 용존산소의 양을 검출로 제어된다.

3. 용존산소의 측정 활용

산소의 낮은 용해도는 자연수의 자성능력을 제한하는 주요인자이고 산소의 제한된 용해도는 폭기(Aeration)의 경비를 좌우한다.

호기성 처리공정(Aerobic Treatment Process)은 모두 용존산소에 의존하므로 용존산소의 검출량은 적절한 양의 공기를 공급하여 

정확히 호기성 상태가 유지되도록 폭기속도(Rate of Aeration)을 조절하고 과도한 공기의 공급을 방지하는데 사용된다.

4. 용존산소의 성격

용존산소(Dissolved Oxygen)는 수중에 용해되어 있는 산소가스를 일반적으로 DO라고 부른다. 

수중에 용해되어 있는 산소의 량은 물에 인접해 있는 공기중의 산소에 의한 것으로 

그 용해량은 Henry의 법칙(일정한 온도에서 일정한 부피의 액체에 용해하는 그 기체의 양은 그 액체 위에 미치는 기체의 압력에 비례)에 따라서 산소 분압에 비례한다.

Po = H·Xo

Po는 공기량의 산소분압, Xo는 액안의 산소 Mol분압, H는 온도에 관계되고 압력에는 무관한 Henry의 정수이다.

DO는 기압, 기온 및 액의 온도에 의해서도 달라진다. 또 수중에 용해되어 있는 각종의 용존물질에 의해 소비되고, 

유기물질의 산화작용, 미생물 등의 호흡작용에 의해서도 용존산소가 소비된다.

또 DO는 용해염류의 농도에 의해서도 다르다. <표1 참조>

해수, 하수, 순수에서는 포화상태에 있어서 꽤 큰 차이가 있다.

5. 온도의 영향

박말 전극은 온도의 영향이 크다. 그 원인은 박막의 산소투과계수가 온도에 의해 변하여 이는 전극의 반응속도와 확산계수가 온도의존성이 높기 때문이다.

특히 폴라로식은 위 모든사항이 관계되기 때문에 거의 격막의 온도 변화에 영향이 일어나 갈바니식에 비해 복잡하다. 이 때문에 온도를 보상해 줌으로 영향을 줄이고 있다.

6. 압력의 영향

격막 전극법의 압력에 대한 이론적 영향은 없다. 그러나 압력의 급격한 변화에 의해 격막 자체에 영향을 미치며 두께가 변한다.

음극과 격막사이가 벌어지면 응답성,안정성,재현성 등의 문제가 있다.

이 때문에 전극에는 내외부의 압력을 평형 시키기도 하고, 내면을 완전하게 전해액으로 채워 수축을 작에 하고 격막을 보호한다.

7. 유속의 영향

피검액의 유속은 격막전극의 출력전류에 영향을 준다. 유속이 늦으면 측정치는 작게되기 때문에 충분한 유속을 가질 필요가 있다.

충분한 유속은 약 30㎝/sec 이상이다.

8. 잔여전류

DO가 0인 경우에는 전극에 흐르는 전류가 0이 된다. 그런데 실제에는 미소의 전류가 흐르고 이것을 잔여전류라고 한다.

잔여전류의 원인으로는

a. 동작전압을 가한 순간에 전기 이중측이 Condensor역할을 하고 충전 전류가 흐른다.

b. 극과 절연모 사이의 수지 자체에 포함된 산소에 의해 전해전류가 흐른다.