① 많은 공식에서 다음과 같은 형태로 계산이 진행됩니다.

→ 농도 × 부피 × 단위 환산 → 결괏값은 kg 또는 kg/d

② 농도(C) 단위 mg/L에 유량(Q) 단위 m³/d 또는 체적(V) 단위 m³를 곱해서 최종 중량 단위인 kg, kg/d의 결과를 얻는 형식이 많습니다.

③ 이처럼 최종 도출 단위를 kg 값으로 표현합니다.

① 농도 표현 단위인 mg/L 는 부피 1리터에 특정 성분의 mg 중량이 포함됨을 의미합니다.

② 여기서는 mg/L 단위 대신 분모, 분자 모두 1,000배 큰 단위인 g/m³ 을 사용합니다. 그 이유는 농도 단위 g/m³에 부피 단위 m³, m³/d를 곱했을 때 단위 환산이 편하기 때문입니다.

① g으로 나온 값을 최종 kg으로 변환하려고 합니다.

② 이에 따라 ÷1000을 하거나 ×1/1000 하는 경우가 많습니다.

③ 예제 : 2,000g/d × 1kg/1000g = 2kg/d

① 24hr/d : ‘일’을 ‘시간’으로 표시하기 위한 단위 환산

② 1d/24hr : ‘시간’을 ‘일’로 표시하기 위한 단위 환산

③ 1d/1440min : ‘일’을 ‘분당’ 단위로 표시하기 위한 단위 환산

① 곱하기의 표현은 ‘×’으로 하되, 나누기의 표현은 ‘÷’ 대신 ‘/’를 사용합니다.

② ‘1일’ 대신에 ‘1d’를 사용합니다.

③ ‘시간’ 대신에 ‘hr’을 사용합니다.

④ ‘분’ 대신에 ‘min’을 사용합니다.

⑤ ‘초’ 대신에 ‘sec’를 사용합니다.

⑥ ‘반응조’의 범위는 ‘포기조’만을 말하거나 ‘무산소조+포기조’를 의미하거나 침전조를 포함한 모든 시설물을 말할 때도 있습니다.

⑦ 화학적 산소요구량 ‘COD’로 표시된 것은 CODcr 을 의미합니다.

⑧ 유입부의 각 항목에는 in을 의미하는 ‘i’를 붙이고, 유출부의 각 항목에는 out을 의미하는 ‘o’를 붙입니다. 예를 들어, 유입 BOD는 BODi, 유출 BOD는 BODo 등으로 씁니다.

▶ 공식 : C1 × V1 = C2 × V2

① C1 : 원액의 농도(Concentration)

② V1 : 원액의 부피(Volume)

③ C2 : 희석 후 농도(Concentration)

④ V2 : 최종(희석 후) 부피(Volume)

▶ 설명

① “원액에 물을 얼마를 더 넣어야 원하는 농도를 만들 수 있는가?”에 대한 계산입니다.

② 원액 속에 있는 물질의 총질량은 희석해도 그대로 있다는 원리를 바탕으로 합니다.

③ 농도와 부피 간의 상관관계.

▶ 예제: 원액의 농도가 625,000mg/L입니다. 800mg/L 농도의 용액 5,000ml 만들고 싶다면 원액 몇 ml와 물 몇 ml를 넣어야 할까요?

① C1 : 625,000mg/L

② V1 : ?

③ C2 : 800mg/L

④ V2 : 5,000ml

→ 625,000 × V1 = 800 × 5000, V1 = (800×5,000)/625,000 = 6.4ml

→ 물 사용량은 5000-6.4 =4993.6ml

→ 즉, 물 4993.6ml에 원액 6.4ml를 넣으면 800mg/L 농도의 용액 5,000ml가 만들어집니다.

▶ 공식 : Q (유량, m³/sec) = A × v

① A : 단면적, m²

② v : 유속, m/sec

▶ 설명

① 물이 흐르는 통로의 넓이(A) × 물의 흐르는 속도(v) = 전체 물의 양(Q)

② 쉽게 말해, 얼마나 넓은 곳을 얼마나 빠르게 물이 흐르느냐를 계산하는 공식입니다.

▶ 활용

① 폐수처리장 유입량 파악

② 펌프 사양 결정

③ 포기량 조정 결정

▶ 운영 기준

① 유량 변화에 따라 슬러지량, 포기량을 적절히 조정해야 합니다.

▶ 예제

① 단면적 A : 0.02m²

② 유속 v : 0.3m/sec

③ → 유량(Q) = 0.02 × 0.3 = 0.006m³/sec = 0.36m³/min = 21.6m³/hr =518.4m³/d

▶ 유량 측정의 목적

① 수량 모니터링 – 원수 및 반송슬러지 유량 파악

② 약품 투입량 설정 – pH 조절제, 영양제(요소, 인산 등), 침강제 등은 유량 기반 비례 조절 필요

③ 공정 분석 – 각종 부하율(유기물, N, P), SRT, HRT, 필요 공기량, 슬러지 발생량, 수리학적 부하율 등 공정 관리 계산에 필수적 요소

④ 비상 유입 감시 – 유량 급증/급감 → 공정 이상 감지 기능

▶ 유량표가 필요한 이유

① V-notch 위어는 수두(H, 수면 높이)만 측정하면 유량을 계산할 수 있지만,

② 공식이 복잡하고 단위 변환이 필요해서 현장에서 계산 없이 빠르게 보기 어렵습니다.

③ 그래서 수심(cm) → 시간당 유량(m³/hr)을 바로 확인할 수 있는 표가 필요합니다.

▶ 이용 방법

① V-notch 위어 설치

→ 주로 60° 또는 90° 각도가 많으나, 45°도 현장도 있음

② 위어 앞에서 수직 수심봉으로 측정

③ 해당 수심을 유량표에서 찾음

→ 예 : 90° 위어, 수심 12cm → 약 25m³/hr

④ 시간당 유량 값을 기반으로 각종 지표 관리에 적용함은 물론, 필요시 pH 조절제, 영양제, 침강제, 활성제 등의 약품 주입량 설정에도 이용

→ 약품 주입 농도가 100g/m³ 이라면 25m³/hr × 100g/m³ × 1kg/1,000g = 2.5kg/hr

⑤ 1일 유입 총량 계산

→ Q : 25m³/hr × 24hr/d = 600m³/d

⑥ HRT 계산(포기조의 용적이 500m³이라면)

→ V/Q = 500m³/600m³/d = 0.833d × 24hr/d = 20hr

▶ 이용처

① 원수량 측정

② 반송 슬러지량 측정

▶ V notch 각도별 수위별 1시간 유량표

▶ 공식 : V(m³) = Q × HRT

① Q : 1일 유입 유량, m³/d

② HRT : 유기물의 생물학적 산화에 필요한 미생물과 유기물 간의 접촉시간 확보를 위해 필요한 수리학적 체류시간(hr)

▶ 설명

① 처리해야 할 유량(Q)과 필요한 체류시간(HRT)으로 반응조 부피를 계산합니다.

▶ 활용

① 시설 설계

② 용량 검토

▶ 운영 기준(아래 HRT 기준에 따라 달라짐)

① 표준 활성슬러지법은 6~8 hr

② 장기 포기법 18~36 hr

③ SBR(간헐식 반응조) 4~12 hr

④ MBR(막분리 활성슬러지법) 4~10 hr

⑤ A/O, A2/O 공정 4~8 hr

▶ 예제

① Q : 1,000m³/d,

② HRT : 12시간

③ → 반응조 용적(V) = 1,000m³/d × 12 hr × 1d/24 hr = 500m³

▶ 공식 : 제거율(%) = (Ci-Co)/Ci × 100

① Ci : 유입(in) 농도, g/m³

② Co : 유출(out) 농도, g/m³

▶ 설명

① 처리 전 농도(Ci)와 처리 후 농도(Co)를 비교해 오염물질이 얼마나 줄었는지 %로 나타냅니다.

▶ 활용

① COD, BOD, SS, T-N, T-P 등 다양한 항목의 처리 성능 평가.

▶ 운영 기준

① COD, BOD 제거율 등 높을수록 양호

▶ 예제

① COD 유입 : 400g/m³

② COD 유출 : 80g/m³

③ → 제거율 = (400-80)/400 × 100 = 80%