Cu(II), Zn(II)이온이 共存하는 Aniline의 生物學的 分解에서 反應速度 算出에 관한 硏究 = (A) Calculation of reaction rate consent to the Biodegration of Aniline containing Cu(II), Zn(II)

국문 초록 (Abstract)

最近 産業의 發展과 더불어 增加하는 産業廢水 및 生活下水에 의한 水質汚染은 날로 심각해져 이에대한 對策이 時急하다.
活性슬러지(activated sludge)工法으로 處理된 반송슬러지를 이용하여 廢水중에 包含되어 있는 有機物을 分解하는 生物學的 處理方法으로 有機物이 生物學的으로 分解될때 時間에 따른 生物學的 酸素 要求量을 測定함으로써 分解反應에 대한 速度常數(K)를 구할수 있으며 이를 실제 廢水處理 工程에 適用시킴으로서써 廢水處理에 있어서 時間과 經費節減의 效果를 期待 할 수 있다.
本 硏究에서는 Cu(Ⅱ), Zn(Ⅱ)의 이온을 含有한 重金屬 廢水에서 檢定物質로 사용한 아닐린이 分解될때 時間에 따른 生物化學的 酸素要求量을 계산하였다. 이때 重金屬의 濃度를 Cu(Ⅱ)이온은 0.1~10ppm, Zn(Ⅱ)이온은 0.1~10ppm으로 變化시켰다. 時間에 따라 測定한 BOD값을 다양한 理論的 方法에 適用시켜 速度常數(K)를 算出하여 比較分析한 후 實驗값에 대한 誤差가 가장 작은 最適의 理論的 方法을 제시하고 重金屬 濃度 增加에 따른 아닐린 分解 程度를 알아 내고자 하였다.
實驗結果 각 理論的 모델에 의해 速度常數(K)를 算出한 結果 實驗값에 대한 理論값의 絶對平均偏差는 대수법은 17.4%, 모멘트법은 56.2%, 토마스법은 24.0% 였다. 誤差가 가장 작은 대수법으로 구한 速度常數는 檢定試驗에대해 0.25(day^(-1)), Cu(Ⅱ)를 含有한 경우 0.14 ~ 0.07, Zn(Ⅱ)를 含有한 경우 0.09 ∼ 0,06(day^(-1))과 같이 나타났다.
重金屬濃度가 增加함에 따라 아닐린의 分解를 沮害하는 정도는 儉定物質에 대한 速度常數로 비교했을 경우 Cu(Ⅱ) 0.1ppm:44%, 10ppm:52%, 100ppm:72%, Zn(Ⅱ) 0.1ppm:64%, 1ppm:72%, 10ppm:76%로 濃度 增加에 따라 增加 하였으며 生沕學的酸素要求量(BOD) 데이타로써 絶對誤差를 計算한 값과 같은 傾向을 보였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The water pollution problem caused by waste water industrial process and households is increased day by day. Therefore it is in urgent need of the countermeasures. In one of them, when organic material is biologically divorced from the wasre water including heavy metal by using the recycle sludge of the place dealing with waste water, we can calculate the reaction rate constant(K) by measuring BOD per unit time, and expect the effects of time and cost reduction by applying to the real waste water treatment processes.
In this study, BOD per unit time was determined for the changing of the concentration of heavy metal (Cu : 0.l∼l00ppm), (Zn(Ⅱ) : 0.1∼10ppm)when microbe divorces Ani1ine in waste water including ions of heavy metals Cu(Ⅱ), Zn(Ⅱ). From these results, it was proved that the Aniline divorce was inhibited by the concentration of heavy metal, then the reaction rate constant was calculated by the regressing the measured BOD data using the theoretical methods. The optimal theoretical methods were indicated by the comparing of the each absolute average deviations of the theoretical values obtained from each method for experimental data. As a result, Logarithm method was 17.4%, Moment method 56.2%, Thomas method 24.0%.
When the reaction rate constants were decided by Logarithm method, it was 0.25(day^(-1)) for aniline, 0.14∼0.07 for including Cu(Ⅱ) and 0.09∼0.06 in the case including Zn(Ⅱ). When the degradation rate of the sample not including heavy metals was compared with that of the sample including heavy metals of Cu(Ⅱ) . Zn(Ⅱ), the degradation rate of aniline had interrelationships with the concentration of heavy netals such as(Cu(Ⅱ) 0.lppm : 44%, 10ppm : 52% l00ppm : 72%, Zn(Ⅱ) 0.lppm : 64%, lppm : 72% l0ppm : 76%). Like that, it appeared that the degradation rate of aniline inhibited, and it shows the tendency that the inhibition ratio was similler to the values of absolute-average deviation which was calcuated from BOD data.

목차 (Table of Contents)

• 국문요약 = ⅰ
• 감사의 글 = ⅲ
• 목차 = ⅳ
• LIST OF FIGURES = ⅵ
• LIST OF TABLES = ⅹ
• Ⅰ. 서론 = 1
• Ⅱ. 이론적 배경 = 5
• 1. BOD곡선에 대한 수학적 모델 = 5
• 2. 속도상수 K의 결정 = 7
• 1). 대수법 (Logaritm Method) = 7
• 2). 모멘트법 (Method of Moments) = 8
• 3). 토마스법 (Method of Thomas) = 10
• 3. 절대 평균 오차 (average absolute deviation) = 13
• Ⅲ. 실험장치및방법 = 14
• 1. 실험장치 및 시약 = 14
• 1). 용존산소 측정 시약 제조 = 15
• 2). 배양액의 제조 = 15
• 3). 접종액 = 16
• 4). 실험 방법 = 16
• 5). 용존산소(Dissolved Oxygen) 측정법 = 17
• 6). Na_(2)S_(2)O_(3)·5H_(2)O의 표정시험방법 = 20
• 7). 생화학적 산소 요구량 (Bio Chemical Oxygen Demand) = 20
• Ⅳ. 결과및고찰 = 22
• 1). 중금속의 저해요인 = 22
• 2). 반응속도상수의 계산 = 27
• Ⅴ. 결론 = 62
• NOMENCLATURES = 64
• REFERENCES = 66
• Abstract = 70