분해성 액상폐기물의 해양처리시 최적 투기율

Optimum Dumping Rate of Biodegradable Liquid Waste in Ocean Disposal

하천과 연안의 극심한 오염을 유발하고 있는 액상폐기물을 동해남부해역에 투기할 목적으로 용존산소분포에 기초하여 허용농도와 최적투기율을 결정하였다. 허용농도 산출은 Streeter-Phelps 모델을 이용하였으며 이 모델의 인자인 탈산소계수는 2개월 간격으로 1년동안 각 수심별 해수에 유기물을 주입한 후 산소소모양을 측정하여 Thomas slope method에 따라 구하였고, 재폭기계수는 Redfield의 폐쇄계모델을 적용, 1년간의 현장관측재료와 C. S. K 자료를 이용하여 산출하였다. 투기율은 Csanady의 초기희석 이론을 적용하였다. 연구결과 표층에서 각 수심까지의 탈산소계수는 하계 $0.24\~0.29/day$, 동계 $0.17\~0.20/day$였으며, 재폭기계수는 하계 $0.03\~0.39/day$, 동계 $0.04\~0.56/day$이었다. 이들 인자로써 초기희석수괴의 용존산소를 $5mg/{\iota}$ 이상으로 유지할 수 있는 각 수심까지의 허용농도는 하계 $2.83\~7.33mgBOD/\iota$, 동계 $4.37\~18.83mgBOD/\iota$이었다. 혼합수심(H)과의 관계를 이용하여 산출된 허용농도($mgBOD/\iota$)는 하계 $17.23\times(H)^{-0.37}$, 동계 $54.96\times(H)^{-0.62}$으로 표현할 수 있었다. 이 허용농도에 기초하여 최적투기율($m^3/sec$)은 이호의 폭(b, m), 흘수(h, m) 그리고 폐기물의 BOD($L_n$, $mg/\iota$)의 함수로 하계에는 $R=275{\times}bh^{0.63}/L_n$, 동계에는 $=745{\times}bh^{0.48}L_n$으로 산출되었다. 이러한 차리는 하계와 동계의 용존산소농도 분포와 이를 좌우하는 각 인자에 기인한 것이다.

Among the biodegradable liquid waste treatment and disposal methods, ocean dumping is a cost-effective and productive manner considering reuse point of view However, when biodegradable liquid waste is dumped in the ocean, oxygen consumption by the decomposition of organic matter must be considered. The purpose of this study is to determine the maximum allowable concentration and dumping rate in the southern waters of the East Sea based on dissolved oxygen level. Streeter and Phelps' model has been used to determine the maximum allowable concentration. Factors in this model, deoxygenation constants and reaeration coefficients, have been determined by appling oxygen consumption method and closed system model. Deoxygenation constants and reaeration coefficients from surface to each standard depth are $0.24\~0.29/day\;and\;0.03\~0.39/day$ in summer, $0.17\~0.20/day\;and\;0.04\~0.56/day$ in winter, respectively. The allowable organic matter concentration($mgBOD/\iota$) to the dissolved oxy-gen sag value of $5mg/{\iota}$ is represented $17.23\times(H)^{-0.37}$ in summer, and $64.96\times(H)^{-0.52}$ in winter by mixing depth(H, m). Csanady's experiment has been applied to estimate the optimum dumping rate. The optimum dumping rate($R,\;m^3/sec$) can be written as a product of the beam(b, m) and the draft(h, m) of vessel, and biochemical oxygen demand of waste($L_n,\;mg/{\iota}$) $R=275{\times}bh^{0.63}L_n^{-1}$ in summer $=745{\times}bh^{0.48}L_n^{-1}$ in winter. The difference of dumping rate between in summer and winter is due to the oxygen distribution.