KR100271563B1 - Device for detecting bromate and water treatment system using the same - Google Patents

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KR100271563B1 KR1019980041176A KR19980041176A KR100271563B1 KR 100271563 B1 KR100271563 B1 KR 100271563B1 KR 1019980041176 A KR1019980041176 A KR 1019980041176A KR 19980041176 A KR19980041176 A KR 19980041176A KR 100271563 B1 KR100271563 B1 KR 100271563B1
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Abstract

본 발명은 수처리 기술에 관한 것으로, 특히 브로메이트 검출 장치 및 그를 이용한 수처리 시스템에 관한 것이며, 그 구조가 단순하며 미량분석이 가능한 브로메이트 검출 장치와, 그를 이용하여 미량분석이 가능하며 브로메이트의 연속적인 측정, 감시 및 제어가 가능한 수처리 시스템을 제공하고자 한다. 본 발명에서는 브로메이트의 미량검출을 위하여 FIA(flow injection anlysys) 시스템을 이용한 흡광도 분석법을 채용하였다. 이와 더불어 본 발명에서는 브로메이트 검출 장치의 구조를 단순화하였다. 본 발명으로부터 제공되는 특징적인 브로메이트 검출 장치는 클로로프로마진/염산 혼합 시약과, 시료수를 선택적으로 혼합수단에 유입시키기 위한 선택적 유입수단; 상기 혼합 시약과, 상기 증류수 또는 시료수를 혼합하기 위한 상기 혼합수단; 상기 혼합수단을 통해 제공된 혼합용액 내의 브로메이트를 검출하기 위한 흡광도 분석수단; 및 상기 선택적 유입수단을 제어하기 위한 제어수단을 포함한다.The present invention relates to a water treatment technology, and more particularly, to a bromate detection device and a water treatment system using the same, and a bromate detection device having a simple structure and capable of micro analysis, and a micro analysis using the same, and continuous bromate We want to provide a water treatment system that can measure, monitor and control. In the present invention, the absorbance analysis method using a flow injection anlysys (FIA) system for the detection of a small amount of bromate was employed. In addition, the structure of the bromate detection device is simplified in the present invention. A characteristic bromate detection device provided from the present invention comprises a chloropromazine / hydrochloric acid mixing reagent and selective inlet means for selectively introducing sample water into the mixing means; The mixing means for mixing the mixing reagent and the distilled or sample water; Absorbance analysis means for detecting bromate in the mixed solution provided through the mixing means; And control means for controlling the selective inflow means.

Description

브로메이트 검출 장치 및 그를 이용한 수처리 시스템Bromate detection device and water treatment system using the same

본 발명은 수처리 기술에 관한 것으로, 특히 브로메이트 검출 장치 및 그를 이용한 수처리 시스템에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to water treatment technology, and more particularly, to a bromate detection device and a water treatment system using the same.

오존(O3)의 산화력을 이용한 오존산화처리 기술은 난분해성 물질 등의 오염물질의 제거에 우수한 효과가 있으며, 수중의 유기물질에 대한 제거 효과가 탁월하며, 생분해성 증가에 따른 생물처리능의 증대와 오존 산화의 중간 생성물인 OH 라디칼에 의한 효율성 증진 효과를 기대할 수 있다.Ozone oxidation treatment technology using the oxidizing power of ozone (O 3 ) has an excellent effect on the removal of pollutants such as hardly decomposable substances, excellent removal effect on organic substances in the water, and the biodegradability of the biodegradability is increased It can be expected to increase the efficiency by the OH radical, which is an intermediate product of the increase and the ozone oxidation.

이러한 오존산화처리 기술의 장점으로 인하여 최근 구미 선진국에서는 보다 깨끗하고 안전한 수돗물을 만들기 위해서 오존산화처리 기술을 정수처리 공정에 많이 적용하고 있으며, 그 사용이 널리 확산되고 있는 상황이다. 국내에서도 근래 여러 차례의 상수원 오염사건과 이로 인한 국민들의 수돗물 불신 등으로 인해서 오존산화처리 기술을 정수처리에 이용하려는 움직임이 활발하게 전개되고 있어 오존산화처리 관련 적용·운영기술의 확보가 시급하게 대두되고 있다.Due to the advantages of the ozonation treatment technology, developed countries have recently applied ozone oxidation treatment technology to water purification process in order to make tap water cleaner and safer, and its use is widely spread. In Korea, there are many movements to use ozone oxidation technology for water treatment due to several sources of water pollution and untrusted tap water. As a result, it is urgent to secure application and operation technologies related to ozone oxidation treatment. It is becoming.

그러나, 이러한 오존산화처리 기술을 정수처리 공정에 적용하기 위해서는 브로메이트(bromate, BrO3 -) 관련 기술의 확보가 선행되어야 한다. 브로메이트는 수중의 브로마이드(bromide, Br-)가 산화되어 생성되는 물질로서 오존산화뿐만 아니라 염소산화 등의 다른 산화처리 공정에 의해서도 생성될 수 있으며, 인체에 대한 독성이 매우 강한 물질로 알려져 있다. 따라서, 미국을 비롯한 선진 각국들은 상수처리시 브로메이트 생성을 매우 중대한 문제로 다루고 있으며, 수중 브로메이트의 농도를 10ppb 이하의 낮은 농도로 규제할 움직임을 보이고 있어 그 대책 마련이 시급한 실정이다.However, in order to apply such ozonation treatment technology to the water treatment process, it is necessary to secure bromate (BrO 3 ) related technology. Bromate is a substance produced by oxidation of bromide (Br ) in water, and may be produced by other oxidation treatment processes such as chlorine oxidation as well as ozone oxidation, and is known to be highly toxic to the human body. Therefore, developed countries including the United States treat bromate generation as a very serious problem in the treatment of water, and the movement of regulating the concentration of bromate in water to a low concentration of less than 10ppb is urgently prepared to take measures.

그러나, 이처럼 낮은 농도의 브로메이트를 검출할 수 있는 기술의 개발은 크게 진전되지 못하고 있다. 최근 흐름주입분석(Flow Injection Analysis, FIA) 시스템을 이용한 브로메이트 검출 기술이 대두되고 있으나, 그 구조가 복잡하여 유지·보수가 까다로우며, 브로메이트의 연속적인 측정·감시 및 제어가 불가능한 문제점이 있다. 더구나 브로메이트의 미량분석능 측면에서 볼 때 국내·외를 막론하고 아직까지 그 수준이 일천한 상황이다.However, the development of a technology capable of detecting such low concentrations of bromate has not progressed significantly. Recently, a bromate detection technology using a flow injection analysis (FIA) system is emerging, but its structure is complicated and difficult to maintain and maintain, and it is impossible to continuously measure, monitor and control bromate. have. Moreover, in terms of bromate's microanalytic ability, the level is still low at home and abroad.

본 발명은 그 구조가 단순하며, 미량분석이 가능한 브로메이트 검출 장치를 제공하고자 한다.The present invention provides a bromate detection device having a simple structure and capable of microanalysis.

또한 본 발명은 상기 브로메이트 검출 장치를 이용하여 미량분석이 가능하며, 브로메이트의 연속적인 측정, 감시 및 제어가 가능한 수처리 시스템을 제공하고자 한다.In another aspect, the present invention is to provide a water treatment system capable of microanalysis using the bromate detection device, the continuous measurement, monitoring and control of the bromate.

도 1은 본 발명에 따른 브로메이트 검출 장치의 예시도.1 is an illustration of a bromate detection device according to the present invention.

도 2는 도 1의 브로메이트 검출 장치를 이용한 오존산화처리 시스템의 예시도.2 is an exemplary diagram of an ozone oxidation treatment system using the bromate detection apparatus of FIG. 1.

도 3은 암모니아 농도에 따른 브로메이트 생성억제능 실험 결과를 나타낸 그래프.Figure 3 is a graph showing the bromate production inhibitory results according to the ammonia concentration.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

10 : 용량가변형 약품펌프 11 : 테프론반응코일10: Capacity variable chemical pump 11: Teflon reaction coil

12 : 가시광 분광광도 검출기 13 : 시료자동주입루프12 visible light spectrophotometer detector 13 sample injection loop

14 : 제어 컴퓨터14: control computer

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명으로부터 제공되는 특징적인 브로메이트 검출 장치는 클로로프로마진/염산 혼합 시약과, 시료수를 선택적으로 혼합수단에 유입시키기 위한 선택적 유입수단; 상기 혼합 시약과, 상기 증류수 또는 시료수를 혼합하기 위한 상기 혼합수단; 상기 혼합수단을 통해 제공된 혼합용액 내의 브로메이트를 검출하기 위한 흡광도 분석수단; 및 상기 선택적 유입수단을 제어하기 위한 제어수단을 포함한다.Characteristic bromate detection device provided from the present invention to achieve the above technical problem is a chloropromazine / hydrochloric acid mixing reagent and selective inlet means for selectively introducing the sample water into the mixing means; The mixing means for mixing the mixing reagent and the distilled or sample water; Absorbance analysis means for detecting bromate in the mixed solution provided through the mixing means; And control means for controlling the selective inflow means.

또한 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명으로부터 제공되는 특징적인 수처리 시스템은 유입수를 산화처리하기 위한 챔버; 클로로프로마진/염산 혼합 시약과, 상기 챔버로부터 유출된 시료수를 선택적으로 혼합수단에 유입시키기 위한 선택적 유입수단; 상기 혼합 시약과, 상기 시료수를 혼합하기 위한 상기 혼합수단; 상기 혼합수단으로부터 유입된 혼합용액 내의 브로메이트를 검출하기 위한 흡광도 분석수단; 상기 선택적 유입수단을 제어하기 위한 제어수단; 및 상기 제어수단에 응답하여 상기 유입수에 브로메이트 생성억제물질을 제공하는 브로메이트 생성억제수단을 포함한다.In addition, a characteristic water treatment system provided from the present invention to achieve the above technical problem is a chamber for oxidizing the influent; Selective inlet means for selectively introducing the chloropromazine / hydrochloric acid mixed reagent and the sample water discharged from the chamber into the mixing means; The mixing means for mixing the mixing reagent and the sample water; Absorbance analysis means for detecting bromate in the mixed solution introduced from the mixing means; Control means for controlling said selective inlet means; And bromate production inhibitory means for providing a bromate production inhibitory substance to the influent in response to the control means.

브로메이트의 계속적인 측정·감시 및 제어를 위해서는 우선 규제농도 이하인 수 ppb 레벨까지 브로메이트를 분석할 수 있는 기술이 필요하다. 일반적으로 브로메이트 분석을 위하여 이온 크로마토그래피(ion chromatography)법을 사용해 왔으며, 발색화를 통한 흡광도 분석법(spectrophotometric method)도 일부에서 사용되고 있다.For continuous measurement, monitoring and control of bromates, a technique is required to analyze bromates to several ppb levels below the regulatory concentration. In general, ion chromatography has been used for bromate analysis, and spectrophotometric method through color development has also been used in some cases.

이온 크로마토그래피법은 분석에 적지 않은 시간이 요구되어 브로메이트의 실시간 검출이 어렵고, 다른 음이온들의 간섭에 의한 영향으로 사실상 브로메이트 검출 장치에의 적용이 부적절하다. 이에 비해 흡광도 분석법은 분석시간이 매우 짧으며 FIA 시스템을 이용한 자동화가 용이한 이점이 있다. 다음의 표 1에서 브로메이트 분석을 위한 두 가지 방법을 비교하고 있다.The ion chromatography method requires a considerable amount of time for analysis, making it difficult to detect bromate in real time, and due to the influence of interference of other anions, it is practically inappropriate to be applied to a bromate detection device. In comparison, the absorbance analysis method has a short analysis time and has an advantage of easy automation using the FIA system. Table 1 below compares the two methods for bromate analysis.

이온 크로마토그래피법Ion chromatography 흡광도 분석법Absorbance analysis - 브로메이트의 실시간 검출이 어려움 - 미량분석이 용이하지 않음 - 다른 음이온의 간섭현상으로 검출이 되지 않는 경우가 발생할 수 있음 - 다량의 시료 분석시 많은 반복시간이 요구되며 다중분석이 어려움 - 자동화가 용이하지 않다.-Difficult to detect bromate in real time-Not easy to analyze trace-It may happen that it can't be detected due to interference of other negative ions-It requires a lot of repetition time when analyzing a large amount of sample Not easy - 브로메이트의 실시간 검출이 가능함 - 비교적 미량분석능이 우수함 - 독립적이고 선택적인 브로메이트만의 검출이 가능함 - 다량의 시료 분석시 적은 반복시간이 요구되며 다중분석이 가능함 - 자동화 및 상품화 용이함-Real-time detection of bromate-Relatively good trace analysis-Only independent and selective bromate detection-Small repetition time required for analysis of large samples-Multiple analysis-Easy to automate and commercialize

따라서, 본 발명에서는 브로메이트의 미량검출을 위하여 FIA 시스템을 이용한 흡광도 분석법을 채용하였다. 이와 더불어 본 발명에서는 브로메이트 검출 장치의 구조를 단순화하였다.Therefore, in the present invention, the absorbance analysis method using the FIA system was employed for the trace detection of bromate. In addition, the structure of the bromate detection device is simplified in the present invention.

이하, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 바람직한 실시예를 소개한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be introduced so that those skilled in the art may easily implement the present invention.

첨부된 도면 도 1은 본 발명에 따른 브로메이트 검출 장치의 예시도를 도시한 것이다.1 is a view illustrating an exemplary bromate detection apparatus according to the present invention.

브로메이트는 산성 pH 조건하에서 클로로프로마진(chloropromazine)과 반응하여 생성되는 유도체가 가시광선 범위 내에서 푸른색으로 발색하게 되므로 가시광 분광광도 검출기(visible detector)를 이용하여 530㎚ 파장에서 검출할 수 있다.Bromate can be detected at 530 nm wavelength using a visible light spectrophotometer (visible detector) because the derivative produced by the reaction with chloropromazine under acidic pH conditions will develop a blue color in the visible range .

도 1에 도시된 바와 같은 구조의 장치를 통해서 연속적으로 시료수의 흡입, 반응 및 측정이 이루어지는데, 먼저, 용량가변형 약품펌프(10)를 통해 시료수, 증류수 및 클로로프로마진(chlorpromazine)/염산(HCl)의 혼합시약은 연속적으로 분석시스템 내로 유입되고 있으며 분석대기 상태에서는 시료수는 분석시스템 밖으로 그냥 버려지고 분석시스템 내에서는 증류수와 혼합시약이 흘러 이 두 가지가 120㎝의 테프론반응코일(11)을 통과하는 동안 충분히 섞이게 된다.Inhalation, reaction and measurement of the sample water are continuously carried out through the device as shown in FIG. 1. First, sample water, distilled water and chloropromazine / hydrochloric acid are supplied through the variable-variable chemical pump 10. (HCl) mixed reagent is continuously introduced into the analysis system.In the analysis standby state, the sample water is simply thrown out of the analysis system, and in the analysis system, distilled water and mixed reagent flow. It is mixed enough during the passage.

분석대기 상태는 시료분석을 위한 준비 단계로서 가시광 분광광도 검출기(12)에서는 베이스라인 신호(base line signal)를 계속 보이게 된다. 이 상태에서는 증류수만이 혼합시약과 섞이고 있으므로 전혀 발색을 보이지 않으며, 따라서 흡광도 없으므로 계속 베이스라인 신호를 보이면서 준비 상태로 유지된다.The analysis standby state is a preparatory step for sample analysis, and the visible light spectrophotometer detector 12 continuously displays a base line signal. In this state, only distilled water is mixed with the mixed reagents, and thus no color development occurs. Therefore, no absorption is maintained, and thus the baseline signal is maintained and is in a ready state.

일정 시간간격으로 작동되는 시료자동주입루프(13)는 시료수와 증류수의 경로를 지정된 시간마다 순간적으로 바꾸어 줌으로서 시료수를 분석시스템 내로 주입하게 된다. 증류수는 연속적으로 분석시스템 내를 흐르고 있다가 시료수가 순간적으로 주입되면 증류수의 흐름이 시료수의 흐름으로 바뀌어 혼합시약과 반응하게 된다. 시료수 내에 브로메이트가 미량이라도 존재한다면 혼합시약과 섞여 테프론반응코일(11)을 통과하는 동안 충분히 반응하여 색깔을 띠게 되고, 가시광 분광광도 검출기(12)에서 흡광이 있게 되어 베이스라인 신호를 넘는 신호를 출력하게 된다. 만일 시료수 내에 브로메이트가 거의 존재하지 않는다면 반응도 일어나지 않을 것이고 증류수가 흐를 때와 같이 베이스라인 신호를 유지하게 된다. 지정한 시간이 지나면 시료자동주입루프(13)는 다시 시료수 대신 증류수로 흐름을 바꾸고 다음 분석을 위해서 다시 베이스라인 신호를 출력한다.The sample auto-injection loop 13 operated at a predetermined time interval injects the sample water into the analysis system by changing the path of the sample water and the distilled water at a predetermined time instantaneously. Distilled water continuously flows through the analysis system, and when sample water is momentarily injected, the flow of distilled water is changed into the sample water and reacts with the mixed reagent. If even a small amount of bromate is present in the sample water, the mixture is mixed with the mixed reagent and sufficiently reacts while passing through the Teflon reaction coil 11, and the color is absorbed by the visible light spectrophotometer detector 12, thereby exceeding the baseline signal. Will print If little bromate is present in the sample water, no reaction will occur and the baseline signal will be maintained as distilled water flows. After a specified time, the sample auto-injection loop 13 again changes the flow into distilled water instead of sample water and outputs a baseline signal again for the next analysis.

시료자동주입루프(13)의 동작 제어는 제어 컴퓨터(14)에서 이루어지며, 그 때마다 가시광 분광광도 검출기(12)에서 출력되는 신호는 제어 컴퓨터(14)에 계속해서 저장되고, 그 신호가 일정 설정치보다 클 경우에는 경고신호 등을 내보내 오존 공급을 중단시키거나, NH4Cl/H2SO4주입펌프(도시되지 않음)를 가동시키는 등의 브로메이트 생성억제 단계를 진행하게 된다.Operation control of the sample injection loop 13 is made in the control computer 14, and each time the signal output from the visible light spectrophotometer detector 12 is continuously stored in the control computer 14, and the signal is constant. If it is larger than the set value, a warning signal or the like is stopped to stop the ozone supply, or the NH 4 Cl / H 2 SO 4 injection pump (not shown) is operated to suppress the bromate formation.

상기와 같은 본 발명의 브로메이트 검출 장치를 사용하면, 시료수 내에 브로메이트가 존재하는 경우 산성 pH 조건에서 클로로프로마진 시약이 브로메이트와 선택적으로 반응하므로 다른 이온들의 간섭영향을 받지 않고 분석감도를 높일 수가 있다.Using the bromate detection apparatus of the present invention as described above, when bromate is present in the sample water, the chloropromazine reagent reacts selectively with the bromate under acidic pH conditions, thereby reducing the sensitivity of the analysis without being affected by interference of other ions. You can increase it.

이러한 브로메이트 검출 장치를 통해서 기록계(recorder)의 0.15AUFS(AUto Full Scale)에서 신호 대 잡음비(S/N비)에만 의해서도 1ppb 이하의 농도까지의 브로메이트 검출이 가능하다. 전체 유량중에서 클로로프로마진의 농도는 100㎎/L, HCl의 농도는 1.32몰농도가 되도록 조정하고, 용량가변형 약품펌프(10)로서 사용되는 페리스테틱 펌프(peristatic pump)의 회전수는 32RPM(revolution per minute)이 되도록 조정하며, 시료수의 양에 따라 클로로프로마진/염산 혼합시약의 농도를 조절할 수 있다.The bromate detection device enables bromate detection to a concentration of 1 ppb or less at only 0.15AUFS (AUto Full Scale) of the recorder, even by the signal-to-noise ratio (S / N ratio). In the total flow rate, the concentration of chloropromazine is adjusted to 100 mg / L, the concentration of HCl to 1.32 molar concentration, and the rotational speed of the peristatic pump used as the variable-volume chemical pump 10 is 32 RPM ( revolution per minute) and the concentration of chloropromazine / hydrochloric acid reagent can be adjusted according to the amount of sample.

첨부된 도면 도 2는 도 1의 브로메이트 검출 장치를 이용한 오존산화처리 시스템의 예시도를 도시한 것이다.2 is a diagram illustrating an ozone oxidation treatment system using the bromate detection apparatus of FIG. 1.

본 시스템은 유입수, 오존산화처리 챔버(20), 유출수의 기본적인 흐름에 브로메이트 제어를 위한 피드백 경로를 추가한 것으로, 브로메이트 검출 장치(21)는 오존산화처리 챔버(20)에서 유출된 유출수로부터 브로메이트를 연속적으로 감시·검출하여 그 정보를 제어 컴퓨터(22)에 전달한다. 제어 컴퓨터(22)는 브로메이트 생성 정보를 연속적으로 기록하고, NH4Cl/H2SO4주입펌프(23, 24)를 제어한다. 그리고, NH4Cl/H2SO4주입펌프(23, 24)는 제어 컴퓨터(22)의 제어에 의해 소정량의 NH4Cl/H2SO4를 유입수에 주입한다. 미설명 도면 부호 '25'는 오존 발생기, '26'은 pH 미터를 각각 나타낸 것이다.The system adds a feedback path for bromate control to the basic flow of influent, ozone oxidation chamber 20, and effluent. The bromate detection device 21 is configured to remove the effluent flowing out of the ozone oxidation chamber 20. The bromate is continuously monitored and detected and the information is transmitted to the control computer 22. The control computer 22 continuously records the bromate generation information and controls the NH 4 Cl / H 2 SO 4 injection pumps 23 and 24. The NH 4 Cl / H 2 SO 4 injection pumps 23 and 24 inject a predetermined amount of NH 4 Cl / H 2 SO 4 into the influent water under the control of the control computer 22. Reference numeral 25 denotes an ozone generator, and 26 denotes a pH meter.

브로메이트 검출 장치(21)에서는 오존산화처리 챔버(20)에서 나오는 유출수에서의 브로메이트 존재 여부를 실시간으로 분석하거나 원하는 시간간격으로 분석할 수 있다. 보통 수초에서 수분 간격으로 분석하게 되며, 그 결과는 접속된 제어 컴퓨터(22)에 계속해서 입력된다. 브로메이트가 감지되거나 정해진 규제농도(가령 10ppb) 이상으로 검출될 때에는 즉시 NH4Cl/H2SO4주입펌프(23, 24)를 제어해서 유입수에 NH4Cl/H2SO4를 투입하게 된다. 제어 컴퓨터(22)는 또한 정량펌프(도시되지 않음)를 제어하여 원하는 만큼의 NH4Cl/H2SO4를 투입하게 된다.In the bromate detection device 21, the presence of bromate in the effluent from the ozone oxidation chamber 20 may be analyzed in real time or at a desired time interval. Analyzes are usually performed at intervals of several seconds and the results are continuously input to the connected control computer 22. Is bromate is detected or determined regulation level when detectable above (e.g. 10ppb) controls the instant NH 4 Cl / H 2 SO 4 pumps (23, 24) In the NH 4 Cl / H 2 SO 4 to the influent . The control computer 22 also controls the metering pump (not shown) to inject as much NH 4 Cl / H 2 SO 4 as desired.

이하, 본 오존산화처리 시스템의 동작을 보다 상세히 살펴본다.Hereinafter, the operation of the ozone oxidation treatment system will be described in more detail.

1) 브로메이트 검출 장치(21)에서 오존산화처리 챔버(20) 유출수의 브로메이트 농도를 지정된 시간간격으로 연속분석한다.1) The bromate concentration of the effluent of the ozonation treatment chamber 20 in the bromate detection apparatus 21 is continuously analyzed at a designated time interval.

2) 브로메이트 검출 장치(21)를 제어 컴퓨터(22)를 통해 제어하여 분석된 브로메이트 농도에 대한 정보를 계속해서 제어 컴퓨터(22)로 저장한다.2) The bromate detection device 21 is controlled by the control computer 22 to continuously store information on the analyzed bromate concentration in the control computer 22.

3) 감지된 브로메이트의 농도가 정해진 규제농도를 초과할 경우에는 경고신호와 함께 자동으로 브로메이트 생성억제 단계로 들어간다. 브로메이트 생성억제를 위한 NH4Cl/H2SO4의 양은 다음의 수학식 1과 같이 도출된다.3) If the detected bromate concentration exceeds the regulated concentration, it automatically enters the bromate production inhibition phase with a warning signal. The amount of NH 4 Cl / H 2 SO 4 for inhibiting bromate production is derived as in Equation 1 below.

NH4Cl량 = f(인자 a×브로메이트 생성량, 인자 b×오존, 인자 c×pH)NH 4 Cl amount = f (factor a × bromate production amount, factor b × ozone, factor c × pH)

H2SO4량 = HOBr 생성을 최대화시킬 수 있는 pH(pH 6.5∼7 사이를 유지하기 위한 H2SO4농도 유지)H 2 SO 4 content = pH to maximize HOBr production (maintain H 2 SO 4 concentration to maintain pH 6.5-7)

4) 제어 컴퓨터(22)는 상기 수학식 1로부터 산출된 NH4Cl량에 따라 NH4Cl 주입펌프(23)를 제어하여 처리수량에 비례하여 유입수에 주입하도록 한다. 또한, 브로메이트 검출이 안정치로 떨어지는 정도까지 오존 주입량을 오존 요구량 이하로 주입하도록 오존 발생기(25)를 제어할 수 있다. 그리고, pH 미터(26)로 유출수를 연속적으로 계측하면서 원하는 수준의 pH(pH 6.5∼7)로 유지되도록 H2SO4주입펌프(24)를 제어한다.4) The control computer 22 controls the NH 4 Cl injection pump 23 according to the NH 4 Cl amount calculated from Equation 1 to be injected into the inflow water in proportion to the treated water amount. In addition, the ozone generator 25 can be controlled to inject the ozone injection amount below the ozone demand amount to the extent that the bromate detection falls to a stable value. Then, the H 2 SO 4 injection pump 24 is controlled to maintain the pH (pH 6.5-7) at the desired level while continuously measuring the effluent with the pH meter 26.

5) NH4Cl 소모율이 감소하면 다시 오존 주입량을 단계적으로 증가시킨다.5) When NH 4 Cl consumption decreases, ozone dose is increased step by step again.

6) 계속해서 상기의 단계를 수행한다.6) Continue to perform the above steps.

이하, 브로메이트 생성억제 메카니즘에 대해 살펴보기로 한다.Hereinafter, the bromate production suppression mechanism will be described.

우선 수중의 브로마이드 이온은 오존과 반응하여 일차적으로 하이포브로마이트 이온(hypobromite ion, OBr-)을 형성하고, 이는 다시 2몰의 오존과 반응하여 브로메이트를 생성시킨다. 이렇게 오존과 반응하는 경로 외에 브로마이드는 OH 라디칼과도 반응하는 경로를 가질 수 있다.First, bromide ions in water react with ozone to primarily form hypobromite ions (OBr ), which in turn react with 2 moles of ozone to produce bromate. Thus, in addition to the reaction with ozone, bromide may have a reaction with OH radicals.

브로메이트 생성에 있어서 중요한 인자들은 pH, 암모니아(ammonia) 농도(NH4Cl이 수중에서 암모니아를 생성함), 유기물 농도 같은 것들이 있는데, 이는 브로마이드의 오존산화시 일차 생성물인 하이포브로마이트 이온(OBr-)이 계속 오존과 반응하여 브로메이트를 생성하기 이전에 양자(proton)를 얻어 HOBr로 되고, 이것이 NH2Br 또는 유기브롬화합물로 변환될 수 있기 때문이다.Important factors in bromate production include pH, ammonia concentration (NH 4 Cl produces ammonia in water), organic concentration, etc. This is the primary product of hypobromite ion (OBr −) during ozonation of bromide. ) Continue to react with ozone to produce protons to form HOBr, which can be converted to NH 2 Br or organobromine compounds.

그러므로 일반 지표수에서는 암모니아 농도와 DOC(Dissolved Organic Carbon) 농도에 따라서 브로메이트 생성이 억제되는 정도가 달라지게 되고, 따라서 이를 응용하면 브로메이트 생성량을 연속적으로 감시하는 도중에 위험농도 수준의 브로메이트가 발생하는 경우 NH4Cl이나 기타 무해성 유기물을 첨가하여 브로메이트 생성을 억제할 수 있다. 또한 pH 조정이나 주입 오존량 저감을 통해 브로메이트 생성을 억제할 수도 있는 것이다.Therefore, in general surface water, the degree of inhibition of bromate production varies according to ammonia concentration and DOC (Dissolved Organic Carbon) concentration. Therefore, if applied, continuous bromate generation of bromate is generated during continuous monitoring of bromate production. In this case, bromine production can be suppressed by adding NH 4 Cl or other harmless organic substances. In addition, bromate production can be suppressed by adjusting the pH or reducing the amount of injected ozone.

첨부된 도면 도 3은 암모니아 농도에 따른 브로메이트 생성억제능 실험 결과를 나타낸 그래프를 도시한 것으로, 오존산화처리 시스템에서 유입수에 암모니아 시액을 각각 0ppm, 1ppm, 2ppm, 3ppm을 주입한 경우 형성된 브로메이트의 농도(ppb)를 막대 그래프로 나타내고 있다. 도시된 바와 같이 암모니아 시액을 주입하지 않은 경우에 비해 암모니아 시액을 주입하게 되면 정도의 차이는 있으나 브로메이트의 생성억제 효과는 매우 우수함을 알 수 있다.Figure 3 is a graph showing the results of the bromate production inhibitory test according to the ammonia concentration, in the case of injecting ammonia solution into the influent in the ozone oxidation treatment system 0ppm, 1ppm, 2ppm, 3ppm respectively Concentrations (ppb) are shown in bar graphs. As shown, when the ammonia solution is injected as compared with the case where no ammonia solution is injected, the degree of inhibition of the production of bromate is very excellent.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes can be made in the art without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those of ordinary knowledge.

예를 들어, 전술한 실시예에서는 오존산화처리 시스템을 일례로 들어 설명하였으나, 본 발명은 브로메이트를 생성할 수 있는 염소산화처리 시스템 등의 다른 산화처리 시스템에도 적용할 수 있다.For example, in the above-described embodiment, the ozone oxidation treatment system has been described as an example, but the present invention can be applied to other oxidation treatment systems such as a chlorine oxidation treatment system capable of producing bromate.

전술한 본 발명은 정수처리 시설의 단위공정인 산화처리 공정에서 발생하는 유독성 부산물인 브로메이트의 미량분석이 가능하여 농도를 규제농도 이하로 효율적으로 제어할 수 있는 효과가 있으며, 시스템의 구조가 단순하여 유지·보수가 용이한 장점이 있다. 또한 이로 인하여 본 발명은 산화처리, 특히 오존산화처리 관련 기술 개발에 박차를 가하는 효과를 기대할 수 있다.The present invention described above enables the micro analysis of the toxic byproduct bromate generated in the oxidation treatment process, which is a unit process of the water treatment facility, so that the concentration can be efficiently controlled below the regulated concentration, and the structure of the system is simple. It is easy to maintain and repair. In addition, the present invention can be expected to accelerate the development of oxidation, particularly ozone oxidation-related technology development.

Claims (10)

클로로프로마진/염산 혼합 시약과, 시료수를 선택적으로 혼합수단에 유입시키기 위한 선택적 유입수단;Selective inlet means for selectively introducing chloropromazine / hydrochloric acid mixed reagent and sample water into the mixing means; 상기 혼합 시약과, 상기 증류수 또는 시료수를 혼합하기 위한 상기 혼합수단;The mixing means for mixing the mixing reagent and the distilled or sample water; 상기 혼합수단을 통해 제공된 혼합용액 내의 브로메이트를 검출하기 위한 흡광도 분석수단; 및Absorbance analysis means for detecting bromate in the mixed solution provided through the mixing means; And 상기 선택적 유입수단을 제어하기 위한 제어수단Control means for controlling the selective inflow means 을 포함하는 브로메이트 검출 장치.Bromate detection device comprising a. 제 1 항에 있어서, 상기 선택적 유입수단이,The method of claim 1, wherein the selective inlet means, 상기 시료수를 선택적으로 상기 혼합수단에 제공하기 위한 시료자동주입루프와,A sample automatic injection loop for selectively providing said sample number to said mixing means; 상기 혼합 시약을 상기 혼합수단에 제공하며, 상기 증류수 또는 시료수를 상기 시료자동주입루프에 제공하기 위한 용량가변형 약품펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 브로메이트 검출 장치.And a capacity variable chemical pump for providing the mixing reagent to the mixing means and for supplying the distilled water or sample water to the sample injection loop. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 혼합수단이,The method according to claim 1 or 2, wherein the mixing means, 테프론반응코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 브로메이트 검출 장치.Bromate detection device comprising a Teflon reaction coil. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 흡광도 분석수단이,The method according to claim 1 or 2, wherein the absorbance analysis means, 가시광 분광광도 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 브로메이트 검출 장치.A bromate detection device comprising a visible light spectrophotometer detector. 제 2 항에 있어서, 상기 시료자동주입루프가,The method of claim 2, wherein the sample automatic injection loop, 상기 증류수를 상기 혼합수단에 제공하다가 상기 제어수단에 제어받아 일정 시간간격으로 상기 시료수를 상기 혼합수단에 제공하는 것을 특징으로 하는 브로메이트 검출 장치.And supplying the sample water to the mixing means at predetermined time intervals by providing the distilled water to the mixing means and being controlled by the control means. 유입수를 산화처리하기 위한 챔버;A chamber for oxidizing the influent; 클로로프로마진/염산 혼합 시약과, 상기 챔버로부터 유출된 시료수를 선택적으로 혼합수단에 유입시키기 위한 선택적 유입수단;Selective inlet means for selectively introducing the chloropromazine / hydrochloric acid mixed reagent and the sample water discharged from the chamber into the mixing means; 상기 혼합 시약과, 상기 시료수를 혼합하기 위한 상기 혼합수단;The mixing means for mixing the mixing reagent and the sample water; 상기 혼합수단으로부터 유입된 혼합용액 내의 브로메이트를 검출하기 위한 흡광도 분석수단;Absorbance analysis means for detecting bromate in the mixed solution introduced from the mixing means; 상기 선택적 유입수단을 제어하기 위한 제어수단; 및Control means for controlling said selective inlet means; And 상기 제어수단에 응답하여 상기 유입수에 브로메이트 생성억제물질을 제공하는 브로메이트 생성억제수단Bromate production inhibitory means for providing a bromate production inhibitor to the influent in response to the control means 을 포함하는 수처리 시스템.Water treatment system comprising a. 제 6 항에 있어서, 상기 브로메이트 생성억제수단이,The method of claim 6, wherein the bromate production inhibitory means, 암모니아 주입펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리 시스템.A water treatment system comprising an ammonia injection pump. 제 6 항에 있어서, 상기 브로메이트 생성억제수단이,The method of claim 6, wherein the bromate production inhibitory means, 황산 주입펌프인 것을 특징으로 하는 수처리 시스템.Water treatment system, characterized in that the sulfuric acid injection pump. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 시료수의 산도(pH)를 측정하여 그를 상기 제어수단에 제공하는 pH 미터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리 시스템.And a pH meter for measuring the acidity (pH) of said sample water and providing it to said control means. 제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 6 to 9, 상기 챔버가 오존산화처리용 챔버이며, 상기 제어수단은 상기 챔버에 접속된 오존발생기를 제어하여 오존 주입량을 제어하는 것을 특징으로 하는 수처리 시스템.Wherein said chamber is an ozone oxidation treatment chamber, and said control means controls an ozone injection amount by controlling an ozone generator connected to said chamber.
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