KR100299328B1 - 유출수의유기오염물측정방법및장치 - Google Patents
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Abstract
자외선 흡광도를 이용한 유출수의 유기오염물 측정 방법 및 장치에 관한 것으로서, 유출수에 자외선을 조사하여 흡광도를 측정하고, 유출수를 여과하고, 여과된 유출수에 자외선을 조사하여 흡광도를 측정한 후, 여과 전후의 흡광도 값을 이용하여 보정된 흡광도 값을 얻어 시료의 유기오염물 농도를 측정하는 방법 및 시료 채취 펌프, 시료 채취 펌프와 연결된 부유고형물 여과 유니트, 부유고형물 여과 유니트와 연결되어 자외선 흡광도를 측정하는 자외선 흡수 유니트, 시료 채취 펌프와 자외선 흡수 유니트를 연결하는 도관 및 밸브와 각 유니트에 연결되어 전기적 신호를 처리하고, 펌프 및 밸브를 제어하는 마이크로 프로세서를 포함하는 유출수 내의 유기오염물 측정 장치는 측정시간이 매우 짧고, 측정값이 높은 신뢰성을 가지며, 부유고형물이 포함된 시료에서 흡광도와 유기오염물 농도의 상관관계가 높으므로 정화조를 채택한 개별하수처리나 소규모 하수·폐수처리장과 같이 5일 BOD를 매일 측정하기 곤란하고, 오염물 배출의 감시가 힘든 지역의 유기오염물 배출 감시에 적합하며, 주로 연속적으로 BOD 혹은 유기오염물의 농도를 모니터링하는 곳에 응용될 수 있다.
Description
[산업상 이용분야]
본 발명은 자외선 흡광도를 이용한 유출수의 유기오염물 측정 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 정화조 유출수에 포함되어 BOD(biochemical oxygen demand, 생화학적 산소요구량) 또는 COD(chemical oxygen demand, 화학적 산소요구량)로 나타내어지는 유기오염물을 자외선 흡광도를 이용하여 측정함으로서 유기오염물을 현지에서 연속적으로 측정할 수 있는 시스템에 응용할 수 있는 방법 및 장치에 관한 것이다.
[종래 기술]
가정에서 배출되는 폐수는 주로 대규모 하수종말처리장에 의한 중앙집중식 처리방법에 의해 처리된다. 하지만, 산간지역, 해안지역과 같이 인구밀도가 낮은 지역의 폐수는 이와 같은 중앙집중식 처리방법에 의해 처리하려면 하수종말처리장까지의 하수관로 설치 비용이 많이 들기 때문에, 개별하수 처리방식을 사용하여 처리하는 것이 적당하다. 개별하수 처리방식은 주로 정화조와 모래여과기로 구성되어 있고, 정화조에서는 가정하수의 미생물에 의한 부패 혹은 산화가 일어나며 모래여과기에서는 부유고형물이 여과된다. 개별하수 처리방식은 효율적으로 관리될 경우에는 중앙집중식 처리방식에 비해 매우 우수한 처리방식이 될 수 있으나, 오염원을 효율적으로 관리하거나 모니터링하기가 매우 까다롭다는 문제가 있다. 이와 같이 오염원을 모니터링하기 까다로운 주요한 이유는 유출수내에 포함된 유기오염물을 연속적이고 효율적으로 측정하는 장비가 개발되지 않았기 때문이다.
유출수 내에 포함된 유기오염물의 측정은 주로 5일 BOD가 널리 이용되지만, 5일 BOD 측정법은 시간이 많이 소요되고 불편하며, 정확도가 떨어지는 단점이 있기 때문에 연속적으로 유기오염물을 측정하는데는 어려움이 있다. 최근에는 이러한 5일 BOD 측정법의 단점을 보완하여 연속적으로 빠른 시간 내에 BOD를 측정할 수 있는 방법이 개발되기 시작하였으며, 이러한 BOD 측정법으로는 미국특허 제5,356,792호의 생물막 전극법을 이용하는 방법, 미국특허 제 5,518,893호의 생물반응조를 이용하는 방법 및 미국특허 제5,420,432호의 자외선 흡광도를 이용하는 방법 등이 있다.
이들 중 생물막 전극법은 한외여과막 필름에 미생물을 얇게 코팅한 후, 코팅막을 산소전극과 결합시키는 방법을 이용한 것으로서, 생물막 전극에 시료를 통과시키면 유기물의 대사작용에 의해 필름에 고정된 미생물이 산소를 소모하게 되어 필름바깥과 안쪽에 산소농도 구배가 형성되며, 이를 전류신호로 바꾸어 유기물 농도를 예측하여 BOD로 환산하는 것이다. 또한, 생물반응조를 이용하는 방법은 미생물을 배양한 생물반응조에 측정 시료를 유입시킨 뒤 용존산소(Dissolved Oxygen: DO) 측정기로 시간에 따른 산소농도 변화를 측정하여 이 때 소모된 산소량을 계산하여 BOD로 환산하는 것이다. 생물막 전극법이나 생물반응조를 이용한 방법은 미생물에 의해 생물학적으로 분해 가능한 유기물을 측정하는 방법인 5일 BOD의 원리와 비슷하여 5일 BOD값과 상관도가 높다는 장점이 있지만, 이러한 방법을 이용한 BOD 측정은 거의 30분 이내에 이루어지기 때문에 느리게 분해되는 유기오염물이 측정되지 않아 측정값이 5일 BOD보다 낮은 값을 가지게 된다는 문제가 있다.
한편, 자외선 흡광도를 이용한 BOD 혹은 유기물 농도 측정법은 벤젠고리를 포함한 유기화합물이나 콘쥬게이트 이중결합을 가진 유기물이 254㎚ 파장의 자외선을 흡수하는 특성을 가진 것을 이용한 방법이다. 즉, 자외선을 시료에 조사하게 되면 자외선을 흡수하는 유기물의 농도에 비례하여 빛의 세기가 줄어들게 되므로, 줄어든 빛의 세기를 감지하여 BOD 혹은 유기물농도를 예측하는 것이다. 이 방법은 장치가 매우 간단하며, 측정시간이 10초 이내로 매우 짧고, 하나의 시료에 대해서 생물막 전극법이나 생물반응조 방법에 비해 재현성이 높은 값을 가지며, 생물막 전극법이나 생물반응조 방법에 비해 매우 경제적이기 때문에 개별하수처리 모니터링과 같이 가격이 저렴하고 운전 조작이 용이한 유기오염물 측정장비를 요구하는 곳에 적합한 시스템이다. 하지만, 이러한 자외선 흡광도법은 시료에 부유고형물이 많이 존재하게 되면 측정값에 영향을 준다는 문제점이 있다. 즉, 부유고형물이 자외선을 흡수하거나 빛을 산란시키기 때문에 시료에 부유고형물이 많이 있을 경우에는 조사된 자외선의 세기 감소가 크기 때문에 실제 값보다 높은 BOD 농도로 감지된다.
이를 해결하기 위하여 기존의 자외선 흡광도법은 부유고형물 농도를 간접적으로 측정하여 자외선 흡광도 값을 보정해 주는 방법을 사용하며, 이러한 방법으로는 가시광선 흡광도를 이용한 방법과 빛의 산란정도를 측정하는 방법이 있다. 가시광선 흡광도를 이용하는 것은 노란색 영역의 가시광선이 부유고형물의 흡광도와 상관관계가 있는 것을 이용하는 것으로서, 자외선 흡광도 값을 가시광선 흡광도로 보정하여 유기오염물 농도를 결정하는 것이다. 빛의 산란정도를 이용하는 방법은 시료에 가시광선을 조사하였을 때 산란된 빛의 세기를 감지하여 자외선 흡광도를 보정함으로써 유기오염물 농도를 결정하는 것이다. 하지만, 부유고형물뿐만 아니라 용해성 유기물도 가시광선을 흡수하는 특성을 가지기 때문에 가시광선 흡광도를 이용하여 부유고형물을 정확하게 예측하는 것이 어렵고, 부유고형물의 종류에 따라 빛이 산란하는 정도가 다르기 때문에 산란된 빛의 세기를 결정하는 방법을 사용하여 시료에 포함된 부유고형물의 농도를 정확하게 결정할 수 없다. 따라서, 상기와 같은 방법으로 BOD 혹은 유기물 농도를 결정할 경우에는 실제 5일 BOD값 혹은 유기오염물 농도와 상당한 차이를 나타낸다는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 소규모 처리장이나 개별 정화조와 같이 오염물배출의 감시가 힘든 지역에 적합한 유기오염물 측정 방법으로서, 유출수 내의 유기오염물을 연속적이고 효율적으로 빠른 시간 내에 측정할 수 있고 유출수 내에 존재하는 부유고형물에 의한 유기오염물 농도의 오차를 최소화한 유기오염물의 측정 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기오염물 측정 장치의 공정 흐름도.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 부유고형물 여과 유니트의 단면.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 부유고형물 여과 유니트 내부의 중공사막 여과 과정.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 흡수 유니트의 단면.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따라 실측 5일 BOD에 대하여 예측한 5일 BOD를 나타내는 그래프.
도 4b는 실측 5일 BOD에 대하여 254㎚ 자외선 흡광도로 예측한 5일 BOD를 나타내는 그래프.
[과제를 해결하기 위한 수단]
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 유출수에 자외선을 조사하여 제1 흡광도를 측정하는 단계, 상기 유출수를 여과하는 단계, 여과된 유출수에 자외선을 조사하여 제2 흡광도를 측정하는 단계 및 제1 흡광도 값을 제2 흡광도 값으로 보정하여 시료의 유기오염물 농도를 측정하는 단계를 포함하는 유출수 내의 유기오염물 측정 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 시료를 공급하는 시료 채취 펌프, 상기 시료 채취 펌프와 제1 도관으로 연결되어 시료 내의 부유고형물을 여과하는 부유고형물 여과 유니트, 상기 제1 도관에 설치되어 시료의 흐름을 조절하는 제1 솔레노이드 밸브, 상기 부유고형물 여과 유니트에 제2 솔레노이드 밸브가 설치된 제2 도관으로 연결되어 시료의 자외선 흡광도를 측정하는 자외선 흡수 유니트, 상기 시료 채취 펌프와 상기 자외선 흡수 유니트를 연결하는 제3 도관, 상기 제3 도관에 설치되어 시료의 흐름을 조절하는 제3 솔레노이드 밸브 및 상기 시료 채취 펌프, 제1, 제2, 제3 솔레노이드 밸브, 부유고형물 여과 유니트 및 자외선 흡수 유니트에 연결되어 전기적 신호를 처리하고, 펌프 및 밸브를 제어하는 마이크로 프로세서를 포함하는 유출수 내의 유기오염물 측정 장치를 제공한다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 유기오염물 측정 방법은 개별하수처리 모니터링과 같이 가격이 저렴하고 운전 조작이 용이한 유기오염물 측정장비를 요구하는 곳에 적합한 방법으로서, 본 발명에서 5일 BOD 혹은 유기오염물 농도를 결정하는 방법은 다음의 4단계에 의해서 이루어진다. 즉, 시료에 자외선을 조사하여 제1 흡광도를 측정하고, 시료를 정밀여과(microfiltration)하며, 여과한 시료에 자외선을 조사하여 제2 흡광도를 측정한 후, 제1 흡광도 값을 제2 흡광도 값으로 보정하여 시료의 유기오염물 농도를 결정한다.
본 발명에서 유출수의 유기오염물 농도를 결정하는 방법은 자외선 흡광도를 이용하는 방법으로서 유기오염물 내에 포함된 부유고형물의 방해 효과를 극복하기 위하여 종래에 사용하던 가시광선 흡광도 또는 산란값 대신 정밀 여과된 시료의 흡광도를 이용하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에서 사용할 수 있는 자외선 영역은 200-300㎚이며, 가장 바람직하게는 254㎚ 파장의 자외선을 사용한다.
여과단계에서는 기공 크기가 0.1-1㎛인 여과막을 사용하여 정밀여과하며, 이와 같이 시료를 정밀 여과하면 입자의 크기가 0.1∼1㎛ 이상인 고형물이 여과되기 때문에 시료에 자외선을 조사하였을 때 빛을 산란시킬 수 있는 부유고형물이 거의 대부분 제거된다. 이렇게 부유고형물이 제거된 시료는 용해성 유기물만을 포함한 것으로 제2 흡광도는 용해성 유기물 농도와 상관관계를 가지고, 제1 흡광도와 제2 흡광도의 차이는 용해성 유기물을 제외한 부유고형물에 의한 자외선의 흡수 및 산란으로 인한 흡광도를 나타내며 부유고형물의 농도와 상관관계를 가진다.
따라서, 유기물 농도는 제2 흡광도를 부유고형물로 발생되는 흡광도 값으로 보정하여 결정한다. 부유고형물이 유기물이 아닌 경우에는 유기물의 농도는 제2 흡광도만으로 결정되고, 부유고형물에서 유기물이 일정 부분 차지하는 경우에는 제1 흡광도와 제2 흡광도의 차이에 보정계수를 곱한 뒤 제2 흡광도와 합산하여 유기물 농도를 결정한다. 보정계수는 폐수의 종류에 따라 결정되며 실험적으로 값을 구해 측정기기에 그 값을 입력하여 사용한다.
실험적으로 얻어지는 보정값은 폐수에 포함된 고형물 중에서 휘발성 고형물과 비휘발성 고형물의 비를 구하여 결정한다. 이러한 방법으로 BOD 또는 유기물 농도를 결정하는 방법의 장점은 부유고형물에 의한 자외선 흡광도 값의 차이를 직접적으로 측정하기 때문에 부유고형물의 많고 적음에 상관없이 유기물 농도를 상당히 근접하게 결정할 수 있다는 것이다.
상기의 방법에 따라 유출수 중의 BOD 또는 유기오염물을 측정하기 위한 장치는 일 실시예로 도 1에 나타낸 것과 같이 시료채취 펌프(50), 부유고형물 여과 유니트(10), 자외선 흡수 유니트(20), 마이크로 프로세서(도시하지 않음), 각 유니트를 연결하는 도관(40, 42, 44, 46, 48) 및 각종 밸브(30, 32, 34, 36, 38)로 구성되어 있으며, 정화조, 소규모 하수·폐수처리장의 오염물 감시에 주로 이용할 수 있다.
시료채취 펌프(50)는 연동식 펌프(peristaltic pump)로 주기적으로 시료를 채수하여 자외선 흡수 유니트(20)와 부유고형물 여과 유니트(10)가 정상적으로 동작할 수 있도록 정량, 정압으로 시료를 공급하는 역할을 한다. 시료채취 펌프(50)에는 시료채취 관이 연결되어 시료를 채취하며, 시료채취 펌프에 연결된 시료채취 관은 온도변화나 산이나 알칼리에 변성이 되지 않는 유연한 호스를 사용하고, 관의 말단부분에는 자외선 흡수 유니트(20)의 오염이나 폐색을 막기 위해 1㎜ 크기의 고형물을 제거할 수 있는 18메쉬 크기의 망을 설치한다. 시료채취 펌프(50)에 의해 채취된 시료는 제1 도관(40) 및 제3 도관(44)을 통하여 각각 부유고형물 여과 유니트(10)와 자외선 흡수 유니트(20)로 공급되며, 이러한 시료의 흐름은 각각의 도관 위에 설치된 제1 솔레노이드 밸브(30) 및 제3 솔레노이드 밸브(34)로 조절된다.
부유고형물 여과 유니트(10)는 자외선 흡광도에 영향을 미치는 부유고형물을 배제시키기는 정밀여과 장치로서 부유고형물을 여과할 수 있는 중공사막이 여과기 안쪽에 포함되며 여과 후에는 수돗물로 역세가 가능하도록 구성된다. 부유고형물 여과 유니트(10)는 도 2a에 나타낸 것과 같이 안쪽에 중공사막(14), 이를 지지하는 지지판(15), 시료가 유입되는 시료유입구(11) 및 시료를 유출시키는 여과액유출구(13)로 구성된다. 중공사막(14)은 보통 폴리설폰, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아크릴로나이트릴 재질이며 안쪽이 빈 형태의 중공사막(14)이 지지판(15)에 의해 고정되어 있다. 중공사막(14)은 0.1-1㎛의 기공크기를 가지고 있어 도 2b에 나타낸 것과 같이 0.1∼1㎛ 이상의 부유고형물은 통과시키지 못하고 용해성 유기물은 안쪽으로 통과시킬 수 있다. 여과 과정은 시료유입구(11)를 통해 시료가 유입되어 중공사막(14)을 통해 부유고형물이 여과된 후 부유고형물이 배제된 시료가 여과액유출구(13)로 흘러나오는 과정이며, 부유고형물이 여과된 여과액은 제2 도관(42)을 통해 자외선 흡수 유니트(20)로 공급되고 이때 여과액의 흐름은 제2 솔레노이드 밸브(32)에 의해 조절된다. 또한, 부유고형물 여과 유니트(10)는 도 1에 나타낸 것과 같이 세정을 위하여, 세정수를 유입하는 제4 도관(46), 제4 도관(46)에 설치되어 세정수의 흐름을 조절하는 제4 셀레노이드 밸브(36), 중공사막을 세정한 세정수가 유출되는 세정수 유출구(12) 및 세정수 유출구(12)에 연결되고 제5 솔레노이드 밸브(38)가 설치된 제5 도관(48)을 포함한다.
자외선흡수 유니트(20)에서는 부유고형물이 제거되지 않은 시료와 부유고형물 여과 유니트(10)를 거쳐 여과된 시료의 자외선 흡광도를 측정한다. 이때 사용할 수 있는 자외선 영역은 200-300㎚이고, 254㎚ 파장의 자외선을 사용하는 것이 가장 바람직하다. 자외선 흡수 유니트(20)는 도 3과 같이 광원인 저압수은램프(21), 빛을 조준시키는 렌즈(22), 시료가 통과하는 석영셀(23), 빛을 회절시키는 반사경(24) 및 빛을 감지하는 검출기(25)로 구성되어 있다. 검출기(25)에서 측정된 빛의 세기 신호는 신호증폭기(도시하지 않았음)를 거치고, 마이크로프로세서(도시하지 않았음)에서 흡광도로 환산된다. 흡광도 측정은 증류수의 흡광도를 0으로 하고 표준용액의 값을 스판값으로 설정하여 시료의 상대적인 흡광도 값을 결정하는 방식을 따르므로, 기기를 처음 셋팅하거나 주기적으로 보정할 때에는 증류수와 표준용액을 이용하여 기기의 표정을 행한다.
마이크로 프로세서(도시하지 않음)는 자외선흡수 유니트(20)에서 측정한 전기적 신호의 처리, 유기물 정량을 위한 전기적 신호의 연산, 시료채취 펌프(50) 및 각종 밸브의 제어, 측정주기의 입력, 측정값의 출력을 담당한다.
본 발명의 유기오염물 측정 장치의 동작은 크게 여과하지 않은 시료의 자외선 흡광도 측정, 여과 시료의 흡광도 측정 및 부유고형물 여과 유니트 세정의 세단계로 나눌 수 있다. 이를 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
여과하지 않은 시료의 자외선 흡광도 측정은 제3 솔레노이드 밸브(34)가 열리고, 시료 채취 펌프(50)가 동작하여 자외선 흡수 유니트(20)에서 자외선 흡광도를 측정하는 순서로 이루어지며, 이때 제1, 제2, 제4, 제5 솔레노이드 밸브(30, 32, 36, 38)는 모두 닫혀 있는 상태가 된다.
여과 시료의 흡광도 측정은 제1 솔레노이드 밸브(30)와 제2 솔레노이드 밸브(32)가 열리고, 시료 채취 펌프(50)가 동작하며 제5 솔레노이드 밸브(38)가 닫혀 시료가 여과되며 여과된 시료가 자외선 흡수 유니트(20)로 이동하여 용해성 유기물의 자외선 흡광도를 측정하는 순서로 이루어진다. 이때 제3, 제4, 제5 솔레노이드 밸브(34, 36, 38)는 모두 닫혀 있는 상태가 된다.
부유고형물 여과 유니트의 세정은 각각 제4 도관(46) 및 제5 도관(48)에 설치된 제4 솔레노이드 밸브(36)와 제5 솔레노이드 밸브(38)가 열리는 순서로 이루어지며, 이때 제1, 제2, 제3 솔레노이드 밸브(30, 32, 34)는 모두 닫혀 있는 상태가 된다. 이렇게 되면 수돗물은 부유고형물 여과 유니트(10)의 시료유입구(11)를 통해 세정수유출구(12)를 통해 흘러가게 되며, 이 때 중공사막(14) 표면에 고착된 부유고형물이 떨어지게 된다. 이때 유입되는 수돗물 즉, 역세수의 일정한 유량과 압력을 유지하기 위해 제4 솔레노이드 밸브(36) 앞쪽에 게이트 밸브(52)와 압력조절장치(54)를 설치한다.
상기의 방법 및 장치에 따라 측정한 시료의 흡광도를 시료의 유기오염물 농도로 환산하기 위해서는 시료의 자외선 흡광도를 여과시료의 흡광도로 보정한 값과 수분석을 통해 얻은 5일 BOD 또는 COD 값을 그래프에 나타낸 뒤, 보정된 흡광도 값과 BOD 또는 COD 값 사이의 일차방정식의 회귀직선식을 구한다. 이때, 보정된 흡광도 값은 부유고형물이 여과된 시료의 자외선 흡광도(제2 흡광도), 부유고형물이 여과되지 않은 시료의 흡광도(제1 흡광도)와 여과된 시료의 흡광도(제2 흡광도)의 차 및 실험적으로 얻은 부유고형물 보정계수 값의 연산으로 결정되며, 하기의 수학식 1의 식에 의해 결정된다. 이러한 방법으로 얻은 자외선 흡광도에 대한 5일 BOD 또는 COD의 회귀직선식 1차방정식은 마이크로프로세서에 입력되어, 장치에 유입된 시료에 대한 보정흡광도 값을 5일 BOD 또는 COD 값으로 환산한다.
[수학식 1]
보정된 흡광도 값=제2 흡광도+(제1 흡광도-제2 흡광도)×보정계수
[실시예]
다음은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예 및 비교예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐 본 발명이 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예
주요 발생원이 음식물, 분뇨, 목욕수 등으로 이루어진 폐수를 연수원 오수처리장에서 1차처리(협잡물제거, 중력침강)한 시료를 사용하여 BOD를 측정하였다. 시료의 흡광도를 254㎚에서 측정한 후, 0.1-1㎛의 기공크기를 가지는 여과막이 장착된 정밀여과장치로 시료의 부유고형물을 여과하고 여과된 시료의 흡광도를 254㎚에서 측정하여, 부유고형물을 여과한 시료의 흡광도, 부유고형물을 여과하지 않은 시료와 여과한 시료의 흡광도의 차이 및 실험적으로 얻은 부유고형물 보정계수 값을 이용하여 시료의 보정된 흡광도를 얻었다. 이러한 방법으로 얻은 예측 BOD 값을 실측 5일 BOD 값에 대하여 플랏(plot)한 후, 회귀직선식을 구하여 자외선 흡광도의 상관관계를 예측하였고, 이 결과를 도 4a에 나타내었다.
비교예
실시예에서 부유고형물을 여과한 시료의 흡광도를 측정하여 보정된 흡광도를 얻는 대신, 254㎚ 자외선 흡광도만을 이용하여 얻은 흡광도 값으로 예측 BOD 값을 얻은 것을 제외하고는 실시예와 동일하게 실험하였고, 이때의 결과는 도 4b에 나타내었다.
정밀여과를 실시하여 자외선 흡광도를 보정한 도 4a의 경우에는 부유고형물에 의한 흡광도 영향을 배제시키기 때문에 예측 BOD가 실측 BOD와 매우 근접한 결과를 보이는 것으로 나타났다. 반면에 도 4b의 결과에서는 5일 BOD값이 커질수록 예측 BOD의 편차가 심하게 나타났는데, 이는 부유고형물이 자외선을 산란시킴으로 인해 흡광도에 영향을 미친 것으로 판단된다. 정확도 면에서는 실측 BOD와 예측 BOD의 상관관계를 볼 때 정밀여과를 실시하여 흡광도를 보정한 도 4a는 0.94로 매우 상관관계가 높음에 반해 도 4b는 0.85로 상관관계가 낮은 것을 알 수 있다.
본 발명의 방법 및 장치는 측정시간이 10초 정도로 매우 짧고, 기존의 연속 BOD 측정장비에 비해 매우 저렴한 가격으로 제작이 가능하며 측정값이 높은 신뢰성을 가지기 때문에 정화조를 채택한 개별하수처리나 소규모 하수·폐수처리장과 같이 5일 BOD를 매일 측정하기 곤란하고, 오염물 배출의 감시가 힘든 지역의 유기오염물 배출 감시에 적합하며, 주로 연속적으로 BOD 혹은 유기오염물의 농도를 모니터링하는 곳에 응용될 수 있다. 특히, 5일 BOD를 측정하여 규제를 하기 힘든 곳에 있어서 5일 BOD를 대신하여 유기오염물을 측정할 수 있으며, 마이크로프로세서에 저장된 측정값은 모뎀이나 전용선을 통하여 데이터 통신이 가능하므로 원거리에서도 모니터링이 가능하며, 이상이 발견되었을 때 신속하게 대처할 수 있다.
또한 본 발명의 방법은 자외선 흡광도만으로 유기오염물의 농도를 결정하는 방법에 비해 부유고형물이 포함된 시료에 있어서 흡광도와 유기오염물 농도의 상관관계를 획기적으로 높일 수 있고, 부유고형물에 의한 자외선 흡광도 차이를 보정하기 위한 가시광선 보정방법이나 산란광 보정방법에서 유기물농도의 상관계수가 0.6∼0.9 정도임에 반해, 본 발명의 방법은 0.8∼0.95 정도로 상관계수를 높일 수 있다.
Claims (10)
- 유출수에 자외선을 조사하여 제1 흡광도를 측정하는 단계; 상기 유출수를 여과하는 단계; 여과된 유출수에 자외선을 조사하여 제2 흡광도를 측정하는 단계; 및 제1 흡광도 값을 제2 흡광도 값으로 보정하여 시료의 유기오염물 농도를 측정하는 단계를; 포함하는 유출수 내의 유기오염물 측정 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 자외선의 파장은 200~300nm인 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 여과는 기공 크기가 0.1~1㎛인 여과막을 사용하는 정밀여과인 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 유기오염물 농도 측정은 하기 수학식 2에 의해 얻어진 보정계수를 이용하여 하기의 수학식 1에 의해 보정된 흡광도 값을 얻고, 얻어진 보정된 흡광도 값과 수분석을 통해 얻은 5일 BOD 또는 COD 값으로 일차방정식의 회귀직선식을 구하여 시료의 보정흡광도 값을 5일 BOD 또는 COD 값으로 환산하는 것인 방법.[수학식 1]보정된 흡광도 값=제2 흡광도+(제1 흡광도-제2 흡광도)×보정계수[수학식 2]보정계수 = 폐수에 포함된 고형물 중 휘발성 고형물/폐수에 포함된 현탁고형물
- 시료를 공급하는 시료 채취 펌프; 상기 시료 채취 펌프와 제1 도관으로 연결되어 시료 내의 부유고형물을 여과하는 부유고형물 여과 유니트; 상기 제1 도관에 설치되어 시료의 흐름을 조절하는 제1 솔레노이드 밸브; 상기 부유고형물 여과 유니트에 제2 솔레노이드 밸브가 설치된 제2 도관으로 연결되어 시료의 자외선 흡광도를 측정하는 자외선 흡수 유니트; 상기 시료 채취 펌프와 상기 자외선 흡수 유니트를 연결하는 제3 도관; 상기 제3 도관에 설치되어 시료의 흐름을 조절하는 제3 솔레노이드 밸브; 및 상기 시료 채취 펌프, 제1, 제2, 제3 솔레노이드 밸브, 부유고형물 여과 유니트 및 자외선 흡수 유니트에 연결되어 전기적 신호를 처리하고, 펌프 및 밸브를 제어하는 마이크로 프로세서를; 포함하는 유출수 내의 유기오염물 측정 장치.
- 제5항에 있어서, 상기 부유고형물 여과 유니트는 시료가 유입되는 시료유입구, 유입된 시료를 여과하는 중공사막 및 중공사막을 통과한 시료를 유출시키는 여과액유출구를 포함하는 것인 장치.
- 제6항에 있어서, 상기 중공사막은 기공 크기가 0.1-1㎛인 장치.
- 제6항에 있어서, 상기 중공사막의 재질은 폴리설폰, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리아크릴로나이트릴로 이루어진 군에서 선택된 것인 장치.
- 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 부유고형물 여과 유니트는 세정수를 유입하는 제4 도관, 상기 제4 도관에 설치되어 세정수의 흐름을 조절하는 제4 셀레노이드 밸브, 상기 중공사막을 세정한 세정수가 유출되는 세정수 유출구 및 상기 세정수 유출구에 연결되고 제5 솔레노이드 밸브가 설치된 제5 도관을 더욱 포함하는 것인 장치.
- 제5항에 있어서, 상기 자외선 흡수 유니트에서 자외선의 파장은 200~300nm인 장치.
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