KR101016666B1 - A device for detecting toxicity of water using sulphur oxidizing bacteria - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 황산화미생물을 이용한 생태 독성탐지장치에 관한 것으로, 구체적으로는 물공급과 공기의 폭기시에도 정확한 독성탐지결과를 얻을 수 있는 황산화미생물을 이용한 생태 독성탐지장치에 관한 것이다.The present invention relates to an ecotoxicity detection device using sulfated microorganisms, and more particularly, to an ecotoxicity detection device using sulfated microorganisms that can obtain accurate toxicity detection results even when aeration of water and air.
물의 독성 물질 오염여부를 탐지하기 위해 다양한 방법이 사용되고 있다.Various methods have been used to detect whether water is contaminated with toxic substances.
이 중 본 출원인에 의해 기 출원된 특허출원번호 2007-0093476에는 황입자를 이용한 수중 독성탐지장치가 개시되어 있다. Among them, Patent Application No. 2007-0093476 previously filed by the present applicant discloses an underwater toxicity detection device using sulfur particles.
도1은 상기 공보에 개시된 수중 독성탐지장치의 구성을 도시한 개략도이다. 도시된 바와 같이 수중 독성탐지장치(1)는 황산화미생물에 의해 황산염이온이 존재하며 물이 유입 및 유출되는 반응조(2)와, 반응조(2)의 유입구 측에 구비된 제1측정부(4)와, 물의 유출구 측에 구비되는 제2측정부(5)를 포함한다. 수중 독성탐지장치(1)는 제1측정부(4)와 제2측정부(5)에서 측정된 전기전도도(EC)와 pH 값을 비교하여 물시료의 독성여부를 판단한다. Figure 1 is a schematic diagram showing the configuration of the underwater toxicity detection apparatus disclosed in the above publication. As illustrated, the underwater
그런데, 상기 공보에 개시된 종래 수중 독성탐지장치(1)는 제2측정부(5)의 전기전도도 측정부와 pH 측정부가 반응조 내부에 담지된 상태로 배치되므로 반응조(2)의 하부영역으로부터 공급되는 물 시료와 공기의 폭기에 의해 발생된 공기방울과 접촉하면서 pH, EC 측정값의 흔들림이 발생되는 경우가 있었다. 특히, 전기전도도 측정부의 경우 전극 내부에 공기 방울이 들어가면 데이터 값이 순간적으로 유동되어 정확한 실험값을 얻기 힘든 문제가 있었다. However, the conventional underwater
또한, 반응조 내부의 황산화미생물은 독립영양미생물로서 이산화탄소를 탄소원으로 이용하며 질소, 인, 칼륨 등과 미량 영양물질이 필요하다. 이에 이산화탄소와 영양물질이 거의 없는 아주 깨끗한 정수의 독성을 탐지하고자 할 경우에는 실용성이 없는 단점이 있었다. In addition, the sulfated microorganism in the reaction tank uses carbon dioxide as a carbon source as an autotrophic microorganism, and requires micronutrients such as nitrogen, phosphorus, potassium, and the like. Therefore, there was a drawback that there was no practical use when trying to detect the toxicity of very clean water with little carbon dioxide and nutrients.
또한, 물시료의 pH가 아주 높고 알칼리도가 높은 경우에는 낮은 pH를 좋아하는 황산화미생물의 활성이 떨어져 정확한 실험 데이터를 얻기 힘들었다. 이에 별도로 물시료의 pH를 조절할 수 있는 수단이 요구되었다. In addition, when the pH of the water sample is very high and the alkalinity is high, it is difficult to obtain accurate experimental data because of the activity of sulfated microorganisms that like low pH. Separately, a means for controlling the pH of the water sample was required.
또한, 반응조 내부가 독성물질에 의해 황산화미생물의 활성이 없어지는 경우 추가적인 물시료의 독성탐지가 연속적으로 불가능하였다. 즉, 황입자를 교체해 주어야 하며 활성이 다시 살아나는 데 2-14일 정도의 시간이 걸린다. 황산화미생물의 활성이 다시 살아나는 동안 물시료의 독성탐지가 불가능한 시간적인 제약이 있었다. In addition, the toxicity detection of additional water samples was continuously impossible when the activity of the sulfated microorganism disappeared by the toxic material inside the reactor. In other words, the sulfur particles need to be replaced, and the activity takes about 2-14 days to come back. While the activity of sulfated microorganisms was revived, there was a time constraint that it was impossible to detect the toxicity of water samples.
본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로 공기의 폭기에도 정확한 실험결과를 얻을 수 있는 황산화미생물을 이용한 생태 독성탐지장치를 제공하는 것이다. An object of the present invention to solve the above problems is to provide an ecotoxicity detection device using sulfated microorganisms that can obtain accurate experimental results even in the aeration of air.
또한, 본 발명의 다른 목적은 아주 깨끗한 물이거나 아주 오염된 물, 또는 pH가 아주 높은 물시료도 정확한 실험결과를 얻을 수 있는 황산화미생물을 이용한 생태 독성탐지장치를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide an ecotoxicity detection device using sulfated microorganisms, which can obtain accurate experimental results even in very clean water, very contaminated water, or a very high pH water sample.
또한, 본 발명의 다른 목적은 한 개의 반응조 내부의 황산화미생물이 활성이 없어지더라도 연속하여 사용할 수 있는 다른 반응조를 더 구비하여 연속적인 독성탐지를 수행할 수 있는 황산화미생물을 이용한 생태 독성탐지장치를 제공하는 것이다. In addition, another object of the present invention is to provide an ecotoxicity detection device using the sulfated microorganisms that can further detect the toxicity by further comprising another reactor that can be used continuously even if the sulfated microorganisms in one reactor is inactive To provide.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 황산화미생물을 이용한 생태 독성탐지장치에 관한 것이다. 본 발명의 황산화미생물을 이용한 생태 독성탐지장치는 물시료가 유입 및 유출되는 유입구와 유출구를 가지며, 황산화미생물이 담지되고, 황입자와 산소가 상기 황산화미생물에 의해 황산염이온으로 산화 되는 미생물반응조와; 상기 유입구 측에 구비되어 상기 물시료의 pH 및 전기전도도를 측정하는 제1 pH 측정부 및 제1 EC 측정부를 갖는 제1측정부와; 상기 미생물반응조의 상부영역에 공기의 폭기로 인한 공기 방울의 영향을 받지 않는 독립된 공간을 갖도록 구비되고, 상기 미생물반응조 내부의 황산염이온이 생성된 물시료가 연통가능하도록 개방부가 형성되어 상기 황산염이온이 생성된 물시료의 pH 및 전기전도도를 측정하는 제1 pH 측정부 및 제1 EC 측정부를를 갖는 제2측정부와; 상기 제1측정부와 상기 제2측정부의 측정값을 비교하여 상기 물시료의 독성여부를 판단하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.One aspect of the present invention for achieving the above technical problem relates to an apparatus for detecting ecotoxicity using sulfated microorganisms. The ecotoxicity detection device using the sulfated microorganism of the present invention has an inlet and an outlet through which water samples are introduced and discharged, and the microorganisms in which sulfated microorganisms are supported and sulfur particles and oxygen are oxidized to sulfate ions by the sulfated microorganism. A reactor; A first measuring unit provided at the inlet side and having a first pH measuring unit and a first EC measuring unit for measuring pH and electrical conductivity of the water sample; It is provided to have an independent space in the upper region of the microbial reaction tank is not affected by the air bubbles due to the aeration of air, the opening is formed so that the water sample generated the sulfate ion inside the microbial reaction tank can communicate with the sulfate ion A second measuring unit having a first pH measuring unit and a first EC measuring unit for measuring pH and electrical conductivity of the generated water sample; And a control unit for comparing the measured values of the first and second measurement units to determine whether the water sample is toxic.
일 실시예에 따르면, 상기 개방부는 미생물반응조의 측면에 형성되며, 상기 제2측정부는 상기 개방부가 형성된 미생물 반응조의 외측면에 결합된 제2측정조를 더 포함하고, 상기 제2 pH 측정부와 제2 EC 측정부는 상기 제2측정조에 구비된다. According to one embodiment, the opening is formed on the side of the microbial reaction tank, the second measuring unit further comprises a second measuring tank coupled to the outer surface of the microbial reaction tank in which the opening is formed, the second pH measuring unit and The second EC measuring unit is provided in the second measuring tank.
일 실시예에 따르면, 상기 개방부는 미생물반응조의 내측면 둘레에 결합되어 내부공간을 상하로 구획하는 차폐판의 일측에 형성되고, 상기 제2 pH 측정부와 제2 EC 측정부는 상기 차폐판의 상부영역에 구비될 수 있다. According to one embodiment, the opening is coupled to the inner surface of the microbial reaction tank is formed on one side of the shielding plate for partitioning the inner space up and down, the second pH measuring unit and the second EC measuring unit is the upper portion of the shielding plate It may be provided in the area.
일 실시예에 따르면, 상기 유입구의 일측에 구비되어 상기 미생물반응조로 공급되는 물시료로 산성물질을 공급하여 상기 물시료의 pH를 기준범위로 조절하는 pH조절조를 더 포함한다. According to one embodiment, it is provided on one side of the inlet further comprises a pH adjusting tank for supplying an acidic material to the water sample supplied to the microbial reaction tank to adjust the pH of the water sample to the reference range.
일 실시예에 따르면, 상기 미생물반응조의 일측에 구비되며 활성이 있는 황산화미생물이 존재하는 적어도 한 개의 보조 미생물반응조를 더 포함하고, 하천 독성물질로 인하여 상기 미생물반응조의 황산화미생물의 활성이 없는 경우 상기 물시료를 상기 보조 미생물반응조로 공급하여 상기 물시료의 독성을 판단한다. According to one embodiment, the microbial reactor further comprises at least one auxiliary microbial reaction tank is provided on one side of the active microbial reaction tank, there is no activity of the sulfated microorganism of the microbial reaction tank due to the river toxic substances In this case, the water sample is supplied to the auxiliary microbial reactor to determine the toxicity of the water sample.
일 실시예에 따르면, 상기 보조 미생물반응조는 상기 미생물반응조를 이용해 물시료의 독성을 판단하는 동안 최소의 물과 최소의 공기만을 공급하여 운전하고 미생물 활성이 있는지는 전기전도도를 측정하여 모니터링 한다. According to one embodiment, the auxiliary microbial reactor is operated by supplying only a minimum of water and a minimum of air while determining the toxicity of the water sample using the microbial reactor, and monitors the electrical conductivity by measuring the electrical conductivity.
일 실시예에 따르면, 상기 미생물반응조의 일측에 구비되어 물시료와 희석된 물시료를 상기 미생물반응조와 상호 교번적으로 공급받아 물시료의 독성여부를 판단하는 보조 미생물반응조를 더 포함할 수 있다. According to an embodiment, the microbial reaction tank may further include an auxiliary microbial reaction tank provided on one side of the microbial reaction tank and alternately supplied with the microbial reaction tank to determine whether the water sample is toxic.
일 실시예에 따르면, 상기 제어부는 물시료에 인공하천수로 여러단계 희석하고 일정시간 반응시켜 EC50 값과 저해정도(%)를 계산하는 회분식방법에 의해 물시료의 독성여부를 판단할 수 있다. According to an embodiment, the controller may determine whether the water sample is toxic by a batch method of diluting the water sample with artificial river water in several stages and reacting for a predetermined time to calculate the EC50 value and the degree of inhibition (%).
본 발명에 따른 황산화미생물을 이용한 생태 독성탐지장치는 제2측정부를 미생물반응조의 외측에 구비하거나 폭기조의 공기가 pH, 전기전도도 전극과 부딪히지 않도록 미생물 반응조 내부를 구성하여 공기와 물시료의 공급시 발생되는 공기 방울에 의한 영향을 미연에 방지한다. 이에 따라 보다 안정적이고 신뢰성 있는 실험결과를 얻을 수 있다. Ecotoxicity detection device using the sulfated microorganism according to the present invention is provided with a second measuring unit on the outside of the microbial reaction tank or the inside of the microbial reaction tank so that the air in the aeration tank does not collide with the pH, the conductivity electrode when supplying air and water samples To prevent the effects of air bubbles generated in advance. As a result, more stable and reliable experimental results can be obtained.
또한, 물시료의 pH가 높거나 알칼리도가 높은 경우 산조절부에서 산성물질 을 미리 공급하여 황산화미생물이 생존할 수 있는 적절한 pH범위로 물시료를 조절한 후 미생물반응조로 공급한다. 이에 의해 물시료의 pH에 의한 황산화미생물의 활성 저해를 줄여 정확한 독성여부를 판단할 수 있다. In addition, when the pH of the water sample is high or the alkalinity is high, the acid controller supplies an acidic material in advance to adjust the water sample to an appropriate pH range in which sulfate microorganisms can survive, and then supply it to the microbial reactor. This reduces the inhibition of the activity of sulfated microorganisms by the pH of the water sample can determine the correct toxicity.
또한, 미생물반응조를 보조하는 보조 미생물반응조를 구비하여 미생물반응조 내부의 황산화미생물의 활성이 저해되었을 때 교체하여 사용하거나, 황산화미생물을 즉시 보충하여 사용할 수 있어 연속적으로 실험을 운행할 수 있다. In addition, the auxiliary microbial reaction tank is provided to assist the microbial reaction tank to be used when the activity of the sulfated microorganisms in the microbial reaction tank is inhibited, or can be used to supplement the sulfated microorganisms immediately can run the experiment continuously.
도 1은 종래 황입자를 이용한 독성탐지장치의 구성을 개략적으로 도시한 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 황산화미생물을 이용한 생태 독성탐지장치의 구성을 개략적으로 도시한 개략도,
도 3과 도4는 본 발명에 따른 황산화미생물을 이용한 생태 독성탐지장치의 제2측정부의 구성을 도시한 사시도,
도 5는 본 발명의 황산화미생물을 이용한 생태 독성탐지장치의 다른 실시예에 따른 제2측정부의 구성을 도시한 사시도,
도 6 내지 도14는 본 발명의 황산화미생물을 이용한 생태 독성탐지장치를 이용해 실제 하천수의 독성을 탐지한 실험결과들을 도시한 그래프,
도 15는 인공하천수 제조에 사용되는 미네랄 조성표이다.1 is a schematic diagram schematically showing the configuration of a conventional toxicity detection device using sulfur particles,
Figure 2 is a schematic diagram showing the configuration of the ecological toxicity detection device using the sulfated microorganism according to the present invention,
3 and 4 are perspective views showing the configuration of the second measurement unit of the ecotoxicity detection apparatus using sulfated microorganism according to the present invention,
5 is a perspective view showing the configuration of a second measurement unit according to another embodiment of the ecotoxicity detection apparatus using the sulfated microorganism of the present invention,
6 to 14 are graphs showing the experimental results of detecting the toxicity of the actual river water using the ecotoxicity detection device using the sulfated microorganism of the present invention,
15 is a mineral composition table used for the artificial river water production.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.In order to fully understand the present invention, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Embodiment of the present invention may be modified in various forms, the scope of the invention should not be construed as limited to the embodiments described in detail below. This embodiment is provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Therefore, the shape of the elements in the drawings and the like may be exaggerated to emphasize a more clear description. It should be noted that the same members in each drawing are sometimes shown with the same reference numerals. Detailed descriptions of well-known functions and constructions which may be unnecessarily obscured by the gist of the present invention are omitted.
도2는 본 발명에 따른 황산화미생물을 이용한 생태 독성탐지장치의 구성을 개략적으로 도시한 개략도이다. Figure 2 is a schematic diagram showing the configuration of the ecological toxicity detection apparatus using the sulfated microorganism according to the present invention.
도시된 바와 같이 본 발명에 따른 황입자를 이용한 독성탐지장치(10)는 황산화 미생물이 담지되고, 황입자가 산소와 황산화 미생물에 의해 황산화염 이온화되면서 바이오 센서 역할을 수행하는 미생물반응조(100)와, 미생물반응조(100)의 시료유입구(120) 측에 구비되어 물시료의 pH와 전기전도도(EC)를 측정하는 제1측정부(200)와, 미생물반응조(100)의 상부영역에 독립적으로 구비되어 황산화염이온이 생성된 물시료의 pH와 전기전도도를 측정하는 제2측정부(300)와, 물시료를 공급하는 원수공급부(400)와, 원수공급부(400)와 시료유입구(120) 사이에 배치되어 물시료의 pH를 조절하는 pH조절조(500)와, 제1측정부(200)와 제2측정부(300)의 측정결과를 기초로 물시료의 독성여부를 판단하는 제어부(600)를 포함한다. As illustrated, the
미생물반응조(100)는 내부에 황입자와 활성상태의 황산화 미생물이 담지되어 황산화염이온을 생성한다. 미생물반응조(100)는 물시료와 황산화 미생물이 담지되는 반응조본체(110)와, 반응조본체(110)의 하부영역에 결합되며 반응조본체(110) 내부로 물시료를 유입시키는 유입구(120)와, 반응조본체(110)의 상부영역에 결합되며 반응조본체(110) 내부의 시료들을 배출시키는 배출구(140)와, 반응조본체(110) 내부로 공기를 공급하는 공기공급구(130)가 구비된다. The
여기서, 물시료는 하천수, 폐수, 정수 등 다양한 종류의 물이 사용될 수 있다. Here, the water sample may be used for various kinds of water, such as river water, wastewater, purified water.
반응조본체(110)에 존재하는 황산화미생물은 황입자의 표면에 부착되어 자라게 되고, 황은 일정한 속도로 산화하면서 황산염이온이 생성된다. 물시료에 독성이 없는 경우, 황산염이온이 생성되게 되므로 유입구(120) 측에 비해 배출구(140) 측이 황산염이온의 농도가 증가하게 된다. 반면, 물시료에 독성이 강할 경우, 황산화미생물의 활성이 떨어져 황입자를 산화시키지 못하므로 일정 시간 후 유입구(120)와 배출구(140) 측의 황산염이온의 농도가 비슷하게 된다. 미생물반응조(100)는 이러한 원리를 이용하여 물시료의 독성여부를 판단하는 바이오센서 역할을 수행한다. The sulfated microorganism present in the
제1측정부(200)는 원수공급부(400)와 반응조본체(110)를 연결하는 제1공급관(410)의 관로상에 배치되어 유입구(120)로 공급되는 물시료의 pH와 전기전도도를 측정한다. 제1측정부(200)는 물시료가 수용되는 제1측정조(210)와, pH를 측정하는 제1 pH 측정부(220)와, 전기전도도를 측정하는 제1 EC 측정부(230)을 포함한다.The
제2측정부(300)는 반응조본체(110)의 상부영역에 구비되어 황산염이온이 형성된 물시료의 pH와 전기전도도를 측정한다. 제2측정부(300)는 물시료를 수용하는 제2측정조(310)와, 제2측정조(310) 내에 배치되는 제2 pH 측정부(320)와 제2EC 측정부(330)를 포함한다. 제2 pH 측정부(320)와 제2EC 측정부(330)는 길이를 갖는 전극의 형태로 구비된다. The
제2측정부(300)는 제2 pH 측정부(320)와 제2 EC 측정부(330)가 물시료와 공기의 폭기에 의해 야기된 공기방울에 의해 전혀 영향을 받지 않도록 설계된다. The
이를 위해 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제2측정부(300)는 도3과 도4에 도시된 바와 같이 제2측정조(310)가 반응조본체(110)의 외측에 결합되어 제2 pH 측정부(320)와 제2 EC 측정부(330)가 물시료와 공기의 폭기에 의한 공기 방울의 영향을 받지 않도록 한다. 제2측정조(310)는 반응조본체(110)의 상부영역의 측면에 결합되고, 결합영역에 물시료가 연통할 수 있는 연통공(311)이 형성된다. 연통공(311)을 통해 물시료가 채워진 제2측정조(310) 내부에 제2 pH 측정부(320)와 제2 EC 측정부(330)가 수용되어 물시료의 물성을 측정한다. To this end, as shown in FIGS. 3 and 4, the
이 때, 제2pH 측정부(320)와 제2EC 측정부(330)는 유입구(120)와 공기 공급구(130)를 통한 물시료와 공기의 폭기에 의한 공기방울의 진행방향에 대해 벗어나게 구비되므로, 물시료와 공기가 유동하며 발생되는 공기방울이 제2 pH 측정부(320)와 제2 EC 측정부(330)와 접촉하며 충격을 가할 위험을 미연에 방지할 수 있다. 이에 따라 제2 pH 측정부(320)와 제2 EC 측정부(330)가 보다 정확한 측정데이타를 획득할 수 있다. In this case, since the second
한편, 도5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2측정부(300a)의 구성을 도시한 사시도이다. 앞서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제2측정부(300)는 제2측정조(310)가 반응조본체(110)의 외측에 구비된데 반해 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2측정부(300a)는 제2 pH 측정부(320a)와 제2EC 측정부(330a)가 반응조본체(110) 내부에 구비된다. 다만, 차폐판(150)이 물시료와 공기의 공급경로를 차폐하여 물시료와 공기가 유동하며 제2 pH 측정부(320a)와 제2 EC 측정부(330a)에 충격을 가할 위험을 미연에 방지할 수 있다.5 is a perspective view illustrating a configuration of a
차폐판(150)은 반응조본체(110)의 내부에 가로방향으로 결합되어 반응조본체(110)를 두 개의 공간으로 구분한다. 차폐판(150)은 하부영역으로부터 상부영역으로 공급되는 물시료와 공기의 공급경로를 차폐하여 공기방울이 제2 pH 측정부(320) 및 제2 EC 측정부(330)와 직접 접촉하는 것을 방지한다. The shielding
여기서, 차폐판(150)은 반응조본체(110)의 면적보다 일정 면적 작게 형성된다. 이에 따라 차폐판(150)과 반응조본체(110)가 서로 접촉되지 않는 개방부(151)가 형성되고, 개방부(151)를 통해 물시료가 상하 두 개의 공간을 연통하게 된다. Here, the
이상 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 제2측정부(300)는 제2pH 측정부(320)와 제2EC 측정부(330)가 공기 및 물시료와 접촉되는 것을 미연에 차단하도록 구조가 개선되므로 종래 공기 및 물시료와의 접촉으로 야기되던 측정부의 흔들림으로 인해 데이터의 부정확함을 현저히 개선하여 안정적이고 신뢰성 있는 데이터를 획득할 수 있다. As described above, since the structure of the
원수공급부(400)는 물시료를 내부에 수용하며 제1공급관(410)을 통해 물시료를 미생물반응조(100)로 공급한다. 제1공급관(410)의 관로상에는 제1공급펌프(411)이 구비되어 물시료를 유입구(120) 측으로 공급한다. The raw
pH조절조(500)는 원수공급부(400)와 미생물반응조(100) 사이에 배치되어 물시료의 pH를 조절한다. pH조절조(500)는 원수공급부(400)로부터 공급되는 물시료의 pH를 탐지하여 pH가 기준범위 이내가 되도록 조절한다. 여기서, pH의 기준범위는 황산화미생물의 생존에 적합한 3~5일 수 있다.
pH조절조(500)는 황산, 염산, 인산 등의 산성물질을 제1공급관(410)으로 공급하거나 알칼리물질을 공급하여 물시료가 pH가 조절된 상태로 반응조본체(110)로 공급되도록 한다. 이에 의하여 pH가 아주 높거나 알칼리도가 아주 높은 폐수에도 미생물반응조의 독성 탐지가 가능해진다. The
한편, 도면에는 도시되지 않았으나 원수공급부(400)로 공급되는 물시료에 영양원소를 공급하는 영양원소공급조(미도시)를 더 포함할 수 있다. 영양원소공급조(미도시)는 제1공급관(410)의 관로 상에 배치되어 미생물이 성장하는데 필요한 탄소원과 필수영양소를 공급한다. 영양원소공급조(미도시)는 물시료가 아주 깨끗한 정수인 경우 미생물의 성장에 필요한 소량의 바이카보네이트(NaHCO3), 질소, 인, 미네랄 등을 공급하여 정수의 독성을 탐지할 수 있도록 한다. On the other hand, although not shown in the drawing may further include a nutrient element supply tank (not shown) for supplying nutrients to the water sample supplied to the raw
여기서, 일반적인 하천수의 경우에는 영양원소공급조(미도시)가 인위적으로 탄소원과 필수영양소를 공급하지 않더라도 소량의 탄소원과 필수영양소를 포함하고 있어 정확한 실험결과를 측정할 수 있다. Here, in the case of general river water, even though the nutrient supply tank (not shown) does not artificially supply the carbon source and the essential nutrient, it contains a small amount of the carbon source and the essential nutrient, so that accurate experimental results can be measured.
제어부(600)는 제1측정부(200)에서 측정한 전기전도도와 제2측정부(300)에서 측정한 전기전도도 값의 차이의 비가 기준범위 이하인지 판단하고, 기준범위 이하인 경우 경보가 발생될 수 있도록 한다. 그리고, 제어부(600)는 제1측정조로 유입되는 물시료에 대한 제1 pH 측정부로부터 측정된 pH 값을 받아 pH조절조에서 제1공급관으로 공급되는 산성물질의 양을 제어한다.The
하천수의 독성이 높을 때는 급격하게 EC값이 떨어지므로 컨트롤 없이 하나의 반응조만으로도 하천수의 독성 여부를 쉽게 판단할 수 있다. 그러나 하천수의 독성이 아주 낮을 때는 일정한 유출 EC가 나오므로 낮은 독성이 있는 건지 독성이 없는 건지 독성 여부를 판가름하기 쉽지 않으므로 독성이 없는 물과 비교하여 독성 여부를 판단해야 하다. 이를 위해 미생물반응조(100)를 2개 이상으로 설치하고 미생물반응조 1에는 0.5-2시간 동안 하천수를 주입하고 미생물반응조 2에는 컨트롤로서 10-100배 희석된 하천수를 주입한다. 0.5-2시간이 지난 후 하천수를 주입했던 미생물반응조 1에는 희석된 원수를 주입하고 미생물반응조 2에는 하천수를 주입한다. 이런 식으로 계속 번갈아가면서 일정시간 간격으로 하천수를 주입한다. 그리고, 제1측정부(200) 및 제2측정부(300) 사이의 유입 EC와 유출 EC의 차를 모니터링 하여 독성여부를 판단할 수 있다.When the toxicity of river water is high, the EC value drops sharply, so it is easy to determine the toxicity of river water with only one reactor without control. However, when the toxicity of river water is very low, a constant effluent EC is produced, so it is not easy to determine whether it is toxic or non-toxic. Therefore, it is necessary to determine the toxicity compared to non-toxic water. To this end, two or more
미생물반응조(100)의 황산화미생물의 저해로 보조 미생물반응조(100a) 내부의 황입자를 미생물반응조(100)로 공급할 경우, 보조 미생물반응조(100a) 내부의 황입자가 줄어든 만큼 일정량의 새로운 황입자를 넣어 보충하는 방식으로 운행한다.When sulfur particles in the auxiliary
여기서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미생물 독성탐지장치(10)는 보조 미생물반응조(100a)가 한 개만 구비된 것으로 도시하였으나 두 개 이상의 보조 미생물반응조(100a)가 구비될 수도 있다. 또한 회분식(semi-continuous)으로 운전하여 시간에 따른 전기전도도 변화 기울기로부터 독성을 모니터링 할 수 있다. 독성이 강한 하천수가 들어와서 회분식으로 일정 시간 운전이 될 때는 시간에 따른 전기전도도의 상승은 없으며, 독성이 없는 하천수가 들어오면 시간에 따른 전기전도도의 일정 상승률을 보인다. 독성이 조금 있을 경우는 독성이 있는 경우보다 전기전도도 상승률이 줄어들게 된다. 이 기울기를 통해 독성을 모니터링 할 수 있다.Here, although the microbial
한편, 본 발명에 따른 미생물 독성탐지장치(10)는 On the other hand, microbial
보조 미생물반응조(100a)는 미생물반응조(100)의 일측에 구비되며 보조 원수공급부(400a)의 제2공급관(420)과 연결되어 물시료를 공급받는다. 이 때, 제2공급관(420)의 관로 상에는 pH조절조(500)와 영양원소공급조(미도시)가 연결되어 물시료의 pH를 조절하거나 탄소원과 필수영양소를 공급할 수 있다. The auxiliary
또한, 보조 미생물반응조(미도시)의 제2공급관(420)에는 희석조(700)가 결합된다. 희석조(700)는 내부에 인공하천수를 저장하고 제2공급관(420)을 통해 공급되는 물시료에 인공하천수를 공급하여 희석된 물시료가 보조 미생물반응조(100a)로 공급되도록 한다.In addition, the
보조 미생물반응조(100a)는 독성탐지를 위해 미생물반응조(100)가 사용될 때는 황산화미생물이 생존할 수 있는 환경을 유지하여 언제든지 교체하여 사용되거나 활성이 있는 황산화미생물을 공급할 수 있도록 한다. 보조 미생물반응조는 일정상태의 황산화미생물이 부착된 황입자를 미생물반응조(100)가 독성물질 유입으로 인해 활성이 없을 때 미생물반응조(100)에 공급하여 미생물 부착 시간을 줄여 짧은 시간 내에 운전을 할 수 있도록 한다. Auxiliary microbial reactor (100a) is to maintain the environment in which the sulfated microorganisms can survive when the microbial reaction tank (100) is used to detect toxicity, so that it is possible to supply the sulfated microorganisms used or replaced at any time. The auxiliary microbial reactor can supply sulfur particles with sulfated microorganisms in a predetermined state to the
이를 위해 보조 미생물반응조(100a)는 공기의 유입을 최소화하고 인공하천수와 물시료(하천수)를 10~100 : 1의 비율로 희석한 희석시료를 공급받는다. 그리고, HRT(수리학적 체류시간)을 길게 하여 황의 소모가 없으면서 황과 황산화미생물이 장시간 생존할 수 있도록 한다. To this end, the auxiliary microbial reactor (100a) minimizes the inflow of air and is supplied with a diluted sample diluted with artificial river water and water samples (river water) at a ratio of 10 to 100: 1. In addition, the HRT (hydraulic residence time) is extended to allow sulfur and sulfated microorganisms to survive for a long time without the consumption of sulfur.
상기 기술한 기술은 연속식으로 하천수 등의 독성을 자동으로 모니터링하는 장치에 대한 설명이었다.The above described technique is a description of a device for continuously monitoring the toxicity of river water and the like continuously.
반면, 실험실에서 시료의 독성을 회분식 실험으로 탐지하기 위하여 황산화미생물이 담지된 황을 공급할 수 있는 미생물반응조(미도시)를 운영한다. 실운영예로 보조 미생물 반응조의 총 부피가 1 L일 때, 액상부피 0.5 L, 황입자 300 mL (1mm 이하)를 채웠고 7일 간격으로 액체 미디엄을 모두 버리고 다시 주입하는 형태로 운전할 수 있다. 처음 운전시는 하수종말 처리장의 호기성 슬러지를 이용하여 식종하였으며 공기를 계속적으로 넣어 주어 호기조건을 만든다. pH와 EC를 모니터링하면서 황산화미생물의 활성도를 확인한다. On the other hand, in order to detect the toxicity of a sample in a laboratory in a laboratory, a microbial reactor (not shown) capable of supplying sulfur supported with sulfated microorganisms is operated. In a practical example, when the total volume of the auxiliary microbial reactor is 1 L, 0.5 L of liquid volume and 300 mL of sulfur particles (1 mm or less) may be filled, and the liquid medium may be discarded and re-injected every 7 days. At the first operation, the plant was planted using aerobic sludge of sewage treatment plant and air is continuously added to create aerobic conditions. Monitor pH and EC to determine the activity of sulfated microorganisms.
물시료를 인공하천수(시험수 원액함유(%) : 0, 0.5, 5, 10, 25, 50, 85, 100)를 이용하여 희석한다. 회분식 반응조에 희석된 물시료를 넣고 황입자는 직경 1 mm 이하를 사용하며 각 반응조에 일정용량씩 준비한다. 수분이 증발하지 않도록 알루미늄 호일을 이용하여 입구를 감싸는 것이 바람직하다.Dilute the water sample using artificial river water (containing test water stock (%): 0, 0.5, 5, 10, 25, 50, 85, 100). Dilute the water sample in a batch reactor, and use sulfur particles less than 1 mm in diameter and prepare a fixed volume in each reactor. It is preferable to wrap the inlet with aluminum foil so that moisture does not evaporate.
30℃가 유지되는 shaking incubator를 이용, 150 rpm으로 배양한다. 실험시작 후 6, 12 시간에 pH와 EC를 측정한다. EC의 변화를 토대로 황산화미생물의 저해를 계산하며 TOXCALC 소프트웨어등을 이용하여 EC50와 TU 값을 계산하여 독성여부를 판단한다. Incubate at 150 rpm using a shaking incubator maintained at 30 ° C. PH and EC were measured at 6 and 12 hours after the start of the experiment. Based on the change in EC, the inhibition of sulfated microorganisms is calculated and the toxicity is determined by calculating the EC50 and TU values using TOXCALC software.
이하에서는 이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 미생물 독성탐지장치(10)의 실제 실험예를 통해 미생물 독성탐지장치(10)의 사용과정과 효과를 설명한다. Hereinafter will be described the use process and effect of the microbial
이를 위해 실재 하천수를 미생물반응조(100)에 유입시켜 EC의 변화를 통해 생태독성을 평가하였다. 미생물반응조(100)에는 직경 2 - 4 mm의 황입자 50 mL를 채웠으며 공기를 공기공급공(130)을 통해 하단으로부터 주입하고 측정하고자 하는 물시료를 상향류 HRT(수리학적 체류시간) 30분으로 연속으로 주입하였고 낮은 체류시간 운전도 가능하다. To this end, the actual river water was introduced into the microbial reactor (100) to evaluate the ecotoxicity through the change of the EC. The
실재 하천수의 독성을 파악하기 위하여 독성이 없는 인공하천수를 공급하다가 일정시간이 지난 후 실재 하천수를 공급하는 형태로 실험이 진행이 되었다. 실재 하천수의 EC 값이 다소 높기 때문에 인공하천수에 KCl, MgSO4를 소량 넣어 하천수의 EC와 일치하도록 조절하였다. In order to determine the toxicity of real river water, experiments were conducted in the form of supplying artificial river water without toxicity and then supplying real river water after a certain time. Since the EC value of real river water is rather high, a small amount of KCl and MgSO 4 were added to the artificial river water to adjust it to match the EC of the river water.
이 때, 하천수의 pH가 기준범위인 3~5를 초과할 경우 pH조절부(500)는 산성물질 또는 알칼리물질을 공급하여 하천수의 pH를 조절한다.At this time, when the pH of the river water exceeds the
도6은 인공하천수와 오염도가 높은 하천수 1의 유입에 따른 유출수의 EC 변화 (HRT: 30 min, 황입자: 2 - 4 mm, 온도: 30°C, 공기유량: 150 - 250 mL/min)를 도시한 그래프이다. 실제 오염이 많이 된 하천수(stream water 1) 10L를 채수하여 미생물 독성탐지장치(10)에 적용할 때, 7시간 까지는 인공 하천수(synthyatic stream water)를 유입시켰으며 7시간 이후에 실제 하천수를 넣어 HRT 30분으로 운전한 결과 EC 값이 3시간동안에 2/3가 감소하였다. Figure 6 shows the EC change of effluent according to the inflow of artificial river water and highly polluted river water 1 (HRT: 30 min, sulfur particles: 2-4 mm, temperature: 30 ° C., air flow rate: 150-250 mL / min) It is a graph shown. When 10L of contaminated stream water (stream water 1) is collected and applied to the microbial toxicity detector (10), artificial stream water is introduced for up to 7 hours, and the actual river water is put in after 7 hours. After 30 minutes of operation, the EC value decreased by 2/3 over 3 hours.
도7은 인공하천수와 2배 희석된 하천수 1 유입에 따른 유출수의 EC 변화 (HRT: 30 min, 황입자: 2 - 4 mm, 온도: 30°C, 공기유량: 150 - 250 mL/min)를 나타낸 그래프이다. 하천수 1을 미생물반응조(100)에 유입시킨 결과 EC값의 감소가 줄어드는 결과를 도시하고 있다. Figure 7 shows the EC change of the effluent according to the inflow of artificial river water and two-fold dilution (HRT: 30 min, sulfur particles: 2-4 mm, temperature: 30 ° C, air flow rate: 150-250 mL / min). The graph shown. As a result of introducing the
도8은 인공하천수와 100배 희석된 하천수 1 유입에 따른 유출수의 EC 변화 (HRT: 30 min, 황입자: 2 - 4 mm, 온도: 30°C, 공기유량: 150 - 250 mL/min)의 실험결과를 도시하였다. 도시된 바와 같이 실제 하천수를 100배 희석한 경우는 인공하천수의 유출 EC와 일치한 것을 알 수 있다. 이는 하천수의 독성이 희석으로 인해 독성정도가 감소하였기 때문이다. 실재 하천수의 수질을 분석한 결과 독성가능 물질로 아질산성질소 0.5 mg/L, 노르말핵산 2.6 mg/L, 디클로로메탄 65 ppb가 측정이 되었다. FIG. 8 shows the change of EC (HRT: 30 min, sulfur particles: 2-4 mm, temperature: 30 ° C, air flow rate: 150-250 mL / min) according to the inflow of artificial water and 100 times diluted
도9는 인공하천수와 오염도가 없는 하천수2 유입에 따른 유출수의 EC 변화 (HRT: 30 min, 황입자: 2 - 4 mm, 온도: 30°C, 공기유량: 150 - 250 mL/min)를 도시한 그래프이고, 도10은 인공하천수와 오염도가 없는 하천수3 유입에 따른 유출수의 EC 변화 (HRT: 30 min, 황입자: 2 - 4 mm, 온도: 30°C, 공기유량: 150 - 250 mL/min)를 도시한 그래프이다. 도시된 바와 같이 독성이 없는 하천수 2와 하천수 3은 EC의 변화는 거의 없었다. 이는 하천수 2와 하천수 3에는 황산화미생물에게 영향을 줄수 있는 독성물질이 거의 없기 때문으로 판단할 수 있다. Fig. 9 shows the EC change of the effluent according to the inflow of artificial and uncontaminated stream 2 (HRT: 30 min, sulfur particles: 2-4 mm, temperature: 30 ° C, air flow rate: 150-250 mL / min). Figure 10 shows the changes in the EC of the effluent with the inflow of artificial and uncontaminated river water 3 (HRT: 30 min, sulfur particles: 2-4 mm, temperature: 30 ° C, air flow rate: 150-250 mL / min) is a graph. As shown,
한편, 하천수의 독성이 높을 때는 급격하게 EC값이 떨어지므로 하천수의 독성 여부를 쉽게 판단할 수 있다. 그러나 하천수의 독성이 아주 낮을 때는 독성 여부를 판가름하기 쉽지 않으므로 독성이 없는 물과 비교하여 독성 여부를 판단한다.On the other hand, when the toxicity of the river water is high, the EC value drops rapidly, so it is easy to determine whether the river water is toxic. However, when the toxicity of river water is very low, it is not easy to determine the toxicity. Therefore, the toxicity is compared with non-toxic water.
이를 위해 미생물반응조(100)를 2개 이상으로 설치하고 미생물반응조 1에는 0.5-2시간 동안 하천수를 주입하고 미생물반응조 2에는 10-100배 희석된 하천수를 주입한다. 0.5-2시간이 지난 후 하천수를 주입했던 미생물반응조 1에는 희석된 원수를 주입하고 미생물반응조 2에는 하천수를 주입한다. 이런 식으로 계속 번갈아가면서 일정시간 간격으로 하천수를 주입한다. 그리고, 제1측정부(200) 및 제2측정부(300) 사이의 유입 EC와 유출 EC의 차를 모니터링 하여 독성여부를 판단할 수 있다.To this end, two or more
도 11은 6가크롬 2,000 ppb를 유입수로 넣었을때 유출 pH와 EC변화 (HRT=30 minute; influent pH=7.0 and EC=0.14 mS/cm)를 독성이 높은 하천수, 독성이 낮은 하천수, 독성이 없는 하천수 별로 나타낸 그래프들이다. 제어부(600)는 미생물반응조1(R1)과 미생물반응조2(R2)의 유입 EC와 유출 EC의 차를 모니터링 하여 독성여부를 판단할 수 있다.11 shows effluent pH and EC changes (HRT = 30 minute; influent pH = 7.0 and EC = 0.14 mS / cm) when hexavalent chromium 2,000 ppb is added to the influent. Graphs are shown by river water. The
한편, 경우에 따라 미생물반응조(미도시)는 회분식으로 운전하여 독성을 알고자 하는 물시료를 여러단계로 희석하고 일정시간 반응시켜 EC50 값과 TU(toxicity unit)을 계산하여 독성여부를 판단할 수도 있다. On the other hand, in some cases, the microbial reactor (not shown) may be operated in a batch to dilute the water sample to be toxic in several stages and react for a certain time to determine the toxicity by calculating EC50 value and TU (toxicity unit). have.
회분식 운전의 경우 황산화미생물을 담지하고 있는 황입자를 과량 배양하고 회분식 비이커에 공급하기 위하여 미생물반응조에 황입자를 투입하고,pH를 3~4로 조절한 인공하천수를 공급한다. 미생물반응조에 축산폐수를 식종하고 에어펌프를 이용하여 산소를 폭기한다. 미생물반응조를 항온배양기 내에 위치하여 운전 온도를 30℃로 유지하고 일정 기간에 한번씩 황입자 이외의 용액을 모두 버리고 다시 인공하천수를 넣어주는 반연속식 운전을 한다. 미생물반응조 내의 황산화미생물의 활성은 주기적으로 EC와 pH를 측정하여 EC가 증가하면 활성이 있는 것으로 판단한다. 단위시간당 EC변화를 주기적으로 모니터링 한다. In the case of batch operation, sulfur particles are incubated in the microbial reactor in order to over-cultivate the sulfur particles carrying the sulfated microorganisms and supply them to the batch beaker, and supply artificial river water with pH adjusted to 3-4. Livestock wastewater is planted in a microbial reactor and air is aerated using an air pump. The microbial reactor is placed in the incubator to maintain the operating temperature at 30 ℃, and the semi-continuous operation is performed to discard all the solutions other than the sulfur particles and put the artificial river water once a certain period. The activity of sulfated microorganisms in the microbial reaction tank is periodically determined by measuring EC and pH to increase the activity of EC. Periodically monitor EC changes per unit time.
그리고, 물시료를 인공하천수(시험수 원액함유(%) : 0, 0.5, 5, 10, 25, 50, 85, 100)를 이용하여 희석한다. 회분식 반응조에 희석된 물시료를 넣고 황입자는 직경 1 mm 이하를 사용하며 각 반응조에 일정용량씩 준비한다. 수분이 증발하지 않도록 알루미늄 호일을 이용하여 입구를 감싸는 것이 바람직하다. The water sample is then diluted using artificial river water (test water stock solution (%): 0, 0.5, 5, 10, 25, 50, 85, 100). Dilute the water sample in a batch reactor, and use sulfur particles less than 1 mm in diameter and prepare a fixed volume in each reactor. It is preferable to wrap the inlet with aluminum foil so that moisture does not evaporate.
산소의 공급을 위하여 30℃가 유지되는 shaking incubator를 이용, 150 rpm으로 배양한다. 실험시작 후 6, 12 시간에 pH와 EC를 측정한다. EC의 변화를 토대로 황산화미생물의 저해를 계산하며 TOXCALC 소프트웨어등을 이용하여 EC50와 TU(Toxicity Unit) 값을 계산하여 독성여부를 판단한다. Incubate at 150 rpm using a shaking incubator maintained at 30 ° C to supply oxygen. PH and EC were measured at 6 and 12 hours after the start of the experiment. Based on the change in EC, the inhibition of sulfated microorganisms is calculated and the toxicity is determined by calculating the EC50 and TU (Toxicity Unit) values using TOXCALC software.
도12 내지 도14은 저해정도(%)와 TU를 계산하는 과정을 나타낸 도면이고, 아래의 수학식1과 수학식2는 TU와 저행정도(%) 값을 계산하는 수식이다.
12 to 14 are diagrams showing a process of calculating the degree of inhibition (%) and the TU, and
여기서, 수학식1의 TU 는 독성단위(toxicity unit)이며 EC50는 미생물이 50%저해를 받는 독성물질의 농도를 의미하며, 수학식2의 EC12hforcontrol은 독성이 없는 인공하천수의 12시간 후 EC변화, EC12hforsample은 시료의 12시간 후 EC의 변화를 의미한다. 아래의 계산식은 저해정도(Inhibition factor)를 계산할 수 있으며 이를 토대로 도 13을 그릴수 있다. 도 13으로부터 TOXCALC 소프트웨어등을 이용하여 EC50와 TU(Toxicity Unit) 값을 계산하여 독성여부를 판단할 수 있다.Here, TU of
한편, 도15은 인공하천수 제조에 사용되는 미네랄의 조성을 나타낸 도표이다. On the other hand, Figure 15 is a chart showing the composition of the minerals used in the artificial river water production.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 미생물 독성탐지장치는 제2측정부를 미생물반응조의 외측에 구비하여 공기와 물시료의 공급시 발생되는 공기방울에 의한 영향을 미연에 방지한다. 이에 따라 보다 안정적이고 신뢰성있는 실험결과를 얻을 수 있다. As described above, the microbial toxicity detection apparatus according to the present invention includes a second measurement unit on the outside of the microbial reaction tank to prevent the influence of air bubbles generated when the air and the water sample are supplied. As a result, more stable and reliable experimental results can be obtained.
또한, 물시료의 pH가 높거나 알칼리도가 높은 경우 산조절부에서 산성물질 또는 알칼리물질을 미리 공급하여 황산화미생물이 생존할 수 있는 적절한 pH범위로 물시료를 조절한 후 미생물반응조로 공급한다. 이에 의해 물시료의 pH에 의한 황산화미생물의 활성도 영향을 줄여 정확한 독성여부를 판단할 수 있다. In addition, when the pH of the water sample is high or the alkalinity is high, the acid control unit is supplied with an acidic substance or an alkaline substance in advance to adjust the water sample to an appropriate pH range in which the sulfated microorganism can survive and then supply it to the microbial reactor. This reduces the activity of the sulfated microorganisms by the pH of the water sample can determine the correct toxicity.
또한, 미생물반응조를 보조하는 보조 미생물반응조를 구비하여 미생물반응조 내부의 황산화미생물의 활성이 저해되었을 때 교체하여 사용하거나, 황산화미생물을 즉시 보충하여 사용할 수 있어 연속적으로 실험을 운행할 수 있다. In addition, the auxiliary microbial reaction tank is provided to assist the microbial reaction tank to be used when the activity of the sulfated microorganisms in the microbial reaction tank is inhibited, or can be used to supplement the sulfated microorganisms immediately can run the experiment continuously.
이상에서 설명된 본 발명의 황산화미생물을 이용한 생태 독성탐지장치의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
The embodiment of the ecotoxicity detection apparatus using the sulfated microorganism of the present invention described above is merely exemplary, and those skilled in the art to which the present invention pertains have various modifications and equivalent examples. You can see that it is possible. Therefore, it will be understood that the present invention is not limited to the forms mentioned in the above detailed description. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims. It is also to be understood that the invention includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
10 : 미생물 독성탐지장치 100 : 미생물반응조
110 : 반응조본체 120 : 유입구
130 : 공기 공급구 140 : 배출구
150 : 차폐판 151 : 개방부
200 : 제1측정부 210 : 제1측정조
220 : 제1 pH 측정부 230 : 제1 EC 측정부
300 : 제2측정부 310 : 제2측정조
311 : 연통공 320 : pH 측정부
330 : EC 측정부 400 : 원수공급부
410 : 제1공급관 411 : 제1공급펌프
420 : 제2공급관 421 : 제2공급펌프
500 : pH조절조 600 : 제어부
700 : 희석조10: microbial toxicity detector 100: microbial reaction tank
110: reaction vessel body 120: inlet
130: air supply port 140: discharge port
150: shield plate 151: opening
200: first measuring unit 210: first measuring tank
220: first pH measuring unit 230: first EC measuring unit
300: second measuring unit 310: second measuring tank
311: communication hole 320: pH measuring unit
330: EC measuring unit 400: raw water supply unit
410: first supply pipe 411: first supply pump
420: second supply pipe 421: second supply pump
500: pH control tank 600: control unit
700 dilution tank
Claims (10)
상기 유입구 측에 구비되어 상기 물시료의 pH 및 전기전도도를 측정하는 제1pH 측정부 및 제1 EC 측정부를 갖는 제1측정부와;
상기 미생물반응조의 상부영역에는 공기의 폭기로 인한 공기 방울의 영향을 받지 않도록 상기 미생물 반응조와 구획되는 독립된 공간으로, 상기 미생물 반응조 내부에서 황산염이온이 생성된 물시료가 상기 독립된 공간으로 유입되도록 개방부가 형성되고, 상기 독립된 공간에 설치되어 상기 개방부로 유입된 황산염이온이 생성된 물시료의 pH 및 전기전도도를 측정하는 제2pH 측정부 및 제2 EC 측정부를 갖는 제2측정부와;
상기 제1측정부와 상기 제2측정부의 측정값을 비교하여 상기 물시료의 독성여부를 판단하는 제어부를 포함하되.
상기 개방부는 미생물반응조의 측면에 형성되며, 상기 제2측정부는 상기 개방부가 형성된 미생물 반응조의 외측면에 결합된 제2측정조를 더 포함하고,
상기 제2 pH 측정부와 제2 EC 측정부는 상기 제2측정조에 구비되는 것을 특징으로 하는 황산화미생물을 이용한 생태 독성탐지장치.
A microbial reaction tank having an inlet and an outlet through which a water sample is introduced and discharged, the sulfated microorganisms are supported, and sulfur particles and oxygen are sulfate-ionized by the sulfated microorganisms;
A first measuring unit provided at the inlet side and having a first pH measuring unit and a first EC measuring unit for measuring pH and electrical conductivity of the water sample;
The upper part of the microbial reaction tank is an independent space partitioned from the microbial reaction tank so as not to be affected by the air bubbles due to the aeration of air, and an opening portion is provided so that the water sample in which the sulfate ion is generated inside the microbial reaction tank is introduced into the independent space. A second measuring unit formed in the independent space and having a second pH measuring unit and a second EC measuring unit for measuring pH and electrical conductivity of the water sample in which sulfate ions introduced into the opening are generated;
And a control unit comparing the measured values of the first measurement unit and the second measurement unit to determine whether the water sample is toxic.
The opening part is formed on the side of the microbial reaction tank, the second measuring unit further comprises a second measuring tank coupled to the outer surface of the microbial reaction tank in which the opening is formed,
And the second pH measuring unit and the second EC measuring unit are provided in the second measuring tank.
상기 유입구의 일측에 구비되어 상기 미생물반응조로 공급되는 물시료로 산성물질을 공급하여 상기 물시료의 pH를 기준범위로 조절하는 pH조절조를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 황산화미생물을 이용한 생태 독성탐지장치.The method of claim 1,
It is provided on one side of the inlet to supply acidic material to the water sample supplied to the microbial reaction tank ecological toxicity using a sulfated microorganism, characterized in that it further comprises a pH control tank to adjust the pH of the water sample to the reference range. Detector.
상기 유입구의 일측에 구비되어 상기 미생물반응조로 공급되는 물시료로 영양원소를 공급하여 황산화미생물이 활성을 유지할 수 있도록 하는 영양원소공급조를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 황산화미생물을 이용한 생태 독성탐지장치.The method of claim 1,
It is provided on one side of the inlet to supply nutrients to the water sample supplied to the microbial reaction tank ecological toxicity using sulfated microorganisms, characterized in that it further comprises a nutrient element supply tank to maintain the activity of the sulfated microorganisms Detector.
상기 미생물반응조의 일측에 구비되며 활성이 있는 황산화미생물이 존재하는 적어도 한 개의 보조 미생물반응조를 더 포함하고,
상기 미생물반응조의 황산화미생물의 활성이 없는 경우 상기 물시료를 상기 보조 미생물반응조로 공급하거나 또는 미생물이 담지된 황입자를 꺼내 다른 미생물반응조에 사용할 수 있도록 하여 상기 물시료의 독성을 판단하는 것을 특징으로 하는 황산화미생물을 이용한 생태 독성탐지장치.The method of claim 4, wherein
It further comprises at least one auxiliary microbial reaction tank is provided on one side of the microbial reaction tank, the active sulfated microorganisms,
In the absence of the activity of sulfated microorganisms in the microbial reactor, the water sample is supplied to the auxiliary microbial reactor or the sulfur particles loaded with the microorganisms can be taken out and used in another microbial reactor to determine the toxicity of the water sample. Ecotoxicity detection device using sulfated microorganisms.
상기 보조 미생물반응조는 상기 미생물반응조를 이용해 물시료의 독성을 판단하는 동안 최소의 물과 최소의 공기만을 공급하여 운전되는 것을 특징으로 하는 황산화미생물을 이용한 생태 독성탐지장치.The method of claim 6,
The auxiliary microbial reactor is an ecotoxicity detection device using sulfated microorganisms, characterized in that the operation by supplying only the minimum water and the minimum air while determining the toxicity of the water sample using the microbial reaction tank.
상기 미생물반응조의 일측에 구비되어 물시료와 희석된 물시료를 상기 미생물반응조와 상호 교번적으로 공급받아 물시료의 독성여부를 판단하는 보조 미생물반응조를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 황산화미생물을 이용한 생태 독성탐지장치.The method of claim 4, wherein
It is provided on one side of the microbial reaction tank by receiving a water sample and a diluted water sample alternately with the microbial reaction tank using a microbial reaction tank characterized in that it further comprises a secondary microbial reaction tank to determine whether the water sample is toxic. Ecotoxicity Detector.
상기 미생물반응조를 적어도 2개 이상 구비하여, 물시료와 희석된 물시료를 각 미생물 반응조로 상호 교번적으로 공급받아 회분식으로 운전 후 전기전도도의 시간에 따른 증가율로부터 물시료의 독성여부를 판단하는 하는 것을 특징으로 하는 황입자를 이용한 독성탐지장치.The method of claim 4, wherein
Having at least two microbial reaction tanks, the water sample and the diluted water sample are alternately supplied to each microbial reaction tank to determine whether the water sample is toxic from the increase rate according to the time of electrical conductivity after operation in batch. Toxicity detection device using sulfur particles, characterized in that.
상기 제어부는 물시료에 인공하천수를 여러단계로 희석하고 일정시간 반응시켜 EC50 값과 저해정도(%)를 하기의 수학식 1 및 수학식2에 의해 계산하는 회분식방법에 의해 물시료의 독성여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 황입자를 이용한 독성탐지장치.
[수학식 1]
[수학식 2]
여기서, 수학식1에서 TU는 독성단위(toxicity unit)이며, EC50는 미생물이 50% 저해를 받는 독성물질의 농도를 의미하며, EC12hforcontrol은 독성이 없는 인공하천수의 12시간 후 EC변화를 의미하며, EC12hforsample는 시료의 12시간 후 EC의 변화를 의미한다.10. The method of claim 9,
The control unit dilutes the artificial river water in the water sample in several stages and reacts for a predetermined time to determine whether the water sample is toxic by a batch method of calculating the EC50 value and the degree of inhibition (%) by Equation 1 and Equation 2 below. Toxicity detection device using sulfur particles, characterized in that judging.
[Equation 1]
[Equation 2]
Here, in Equation 1, TU is the toxicity unit (toxicity unit), EC50 means the concentration of the toxic substance that the microorganism is 50% inhibited, EC 12h forcontrol means EC change after 12 hours of non-toxic artificial river water EC 12h forsample means the change in EC after 12 hours of the sample.
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