KR101387036B1

KR101387036B1 - 공정 스트림에서의 미생물학적 활동 모니터링 방법

Info

Publication number: KR101387036B1
Application number: KR1020070141863A
Authority: KR
Inventors: 엔지엔 마이클 브이; 라이스 라우라 이; 에쉬톤 스테픈 비
Original assignee: 날코 컴퍼니
Priority date: 2007-02-16
Filing date: 2007-12-31
Publication date: 2014-04-18
Also published as: RU2009133045A; TWI493039B; TW201402824A; JP2010518823A; EP2115157A2; US20080199901A1; AU2008216152A1; JP5317990B2; AR071536A1; BRPI0807325B1; TW200904990A; EP2115157A4; CL2008000488A1; RU2477320C2; CA2678247A1; AU2008216152B2; WO2008101089A2; CN101245312B; CA2678247C; US8012758B2

Abstract

용존 산소를 측정함으로써 공정 스트림에서의 미생물학적 활동을 모니터링하기 위한 장치 및 방법이 개시된다. 이 장치 및 방법을 이용하여 벌크 미생물학적 활동 및 표면 관련 생물학적 활동을 측정한다.

용존 산소, 공정 스트림, 벌크 미생물학적 활동, 표면 관련 미생물학적 활동

Description

공정 스트림에서의 미생물학적 활동 모니터링 방법{A method of monitoring microbiological activity in process streams}

본 발명은 공정 스트림에서의 미생물학적 활동을 모니터링하기 위한 장치 및 공정 스트림에서의 미생물학적 활동을 모니터링하는 방법에 관한 것이다.

상업 용수 시스템에서의 미생물 성장으로 인해 부패 및 표면 오손(fouling)이 발생할 수 있다. 미생물 성장을 적절하게 조절하지 못하면, 부패로 인한 불쾌한 냄새와 더불어 첨가제 기능이 저하 된다. 예를 들어, 미생물은 과산화수소에서 이용되어 밝기를 증가시키는 카탈라아제(catalase) 및 섬유 강도에 영향을 줄 수 있는 셀룰라제들(cellulases)을 생성할 수 있다. 표면 오손을 적절하게 조절하지 못하면, 생물막(biofilm)이 생성되어 열 교환을 방해한다. 또한, 종이 제조 시스템의 경우에는, 생물막으로 인해 공정을 중지하고 표면에 있는 이러한 침전물들을 세척하는 공정이 요구되어 제조 공정이 늦어질 수 있거나, 표면들로부터 침전물이 벗겨져 판지 또는 완성된 종이에 구멍이나 얼룩이 생길 수 있게 된다. 따라서, 생물 치사제를 이용해서 이러한 상업 용수의 미생물 성장을 조절하고 관련 문제들을 예방한다.

부패 및 생물막 형성은 상업 용수 시스템에서 여러 문제점들을 야기하고 플랑크톤 및 무병 박테리아(sessile bacteria)는 생물학적 방제 측정에 다르게 반응하기 때문에, 이러한 다른 모드(mode)의 미생물 성장에 대한 생물학적 방제 프로그램 효과를 모니터링할 필요가 있다.

이러한 상업 용수 시스템을 모니터링 하는데 사용되는 표준 기술로는 표준 평판 계수(plate count)법이 있다. 이러한 기술은 긴 배양 시간을 필요로 하고 예방 관리를 위한 적절한 정보를 제공하지 못하며 미생물 성장 관련 문제를 예방하지 못한다. 최근에는 아데노신 삼인산(adenosine triphoshphate(ATP)) 측정이 예방 관리 수단으로 사용되었다. 그러나, 시약이 비싸고 작은 양의 샘플을 얻는데 큰 용수 시스템이 필요하다. 또한, 데이터 수집이 정기적이지 못하기 때문에 데이타 차이가 커지게 된다. 따라서, 이러한 방법으로는 해당 시스템에 대한 미생물 상태 정보가 제한적이게 된다. 더불어 이러한 방법은 플랑크톤 박테리아를 모니터링하는데 일반적으로 사용되는데, 그렇지 않을 경우도 있지만, 생물막 박테리아 양을 측정하기 위해서는 표면들을 닦아야만 한다. 이러한 방법은 매우 지루하고 시간 소모적인 것이 된다.

미생물 활동 및 호기성 대사(aerobic metabolism)는 용존 산소(Dissolved Oxygen(DO)) 농도를 감소시키는 것으로 잘 알려져 있는데, 유체에서의 미생물 활동을 측정하기 위해 DO 탐침을 사용해 왔다. Robertson 등(et al.)에게 허여된 미국 특허 번호 5,190,728 및 5,282,537는 DO 측정을 이용하는 상업 용수에서 오손을 모니터링하기 위한 방법 및 장치를 개시한다. 그러나, 이러한 방법은 비생물학적 오 손과 생물학적 오손을 구별하기 위해 영양 첨가제를 필요로 하고, 탐침 표면이 오손된 후, 다른 측정을 위해 탐침을 어떻게 세척하는 지에 대한 언급이 없다. 또한, 개시된 방법은 산소를 연속적으로 공급하는 수단을 필요로 한다.

표준 클라크(Clark) 스타일 전기 화학 DO 탐침은 화학적 간섭(H₂S, pH, CO₂, NH₃, SO₄, Cl^-, Cl₂, ClO₂, MeOH, EtOH 및 다양한 이온 종(species)), 정기적인 캘리버레이션(calibration) 및 막(membrane) 교체, 느린 반응 및 불안정한 측정, 열충격, 및 막을 지나가는 데 필요한 고속 흐름과 같은 한계를 지닌다. 최근에 많은 기업체(예를 들어, 콜로라도 러브랜드(loveland)의 HACH 사)에서 상용화한 새로운 유형의 용존 산소 탐침은, 이러한 모든 한계를 극복하여 DO를 공정 용수(process water)의 공정 라인에서 측정할 수 있게 되었다. 이러한 새로운 DO 탐침(LDO)은 산소에 의해 자극된 형광단(fluorophore)의 형광 수명이 짧아지는 수명 형광 붕괴(lifetime fluorescence decay)에 기반 한다. 형광단은 센서 표면 막(film)에 고정되고, 자극을 위해 푸른 LED를 이용한다.

Lee 등(et al.)에게 허여된 미국 특허 번호 5,698,412 및 5,856,119는 대사 거동, 상세하게는 영양/기질 감소와 관련한 대사 거동의 전이를 측정하기 위해 pH와 조합하여 DO를 측정하는, 유체의 생물학적 활동을 모니터링하고 제어하기 위한 방법을 개시한다.

상업 용수의 플랑크톤 및 생물막 박테리아를 모니터링하기 위한 신뢰성 있고 편리한 방법들이 요구되는데, 이로 인해 생물학적 방제 프로그램을 이용, 부패 및 문제가 있는 생물막을 적절히 조절할 수 있게 된다. 이러한 방법들은 주변 환경에서의 대표적 조건들에서 시료 없이 미생물 활동을 측정할 수 있어야 한다(최소 변화). 이러한 방법들은 자동화, 원거리 모니터 제어, 원거리 데이터 액세스가 가능하며, 생물학적 방제 프로그램을 원거리 또는 자동 피드백 제어할 수 있어야 한다. 이상적으로는, 이러한 방법들은, 생물학적 방제 프로그램을 이용한 생물막의 미생물 제어 시 일반적으로 발생하는 많은 문제들에 적절히 대처할 수 있도록 벌크(bulk) 용수와 표면 상의 미생물 활동을 구별하게 될 것이다. 나아가, 이러한 방법들은 침전물들(미생물학적 또는 비미생물학적)의 성질에 대한 정보를 제공하여 측정을 위한 적절한 제어를 가능하게 한다.

본 발명은: (a) 적어도 하나의 개구부는 공정 스트림(stream)에서 유입된 유체를 위한 플로우 셀(flow cell) 입구이고 적어도 다른 하나의 개구부는 상기 플로우 셀을 나가는 유체의 플로우 셀 출구인 복수개의 개구부를 포함하는 플로우 셀; (b) 상기 개구부들 중 하나에 부착된 DO 탐침; (c) 상기 개구부들 중 하나에 부착된 선택적인 ORP 탐침; (d) 상기 개구부들 중 하나에 부착된 세척 장치; (e) 상기 플로우 셀 입구에 부착된 선택적인 제1도관; (f) 상기 플로우 셀 출구에 부착된 선 택적인 제2도관; 및 (g) 상기 플로우 셀과 관련된 선택적인 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 공정 스트림에서의 미생물학적 활동을 측정하기 위한 장치를 제공한다.

본 발명은: (a) 적어도 하나의 개구부는 공정 스트림에서 유입된 유체를 위한 플로우 셀 입구이고 적어도 다른 하나의 개구부는 상기 플로우 셀을 나가는 유체의 플로우 셀 출구인 복수개의 개구부를 포함하는 플로우 셀, 상기 개구부들 중 하나에 부착된 DO 탐침, 상기 개구부들 중 하나에 부착된 선택적인 ORP 탐침, 상기 개구부들 중 하나에 부착된 세척 장치, 상기 플로우 셀 입구에 부착된 선택적인 제1도관, 상기 플로우 셀 출구에 부착된 선택적인 제2도관, 및 상기 플로우 셀과 관련된 선택적인 밸브를 포함하는 장치를 공정 스트림에 연결하는 단계; (b) 상기 공정 스트림에서 상기 플로우 셀로 유체를 유입하는 단계; (c) 유체가 상기 플로우 셀로 유입되도록 상기 장치의 밸브를 개방하는 단계; (d) 상기 DO 탐침을 이용하여 상기 공정 스트림의 DO 농도를 적어도 한 번 측정하고 각 측정에 앞서 상기 DO 탐침의 표면을 세척하는 단계; (e) 상기 플로우 셀로 유체가 유입되는 것을 막기 위해 상기 장치의 밸브를 닫는 단계; (f) 상기 DO 탐침을 이용하여 상기 장치 내부의 유체 DO 농도를 적어도 한 번 측정하고 각 측정에 앞서 상기 DO 탐침의 표면을 세척하는 단계; (g) (d) 단계와 (f) 단계 사이의 △ DO 측정을 계산하는 단계; 및 (h) (g) 단계의 적어도 상기 △ DO 값을 상기 공정 스트림에서의 벌크(전체) 미생물학적 활동과 상호 관련 짓는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공정 스트림에서의 벌크(bulk)(전체) 미생물학적 용수 활동을 모니터링하기 위한 방법을 또한 제 공한다.

본 발명은: (a) 적어도 하나의 개구부는 공정 스트림에서 유입된 유체를 위한 플로우 셀 입구이고 적어도 다른 하나의 개구부는 상기 플로우 셀을 나가는 유체를 위한 플로우 셀 출구인 복수개의 개구부를 포함하는 플로우 셀, 상기 개구부들 중 하나에 부착된 DO 탐침, 상기 개구부들 중 하나에 부착된 선택적인 ORP 탐침, 상기 개구부들 중 하나에 부착된 선택적인 세척 장치, 상기 플로우 셀 입구에 부착된 선택적인 제1도관, 상기 플로우 셀 출구에 부착된 선택적인 제2도관, 및 상기 플로우 셀과 관련된 선택적인 밸브를 포함하는 장치를 공정 스트림에 연결하는 단계; (b) 상기 공정 스트림에서 상기 플로우 셀로 유체를 유입하는 단계; (c) 유체를 상기 플로우 셀로 유입하도록 상기 장치의 밸브를 개방하는 단계; (d) 상기 DO 탐침을 이용하여 상기 공정 스트림의 DO 농도를 적어도 한 번 측정하고 각 측정에 앞서 상기 DO 탐침의 표면을 세척하지 않는 단계; (e) 상기 DO 탐침의 표면을 세척하는 단계; (f) 상기 DO 탐침을 이용하여 상기 장치 내부에 있는 유체의 DO 농도를 적어도 한 번 측정하고 각 측정에 앞서 상기 DO 탐침의 표면을 세척하는 선택적인 단계; (g) (d) 단계와 (f) 단계 사이의 △ DO 측정을 계산하는 단계; 및 (h) (g) 단계의 적어도 상기 △ DO 값을 표면 관련 미생물학적 활동과 상호 관련 짓는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공정 스트림에서의 표면 관련 미생물학적 활동 측정 방법을 또한 제공한다.

본 발명은 벌크(전체) 미생물학적 활동 및 표면 관련 미생물학적 활동 모니터링 방법을 더 제공한다.

용어의 정의

"DO"는 용존 산소(dissolved oxygen)를 의미한다.

"DO 탐침"은 용존 산소를 측정할 수 있는 모든 종류의 탐침을 포함하는데, 바람직하게는 형광 용존 산소 탐침이다. "LDO"는 형광 용존 산소(luminescent dissolved oxygen)를 의미한다. LDO 탐침은 수명 형광 붕괴에 기초하여 용존 산소를 측정하는데, 산소가 존재하기 때문에 자극된 형광단의 형광 수명은 줄어든다. 형광단은 센서 표면의 막에 고정되고, 자극을 위해 푸른 LED(light emitting diode)를 이용한다. 콜로라도주 loveland의 HACH 사(company) LDO 탐침을 이용한다. 일반적으로 이 탐침은 측정용 센서 헤드를 가진다.

"ORP"는 산화 환원 전위(oxidation-reaction potential)을 의미한다. ORP 탐침은 매사츄세츠주, Holliston의 Walchem 사 제품을 사용한다.

"REDOX"는 산화 환원(oxidation-reduction) 상태를 의미한다.

"OFM"은 광학 오손 모니터(optical fouling monitor)를 의미한다. 특정한 공정에 대한 적절한 광학적 오손이 모니터링될 수 있다. OFM은 수정 결정 마이크로 밸런스(quartz crystal microbalance)와 같은 일반적인 침전 모니터를 포함한다.

"밸브"는 유체 흐름을 조절하는 장치를 의미한다.

세척 장치는 표면, 예를 들어 DO 탐침 및/또는 ORP 탐침 표면을 세척할 수 있는 장치(들)이다.

"공정 스트림"은 산업상 공정에서의 유체, 예를 들어 종이 제조 공정에서 도 관으로부터 나온 유체 및 종이 제조 공정의 헤드 박스(head box)에서 나온 유체를 포함한다.

바람직한 실시예들:

세포가 호기성 호흡 조건에서 생산하는 ATP 양과 용존 산소 소비는 직접적으로 관련되고 세포가 생산하는 ATP 양이 공정 스트림의 미생물 활동 레벨과 상호 관련되기 때문에 용존 산소의 소비를 모니터링함으로써 공정 스트림에서의 미생물 활동을 간접적으로 측정할 수 있다. 호기성 호흡이 미생물 세포들의 주요한 에너지 생성 경로가 아닌, DO 레벨이 낮은 공정 스트림들에 대해서는 본 발명에서 설명하는 방법이 적합하지 않다.

공정 스트림에서 수집된 DO 측정값들을 공정 스트림의 압력, 온도, 및 염분 값들을 이용하여 포화 백분율로 변환해야 한다. 이렇게 함으로써 공정 변동들에 기반한 데이터를 이러한 파라미터들로 일반화하기가 용이해진다. 유체가 플로우 셀로 더 이상 유입되지 않을 때, 흐름 정지 조건의 공정 스트림 온도는 1 내지 10 ℃ 떨어지기 때문에 온도 보정은 특히 중요하다.

용존 산소 소비와 미생물학적 활동 사이의 긴밀한 상호 관련을 위해, 공정 유체(process fluid)의 REDOX 상태는 화학 산화 과정들의 결과로 산소 소비가 일어나지 않도록 산화 상태이어야만 한다. pH와 같은 인자들은 공정수(process water)들의 REDOX 상태에 영향을 줄 것이다. 높은 pH 조건들에서, 예를 들어 9.5를 초과하는 pH를 가진 공정수는, 상승하는 REDOX 조건들에서도 공정 유체들의 유기 물질들의 산화를 야기할 수 있다.

따라서, 바람직하게는, 용존 산소 소비가 공정 스트림의 화학적 성질이 아닌, 미생물학적 활동과 주로 관련되도록 공정 스트림의 ORP는 DO 농도와 관련하여 측정하여야 한다.

A. 장치

공정 스트림들의 용존 산소를 실제적으로 측정하기 위한 장치가 개발되었다. 다른 분석 장치, 예를 들어 ORP 탐침이 상기 장치와 관련될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 장치는 플로우 셀(1), DO 탐침(2), 선택적으로 ORP 탐침(3), 및 세척 장치(7)를 포함한다.

플로우 셀(1)은 복수개의 개구부를 가진다. 이러한 개구부들은 유체가 플로우 셀(1)을 통해 흐르게 하는 기능을 한다. 개구부들의 크기와 모양은 다양할 수 있는데, 상세하게는 공정 스트림의 유형을 고려하여야 한다.

도 3은 입구(13) 및 출구(14)를 포함하는 플로우 셀(1)을 도시한 도면이다. 공정 스트림에서 나온 유체가 플로우 셀(1)을 통해 용이하게 흐르게 하고, 플로우 셀(1)이 막히는 것을 방지하며, DO 탐침(1) 및 ORP 탐침(3)면들의 비생물학적 오손을 막기 위해, 개구부들의 지름은 충분히 커야 한다. 따라서, 플로우 셀(1)의 지름은 공정 스트림의 유형과 같은 다양한 인자들의 영향을 받을 것이다.

또한, 플로우 스트림에 대한 하나 이상의 측정값을 얻기 위해, 플로우 셀 개구부들은 DO 탐침(2), ORP 탐침(3), 및/또는 세척 장치(7)와 같은 다양한 장비들이 플로우 셀에 부착될 수 있도록 한다. pH 미터와 같은 장치들이 플로우 셀과 함께 사용될 수 있다.

상세하게는, DO 탐침(2) 및/또는 ORP 탐침(3)은 플로우 셀(1)과 상호 연통한다.

일 실시예에서, DO 탐침(2) 및/또는 ORP 탐침(3)은 플로우 셀에 부착된다. DO 탐침(2) 및 ORP 탐침(3)은, 해당 분야의 당업자에게 알려진 다양한 방법으로 플로우 셀(1) 개구부들 중 하나에 부착될 수 있다. 패스닝 유형 및/또는 마운팅 수단 등을 이용해 연결 가능하다. 예를 들어, 장치부가 플로우 셀(1)에 장착될 수 있고 탐침/장치가 그 장치부에 삽입되어 체결될 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 탐침들은 플로우 셀(1) 벽에 대해 단차를 가지고 배치된다.

일 실시예에서, DO 탐침(2) 및 선택적으로 ORP 탐침(3)의 적어도 일부는 플로우 셀 안으로 돌출된다.

다른 실시예에서, DO 탐침(2)은 DO 센서 헤드를 포함하는데, DO 센서 헤드의 적어도 일부는 플로우 셀로 돌출하고 선택적으로 ORP 탐침(3)은 ORP 센서를 포함하고 ORP 센서 헤드의 적어도 일부는 플로우 셀로 돌출한다.

다른 실시예에서, 탐침들은 플로우 셀(1)을 통과하는 유체 흐름이 크게 방해 받지 않도록 위치해야 한다.

다른 실시예에서, DO 탐침(2) 및 ORP 탐침(3)은 서로 교차해서 위치한다.

도 2는 상기 장치의 추가적인 특성을 도시한 도면이다. 더욱 상세하게는, 도 2는 제1도관(4), 제1도관(4)과 관련한 밸브(6), 제1도관(4)과 관련한 드레인(15), 플로우 셀(1), DO 탐침(2), ORP 탐침(3), 세척 장치(7), 세척 장치(7)와 관련한 솔 레노이드(9), 및 제2도관(5)을 도시한다.

제1도관(4) 및 제2도관(5)은 공정 스트림의 하우징(housing)뿐만 아니라 플로우 셀(1)의 하나 이상의 개구부에 부착된다. 해당 기술 분야의 당업자들에게 알려진 다양한 수단을 이용해서 부착될 수 있는데, 예를 들어 제1도관(4)은 파이프를 이용해 공정 스트림에 연결할 수 있다.

제1도관(4)은 유체를 운반하고/또는 유체를 공정 스트림으로부터 플로우 셀(1) 및/또는 OFM과 같은 다른 장치들로 전환하는 기능을 한다. 제1도관(4)은 공정 스트림으로부터 플로우 셀(1)로 가는 유체의 움직임을 촉진하도록 위치할 수 있다. 예를 들어, 펌프와 같은 중력 또는 에너지 기반 메카니즘을 이용하여 공정 스트림으로부터 장치들을 포함하고 있는 플로우 셀(1)로 유체를 유입할 수 있다.

다른 실시예에서, 드레인(15)은 흐름이 공정 스트림으로 가는 것을 제한하거나 역류를 방지하도록 제1도관과 관련될 수 있다.

제2도관(5)은 플로우 셀(1)을 통해 흐르는 유체에 대한 출구 경로 및 공정 스트림에서 나온 유체를 보관하는 저장조로 기능한다. 상세하게는, 정지 흐름 조건들에서 모니터링이 이루어질 때, 제2도관(5)은 흐름이 플로우 셀(1) 안에 유지되도록 공간적으로 방향을 잡을 수 있다. 예를 들어, 제2도관은 중력으로 인해 유체가 플로우 셀(1) 안쪽에 있도록 방향을 잡는다.

다른 실시예에서, 제2도관은 드레인으로서 또한 작용할 수 있다.

밸브(6)는 플로우 셀(1)과 관련한다. 상세하게는, 밸브(6)는 플로우 셀(1)과 연통하여 그 기능을 수행한다. 밸브(들)(6)는 공정 스트림으로부터 플로우 셀(1)로 가는 유체 흐름을 제어/조절한다.

일 실시예에서, 밸브(6)는 제1도관(4)을 경유하여 플로우 셀과 관련한다. 상세하게는, 밸브(6)는 닫힌 위치에서 흐름을 구속하고 열린 상태에서 흐름을 허용할 수 있는 식으로 제1도관(4)과 일체화/연결된다.

다른 실시예에서, 밸브(들)(6)는 OFM 및/또는 플로우 셀(1)로 가는 유체 흐름을 조절할 수도 있다.

다른 실시예에서, 밸브(6)의 지름은 하이 솔리드들(high solids)을 포함하는 공정수 흐름을 방해하지 않도록 충분히 커야만 한다.

다른 실시예에서, 밸브(6)는 닫힌 흐름 조건들에서 측정이 이루어질 때, 유체가 플로우 셀(1) 또는 제2도관(5)에서 나오지 못하게 막을 수도 있다.

다른 실시예에서, 밸브(6)의 지름은 적어도 1인치이다.

다른 실시예에서, 밸브(6)는 볼 밸브이다.

다른 실시예에서, 밸브(6)는 수동적으로, 전기적으로, 또는 공기로 작동한다.

다른 실시예에서, 볼 밸브(6)는 수동적으로, 전기적으로, 또는 공기로 작동한다.

도 2 및 도 4는 세척 장치(7)가 플로우 셀(1) 개구부들 중 하나에 부착될 수 있음을 도시한 도면이다. 세척 장치는 DO 탐침(2) 및/또는 ORP(3) 탐침 표면을 세척하는 기능을 하고, 이러한 기능을 수행하도록 장치의 방향이 잡혀야 한다. 세척 장치(7)는 플로우 셀(1)과 관련한 다른 장치들을 세척할 수 있다.

일 실시예에서, 세척 장치(7)는 플로우 셀(1) 영역을 가로지른다.

다른 실시예에서, 세척 장치(7)는 플로우 셀(1) 영역을 가로질러 플로우 셀(1)과 관련될 수 있는 DO 탐침(2), ORP 탐침(3), 또는 다른 유형의 분석 기구와 같은 하나 이상의 장치들/탐침들을 세척한다.

다른 실시예에서, 세척 장치(7)는 와이퍼 블레이드(wiper blade) 또는 브러쉬(brush)를 포함한다.

다른 실시예에서, 세척 장치(7)는 와이퍼 솔레노이드(9)에 의해 작동한다. 솔레노이드(9)는 세척할 때와 세척하지 않을 때를 명령하는 로직(logic)으로 프로그램된 제어기로부터 명령을 받는다.

도 4에 도시된 바와 같이, 와이퍼 블레이드(8)는 DO 탐침(2) 및 ORP 탐침(3)과 직교하는 방향으로 플로우 셀(1)을 가로지르도록 위치한다.

하나 이상의 차단 장치(11)를 플로우 셀(1)에 추가함으로써, 플로우 셀(1)의 면적을 증가시킬 수 있다. 도 5는 수정된 플로우 셀을 도시한다. 구체적으로 말하면, 부재는 플로우 셀에 부착되고 하나 이상의 차단 장치를 포함한다. 부재는 플로우 셀에 다양한 방식으로 부착될 수 있다. 표면적을 증가시킬 수 있는 다른 대상물을 유사한 방식으로 사용할 수도 있다.

다른 실시예에서, 부재(10)는 어댑터(12)의 도움을 받아 플로우 셀(1)에 고정된다. 부재는 상기 공정 스트림에서 나온 흐름을 받아 들이는 부재 입구(15) 및 플로우 셀에 부착되는 출구를 가진다.

일 실시예에서, 제1도관(14)은 플로우 셀(1)에 직접적으로 부착되는 대신에 상기 부재(10)에 부착된다.

상기 장치는 벌크 미생물학적 용수의 활동, 표면 관련 미생물학적 활동, 또는 이들의 조합을 모니터링하도록 구성될 수 있다.

B. 공정 스트림에서의 벌크 미생물학적 활동 모니터링

공정 스트림에서의 벌크(전체) 미생물학적 활동 모니터링 방법이 개시된다. 벌크(전체) 미생물학적 활동은 공정 스트림에 있는 플랑크톤 미생물들 및 무병 미생물들과 같은 벌크 공정 스트림의 미생물 활동을 의미한다.

공정 스트림의 벌크 미생물학적 활동은 공정 스트림에 대한 DO 농도 측정에 의해 결정된다. 이러한 분석과 관련하여 다른 파라미터들을 이용할 수도 있다. 더욱 상세하게는, 상기 방법은: (a) 적어도 하나의 개구부는 공정 스트림에서 유입된 유체를 위한 플로우 셀 입구이고 적어도 다른 하나의 개구부는 상기 플로우 셀을 나가는 유체의 플로우 셀 출구인 복수개의 개구부를 포함하는 플로우 셀, 상기 개구부들 중 하나에 부착된 DO 탐침, 상기 개구부들 중 하나에 부착된 선택적인 ORP 탐침, 상기 개구부들 중 하나에 부착된 세척 장치, 상기 플로우 셀 입구에 부착된 선택적인 제1도관, 상기 플로우 셀 출구에 부착된 선택적인 제2도관, 및 상기 플로우 셀과 관련된 선택적인 밸브를 포함하는 장치를 공정 스트림에 연결하는 단계; (b) 상기 공정 스트림에서 상기 플로우 셀로 유체를 유입하는 단계; (c) 유체가 상기 플로우 셀로 유입되도록 상기 장치의 밸브를 개방하는 단계; (d) 상기 DO 탐침을 이용하여 상기 공정 스트림의 DO 농도를 적어도 한 번 측정하고 각 측정에 앞서 상기 DO 탐침의 표면을 세척하는 단계; (e) 상기 플로우 셀로 유체가 유입되는 것 을 막기 위해 상기 장치의 밸브를 닫는 단계; (f) 상기 DO 탐침을 이용하여 상기 장치 내부의 유체 DO 농도를 적어도 한 번 측정하고 각 측정에 앞서 상기 DO 탐침의 표면을 세척하는 단계; (g) (d) 단계와 (f) 단계 사이의 △ DO 측정을 계산하는 단계; 및 (h) (g) 단계의 적어도 상기 △ DO 값을 상기 공정 스트림에서의 벌크(전체) 미생물학적 활동과 상호 관련 짓는 단계를 포함한다.

이러한 방법을 다양한 유형의 공정 스트림들에 적용할 수 있다.

일 실시예에서, 공정 스트림은 종이 제조 공정, 냉각수 공정, 식음료 공정, 및 레크리에이션 기반 공정으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나의 공정에서 나온다.

개방 흐름 조건과 닫힘 흐름 조건 사이의 DO 농도(△DO) 변화를 관찰함으로써 벌크 용수 미생물학적 활동을 측정한다. 이러한 분석과 관련한 다른 파라미터들을 이용할 수도 있다. 더욱 상세하게는, △DO를 관찰함으로써, DO의 소비율을 구할 수 있다. 다음으로 DO의 소비율은 상기 공정 스트림의 미생물학적 활동과 상호 관련될 수 있지만, DO 측정과 관련하여 ORP를 측정할 때 상호 관계는 더 긴밀하다. 왜냐하면, DO측정은 공정 스트림 유체의 REDOX 상태가 산화하지 않을 때 영향을 받을 수도 있기 때문이다.

개방 흐름 조건들이 발생되어 공정 스트림 유체가 플로우 셀을 통과할 수 있고 플로우 셀과 연통하는 분석 기구, 상세하게는 유체의 DO 농도를 측정하기 위한 DO 탐침을 이용해 공정 스트림 유체를 측정할 수 있다.

정지 흐름 조건들은 공정 스트림 유체가 더 이상 플로우 셀로 들어가지 않을 때를 의미한다. 정지 흐름 조건들에서, 유체는 플로우 셀에서 유지되고 플로우 셀을 이용해 유체의 DO 농도를 모니터링한다.

(d) 단계와 같은 개방 흐름 조건들에서, 공정 스트림의 DO 농도를 정확히 측정할 수 있도록 충분한 시간동안 공정 스트림 유체의 DO 농도를 측정해야 한다. 이것은 한 번 이상의 측정을 필요로 할 수도 있다. 해당 분야의 당업자는 불필요한 실험 없이, 정확한 공정 스트림 측정을 얻는데 필요한 측정(들)의 시간 간격뿐만 아니라 정확한 공정 스트림 측정을 얻는데 필요한 측정 횟수를 결정할 수 있을 것이다.

(f)단계와 같은 정지 흐름 조건들에서, 상기 흐름의 하나 이상의 미생물 종들이 상기 유체에서 용존 산소를 소비하기 위한 충분한 시간을 가지도록 플로우 셀의 흐름에 대한 제1 DO 측정에 앞서 충분한 시간을 기다려야 한다. 이러한 소요 시간은 다양할 수 있고 하나 이상의 인자들에 영향을 받을 수 있다. 인자들은 모니터링되고 있는 공정의 유형 및 본 발명의 방법들을 구현하기 전에 사용한 미생물학적 프로그램의 효과를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제지업에서 처리 공정의 용수에 많은 미생물들이 포함되어 있다면 미생물들이 DO를 소비하는 시간을 줄일 수도 있다. 또한, 미생물들의 종류(예를 들어, 균류들 또는 섬유상(filamentous) 박테리아는 DO 소비율과 소비 정도에 영향을 미칠 수도 있다.

일 실시예에서, 개방 흐름 조건들 및 닫힌 흐름 조건들의 측정을 동일한 시간 간격동안 수행한다. 다른 실시예에서, 열린 흐름 조건들 및 닫힌 흐름 조건들의 측정을 동일한 소요 시간 및 동일한 시간 간격동안 행한다.

공정 스트림을 연속적으로, 간헐적으로, 또는 한 번에 모니터링할 수도 있다. 시스템 변화를 공정 스트림에서 즉시 탐지할 수 있도록 연속적인 모니터링은 실시간 조건들을 제공한다.

△ DO를 다양한 방법으로 계산할 수 있다.

하나의 실시예에서, 밸브를 닫아 공정을 정지했을 때의 정지 흐름 조건들에 대한 연속적인 용수 흐름(개방 흐름 조건들)의 소요 시간동안 DO 농도의 최대 변화를 얻음으로써 벌크 미생물학적 활동을 측정한다. 다시 말해, (d)단계 및 (f)단계의 측정에 기초한 DO 농도의 최대 변화를 이용해 △ DO를 계산한다.

다른 실시예에서, (d)단계에서 평균 DO를 측정하고 (f)단계에서 최소 DO 레벨을 얻음으로써 △ DO를 결정한다.

다른 실시예에서, (d)단계에서 최고 측정값을 얻고 (f)단계에서 최소 DO 레벨을 얻음으로써 △ DO를 결정한다.

다른 실시예에서, (d)단계에서 최종 측정값을 얻고 (f)단계에서 최소 DO 레벨을 얻음으로써 △ DO를 결정한다.

다른 실시예에서, (d)단계 및 (f)단계에 대한 측정 지속 시간 및 측정 시간 간격은 동일하다.

또 다른 실시예에서, (d)단계 및 (f)단계에 대한 측정 지속 시간은 5분 내지 240분일 수 있다.

또 다른 실시예에서, 측정 지속 시간은 30분이고, (d)단계 및 (f)단계동안 동일한 시간 간격으로 5회 측정하여 기록한다.

또 다른 실시예에서, (d)단계 및 (f)단계에서 측정하여 기록하기 전에 표면을 깨끗하게 닦고 30초 간 기다린다.

공정 스트림의 DO 농도들과 관련하여 공정 스트림의 ORP를 측정할 수도 있다.

하나의 실시예에서, 상기 방법은 (d)단계 및 (f)단계에서 ORP를 측정하는 단계를 적어도 한 번 더 포함하고 각 측정에 앞서 ORP 탐침 표면을 세척하는 단계를 더 포함한다.

다른 실시예에서, ORP 값이 소정의 레벨 미만으로 떨어진다면 공정 스트림에 하나 이상의 산화제를 첨가할 수도 있다.

다른 실시예에서, ORP 측정값(들)이 소정의 레벨 미만으로 떨어진다면, ORP 측정값들에 따라서 측정된 DO 측정값을 △ DO 계산에 포함시키지 않는다. 더 상세하게는, 이러한 측정값들을 제외시킴으로써, 공정 작동자는 DO 소비가 미생물학적 활동 또는 공정 스트림의 화학적 성질과 관련되는 지 않는 지에 대한 감(feel)을 더 잘 잡을 수 있다.

다른 실시예에서, 소정의 레벨이 약 100 mV 미만이라면, DO 측정값을 제외시킨다. 왜냐하면 ORP가 이러한 범위 안에 있을 때, 조건들은 일반적으로 산화하지 않고 용존 산소 소비는 공정 스트림에서 화학적 조건들과 관련될 수 있기 때문이다.

공정 스트림의 전체(벌크) 미생물학적 레벨들에 대응하여 많은 다른 경로들을 얻을 수 있다.

일 실시예에서, 전체(벌크) 미생물학적 레벨들이 높거나 상기 공정에 대해 원활히 작용할 거라고 여겨진 소정의 레벨을 초과한다면, 프로토콜은 생물 치사제의 유효량을 첨가하여 미생물학적 레벨들을 원하는 레벨로 되돌리는 것을 수반한다.

생물치사제는 산화할 수 있고/또는 산화하지 않을 수 있다.

종이 제조 공정과 관련하여, 이소티아졸린(isothiazolin); 글루타르알데하이드; 디브로모니트릴로프로피온아미드(dibromonitrilopropionamide); 카르바민산염; 제사급 암모늄 화합물들(quaternary ammonium compounds); 하이포아염소산나트륨(sodium hypochlorite); 이산화염소; 과아세트산; 오존; 클로르아민; Stabrex^TM(브로모 술팜산염(bromo-sulfamate)); 브로모 클로로 디메틸 히단토인(bromo-chloro-dimethyl hydantoin); 디클로로 디메틸 히단토인(dichloro-dimethyl hydantoin); 모노클로라민(monochloramine); 디메틸 히단토인(dimethyl hydantoin), 아미노산들, 시아누르산(cyanuric acid), 석신이미드(succinimide), 및 요소(urea)를 포함하는 안정제들 및 암모늄염들과 조합하여 사용하는 하이포아염소산나트륨; 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹에서 생물치사제들을 선택한다.

공정 스트림에서 미생물학적 활동 레벨에 대한 반응을 구현하도록 하나 이상의 제어기를 사용할 수 있다. 더 상세하게는, 제어기는 공정 스트림, 예를 들어 DO 탐침으로부터 데이터를 받아들이도록 프로그램될 수 있고, 제어기(예를 들어, 프로그램 로직 제어기)로 입력된 로직에 기초한 △ DO를 계산할 수 있으며, △DO과 일 치하는 반응을 구현할 수 있다. 반응의 구현으로는, 생물치사제 또는 침전 조절 폴리머(polymer)들을 공정 스트림에 공급하는 펌프를 작동시키는 것과 같은 다양한 동작들이 포함될 수 있다.

일 실시예에서, 제어기는 웹을 기반으로 한다.

다른 실시예에서, 제어기는 ORP 탐침, DO 탐침, 세척 장치, 밸브, 또는 이들의 조합 중 적어도 하나와 커뮤니케이션할 수 있다.

다른 실시예에서, 제어기는 상기 DO 탐침으로부터 입력 신호들을 받아들이고 상기 제어기에서 프로그램된 특정의 프로토콜을 구현한다.

다른 실시예에서, 제어기는 제어 시스템이다. 제어 시스템 및 유사한 용어는 프로세서, 메모리 장치, 음극관, 액정 표시 장치, 플라즈마 표시 장치, 터치 스크린, 또는 모니터와 같은 구성 요소들 및/또는 다른 구성요소들을 가지는 전기 장치 또는 수동 작동자를 의미한다. 어떤 경우들에 있어서는, 제어기는 하나 이상의 애플리케이션(application)-특정한 집적 회로, 프로그램, 또는 알고리즘, 하나 이상의 하드 와이어드(hard-wired) 장치, 및/또는 하나 이상의 기계 장치와 일체로 결합되어 작동 가능할 수도 있다. 몇몇 또는 전체 제어 시스템 기능들은 근거리 통신망(local area network), 광역 통신망(wide area network), 무선 네트워크, 인터넷 접속, 마이크로파 링크, 적외선 링크 등에 걸친 커뮤니케이션을 위해서 네트워크 서버와 같은 중앙부에 배치될 수도 있다. 더욱이, 신호 프로세싱 알고리즘들을 향상시키기 위해 신호 조정 장치(signal conditioner) 또는 시스템 모니터와 같은 다른 구성 요소들이 포함될 수 있다.

다른 실시예에서, 원하는 프로토콜은 공정 스트림의 모니터링 및 공정 스트림의 처리를 담당하고 있는 작동자나 사람에 경고를 보내게 된다.

다른 실시예에서, 원하는 프로토콜은, 상기 △ DO가 소정의 레벨에 도달할 경우 공정 스트림에 생물 치사제의 유효량을 추가하는 것을 수반한다. 생물 치사제는 산화할 수 있고/또는 산화하지 않을 수 있다.

공정 스트림에서 발생하는 침전의 성질/원인을 알기 위해 상기 플로우 셀과 관련하여 광학 오손 모니터(OFM)를 사용할 수 있다.

일 실시예에서, 본 발명의 방법은: 상기 공정 스트림과 상호 연통하는 광학 오손 모니터를 제공하는 단계; 상기 공정 스트림으로부터 상기 광학 오손 모니터로 유체를 유입하는 단계; 상기 광학 오손 모니터로 침전물 형성을 측정하는 단계; 상기 광학 오손 모니터에서의 침전물 형성을 상기 공정 스트림의 상기 △ DO로부터 결정된 상기 미생물학적 활동과 상호 관련 지어 침전물들의 유형을 결정하는 단계; 상기 침전 형성 및 미생물학적 활동 사이의 상기 상호 관련에 반응하여 하나 이상의 화학종을 상기 공정 스트림에 추가하기 위해 상기 OFM 및 적어도 상기 DO 탐침과 커뮤니케이션하는 제어기를 프로그래밍하는 선택적인 단계를 더 포함한다.

다른 실시예에서, 광학 오손 상에 형성된 침전물들이 미생물학적인 성질이라는 것이 상기 상호 관련을 통해 들어났다면 화학종들은 생물 치사제를 포함한다. 예를 들어, OFM 상에 침전이 발생하고 △ DO가 높다면, 작용의 한 공정으로서 침전 형성을 억제하고 공정 스트림의 미생물학적 활동을 낮추기 위해 상기 공정 스트림에 생물 치사제를 추가한다. 생물 치사제들은 산화하고/또는 산화하지 않는다.

또 다른 실시예에서, 상기 침전 형성이 미생물학적인 성질이 아니라는 것이 상기 상호 관련을 통해 들어 났다면 화학종은 침전 제어 화학적 성질의 것이다. 예를 들어, OFM 상에 침전이 존재하고 △ DO이 낮다면, 작용의 한 공정으로서 침전 형성을 억제하기 위해 상기 공정 스트림에 침전 제어 화학적 성질을 추가한다. 다양한 유형의 침전 제어 화학 성질들이 해당 분야의 당업자에게 알려져 있다. 예를 들어, 종이 제조 공정에서 침전 형성을 방지하는 것을 돕는 피치 억제(anti-pitch) 시약들 및 침전 제어 폴리머들이 존재한다.

C. 공정 스트림에서의 표면 관련 미생물학적 활동 모니터링

표면 관련 미생물학적 활동은 표면 미생물, 예를 들어 생물막들의 활동을 의미한다.

공정 스트림의 DO 농도를 측정함으로써 공정 스트림의 표면 관련 미생물학적 활동을 결정한다. 이러한 분석과 관련하여 다른 파라미터들을 이용할 수도 있다. 더 상세하게는, 상기 방법은: (a) 적어도 하나의 개구부는 공정 스트림에서 유입된 유체를 위한 플로우 셀 입구이고 적어도 다른 하나의 개구부는 상기 플로우 셀을 나가는 유체를 위한 플로우 셀 출구인 복수개의 개구부를 포함하는 플로우 셀, 상기 개구부들 중 하나에 부착된 DO 탐침, 상기 개구부들 중 하나에 부착된 선택적인 ORP 탐침, 상기 개구부들 중 하나에 부착된 선택적인 세척 장치, 상기 플로우 셀 입구에 부착된 선택적인 제1도관, 상기 플로우 셀 출구에 부착된 선택적인 제2도관, 및 상기 플로우 셀과 관련된 선택적인 밸브를 포함하는 장치를 공정 스트림에 연결하는 단계; (b) 상기 공정 스트림에서 상기 플로우 셀로 유체를 유입하는 단 계; (c) 유체를 상기 플로우 셀로 유입하도록 상기 장치의 밸브를 개방하는 단계; (d) 상기 DO 탐침을 이용하여 상기 공정 스트림의 DO 농도를 적어도 한 번 측정하고 각 측정에 앞서 상기 DO 탐침의 표면을 세척하지 않는 단계; (e) 상기 DO 탐침의 표면을 세척하는 단계; (f) 상기 DO 탐침을 이용하여 상기 장치 내부에 있는 유체의 DO 농도를 적어도 한 번 측정하고 각 측정에 앞서 상기 DO 탐침의 표면을 세척하는 선택적인 단계; (g) (d) 단계와 (f) 단계 사이의 △ DO 측정을 계산하는 단계; 및 (h) (g) 단계의 적어도 상기 △ DO 값을 표면 관련 미생물학적 활동과 상호 관련 짓는 단계를 포함한다.

상기 방법을 다양한 유형의 공정 스트림에 적용할 수 있다.

개방 흐름 조건들에서 닦아 내기를 수행한 직후 대비 닦아 내기 수행 전에 얻은 DO 측정값들의 차를 이용해 생물막 활동을 계산할 수 있다. 이러한 분석과 관련하여 다른 파라미터들을 이용할 수도 있다. DO 측정과 관련하여 ORP를 측정할 때 DO와 생물막 활동의 상호관계는 더 긴밀하다. 왜냐하면, DO측정은 공정 스트림 유체의 REDOX 상태가 산화하지 않을 때 영향을 받을 수도 있기 때문이다.

공정 스트림 유체가 플로우 셀을 통과할 수 있고 플로우 셀과 연통하는 분석 기구, 상세하게는 유체의 DO 농도를 측정하기 위한 DO 탐침을 이용해 공정 스트림 유체를 측정할 수 있을 때 개방 흐름 조건들이 발생된다.

(d)단계 및 (f)단계에서와 같은 개방 흐름 조건들에서, 생물막 집적(accumulation) 시간을 확보하도록 DO 측정에 앞서 충분한 시간을 기다린다. 이러한 소요 시간은, 이러한 방법의 구현에 앞서 사용할 수 있는 현 미생물학적 프로그램 효력 및 모니터링되는 공정 유형을 포함하는 인자들에 따라 다양할 수 있다. 예를 들어, 제지업에서, 처리 공정의 용수에 많은 미생물들이 포함되어 있다면 미생물들이 DO를 소비하는 시간을 줄일 수도 있다. 또한, 미생물들의 종류(예를 들어, 균류들 또는 섬유상(filamentous) 박테리아는 DO 소비율과 소비정도에 영향을 미칠 수도 있다.

일 실시예에서, 개방 흐름 조건들 및 닫힘 흐름 조건들의 측정을 동일한 시간 간격동안 행한다. 다른 실시예에서, 열린 흐름 조건들 및 닫힘 흐름 조건들의 측정을 동일한 소요 시간 및 동일한 시간 간격동안 행한다.

공정 스트림을 연속적으로, 간헐적으로, 또는 한 번에 모니터링할 수도 있다. 시스템 변화를 공정 스트림에서 즉시 탐지될 수 있도록 연속적인 모니터링은 실시간 조건들을 제공한다.

△ DO를 다양한 방법으로 계산할 수 있다.

일 실시예에서, (d) 단계의 최저 DO 측정 및 (f) 단계의 평균 DO 측정으로 상기 △ DO 값을 결정한다.

다른 실시예에서, (d) 단계의 최저 측정 및 (f) 단계의 최고 DO 레벨로 상기 △ DO 값을 결정한다.

다른 실시예에서, (d) 단계의 최종 측정 및 (f) 단계의 최고 DO 레벨로 상기 △ DO 값을 결정한다.

다른 실시예에서, 연속적인 흐름으로 선택된 시간 간격동안 DO 측정들을 5회 수행하여 기록한다. 이러한 측정들에 앞서 와이퍼 블레이드를 이용한 탐침 세척은 수행하지 않는다.

다른 실시예에서, 선택된 시간 간격이 종료되기 일 분 전에, 탐침들을 세척하고 두 번의 연속적인 측정을 수행하여 기록한다.

공정 스트림의 DO 농도와 관련하여 공정 스트림의 ORP를 측정할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 방법은 (d) 단계에서 상기 ORP 탐침을 깨끗이 닦지 않고 선택적으로 (f) 단계에서 상기 ORP 탐침을 깨끗이 닦는, (d) 단계 및 (f) 단계에서 적어도 한 번 ORP를 측정하고 각 측정에 앞서 ORP 탐침 표면을 세척하는 단계를 더 포함한다. 선택적으로, ORP 측정값이 소정의 레벨 미만으로 떨어질 경우 상기 공정 스트림에 하나 이상의 산화제를 추가할 수도 있다.

다른 실시예에서, ORP 측정값들이 소정의 레벨 미만으로 떨어진다면, ORP 측정값들에 따라서 측정된 DO 측정값을 공정 스트림의 미생물학적 활동을 결정하는데 사용되는 △ DO 계산에 포함시키지 않을 수도 있다. 더 상세하게는, 이러한 측정값들을 제외시킴으로써, 공정 작동자는 DO 소비가 미생물학적 활동 또는 공정 스트림의 화학적 성질과 관련하는 지 않는 지에 대한 감(feel)을 더 잘 잡을 수 있다.

다른 실시예에서, 소정의 레벨이 약 100 mV 미만이라면, DO측정값을 제외시킨다. 왜냐하면 ORP가 이러한 범위 안에 있을 때, 조건들은 산화하지 않고 용존 산소 소비는 공정 스트림에서 화학적 조건들과 관련될 수 있기 때문이다.

다른 실시예에서, DO 탐침, ORP 탐침, 또는 이들의 조합을 와이퍼 블레이드를 포함하는 세척 장치를 이용하여 세척한다.

다른 실시예에서, 와이퍼 블레이드가 탐침 표면을 두 번 닦는다.

많은 경로를 통해서 공정 스트림의 표면 관련 미생물 레벨들에 반응할 수 있다.

일 실시예에서, 표면 관련 미생물학적 레벨들이 높거나 상기 공정에 대해 원활히 작용할 거라고 여겨진 소정의 레벨을 초과한다면, 프로토콜은 생물 치사제의 유효량을 첨가하여 미생물학적 레벨들을 원하는 레벨로 되돌리는 것을 수반한다.

생물치사제는 산화할 수 있고/또는 산화하지 않을 수 있다.

종이 제조 공정과 관련하여, 이소티아졸린(isothiazolin); 글루타르알데하이드(glutaraldehyde); 디브로모니트릴로프로피온아미드(dibromonitrilopropionamide); 카르바민산염; 제사급 암모늄 화합물들(quaternary ammonium compounds); 하이포아염소산나트륨(sodium hypochlorite); 이산화염소; 과아세트산; 오존; 클로르아민; Stabrex^TM(브로모 술팜산염(bromo-sulfamate)); 브로모 클로로 디메틸 히단토인(bromo-chloro-dimethyl hydantoin); 디클로로 디메틸 히단토인(dichloro-dimethyl hydantoin); 모노클로라민(monochloramine); 디메틸 히단토인(dimethyl hydantoin), 아미노산들, 시아누르산(cyanuric acid), 석신이미드(succinimide), 및 요소(urea)를 포함하는 안정제들 및 암모늄염들과 조합하여 사용하는 하이포아염소산나트륨; 및 이들의 조합으로 이 루어진 그룹에서 생물치사제들을 선택한다.

공정 스트림에서 미생물학적 활동 레벨에 대한 반응을 구현하도록 하나 이상의 제어기를 사용할 수 있다. 더 상세하게는, 제어기는 공정 스트림, 예를 들어 DO 탐침으로부터 데이터를 받아들이도록 프로그램될 수 있고, 제어기(예를 들어, 프로그램 로직 제어기)로 입력된 로직에 기초한 △ DO를 계산할 수 있으며, △DO과 일치하는 반응을 구현할 수 있다. 반응의 구현으로는 생물치사제를 공정 스트림에 공급하는 펌프를 작동시키는 것과 같은 다양한 동작들이 포함될 수 있다.

일 실시예에서, 제어기는 웹을 기반으로 한다.

다른 실시예에서, 제어기는 제어 시스템이다. 제어 시스템 및 유사한 용어는 프로세서, 메모리 장치, 음극관, 액정표시장치, 플라즈마 표시 장치, 터치 스크린, 또는 모니터와 같은 구성 요소들 및/또는 다른 구성요소들을 가지는 전기 장치 또는 수동 작동자를 의미한다. 어떤 경우들에 있어서는, 제어기는 하나 이상의 애플리케이션(application)-특정한 집적 회로, 프로그램, 또는 알고리즘, 하나 이상의 하드 와이어드(hard-wired) 장치, 및/또는 하나 이상의 기계 장치와 일체로 결합되어 작동 가능할 수도 있다. 몇몇 또는 전체 제어 시스템 기능들은 근거리 통신망(local area network), 광역 통신망(wide area network), 무선 네트워크, 인터넷 접속, 마이크로파 링크, 적외선 링크 등에 걸친 커뮤니케이션을 위해서 네트워크 서버와 같은 중앙부에 배치될 수도 있다. 더욱이, 신호 프로세싱 알고리즘들을 향상시키기 위해 신호 조정 장치(signal conditioner) 또는 시스템 모니터와 같은 다른 구성 요소들이 포함될 수 있다.

다른 실시예에서, 광학 오손 상에 형성된 침전물들이 미생물학적인 성질이라 는 것이 상기 상호 관련을 통해 들어났다면 화학종들은 생물 치사제를 포함한다. 예를 들어, OFM 상에 침전이 발생하고 △ DO가 높다면, 작용의 한 공정으로서 침전 형성을 억제하고 공정 스트림의 미생물학적 활동을 낮추기 위해 상기 공정 스트림에 생물 치사제를 추가한다. 생물 치사제들은 산화하고/또는 산화하지 않는다.

D. 공정 스트림에서의 벌크 및 표면 관련 미생물학적 활동 모니터링

표면 관련 미생물학적 활동과 관련하여 벌크 미생물학적 활동을 모니터링할 수 있다. 공정 스트림에서의 벌크 미생물학적 활동 및 표면 관련 미생물학적 활동 측정 방법은: (a) 적어도 하나의 개구부는 공정 스트림에서 유입된 유체를 위한 플로우 셀 입구이고 적어도 다른 하나의 개구부는 상기 플로우 셀을 나가는 유체의 플로우 셀 출구인 복수개의 개구부를 포함하는 플로우 셀, 상기 개구부들 중 하나에 부착된 DO 탐침, 상기 개구부들 중 하나에 부착된 선택적인 ORP 탐침, 상기 개구부들 중 하나에 부착된 선택적인 세척 장치, 상기 플로우 셀 입구에 부착된 선택적인 제1도관, 상기 플로우 셀 출구에 부착된 선택적인 제2도관, 및 상기 플로우 셀과 관련된 선택적인 밸브를 포함하는 장치를 상기 공정 스트림에 연결하는 단계; (b) 상기 공정 스트림에서 상기 플로우 셀로 유체를 유입하는 단계; (c) 유체를 상기 플로우 셀로 유입하도록 상기 장치의 밸브를 개방하는 단계; (d) 상기 DO 탐침을 이용하여 상기 공정 스트림의 DO 농도를 적어도 한 번 측정하고 각 측정에 앞서 상기 DO 탐침의 표면을 세척하지 않는 단계; (e) 상기 DO 탐침의 표면을 세척하는 단계; (f) 상기 DO 탐침을 이용하여 상기 장치 내부에 있는 유체의 DO 농도를 적어도 한 번 측정하고 각 측정에 앞서 상기 DO 탐침의 표면을 세척하는 선택적인 단계; (g) 유체가 상기 플로우 셀로 유입되는 것을 막기 위해 상기 장치의 밸브를 닫는 단계; (h) 상기 DO 탐침을 이용하여 상기 장치 내부에 있는 유체의 DO 농도를 적어도 한 번 측정하고 각 측정에 앞서 상기 DO 탐침의 표면을 세척하는 단계; (i) (f) 단계와 (h) 단계 사이의 △ DO 측정을 계산하고 적어도 상기 △ DO 를 상기 공정 스트림에서의 상기 벌크 미생물학적 활동과 상호 관련 짓는 단계; 및 (j) (d) 단계와 (f) 단계 사이의 △ DO 측정을 계산하고 적어도 상기 △ DO를 상기 공정 스트림에서의 상기 표면 관련 미생물학적 활동과 상호 관련 짓는 단계를 포함한다.

다른 실시예에서, 작동자가 벌크 미생물학적 활동(일반 모드) 및/또는 표면 관련 활동(생물막 모드) 사이에서 토글(toggle)/스위치할 수 있도록 모니터링하는 단계를 셋업한다.

다른 실시예에서, 상기 방법은 (d) 단계에서는 상기 ORP 탐침을 깨끗이 닦지 않고 선택적으로 (f) 단계에서 상기 ORP 탐침을 깨끗이 닦으며 (h) 단계에서 상기 ORP 탐침을 깨끗이 닦는, 그런 (d) 단계, (f) 단계, 및 (h) 단계에서 적어도 한 번 ORP를 측정하는 단계; ORP 측정값이 소정의 레벨 미만으로 떨어질 경우 상기 공정 스트림에 하나 이상의 산화제를 추가하는 선택적인 단계; 및 ORP 측정값이 소정의 레벨 미만으로 떨어질 경우 상기 △ DO 계산에서 상기 DO 측정들을 사용하지 않는 선택적인 단계를 더 포함한다.

다른 실시예에서, 공정 스트림으로부터의 침전 형성을 이러한 방법과 관련하여 또한 모니터링할 수 있다.

더욱 상세하게는, 본 발명의 방법은 상기 공정 스트림과 상호 연통하는 광학 오손 모니터를 제공하는 단계; 상기 공정 스트림으로부터 상기 광학 오손 모니터로 유체를 유입하는 단계; 상기 광학 오손 모니터로 침전물 형성을 측정하는 단계; 상기 광학 오손 모니터에서의 침전물 형성을 상기 공정 스트림에서의 △ DO로부터 결정된 상기 미생물학적 활동과 상호 관련 지어 침전물들의 유형을 결정하는 단계; 상기 침전 형성 및 미생물학적 활동 사이의 상기 상호 관련에 반응하여 하나 이상의 화학종을 상기 공정 스트림에 추가하기 위해 제어기를 프로그래밍하는 선택적인 단계를 더 포함한다.

다음에 소개되는 예는 본 발명을 한정하지 않는다.

예

예1

공정 스트림이 제1도관을 통해 플로우 셀로 유입된다. 하나 이상의 밸브가 플로우 셀로 들어가는 흐름을 조절한다. 제1도관 및 하나 이상의 밸브와 관련한 드레인은 공정 스트림으로의 역류를 방지하고 공정 스트림 내에 있는 고형물들에 의 한 막힘을 제어하기 쉽게 한다. 개방 흐름 조건들에서 유체가 플로우 셀을 지나갈 수 있도록 밸브가 위치한다. DO 탐침, ORP 탐침, 및 세척 장치(예를 들어 와이퍼 블레이드)가 플로우 셀에 부착된다. 플로우 셀을 관통하는 유체가 분석된다.

모니터링하는 단계에 따라서(벌크/표면 관련/조합), 밸브를 개방 위치 또는 닫힘 위치로 회전하여 유체를 플로우 셀로 보내고, DO 농도 및/또는 ORP를 앞서 언급된 공정 프로토콜들 중 하나와 조화시켜 기록한다. 플로우 셀을 지나가는 유체는 드레인을 통해 나간다. 드레인으로 흘러 들어가는 유체는 공정 스트림, 예를 들어 종이 제조 공정의 머신 체스트(machine chest)로 역류될 수 있다. 도 9는 플로우 셀 셋업 및 그것을 통해 흐르는 공정 스트림을 도시한 개략도이다.

또한 OFM 모니터는 공정 스트림과 관련될 수 있다. 하나 이상의 밸브는 OFM으로 들어가는 흐름을 조절한다. 도 10은 플로우 셀 셋업 및 OFM을 통한 공정 스트림의 흐름뿐만 아니라, OFM 모니터와 관련하여 플로우 셀 셋업을 도시한 개략도이다.

공정 스트림에서의 미생물학적 활동 및/또는 침전물들에 따라서, 문제를 해결하는 적절한 화학적 성질이 공정 스트림에 제공될 수 있다. 예를 들어, 제어기는 공급 메카니즘과 관련하여 솔레노이드를 작동시키는 펌프에 신호를 전송할 수 있다.

예 2

독일의 제지 공장에서 나온 용수의 사이드 스트림(side stream)은 모니터링 장치를 통해서 흐르도록 되어있다(초 당 2 리터). 이 제조 공장은 코팅된 프리시 트(coated freesheet) 및 코팅되지 않은 프리시트(uncoated freesheet)를 생산하는데, 안정된 산화제를 이용하여 생물학적 방제를 수행한다. 모니터링 장치에 대한 밸브를 60분 간격으로 개폐하여 플로우 셀 모니터링 챔버로 가는 흐름을 시작하고 중지했다. 10분 간격으로 ORP 값 및 LDO 값을 측정했다. ORP 모니터링 장치 및 LDO 모니터링 장치에서 나온 데이터를 데이터 로거(logger)를 이용하여 수집한 뒤 웹 서버로 보내 웹 사이트에 나타냈다. 웹 사이트로부터 데이터를 다운로드하여 분석해서 생물학적 방제 프로그램의 효과 및 미생물 활동에 대한 공정 조건들을 구했다.

이 적용에서, OFM을 조합한 본 발명을 사용하여 문제가 되는 침전물들의 성질/원인을 구했다. 예를 들어, 침전 및 활동이 높다면 침전물들은 미생물학적인 성질을 나타낼 것이다. 반대로, 침전이 많고 미생물 활동이 낮다면, 미생물들이 침전물들에 작용하지 않는 것으로 여겨져 문제 해결을 위해서 다른 곳에 초점을 맞추어야 한다. 도 6에 나타낸 예는 ORP에 대한 기계 정지 효과, 미생물 활동, 및 고여있는 공정수의 침전(OFM)을 보여준다. 미생물 활동은 △ DO로서 나타난다. 상기 기계는 8월 4일 중지했다. 기계를 중지한 직 후 △ DO는 빠르게 상승했는데, 이러한 빠른 상승은 OFM을 이용해 측정한 표면 오손의 증가 및 ORP의 감소와 일치한다. 산화제에 기초한 프로그램은 지속적이지 않았고 기계가 중지해 있는 동안 미생물 성장 및 침전물 생성을 적절히 조절하지 못했다는 것을 이 데이터들은 보여 준다. 표면 침전물들의 현미경 관찰로 섬유상 박테리아를 포함하는 고밀도의 미생물들을 확인했다.

예 3

미국의 제지 공장에서 나온 용수의 사이드 스트림은 모니터링 장치를 통해서 흐르도록 되어 있다(초 당 0.25 리터). 이 공장은 종이 생산품의 섬유량을 가끔씩 변경하는데, 이것은 생물적 방제 프로그램 효과에 큰 영향을 미친다. 상세하게는, 이 제지 공장은 용수 시스템에서 더 많은 할로겐을 필요로 하는 아조토 퍼니쉬(Azoto furnish)를 사용한다. 모니터링 장치 밸브를 30분 간격으로 개폐하여 플로우 셀 모니터링 챔버로 가는 흐름을 시작하고 중지했다. 6분 간격으로 ORP 값 및 LDO 값을 측정했다. ORP 모니터링 장치 및 LDO 모니터링 장치에서 나온 데이터를 데이터 로거(logger)를 이용하여 수집하거나 모니터링 장치와 함께 제공된 소프트웨어를 이용해 컴퓨터에 다운로드했다.

모니터링 장치를 설치한 직후, ORP 측정값, 미생물 활동 레벨들, 및 OFM을 이용해 측정한 표면 오손에 기반한 생물적 방제 프로그램의 성능에 영향을 미치는 공정 변화들이 즉시 관찰되었다. 도 7에 나타낸 예는 ORP 섬유량의 변화 효과, 미생물 활동, 및 침전(OFM)을 보여준다. 미생물 활동은 LDO(포화 %)로서 나타나고 개방 흐름 조건들 동안의 백 그라운드(background) LDO와 닫힘 흐름 조건들 동안에 측정된 LDO와의 차이가 더 커진 것으로 미생물 활동이 더 많아졌음을 알 수 있다. 아조토 등급, 고산화제 요구 퍼니쉬를 사용했을 때, 산화제에 기초한 프로그램은 미생물 성장 및 침전물 생성을 적절히 조절하지 못했다는 것을 이 데이터들은 보여 준다. 따라서, 이러한 특정한 등급 제조 시 침전 제어를 향상시키기 위해 프로그램을 수정하여야 한다.

예 4

용존 산소 모니터는 샘플 용수 안의 용존 산소를 연속적으로 측정한다. PLC(Programmable Logic Controller)를 이용하여 모니터링 프로그램을 제어하는데, PLC는 프로그램 사이클이 완료될 때까지 측정된 LDO값을 읽고 보관할 것이다. 또한, PLC는 센서면을 깨끗이 닦는 와이퍼부 및 샘플 셀을 지나가는 용수의 흐름을 중지할 수 있는 모터 구동 볼 밸브를 제어한다.

벌크 미생물학적 활동(Bulk Microbiological Activity(BMA)) 모드와 표면 관련 미생물학적 활동(Surface-Associated Microbiological Activity(SAMA)) 모드, 두 개의 모니터링 모드가 이용 가능하다. 두 모드는 세 개의 변수, X, Xt, Xti를 이용하여 특정한 적용 요구에 대응하는 프로그램을 설정한다. 더욱 상세하게는, X는 분 단위의 볼 밸브 개폐 시간이고, Xt는 X 시간동안 저장된 LDO 측정의 횟수이며, Xti는 LDO 측정들 사이의 시간 간격이다. 볼 밸브가 열려서 샘플이 흐르는 동안, LDO 측정값들은 샘플 소스(source)의 현재 상태를 안정적으로 반영해야만 한다. 볼 밸브가 닫혀 샘플의 흐름이 중지되었을 때, 유기물을 이용한 반응에 의해 닫힌 플로우 셀의 용존 산소는 감소될 것이다.

BMA 모드에서, 모든 측정은 탐침을 깨끗이 닦은 직후 수행한다. 샘플 내의 미생물들이 신진 대사하면서 소비하는 용존 산소를 반영하는 △ DO 값을 이용해 샘플 내의 미생물 활동을 측정한다.

SAMA 모드에서 밸브 개방 사이클의 제1부분 동안에는 전극을 닦지 않는다. 제1부분동안 전극 표면에 생물막이 생성될 수 있다. 이 후, 전극을 깨끗이 닦게 되 는데, 그 차이는 사이클의 제1부분 동안 쌓인 생물막의 레벨을 나타낸다. 볼 밸브를 닫고 BMA 모드에서처럼 여러 측정을 수행한다.

[표 1]

BMA 모드

X = 10; Xt = 5

시간 (분)	진행	이벤트	측정	샘플 흐름
00:00	시작	볼 밸브 열림		흐름
01:00	Xti - 01:00	닦음
01:30	Xti - 00:30	LDO 측정	1
03:00	2Xti - 01:00	닦음
03:30	2Xti - 00:30	LDO 측정	2
05:00	3Xti - 01:00	닦음
05:30	3Xti - 00:30	LDO 측정	3
07:00	4Xti - 01:00	닦음
07:30	4Xti - 00:30	LDO 측정	4
09:00	5Xti - 01:00	닦음
09:30	5Xti - 00:30	LDO 측정	5
10:00	5Xti	볼 밸브 닫힘		정지
11:00	6Xti- 01:00	닦음
11:30	6Xti - 00:30	LDO 측정	6
13:00	7Xti - 01:00	닦음
13:30	7Xti - 00:30	LDO 측정	7
15:00	8Xti - 01:00	닦음
15:30	8Xti - 00:30	LDO 측정	8
17:00	9Xti - 01:00	닦음
17:30	9Xti - 00:30	LDO 측정	9
19:00	10Xti - 01:00	닦음
19:30	10Xti - 00:30	LDO 측정	10
20:00	10Xti	사이클 완료

MAX = 1 > 5 측정들의 평균

MIN = 6 > 10 에서의 최소 측정

활동:

BMA = MAX - MIN

[표 2]

SAMA 모드(1-7 측정) 및 BMA 모드

시간(분)	진행	이벤트	측정	샘플 흐름
00:00	시작	볼 밸브 열림		흐름
04:30	Xti - 01:30	LDO 측정	1
12:30	2Xti	LDO 측정	2
18:00	3Xti	LDO 측정	3
24:00	4Xti	LDO 측정	4
30:00	5Xti	LDO 측정	5
30:30	5Xti + 0:30	2회 닦음
31:00	5Xti + 1:00	LDO 측정	6
31:20	5Xti - 01:20	LDO 측정	7
31:20	5Xti - 01:20	볼 밸브 닫힘		정지
35:00	X + (Xti - 01:00)	닦음
35:30	X + (Xti - 00:30)	LDO 측정	8
41:00	X + (2Xti - 01:00)	닦음
41:30	X + (2Xti - 00:30)	LDO 측정	9
47:00	X + (3Xti - 01:00)	닦음
47:30	X + (3Xti - 00:30)	LDO 측정	10
53:00	X + (4Xti - 01:00)	닦음
53:30	X + (4Xti - 00:30)	LDO 측정	11
59:00	X + (5Xti - 01:00)	닦음
59:30	X + (5Xti - 00:30)	LDO 측정	12
60:00	2X	사이클 완료

B MIN = 5 측정

B MAX = 6 및 7 측정들의 평균

MIN = 8 > 12 에서의 최소 측정

활동:

BMA = B MAX - MIN

SAMA = B MAX - B MIN

도 1은 플로우 셀, DO 탐침, 세척 장치, 및 선택적으로 ORP 탐침을 포함하는 장치를 도시하는 개략도.

도 2는 봉입물 안의 뒷판에 장착된, 플로우 셀, DO 탐침, ORP 탐침, 와이퍼 솔레노이드를 구비한 세척 장치, 제1도관, 제2도관, 및 밸브를 포함하는 장치를 도시하는 개략도.

도 3은 DO 탐침, ORP 탐침, 및 세척 장치를 포함하는 장치를 도시하는 개략도.

도 4는 플로우 셀, ORP 탐침, DO 탐침, 및 와이퍼 블레이드를 구비한 세척 장치를 포함하는 장치를 도시하는 개략도.

도 5는 플로우 셀 및 표면적을 증가시키기 위해 사용되는 부재를 도시하는 개략도.

도 6은 벌크(전체) 미생물학적 활동 및 표면 오손과 관련한, 제지 공장에서 수집된 데이터를 도시한 그래프.

도 7은 벌크(전체) 미생물학적 활동 및 표면 오손과 관련한, 제지 공장에 수집된 데이터를 도시한 그래프.

도 8은 벌크 미생물학적 활동 및/또는 표면 관련 미생물학적 활동을 모니터링하기 위한 흐름도를 도시한 도면.

도 9는 DO 탐침, ORP 탐침, 및 세척 장치와 관련된 플로우 셀이 존재하는, 청구된 본 발명의 일 실시예를 도시한 도면.

도 10은 DO 탐침, ORP 탐침, 및 세척 장치와 관련된 플로우 셀 및 OFM이 존재하는, 청구된 본 발명의 일 실시예를 도시한 도면.

Claims

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a. 적어도 하나의 개구부는 공정 스트림에서 유입된 유체를 위한 플로우 셀 입구이고 적어도 다른 하나의 개구부는 상기 플로우 셀을 나가는 유체의 플로우 셀 출구인 복수개의 개구부를 포함하는 플로우 셀, 상기 개구부들 중 하나에 부착된 DO 탐침, 상기 개구부들 중 하나에 부착된 선택적인 ORP 탐침, 상기 개구부들 중 하나에 부착된 세척 장치, 상기 플로우 셀 입구에 부착된 선택적인 제1도관, 상기 플로우 셀 출구에 부착된 선택적인 제2도관, 및 상기 플로우 셀과 관련된 선택적인 밸브를 포함하는 장치를 공정 스트림에 연결하는 단계;

b. 상기 공정 스트림에서 상기 플로우 셀로 유체를 유입하는 단계;

c. 유체가 상기 플로우 셀로 유입되도록 상기 장치의 밸브를 개방하는 단계;

d. 상기 DO 탐침을 이용하여 상기 공정 스트림의 DO 농도를 적어도 한 번 측정하고 각 측정에 앞서 상기 DO 탐침의 표면을 세척하는 단계;

e. 상기 플로우 셀로 유체가 유입되는 것을 막기 위해 상기 장치의 밸브를 닫는 단계;

f. 상기 DO 탐침을 이용하여 상기 장치 내부의 유체 DO 농도를 적어도 한 번 측정하고 각 측정에 앞서 상기 DO 탐침의 표면을 세척하는 단계;

g. (d) 단계와 (f) 단계 사이의 △ DO 측정을 계산하는 단계; 및

h. (g) 단계의 적어도 상기 △ DO 값을 상기 공정 스트림에서의 벌크(bulk)(전체) 미생물학적 활동과 상호 관련 짓는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공정 스트림에서의 벌크(전체) 미생물학적 용수 활동을 모니터링하기 위한 방 법.
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a. 적어도 하나의 개구부는 공정 스트림에서 유입된 유체를 위한 플로우 셀 입구이고 적어도 다른 하나의 개구부는 상기 플로우 셀을 나가는 유체를 위한 플로우 셀 출구인 복수개의 개구부를 포함하는 플로우 셀, 상기 개구부들 중 하나에 부착된 DO 탐침, 상기 개구부들 중 하나에 부착된 선택적인 ORP 탐침, 상기 개구부들 중 하나에 부착된 선택적인 세척 장치, 상기 플로우 셀 입구에 부착된 선택적인 제1도관, 상기 플로우 셀 출구에 부착된 선택적인 제2도관, 및 상기 플로우 셀과 관련된 선택적인 밸브를 포함하는 장치를 공정 스트림에 연결하는 단계;

b. 상기 공정 스트림에서 상기 플로우 셀로 유체를 유입하는 단계;

c. 유체를 상기 플로우 셀로 유입하도록 상기 장치의 밸브를 개방하는 단계;

d. 상기 DO 탐침을 이용하여 상기 공정 스트림의 DO 농도를 적어도 한 번 측정하고 각 측정에 앞서 상기 DO 탐침의 표면을 세척하지 않는 단계;

e. 상기 DO 탐침의 표면을 세척하는 단계;

f. 상기 DO 탐침을 이용하여 상기 장치 내부에 있는 유체의 DO 농도를 적어도 한 번 측정하고 각 측정에 앞서 상기 DO 탐침의 표면을 세척하는 단계;

g. (d) 단계와 (f) 단계 사이의 △ DO 측정을 계산하는 단계; 및

h. (g) 단계의 적어도 상기 △ DO 값을 표면 관련 미생물학적 활동과 상호 관련 짓는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공정 스트림에서의 표면 관련 미생물학적 활동을 모니터링하기 위한 방법.
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a. 적어도 하나의 개구부는 공정 스트림에서 유입된 유체를 위한 플로우 셀 입구이고 적어도 다른 하나의 개구부는 상기 플로우 셀을 나가는 유체의 플로우 셀 출구인 복수개의 개구부를 포함하는 플로우 셀, 상기 개구부들 중 하나에 부착된 DO 탐침, 상기 개구부들 중 하나에 부착된 선택적인 ORP 탐침, 상기 개구부들 중 하나에 부착된 선택적인 세척 장치, 상기 플로우 셀 입구에 부착된 선택적인 제1도관, 상기 플로우 셀 출구에 부착된 선택적인 제2도관, 및 상기 플로우 셀과 관련된 선택적인 밸브를 포함하는 장치를 공정 스트림에 연결하는 단계;

b. 상기 공정 스트림에서 상기 플로우 셀로 유체를 유입하는 단계;

c. 유체를 상기 플로우 셀로 유입하도록 상기 장치의 밸브를 개방하는 단계;

d. 상기 DO 탐침을 이용하여 상기 공정 스트림의 DO 농도를 적어도 한 번 측정하고 각 측정에 앞서 상기 DO 탐침의 표면을 세척하지 않는 단계;

e. 상기 DO 탐침의 표면을 세척하는 단계;

f. 상기 DO 탐침을 이용하여 상기 장치 내부에 있는 유체의 DO 농도를 적어도 한 번 측정하고 각 측정에 앞서 상기 DO 탐침의 표면을 세척하는 단계;

g. 유체가 상기 플로우 셀로 유입되는 것을 막기 위해 상기 장치의 밸브를 닫는 단계;

h. 상기 DO 탐침을 이용하여 상기 장치 내부에 있는 유체의 DO 농도를 적어도 한 번 측정하고 각 측정에 앞서 상기 DO 탐침의 표면을 세척하는 단계;

i. (f) 단계와 (h) 단계 사이의 △ DO 측정을 계산하고 적어도 상기 △ DO 를 상기 공정 스트림에서의 상기 벌크 미생물학적 활동과 상호 관련 짓는 단계; 및

j. (d) 단계와 (f) 단계 사이의 △ DO 측정을 계산하고 적어도 상기 △ DO 를 상기 공정 스트림에서의 상기 표면 관련 미생물학적 활동과 상호 관련 짓는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공정 스트림에서의 벌크 미생물학적 활동 및 표면 관련 미생물학적 활동을 모니터링하기 위한 방법.
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