KR101397971B1 - A monitoring system for monitoring metals and metal compounds in water - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수중 금속 및 금속 화합물 모니터링 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게, 폐수의 고형물질 등이 유입되지 않으며, 전처리 및 농도 조절하여 시료의 준비가 가능하며, 분석 신뢰도를 높일 수 있는 수중 금속 및 금속 화합물 모니터링 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a monitoring system for metal and metal compounds in water, and more particularly, to a monitoring system for metal and metal compounds in water, which can prepare samples by pre-treatment and concentration control without introducing solid matters of wastewater, ≪ / RTI >
Description
본 발명은 수중 금속 및 금속 화합물 모니터링 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게, 폐수의 고형물질 등이 유입되지 않으며, 전처리 및 농도 조절하여 시료의 준비가 가능하며, 분석 신뢰도를 높일 수 있는 수중 금속 및 금속 화합물 모니터링 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a monitoring system for metal and metal compounds in water, and more particularly, to a monitoring system for metal and metal compounds in water, which can prepare samples by pre-treatment and concentration control without introducing solid matters of wastewater, ≪ / RTI >
폐수를 포함하는 수중 환경을 평가하기 위하여 금속 및 금속 화합물이 정량적으로 측정된다.Metals and metal compounds are quantitatively measured to evaluate the underwater environment including wastewater.
즉, 물 내부에는 금속 및 금속 화합물들이 포함되어 있을 수 있는데, 금속 및 금속 화합물이 포함되어 있는 폐수가 그대로 방류되는 경우에는 환경 오염의 주요 원인이 될 수 있으며, 인체에 유해한 영향을 끼치게 된다. That is, water may contain metal and metal compounds. If wastewater containing metal and metal compounds is discharged as it is, it may be a major cause of environmental pollution, and may have harmful effects on the human body.
특히, 산업 폐수는 방류되는 양이 많아 수질에 끼치는 영향이 클 수 밖에 없어 "수질 및 수생태계 보전에 관한 법률"에 의해 폐수 내부의 수질오염물질 배출 허용 기준을 마련하고, 그 기준치 이하로 배출되도록 관리되고 있다.In particular, the amount of industrial wastewater discharged is so large that it has a large impact on the quality of water. Therefore, the "Water Quality and Aquatic Ecosystem Conservation Act" It is managed.
상기 수질오염물질은, 구리, 납, 니켈, 등과 같은 금속 및 금속 화합물, 대장균균, 부유물질 및 유기물질을 포함하며, 특히, 구리 및 구리 화합물의 농도는 폐수 오염물질의 측정 시, 주된 측정 대상이다.The water pollutants include metal and metal compounds such as copper, lead, nickel and the like, Escherichia coli bacteria, suspended substances and organic substances. Particularly, the concentration of copper and copper compounds is a concentration to be.
한편, 일반적으로, 수중 금속 및 금속화합물의 농도는 수동으로 시료를 체수한 후, 전처리를 거쳐 다양한 분석 장비(ICP, ICP-MS, AAS)를 이용하여 분석이 이루어진다.On the other hand, in general, concentrations of metal and metal compounds in water are manually sampled and then subjected to pretreatment and analyzed using various analysis equipment (ICP, ICP-MS, AAS).
그러나, 종래의 수중 금속 및 금속 화합물 농도 측정은 시료 채수 후 분석 장비로 이동하는 과정에서, 샘플이 오염될 가능성이 있으며, 분석에 사용되는 장비가 매우 고가이기 때문에, 일반 현장에서 쉽게 적용하기 어려운 문제점이 있다.However, the conventional measurement of concentration of metal and metal compounds in water is likely to contaminate the sample in the course of moving to analyzing equipment after sampling, and since the equipment used for analysis is very expensive, .
특히, 산업 폐수의 경우에는 고형물질 및 다양한 메트릭스가 함께 내장되어 있는 형태로서, 이들이 다양한 색상을 나타내어 분석이 용이하지 않으며, 여러 가지 전처리 작업이 수행될 수 밖에 없어 분석 소요 시간이 길어질 수 밖에 없는 문제점이 있다.Particularly, in the case of industrial wastewater, a solid material and a variety of metrics are incorporated together. Since they are various colors, analysis is not easy and various pre-processing operations are performed, .
또한, 산업 폐수는 상기 "수질 및 수생태계 보전에 관한 법률"에서 정하는 배출 허용 기준을 만족하도록 몇차례의 연속적인 처리 과정을 거친 후 방류되므로, 각각의 처리 과정 상 및 동일 처리 장소에서 시간에 따른 금속 및 금속 화합물의 농도를 실시간으로 모니터링하는 것이 필요하나, 종래의 방법은 신속하고 실시간으로 모니터링하는 것이 불가능하다. In addition, since industrial wastewater is discharged after several consecutive treatment processes to meet the emission allowance criteria set forth in the above-mentioned "Water Quality and Aquatic Ecosystem Conservation Act" It is necessary to monitor the concentration of the metal and the metal compound in real time, but the conventional method can not be quickly and real-time monitored.
본 발명에서, '실시간'이라고 언급하는 경우 '실시간 내지는 실시간에 준하는 정도'를 의미함을 밝혀 둔다.In the present invention, when it is referred to as 'real time', it means 'real time or real time equivalent to real time'.
이에 따라, 폐수 내부의 금속 및 금속 화합물을 실시간으로 모니터링할 수 있으며, 분석 신뢰도를 높일 수 있는 기술의 개발이 요구되고 있다.
Accordingly, it is required to develop a technology capable of monitoring the metal and metal compounds in the wastewater in real time and increasing the reliability of analysis.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 고형물질 등이 유입되지 않으며, 전처리 및 농도 조절하여 시료의 준비가 가능하며, 분석 신뢰도를 높일 수 있는 수중 금속 및 금속 화합물 모니터링 시스템을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for preparing a sample, which can prepare a sample by pre- And to provide a metal compound monitoring system.
특히, 본 발명의 목적은 간단한 구성에 의해 시료를 자동 준비할 수 있으며, 분석 과정에 소요되는 시간을 줄일 수 있어 전체 실험 과정에 걸리는 시간을 크게 줄일 수 있으며, 실시간으로 폐수 내부의 금속 및 금속 화합물을 모니터링할 수 있는 수중 금속 및 금속 화합물 모니터링 시스템을 제공하는 것이다. In particular, it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for automatically preparing a sample by a simple structure, reducing the time required for the analysis process, And to provide a monitoring system for underwater metal and metal compounds capable of monitoring the water.
또한, 본 발명의 목적은 산화용액에 의해 폐수 내부의 다양한 형태로 존재하는 금속 및 금속 화합물을 특정 이온 형태로 전처리(산화)하고, 농도조절용액을 이용하여 요구되는 희석 비율로 조절가능하며, 반응수단을 통해 전처리 및 농도조절된 시료와 분석용액을 혼합 및 반응시킨 분석시료를 분석하여 전체 분석 효율성 및 신뢰성을 향상할 수 있는 수중 금속 및 금속 화합물 모니터링 시스템을 제공하는 것이다. It is also an object of the present invention to provide a method for pretreating (oxidizing) a metal and a metal compound present in various forms of wastewater in a specific ion form by an oxidizing solution, adjusting the dilution ratio required by using a concentration adjusting solution, The present invention provides a monitoring system for underwater metal and metal compounds that can improve the overall analysis efficiency and reliability by analyzing analytical samples obtained by mixing and reacting pre-treated and concentration-adjusted samples and analytical solutions through means.
아울러, 본 발명의 목적은 시료 준비부에 제1혼합부가 형성되며, 제1이송펌프에 의해 시료, 산화용액, 표준용액, 및 농도조절용액이 혼합되고, 반응수단에 제2혼합부가 형성되며, 제2이송펌프에 의해 전처리 및 농도조절된 시료, 분석용액, 분석시료가 혼합됨으로써, 자동으로 분석시료 준비가 가능한 수중 금속 및 금속 화합물 모니터링 시스템을 제공하는 것이다. In addition, an object of the present invention is to provide a method and apparatus for mixing a sample, an oxidizing solution, a standard solution, and a concentration adjusting solution by a first transfer pump, a second mixing part in a reaction means, And to provide a monitoring system for underwater metal and metal compounds capable of automatically preparing an analytical sample by mixing a pre-treated and concentration-adjusted sample, analytical solution and analytical sample by a second transfer pump.
또한, 본 발명의 목적은 시료 준비부 및 분석부가 케이스 내부에 내장되고, 케이스 내부의 온도를 일정하게 유지하는 항온조절수단이 구비됨으로써, 외부 환경에서도 안정적으로 폐수를 분석가능한 수중 금속 및 금속 화합물 모니터링 시스템을 제공하는 것이다. It is another object of the present invention to provide an apparatus and method for monitoring wastewater that can be stably analyzed even in an external environment by incorporating a sample preparation unit and an analysis unit inside a case, System.
아울러, 본 발명의 목적은 폐수 내부의 다양한 금속 및 금속 화합물의 농도를 분석가능하되, 특히 구리 및 구리 화합물의 농도를 정량 분석가능한 수중 금속 및 금속 화합물 모니터링 시스템을 제공하는 것이다.
It is also an object of the present invention to provide a monitoring system for metals and metal compounds in water capable of analyzing the concentrations of various metals and metal compounds in wastewater, particularly quantitatively the concentrations of copper and copper compounds.
본 발명의 수중 금속 및 금속 화합물 모니터링 시스템(1000)는 액상 시료가 이동 또는 저장되는 공간과 연결되는 유입부(100)를 통해 시료가 유입되어 산화용액을 통해 전처리되고, 농도조절용액을 통해 시료의 농도를 조절하는 시료 준비부(200); 상기 시료 준비부(200)와 제1연결부(300)를 통해 연결되어 전처리 및 농도조절된 시료 내의 금속 및 금속 화합물의 농도를 정량 분석하는 분석부(400); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.The monitoring system (1000) for monitoring metal and metal compounds in water according to the present invention is characterized in that a sample is introduced through an inlet (100) connected to a space in which a liquid sample is moved or stored and is pre-treated through an oxidizing solution, A
또한, 상기 시료 준비부(200)는 상기 산화용액이 저장되는 제1저장부(210); 상기 농도조절용액이 저장되는 제2-1저장부(221); 상기 유입부(100)를 통해 공급되는 시료, 상기 산화용액, 및 농도조절용액이 유입되어 서로 혼합되는 제1혼합부(230); 및 상기 유입부(100), 제1저장부(210), 제2-1저장부(221), 제1혼합부(230)와 연결되되, 각각의 개폐를 조절하는 제1개폐부(240); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.The
아울러, 상기 시료 준비부(200)는 희석을 위한 표준용액이 저장되는 제2-2저장부(222)를 더 포함하며, 상기 제1개폐부(240)는 상기 제2-2저장부(222)의 개폐를 조절하는 것을 특징으로 한다.The
또한, 상기 시료 준비부(200)는 상기 제1개폐부(240)와 연결되어 상기 유입부(100)를 통해 공급되는 시료, 산화용액, 표준용액, 초순수용액, 전처리 및 농도조절된 시료의 이송을 조절하는 제1이송펌프(250)를 포함하는 것을 특징으로 한다.The
아울러, 상기 제1연결부(300)는 상기 시료 준비부(200)의 제1혼합부(230)와 연결되는 것을 특징으로 한다.The
또한, 상기 분석부(400)는 상기 유입부(100)를 통해 유입된 전처리 및 농도조절된 시료가 유입되어 분석용액을 혼합 및 반응시킨 분석시료를 배출하는 반응수단(400a)과, 제2연결부(500)를 통해 상기 반응수단(400a)으로부터 배출된 분석시료가 이송되어 금속 및 금속 화합물의 농도를 측정하는 검출수단(460)을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the
또, 상기 반응수단(400a)은 상기 분석용액이 저장되는 제3저장부(410); 상기 제1연결부(300)를 통해 유입된 전처리 및 농도조절된 시료와, 상기 분석용액이 유입되어 혼합 및 반응되는 제2혼합부(420); 상기 제1연결부(300), 제3저장부(410), 제2혼합부(420) 및 제2연결부(500)와 연결되되, 각각의 개폐를 조절하는 제2개폐부(430);를 포함하는 것을 특징으로 한다.The
아울러, 상기 반응수단(400a)은 상기 제2혼합부(420)의 온도를 조절하는 온도조절부(450)가 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, the
또한, 상기 분석용액은 발색제, 버퍼용액, 및 캐리어 중에서 선택되는 어느 한 가지 이상이며, 상기 제3저장부(410)는 상기 분석용액의 각 종류에 대응되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the analysis solution is at least one selected from a coloring agent, a buffer solution, and a carrier, and the
또, 상기 반응수단(400a)은 상기 제2개폐부(430)와 연결되어 상기 제1연결부(300)를 통해 공급되는 전처리 및 농도조절된 시료, 분석용액, 분석시료의 이송을 조절하는 제2이송펌프(440)를 포함하는 것을 특징으로 한다.The reaction means 400a is connected to the second opening and closing
아울러, 상기 검출수단(460)은 UV/Vis 분광법에 의하여 금속 및 금속 화합물의 농도를 측정하는 것을 특징으로 한다.In addition, the detection means 460 is characterized by measuring the concentration of metal and metal compounds by UV / Vis spectroscopy.
또한, 상기 수중 금속 및 금속 화합물 모니터링 시스템(1000)는 Cu 및 Cu 화합물의 농도를 정량 분석가능한 것을 특징으로 한다.In addition, the underwater metal and metal
또, 상기 수중 금속 및 금속 화합물 모니터링 시스템(1000)는 상기 시료 준비부(200) 및 분석부(400)가 케이스(600) 내부에 내장되는 것을 특징으로 한다.In the underwater metal and metal
아울러, 상기 케이스(600)는 내부 온도를 일정하게 유지하는 항온조절수단(700)이 구비되는 것을 특징으로 한다.
In addition, the
이에 따라, 본 발명의 수중 금속 및 금속 화합물 모니터링 시스템은 고형물질 등이 유입되지 않으며, 전처리 및 농도 조절하여 시료의 준비가 가능하며, 분석 신뢰도를 높일 수 있는 장점이 있다. Accordingly, the monitoring system of metal and metal compounds in water of the present invention does not introduce solid matter and the like, and the sample can be prepared by pretreatment and concentration control, and the reliability of analysis can be improved.
특히, 본 발명의 수중 금속 및 금속 화합물 모니터링 시스템은 간단한 구성에 의해 시료를 자동 준비할 수 있으며, 분석 과정에 소요되는 시간을 줄일 수 있어 전체 실험 과정에 걸리는 시간을 크게 줄일 수 있으며, 실시간으로 폐수 내부의 금속 및 금속 화합물을 모니터링할 수 있는 장점이 있다. Particularly, the monitoring system of metal and metal compounds in water of the present invention can automatically prepare samples by a simple configuration, and the time required for the analysis process can be shortened, It has the advantage of monitoring internal metal and metal compounds.
또한, 본 발명의 수중 금속 및 금속 화합물 모니터링 시스템은 산화용액에 의해 폐수 내부의 다양한 형태로 존재하는 금속 및 금속 화합물을 특정 이온 형태로 전처리(산화)하고, 농도조절용액을 이용하여 요구되는 희석 비율로 조절가능하며, 반응수단을 통해 전처리 및 농도조절된 시료와 분석용액을 혼합 및 반응시킨 분석시료를 분석하여 전체 분석 효율성 및 신뢰성을 향상할 수 있는 장점이 있다. In addition, the monitoring system of metal and metal compounds in water of the present invention is characterized in that a metal and metal compound existing in various forms in the wastewater is pretreated (oxidized) in a specific ion form by an oxidizing solution, And it is possible to improve the overall analysis efficiency and reliability by analyzing the analytical sample obtained by mixing and reacting the pretreated and concentration adjusted sample with the analytical solution through the reaction means.
아울러, 본 발명의 수중 금속 및 금속 화합물 모니터링 시스템은 시료 준비부에 제1혼합부가 형성되며, 제1이송펌프에 의해 시료, 산화용액, 표준용액, 및 초순수용액이 혼합되고, 반응수단에 제2혼합부가 형성되며, 제2이송펌프에 의해 전처리 및 농도조절된 시료, 분석용액, 분석시료가 혼합됨으로써, 자동으로 분석시료 준비가 가능한 장점이 있다. In addition, the monitoring system of metal and metal compounds in water of the present invention is characterized in that a first mixing section is formed in a sample preparation section, a sample, an oxidizing solution, a standard solution and an ultra pure water solution are mixed by a first feeding pump, Mixing part is formed, and sample, analysis solution, and analytical sample, which are pretreated and adjusted in concentration by the second transfer pump, are mixed, thereby making it possible to automatically prepare an analytical sample.
또한, 본 발명의 수중 금속 및 금속 화합물 모니터링 시스템은 시료 준비부 및 분석부가 케이스 내부에 내장되고, 케이스 내부의 온도를 일정하게 유지하는 항온조절수단이 구비됨으로써, 외부 환경에서도 안정적으로 폐수를 분석가능한 장점이 있다. In addition, the monitoring system for underwater metal and metal compounds of the present invention includes a sample preparation unit and an analysis unit case, and is equipped with a constant temperature control unit that keeps the temperature inside the case constant. Thus, There are advantages.
아울러, 본 발명의 수중 금속 및 금속 화합물 모니터링 시스템은 폐수 내부의 다양한 금속 및 금속 화합물의 농도를 분석가능하되, 특히 구리 및 구리 화합물의 농도를 정량 분석가능한 장점이 있다.
In addition, the monitoring system for metal and metal compounds in water of the present invention is capable of analyzing the concentrations of various metals and metal compounds in wastewater, and particularly, can quantitatively analyze concentrations of copper and copper compounds.
도 1은 본 발명에 따른 수중 금속 및 금속 화합물 모니터링 시스템을 나타낸 전체 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 수중 금속 및 금속 화합물 모니터링 시스템의 시료 준비부를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 수중 금속 및 금속 화합물 모니터링 시스템의 분석부를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 수중 금속 및 금속 화합물 모니터링 시스템을 나타낸 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a schematic diagram of a system for monitoring metal and metal compounds in water according to the present invention.
2 is a view illustrating a sample preparation unit of a monitoring system for metal and metal compounds in water according to the present invention.
3 shows an analysis unit of a monitoring system for metal and metal compounds in water according to the present invention;
4 shows a monitoring system of metal and metal compounds in water according to the invention;
이하, 상술한 바와 같은 특징을 가지는 본 발명의 수중 금속 및 금속 화합물 모니터링 시스템(1000)를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
Hereinafter, the
본 발명의 수중 금속 및 금속 화합물 모니터링 시스템(1000)는 시료 준비부(200)와 분석부(400)를 포함하여 형성된다. The underwater metal and metal
상기 시료 준비부(200)는 폐수가 이동 또는 저장되는 공간과 연결되는 유입부(100)를 통해 시료를 유입받아 전처리 및 농도 조절을 통해 시료를 준비하는 구성이다.The
상기 유입부(100)는 폐수가 이송되는 이송로, 저장 공간 등과 연결되어 폐수가 유입된다.The
도 1에서 상기 유입부(100)가 단일개로 형성된 예를 나타내었으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 상기 유입부(100)가 둘 이상으로 형성될 수 있다.Although FIG. 1 shows an example in which the
본 발명에서 "액상 시료"란, 상기 유입부(100)를 통해 시료 준비부(200)로 유입되어 분석부(400)를 통해 분석되는 그 대상을 의미하는 것으로, 액체 상태의 시료를 의미한다.In the present invention, the term "liquid sample" refers to a sample which flows into the
이 때, 액체 상태라는 것은 전체가 액체 물질인 경우를 포함하며, 고형물 및 또 다른 메트릭스가 혼합되어 있는 형태 전체를 의미한다.Herein, the liquid state refers to a whole form including a case where the liquid substance is entirely mixed with a solid matter and another matrix.
또한, 본 발명의 수중 금속 및 금속 화합물 모니터링 시스템(1000)는 상기 액상 시료의 대표적인 예로서 폐수를 들 수 있다. In addition, the water metal and metal
상기 시료 준비부(200)는 유입부(100)를 통해 수중 분석 대상 시료 일부가 유입되며, 산화용액을 통해 전처리되고, 농도조절용액을 통해 시료의 농도가 조절된다.Part of the sample to be analyzed in the water is introduced into the
더욱 상세하게, 상기 시료 준비부(200)는 상기 전처리를 위한 산화용액이 저장되는 제1저장부(210), 상기 농도조절용액이 저장되는 제2-1저장부(221), 상기 유입부(100)를 통해 공급되는 시료, 산화용액, 및 농도조절용액이 유입되어 서로 혼합되는 제1혼합부(230), 및 상기 유입부(100), 제1저장부(210), 제2-1저장부(221), 제1혼합부(230), 및 제1연결부(300)와 연결되되, 각각의 개폐를 조절하는 제1개폐부(240)를 포함하여 형성된다. More specifically, the
또한, 이 때, 본 발명의 수중 금속 및 금속 화합물 모니터링 시스템(1000)는 상기 시료 준비부(200)에 희석을 위한 표준용액이 저장되는 제2-2저장부(222)를 더 포함할 수 있다.In this case, the underwater metal and metal
상기 표준용액(standard solution)은 적정분석에 사용되는 용액으로, 이미 정확한 농도를 알고 있는 용액을 의미하는 것으로서, 본 발명에서, 특정한 농도를 갖는 최종 준비 시료를 제조하는데 이용된다.The standard solution is a solution used for titration analysis, which means a solution already known to have an accurate concentration. In the present invention, it is used to prepare a final preparation sample having a specific concentration.
즉, 본 발명의 수중 금속 및 금속 화합물 모니터링 시스템(1000)는 산화용액 및 농도조절용액을 통해 일정한 농도를 갖도록 처리한 후, 상기 표준용액과의 희석 비율을 조절함으로써 요구되는 특정한 농도를 갖는 시료를 준비할 수 있다.That is, the underwater metal and metal
상기 제1저장부(210) 및 제2-1저장부(221)는 이용되는 산화용액 및 농도조절용액의 개수 및 종류에 대응되도록 하나 또는 복수개 형성가능하다.The
도 1 및 도 2에서, 상기 농도조절용액이 초순수용액이며, 제2-1저장부(221)에 저장되는 예를 나타내었다.1 and 2, an example is shown in which the concentration-adjusting solution is an ultra-pure aqueous solution and is stored in the second-1
본 발명의 수중 금속 및 금속 화합물 모니터링 시스템(1000)는 이에 한정되지 않으며, 상기 농도조절용액이 금속오염물질이 포함되어 있지 않은 순수한 수용액일 수 있고, 또한, 상기 제1저장부(210) 및 제2-1저장부(221)는 상기 산화용액 및 농도조절용액의 개수 및 종류에 대응되는 개수로 다양하게 형성가능하다. The concentration control solution may be a pure aqueous solution containing no metal contaminants, and the
도 1 및 도 2에서, 상기 농도조절용액은 초순수용액을 지시하였으나, 실제 시료의 농도조절은 전처리를 위한 산화용액 및 초순수용액의 양을 고려하여 표준용액을 혼합함으로써 조절된다.In FIG. 1 and FIG. 2, the concentration adjusting solution indicates an ultrapure aqueous solution, but the concentration of the actual sample is adjusted by mixing the standard solution in consideration of the amount of oxidizing solution and ultrapure aqueous solution for pretreatment.
상기 제1개폐부(240)는 상기 유입부(100), 제1저장부(210), 제2-1저장부(221), 제1혼합부(230) 및 제1연결부(300)와 연결되되, 상기 유입부(100)를 통해 유입되는 시료(폐수)의 양, 상기 제1저장부(210)를 통해 유입되는 산화용액의 양, 상기 제2-1저장부(221)를 통해 공급되는 농도조절용액의 양, 상기 제1혼합부(230)로 공급되는 용액의 양을 조절가능한 수단으로서, 다중 포트 밸브가 이용될 수 있으며, 개별적인 밸브로 구비되어도 무방하다.The first opening and closing
또한, 상기 제1개폐부(240)는 상기 제2-2저장부(222)와 연결되어 상기 제1혼합부(230)로 공급되는 표준용액의 양을 조절가능하다. The first opening and closing
또, 상기 제1개폐부(240)는 제1이송펌프(250)와 연결되어 상기 시료, 산화용액, 표준용액, 초순수용액, 전처리 및 농도조절된 시료의 이송을 조절할 수 있다.The first opening and closing
본 발명에서, "전처리 및 농도조절된 시료"란 상기 유입부(100)를 통해 유입된 시료가 상기 시료 준비부(200)에서 산화용액을 통해 전처리되고, 농도조절용액을 통해 특정 농도를 갖도록 처리된 시료를 의미한다. In the present invention, the term "pretreatment and concentration-adjusted sample" means that a sample introduced through the
상기 제1이송펌프(250)는 실린지펌프가 이용될 수 있으며, 상기 시료, 산화용액, 표준용액, 초순수용액, 전처리 및 농도조절된 시료 등을 이송하며, 상기 제1혼합부(230)에서 용액들이 서로 혼합되도록 한다.The
상기 제1혼합부(230)는 용액의 혼합 및 저장되는 공간을 형성한다.The
또한, 상기 시료 준비부(200)와 분석부(400)를 연결하여 전처리 및 농도조절된 시료가 이송되는 제1연결부(300)는 상기 시료 준비부(200)의 제1혼합부(230)와 연결되어 상기 제1혼합부(230)를 통해 혼합된 전처리 및 농도조절된 시료가 먼저 준비되며, 분석이 필요할 때, 교차오염없이 바로 상기 분석부(400)로 공급되도록 하는 것이 바람직하다. The
또, 본 발명의 수중 금속 및 금속 화합물 모니터링 시스템(1000)는 상기 초순수용액이 상기 제1이송펌프(250)의 작동에 의해 상기 유입부(100)를 통해 시료 유입 반대 방향으로 배출되어 유입부(100)를 세척하여 유입부(100)의 막힘을 방지할 수 있다.Also, in the
또한, 상기 초순수용액은 산화용액, 및 농도조절용액 등이 잔류될 수 있으므로, 각 용액의 이송전에 세척 용도로 이용될 수 있다. In addition, the super-pure aqueous solution may be used for cleaning prior to the transfer of each solution since the oxidizing solution, the concentration adjusting solution and the like may remain.
상기 분석부(400)는 반응수단(400a) 및 검출수단(460)을 포함하여 형성된다. The
상기 반응수단(400a)은 분석시료를 검출수단(460)으로 공급하는 수단으로서, 상기 유입부(100)를 통해 유입된 전처리 및 농도 조절된 시료가 유입되어 분석용액이 혼합되고 반응됨으로써 검출수단(460)의 분석을 위한 분석시료를 생성한다.The reaction means 400a is means for supplying the analysis sample to the detection means 460. The pretreatment and the concentration-adjusted sample introduced through the
본 발명에서, 분석시료란, 전처리 및 농도조절된 시료가 반응수단(400a)을 통해 검출수단(460)의 분석이 가능하도록 반응된 물질을 의미한다. In the present invention, the analytical sample refers to a substance that has undergone pretreatment and concentration-controlled samples so as to be capable of analyzing the detection means 460 through the reaction means 400a.
또한, 분석용액이란, 분석시료를 생성하기 위한 물질로서, 검출수단(460)을 통해 분석시료 농도의 정량분석이 가능한 물질을 의미한다.The analytical solution means a substance capable of quantitatively analyzing the analytical sample concentration through the detection means 460 as a substance for producing an analytical sample.
더욱 상세하게, 상기 분석용액은 발색제, 버퍼용액, 및 캐리어 중에서 선택되는 어느 한 가지 이상일 수 있다. More specifically, the analysis solution may be at least one selected from a coloring agent, a buffer solution, and a carrier.
상기 발색제는 상기 검출수단(460)에 의한 금속 및 금속 화합물을 검출하기 위하여 특정한 색을 발하는 물질을 의미한다.The coloring agent means a substance which emits a specific color to detect metal and metal compounds by the detection means 460.
상기 버퍼용액은 pH 변화를 방지하기 위한 물질을 의미한다.The buffer solution means a substance for preventing the pH change.
상기 캐리어용액은 전처리 및 농도조절된 시료의 운반과 동시에 유동을 원활히 하는 물질을 의미한다.The carrier solution means a substance that smoothes the flow simultaneously with the pretreatment and the transfer of the concentration-controlled sample.
또한, 이 외에도 본 발명의 수중 금속 및 금속 화합물 모니터링 시스템(1000)는 상기 분석용액으로서, 발색이 잘 일어나도록 하기 위한 촉매물질, 발색 정도를 조절할 수 있는 중화제가 추가될 수 있다.In addition, the
상기 반응수단(400a)은 제3저장부(410), 제2혼합부(420), 제2개폐부(430), 및 제2이송펌프(440)를 포함하여 형성된다.The
상기 제3저장부(410)는 상기 분석용액이 저장되는 공간으로서, 상술한 바와 같이, 상기 분석용액이 하나 이상일 경우에, 상기 제3저장부(410) 역이 이에 각각 대응되는 개수를 갖도록 형성된다.The
상기 제2혼합부(420)는 상기 제1연결부(300)를 통해 유입된 전처리 및 농도조절된 시료와, 상기 분석용액이 유입되어 혼합 및 반응되는 부분으로서, 이 때, 제2이송펌프(440)는 제2혼합부(420) 내부로, 전처리 및 농도 조절된 시료, 분석용액이 유입됨을 조절하며, 상기 전처리 및 농도 조절된 시료와 분석용액을 혼합하고, 혼합 및 반응되어 생성된 분석시료의 이송을 조절한다.The
즉, 상기 제2이송펌프(440)는 상기 제1연결부(300)를 통해 공급되는 전처리 및 농도 조절된 시료의 이송을 조절하며, 상기 제3저장부(410)에 저장된 분석용액의 이송을 조절하며, 상기 제2혼합부(420) 내부 물질을 혼합하고, 상기 분석시료의 이송을 조절한다. That is, the
이 때, 상기 제2혼합부(420)는 전처리 및 농도조절된 시료와 분석용액의 혼합 및 반응도를 높이기 위하여 온도조절부(450)가 더 구비될 수 있다.At this time, the
상기 온도조절부(450)는 제2혼합부(420)의 온도를 30 ~ 40℃ 정도로 유지할 수 있으며, 대상 금속 및 금속 화합물의 종류, 분석용액의 특성에 따라 다양한 온도로 조절될 수도 있다. The
상기 제2개폐부(430)는 상기 제1연결부(300), 제3저장부(410), 제2혼합부(420) 및 제2연결부(500)와 연결되되, 각각의 개폐를 조절하는 수단으로서, 상기 제1개폐부(240)와 마찬가지로, 다중 포트 밸브 형태일 수 있고, 개별적인 밸브가 이용되는 형태일 수도 있다.The second opening and closing
상기 반응수단(400a)은 순차주입공정(sequential injection analysis, SIA)에 의해 전처리 및 농도조절된 시료와 함께 필요한 분석용액이 순차적으로 주입되어 측정에 필요한 다양한 분석용액의 사용량을 최소화하도록 하는 것이 바람직하다.It is preferable that the reaction means 400a inject sequential injection solutions (sequential injection analysis (SIA)) together with pretreated and concentration-adjusted samples to sequentially minimize the amount of various analysis solutions required for the measurement .
본 발명의 수중 금속 및 금속 화합물 모니터링 시스템(1000)는 외부 환경에 노출된 상황에서도 안전성 및 분석 신뢰도를 확보하기 위하여 케이스(600) 및 항온조절수단(700)이 더 구비될 수 있다. (도 4 참조)The underwater metal and metal
상기 케이스(600)는 상기 시료 준비부(200) 및 분석부(400)가 내장되어 이들을 보호하는 구성으로서, 상기 유입부(100)의 일정 영역 및 배출(Drain)을 위한 구성을 제외한 상기 시료 준비부(200) 및 분석부(400)가 내장된다.The
상기 항온조절수단(700)은 상기 케이스(600) 내부에 구비되어 내부 온도를 일정하게 유지하는 수단으로서, 도 4는 외부 공기를 흡입하여 온도 조절한 후, 케이스(600) 내부로 공급하는 공기 순환 방식의 항온조절수단(700)을 나타내었다.4 is a perspective view of the air circulation system for supplying air into the
본 발명의 수중 금속 및 금속 화합물 모니터링 시스템(1000)는 상기 항온조절수단(700)이 이 외에도 더욱 다양하게 이용될 수 있다. The underwater metal and metal
이를 통해, 본 발명의 수중 금속 및 금속 화합물 모니터링 시스템(1000)는 시료 준비부(200) 및 분석부(400)가 케이스(600) 내부에 내장되고, 케이스(600) 내부의 온도를 일정하게 유지하는 항온조절수단(700)이 구비됨으로써, 외부 환경에서도 안정적으로 폐수를 분석가능한 장점이 있다. The
상기 검출수단(460)은 상기 제2연결부(500)를 통해 분석시료를 공급받아 분석하는 수단으로서, UV/Vis 분광법, 적외선 분광법, 형광측정법, ICP-AES, ICP-OES, ICP-MS, IC, IC-MS, AAS, AVS(Anodic Stripping Voltametry), ISE 중 선택되는 어느 한 가지 방법일 수 있다.The
도 1 및 도 3에서, 상기 검출수단(460)은 광원(461)과 검출기(462)를 포함하는 수단을 나타내었으며, 광원(461)을 분석시료에 조사하였을 때, 상기 검출기(462)를 통해 특정 파장의 빛을 검출하는 검출기(462)를 이용하여 분석시료의 농도를 정량분석한다.
1 and 3, the detection means 460 represents a means including a
본 발명의 수중 금속 및 금속 화합물 모니터링 시스템(1000)는 Fe, Mn, Cu, Ni, Al, Cr, Co, Zn Cd, As, Cr, Tl, Sn, V, Pb, Ca, Mg, K, Na, 또는 이들이 포함된 화합물 중에서 선택되는 어느 한 가지 이상의 농도를 정량 분석 가능하며, 특히, Cu 및 Cu 화합물의 정량 분석이 가능하다.The underwater metal and metal
분석 대상이 Cu 및 Cu 화합물일 경우에, 상기 산화용액은 과산화수소(H2O2) 수용액 또는 질산 용액(HNO3)일 수 있으며, 산화용액에 의해 다양한 형태의 구리 및 구리 화합물은 Cu2+로 전환된다.When the object to be analyzed is a Cu and Cu compound, the oxidizing solution may be an aqueous solution of hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) or a solution of nitric acid (HNO 3 ), and various types of copper and copper compounds are oxidized by Cu 2+ .
또한, 상기 발색제는 N, N-dimethyl-p-phenylenediamine(DPD), 1,3-phenylenediamine(mPD)가 이용될 수 있고, 이 때, 상기 검출수단(460)은 UV/Vis 분광법에 의하여 금속 및 금속 화합물의 농도를 측정하는 수단일 수 있으며, 흡수 파장은 652 nm 일 수 있다.Also, the coloring agent may be N, N-dimethyl-p-phenylenediamine (DPD) or 1,3-phenylenediamine (mPD) May be a means for measuring the concentration of the metal compound, and the absorption wavelength may be 652 nm.
구리의 발색 반응 일 예를 설명하면, 산화용액에 의해 전환된 Cu2+ 는 발색제 A와 반응하여 발색제 A+ 반응시키고 자신은 Cu+ 로 환원된다. 상기 발색제 A+ 는 발색제 B와 만나 푸른색 화합물을 형성하며, 이 푸른색 화합물의 발색 반응을 감지하여 농도를 검출할 수 있다.
To illustrate one example of the color reaction of copper, Cu 2+ converted by the oxidizing solution reacts with the color former A to react with the color developer A +, and itself is reduced to Cu + . The coloring agent A + meets with the coloring agent B to form a blue compound, and the concentration can be detected by detecting the coloring reaction of the blue compound.
물론, 본 발명의 수중 금속 및 금속 화합물 모니터링 시스템(1000)는 분석 조건 등을 입력가능한 입력부, 상기 입력부의 입력 상태, 분석 진행 상태 및 결과 등을 출력하는 출력부(810), 다양한 데이터를 저장하는 저장부를 포함할 수 있다. (도 4 참조)
Of course, the underwater metal and metal
이에 따라, 본 발명의 수중 금속 및 금속 화합물 모니터링 시스템(1000)는 고형물질 등이 유입되지 않으며, 전처리 및 농도 조절하여 시료의 준비가 가능하며, 분석 신뢰도를 높일 수 있는 장점이 있다. Accordingly, the system for monitoring metal and metal compounds in water (1000) of the present invention does not introduce solid substances and the like, and is capable of preparation of samples by pre-treatment and concentration control and has an advantage of improving analytical reliability.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It goes without saying that various modifications can be made.
1000 : 수중 금속 및 금속 화합물 모니터링 시스템
100 : 유입부 D100 : 직경
200 : 시료 준비부
210 : 제1저장부
221 : 제2-1저장부 222 : 제2-2저장부
230 : 제1혼합부
240 : 제1개폐부
250 : 제1이송펌프
300 : 제1연결부
400 : 분석부
400a : 반응수단
410 : 제3저장부(411~413)
420 : 제2혼합부
430 : 제2개폐부
440 : 제2이송펌프
450 : 온도조절부
460 : 검출수단 461 : 광원
462 : 검출기
500 : 제2연결부
600 : 케이스
700 : 항온조절수단1000: Underwater metal and metal compound monitoring system
100: inlet D100: diameter
200: sample preparation unit
210: first storage unit
221: 2-1 storing unit 222: 2-2 storing unit
230: first mixing section
240: First opening / closing part
250: First transfer pump
300: first connection part
400: Analytical Department
400a: reaction means
410:
420: second mixing section
430: second opening / closing part
440: Second transfer pump
450: Temperature control unit
460: detecting means 461: light source
462: Detector
500: second connection portion
600: Case
700: Constant temperature control means
Claims (11)
폐수로 이루어진 액상 시료가 이동 또는 저장되는 공간과 연결되는 유입부(100)를 통해 액상 시료가 유입되되, 제1개폐부(240)에 의해 개폐가 조절되며, 폐수 내부의 금속 및 금속 화합물이 산화용액을 통해 산화되는 전처리 과정이 수행되며, 농도조절용액을 통해 시료의 농도를 조절되어 희석되는 시료 준비부(200);
상기 시료 준비부(200)와 제1연결부(300)를 통해 연결되어 전처리 및 농도조절된 액상 시료 내의 금속 및 금속 화합물의 농도를 정량 분석하는 분석부(400); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 금속 및 금속 화합물 모니터링 시스템.
1. A monitoring system for metals and metal compounds in a wastewater that monitors metals and metal compounds in the wastewater,
Doedoe liquid sample is introduced through the liquid sample to inlet 100 to be connected to the mobile or to be storage space consisting of waste water, first is opened and closed is controlled by the opening and closing parts 240, the oxidizing solution of metals and metal compounds within the wastewater the pre-processing is performed and the sample preparation unit 200 is controlled via the concentration of the solution is diluted to adjust the concentration of the sample is oxidized by;
An analyzer 400 connected through the sample preparation unit 200 and the first connection unit 300 for quantitatively analyzing concentrations of metals and metal compounds in the pretreated and concentration-controlled liquid sample; ≪ / RTI > wherein the monitoring system comprises a monitoring system.
상기 시료 준비부(200)는
상기 산화용액이 저장되는 제1저장부(210);
상기 농도조절용액이 저장되는 제2-1저장부(221);
상기 유입부(100)를 통해 공급되는 시료, 상기 산화용액, 및 농도조절용액이 유입되어 서로 혼합되는 제1혼합부(230);을 포함하여 형성되며.
상기 제1개폐부(240)가 상기 유입부(100), 제1저장부(210), 제2-1저장부(221), 제1혼합부(230)와 연결되어, 각각의 개폐를 조절하는 것을 특징으로 하는 수중 금속 및 금속 화합물 모니터링 시스템.
The method according to claim 1,
The sample preparation unit 200
A first storage unit 210 storing the oxidation solution;
A 2-1 storing unit 221 storing the concentration adjusting solution;
And a first mixing part 230 through which the sample supplied through the inlet part 100, the oxidizing solution, and the concentration adjusting solution are introduced and mixed with each other .
The first opening and closing part 240 is connected to the inlet part 100, the first storing part 210, the second storing part 221 and the first mixing part 230 to control the opening and closing ≪ / RTI >
상기 시료 준비부(200)는 희석을 위한 표준용액이 저장되는 제2-2저장부(222)를 더 포함하며,
상기 제1개폐부(240)는 상기 제2-2저장부(222)의 개폐를 조절하는 것을 특징으로 하는 수중 금속 및 금속 화합물 모니터링 시스템.
3. The method of claim 2,
The sample preparation unit 200 further includes a second-second storage unit 222 for storing a standard solution for dilution,
Wherein the first opening and closing part (240) controls the opening and closing of the second storage part (222).
상기 시료 준비부(200)는
상기 제1개폐부(240)와 연결되어 상기 유입부(100)를 통해 공급되는 시료, 산화용액, 표준용액, 농도조절용액, 전처리 및 농도조절된 시료의 이송을 조절하는 제1이송펌프(250)를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 금속 및 금속 화합물 모니터링 시스템.
The method of claim 3,
The sample preparation unit 200
A first transfer pump 250 connected to the first opening and closing part 240 for controlling the transfer of the sample, the oxidizing solution, the standard solution, the concentration adjusting solution, the pretreatment and the concentration-controlled sample supplied through the inlet 100, ≪ / RTI > wherein the monitoring system comprises a monitoring system.
상기 제1연결부(300)는 상기 시료 준비부(200)의 제1혼합부(230)와 연결되는 것을 특징으로 하는 수중 금속 및 금속 화합물 모니터링 시스템.
5. The method of claim 4,
Wherein the first connection part (300) is connected to the first mixing part (230) of the sample preparation part (200).
상기 분석부(400)는
상기 유입부(100)를 통해 유입된 전처리 및 농도조절된 시료가 유입되어 분석용액을 혼합 및 반응시킨 분석시료를 배출하는 반응수단(400a)과,
제2연결부(500)를 통해 상기 반응수단(400a)으로부터 배출된 분석시료가 이송되어 금속 및 금속 화합물의 농도를 측정하는 검출수단(460)을 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 금속 및 금속 화합물 모니터링 시스템.
The method according to claim 1,
The analysis unit 400
A reaction means 400a for introducing the pretreatment and the concentration-adjusted sample introduced through the inlet portion 100 and discharging the analytical sample mixed and reacted with the analysis solution,
And a detection means (460) for transferring the analytical sample discharged from the reaction means (400a) through the second connection portion (500) and measuring the concentration of the metal and the metal compound. .
상기 반응수단(400a)은
상기 분석용액이 저장되는 제3저장부(410);
상기 제1연결부(300)를 통해 유입된 전처리 및 농도조절된 시료와, 상기 분석용액이 유입되어 혼합 및 반응되는 제2혼합부(420);
상기 제1연결부(300), 제3저장부(410), 제2혼합부(420) 및 제2연결부(500)와 연결되되, 각각의 개폐를 조절하는 제2개폐부(430);를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 금속 및 금속 화합물 모니터링 시스템.
The method according to claim 6,
The reaction means (400a)
A third storage unit 410 storing the analysis solution;
A pretreatment and a concentration-controlled sample introduced through the first connection part 300, and a second mixing part 420 in which the analysis solution is introduced and mixed and reacted;
And a second opening and closing part 430 connected to the first connection part 300, the third storage part 410, the second mixing part 420 and the second connection part 500 for controlling the opening and closing of the first connection part 300, ≪ / RTI >
상기 반응수단(400a)은 상기 제2혼합부(420)의 온도를 조절하는 온도조절부(450)가 구비되는 것을 특징으로 하는 수중 금속 및 금속 화합물 모니터링 시스템.
8. The method of claim 7,
Wherein the reaction unit (400a) comprises a temperature controller (450) for controlling the temperature of the second mixing unit (420).
상기 반응수단(400a)은
상기 제2개폐부(430)와 연결되어 상기 제1연결부(300)를 통해 공급되는 전처리 및 농도조절된 시료, 분석용액, 분석시료의 이송을 조절하는 제2이송펌프(440)를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 금속 및 금속 화합물 모니터링 시스템.
8. The method of claim 7,
The reaction means (400a)
And a second transfer pump 440 connected to the second opening and closing part 430 to control the transfer of the pretreatment and the concentration-controlled sample, analysis solution, and analytical sample supplied through the first connection part 300 Underwater metal and metal compound monitoring system.
상기 검출수단(460)은 UV/Vis 분광법에 의하여 금속 및 금속 화합물의 농도를 측정하는 것을 특징으로 하는 수중 금속 및 금속 화합물 모니터링 시스템.
8. The method of claim 7,
Wherein the detection means (460) measures the concentration of metal and metal compounds by UV / Vis spectroscopy.
상기 수중 금속 및 금속 화합물 모니터링 시스템(1000)는
상기 시료 준비부(200) 및 분석부(400)가 케이스(600) 내부에 내장되며,
상기 케이스(600) 내부 온도를 일정하게 유지하는 항온조절수단(700)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 수중 금속 및 금속 화합물 모니터링 시스템. 11. The method according to any one of claims 1 to 10,
The underwater metal and metal compound monitoring system (1000)
The sample preparation unit 200 and the analysis unit 400 are embedded in the case 600,
Further comprising a constant temperature regulating means (700) for maintaining a constant internal temperature of the case (600).
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