KR101432473B1 - 화학적 산소 요구량 자동 계측 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 화학적 산소 요구량 자동 계측 장치는 세정수를 저장하는 세정수 탱크; 시료를 저장하는 시료 탱크; 제1 내지 제4 시약을 저장하는 제1 내지 제4 시약통; 상기 세정수 탱크, 시료 탱크, 제2 및 제3 시약통과 연결되어 있는 계량관; 상기 계량관과 연결되는 실린더 펌프; 및 상기 제1 시약통, 실린더 펌프 및 제4 시약통과 연결되는 관형 반응조를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 화학적 산소 요구량을 자동으로 계측하는 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 보다 적은 시료량을 가지고도 화학적 산소 요구량을 정밀하게 측정할 수 있는 화학적 산소 요구량 자동 계측 장치에 관한 것이다.
일반적으로 화학적 산소 요구량(Chemical Oxygen Demand: COD)은 가정에서 발생하는 하수나 산업적으로 방출되는 폐수의 오염도를 측정하는데 사용된다. 이러한 화학적 산소 요구량은 반응기 내에 산화제를 투입하여 폐수 속에 존재하는 물질을 산화시킬 때 산소가 소모되는 양을 측정함으로써 평가한다. 산화제로는 과망간산칼륨이나 중크롬산칼륨을 주로 사용한다.
이와 같은 화학적 산소 요구량을 측정하는 종래기술로 대한민국 특허 제10-0553531호를 들 수 있다. 이 종래기술에서는 계측 장치를 보다 간소화하기 위하여 셀렉트 밸브(또는 같은 의미로 "전환 밸브"라고도 한다)를 사용하여 밸브 수를 줄이고 있다. 그런데 이와 같이 전환 밸브를 사용하는 경우 여러 밸브가 하나의 유닛(unit)을 이루는데, 하나의 유닛이 시료, 시약 및 세정수 관으로 연결이 되어야 하기 때문에 전체적인 구조는 간소화될 수 있으나 밸브 내에 체류하는 시료나 시약 때문에 정밀한 측정시 오차가 발생할 수 있으며, 나아가 하나의 밸브 부분이 파손된 경우 전체 유닛의 작동을 멈추고 수리를 하거나 하나의 밸브 때문에 전체 유닛을 교체하여야 하는 문제점이 있다.
이에 본 발명자는 상술한 문제점을 해결하기 위하여 소량의 시료를 가지고도 화학적 산소 요구량을 정밀하게 측정을 하고 전환 밸브를 사용하지 않는 구조를 가진 측정 장치를 제안하고자 한다.
본 발명의 목적은 소량의 시료를 가지고도 화학적 산소 요구량을 정밀하게 측정할 수 있는 화학적 산소 요구량 자동 계측 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 안정적인 작동이 가능한 화학적 산소 요구량 자동 계측 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 목적 및 기타 내재되어 있는 목적은 아래 설명하는 본 발명에 의하여 모두 용이하게 달성될 수 있다.
본 발명에 따른 화학적 산소 요구량 자동 계측 장치는
세정수를 저장하는 세정수 탱크;
시료를 저장하는 시료 탱크;
제1 내지 제4 시약을 저장하는 제1 내지 제4 시약통;
상기 세정수 탱크, 시료 탱크, 제2 및 제3 시약통과 연결되어 있는 계량관;
상기 계량관과 연결되는 실린더 펌프; 및
상기 제1 시약통, 실린더 펌프 및 제4 시약통과 연결되는 관형 반응조;
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 제2 시약통은 상기 계량관과 연결되는 동시에 상기 관형 반응조로 직접 연결되어도 좋다.
본 발명에서, 상기 관형 반응조의 내부에 상기 관형 반응조를 가로지르도록 설치되는 회전 분사 노즐을 더 포함하여도 좋다.
본 발명에서, 상기 회전 분사 노즐을 덮도록 설치되는 노즐 커버를 더 포함하여도 좋다.
본 발명에서, 상기 실린더 펌프와 상기 관형 반응조 사이에 설치되는 삼방 밸브를 더 포함하고, 상기 삼방 밸브의 나머지 한 유로는 공기 펌프와 연결되어도 좋다.
본 발명은 소량의 시료를 가지고도 화학적 산소 요구량을 정밀하게 측정할 수 있고, 안정적인 작동이 가능한 화학적 산소 요구량 자동 계측 장치를 제공하는 발명의 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 화학적 산소 요구량 자동 계측 장치를 나타낸 유로도이다.
도 2는 본 발명에 따른 화학적 산소 요구량 자동 계측 장치에 사용되는 회전 분사 노즐을 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명에 따른 화학적 산소 요구량 자동 계측 장치에 사용되는 분사 방지 커버를 나타낸 개념도이다.
도 4는 본 발명에 따른 화학적 산소 요구량 자동 계측 장치의 측정 과정을 나타낸 흐름도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 화학적 산소 요구량 자동 계측 장치에 사용되는 회전 분사 노즐을 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명에 따른 화학적 산소 요구량 자동 계측 장치에 사용되는 분사 방지 커버를 나타낸 개념도이다.
도 4는 본 발명에 따른 화학적 산소 요구량 자동 계측 장치의 측정 과정을 나타낸 흐름도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 화학적 산소 요구량 자동 계측 장치를 나타낸 유로도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 화학적 산소 요구량 자동 계측 장치는 세정수 탱크(10), 시료 탱크(20), 제1 내지 제4 시약통(31, 32, 33, 34), 제1 내지 제4 계량 펌프(41, 42, 43, 44), 반응기 하우징(50), 계량관(60) 및 실린더 펌프(70)로 이루어진다.
세정수 탱크(10)는 외부에서 공급되는 세정수 유로와 연결되어 있으며, 세정수를 일정량으로 보관하고 있다. 세정수 탱크(10)에서 사용되지 않는 세정수를 외부로 배수할 수 있도록 하고 있다. 또한, 밸브의 개폐에 의하여 세정수는 계량관(60)으로 반응에 필요한 일정량이 공급되도록 한다.
시료 탱크(20)는 화학적 산소 요구량을 측정하고자 하는 폐수와 같은 시료가 일정량 이상 보관되는 탱크이다. 시료 탱크(20)에서 사용되지 않고 남은 시료는 외부로 배수할 수 있도록 하고 있다. 시료 탱크(20)에 저장된 시료는 밸브에 작동에 의하여 일정량이 계량관(60)으로 공급되도록 한다.
제1 시약통(31)에는 제1 시약인 1/40 N 과망간산칼륨 용액이 보관되어 있다. 제2 시약통(32)에는 제2 시약인 1/40 N 수산화나트륨 용액이 보관되어 있다. 제3 시약통(33)에는 제3 시약인 1/40 N 황산 (1+2) 용액이 담겨 있다. 제4 시약통(34)에는 제4 시약인 10 % 질산은 용액이 담겨져 있다. 이들 제1 내지 제4 시약통(31, 32, 33, 34)에 담겨져 있는 용액의 종류나 농도는 측정 방식이나 시료의 조건에 따라 변화될 수 있다. 여기서 설명하는 시약의 종류와 농도는 하나의 예를 들어 설명하는 것에 불과하고 본 발명은 여기에 한정되지 않는다.
제1 내지 제4 계량 펌프(41, 42, 43, 44)는 상기 제1 내지 제4 시약이 정밀하게 공급될 수 있도록 작동하기 위하여 제1 내지 제4 시약통(31, 32, 33, 34)에 각각 연결되어 있다. 제1 시약통(31)과 제4 시약통(34)은 직접 관형 반응조(80)에 정밀한 양으로 투입되며, 세정수와 제1 및 제3 시약은 제1 시약통(31)과 제3 시약통(33)으로부터 계량관(60)에서 계량되고 실린더 펌프(70)로 공급된다. 제2 시약의 경우 제2 시약통(32)에서 계량관(60)으로 공급할 수도 있고, 아니면 직접 관형 반응조(80)로 공급될 수도 있다. 실린더 펌프(70)에서는 제2, 제3 시약 및 세정수를 보다 정밀하게 2차적으로 계량한다. 본 발명에서, 제2 시약 및 제3 시약의 경우 제2 및 제3 시약통(32, 33)으로부터 공급될 때 제2 및 제3 계량 펌프(42, 43)에 의해 1 차로 계량되고, 계량관(60)에서 2 차로 계량되며, 실린더 펌프(70)에서 3 차로 계량되기 때문에 정밀한 측정에 유리하도록 설계되어 있다. 또한, 각각의 시약을 개별 밸브를 통해 공급하게 되므로 전환 밸브를 사용하지 않는 이점이 있다.
계량관(60)은 시료, 세정액, 제2 시약 및 제3 시약을 정밀하게 계량하여 실린더 펌프(70)로 보내기 전의 전처리 성격의 계량을 수행하며, 본 발명은 종래기술에 따른 계량관 보다 소량의 시료, 세정액 및 시료를 사용하기 때문에 계량관을 보다 소형화할 수 있는 장점이 있다. 또한, 계량관(60)은 공기 펌프와 연결되어 있어 소량의 시료를 정확하게 계측하고 유동이 용이하도록 계량관(60) 내부의 압력을 가하거나 제거하여 조절할 수 있다.
실린더 펌프(70)는 계량관(60)에서 혼합된 시료와 시약을 정밀하게 계량하는 장치로, 유입 밸브(71)와 유출 밸브(72)를 가지고 있다. 유입 밸브(71)는 계량관(60)에서 계량되어 계량 밸브(61)를 지나는 혼합 용액을 실린더 펌프(70) 내로 안내하며, 유출 밸브(72)는 실린더 펌프(70)에서 정밀한 양으로 공급되는 혼합 용액을 반응기 하우징(50) 내로 안내하는 역할을 한다. 반응기 하우징(50)으로 공급되는 혼합 용액은 삼방 밸브(75)로 연결되는데, 삼방 밸브(75)의 나머지 하나의 유로는 공기 펌프에 연결되어 혼합 용액이 정밀한 양으로 반응기 하우징(50) 내의 관형 반응조(80)에 투입되도록 하고 있다.
반응기 하우징(50)은 관형 반응조(80)을 포함하고 있다. 관형 반응조(80)는 관형 반응기로 내부에 용액이 공급되면 관형 반응기(80)) 내부에서 반응이 일어나고, 반응 후 폐액을 배수할 수 있도록 구성된다. 관형 반응기(80)는 정밀한 양의 시료를 포함한 시료 용액이 보자 잘 반응할 수 있도록 전열면적을 이루기가 보다 용이하여 정밀한 양의 혼합 용액으로도 반응한 시료의 양을 측정하는 데 유리하다. 반응기 하우증(50)에는 관형 반응조(80)가 포함되는데, 관형 반응조(80) 내부의 반응 온도를 일정하게 조절하고 유지하기 위한 히터(도시되지 않음)와 단열 수단(도시되지 않음) 등을 포함하고 있다.
관형 반응조(80)에는 실린더 펌프(70)로부터 공급되는 세정수와 제2 및 제3 시약의 혼합 시료가 삼방 밸브(75)를 통과하여 공급된다. 또한, 제1 시약과 제2 시약은 각각 제1 및 제2 시약통(31, 32)으로부터 관형 반응조로 직접 공급되도록 하되, 제1 및 제2 계량 펌프(41, 42)의 작동에 의하여 정밀한 양으로 공급될 수 있다. 제4 시약통(34)에 저장된 제4 시약은 관형 반응조(80)로 제4 계량 펌프(44)의 작동에 의하여 정밀한 양으로 공급되도록 한다. 한편, 반응이 없을 때에 관형 반응조(80) 내부를 세척하기 위하여 외부로부터 세정수를 공급하여 분사하기 위한 회전 분사 노즐(90)을 관형 반응조(80)의 길이 방향으로 설치하여도 좋다. 이 회전 분사 노즐(90)의 자세한 사항은 다시 설명하기로 한다.
관형 반응조(80) 내로 유입된 시료, 제1 내지 제4 시약과 세정수의 혼합 시료는 일정 온도로 일정 시간동안 관형 반응조(80) 내에서 반응을 위하여 계류하게 된다. 관형 반응조(80) 내의 산화환원 전위를 측정하기 위하여 제1 전극(51)과 제2 전극(52)이 반응조 내에 설치되어 있다. 이들 제1 및 제2 전극(51, 52)은 백금 전극을 사용하는 것이 바람직하며, 하나의 쌍백금 전극을 사용하여도 좋다.
도 2는 본 발명에 따른 화학적 산소 요구량 자동 계측 장치에 사용되는 회전 분사 노즐(90)을 나타낸 개념도이고, 도 3은 본 발명에 따른 화학적 산소 요구량 자동 계측 장치에 사용되는 분사 방지 커버(93)를 나타낸 개념도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 회전 분사 노즐(90)은 관형 반응조(80) 내부를 자동으로 세척하기 위하여 사용된다. 회전 분사 노즐(90)은 관형 반응조(80) 내부를 길이 방향으로 가로지르도록 설치된다. 회전 분사 노즐(90)은 표면에 다수 개의 홀이 형성된 파이프 형상을 사용하는 것이 바람직하나 반드시 이러한 형상에 한정되지는 않으며 다수의 개별 노즐을 파이프 표면에 부착한 형상도 사용할 수 있다. 회전 분사 노즐(90)은 모터나 실린더 등과 같은 제1 회전 구동 수단(91)에 의하여 회전 작동을 하게 된다.
회전 분사 노즐(90)은 관형 반응조(80)가 반응하지 않을 때에 세척 모드로 사용하기 위한 것으로, 관형 반응조(80)가 반응을 위해 작동할 때에는 회전 분사 노즐(90)이 작동되지 않는다. 이 때, 사용되지 않는 회전 분사 노즐(90)을 덮기 위하여 노즐 커버(93)를 사용한다. 노즐 커버(93)는 회전 분사 노즐(90)을 가리기 위하여 길이 방향으로 작동한다. 이러한 노즐 커버(93)의 작동을 위해 모터 등과 같은 제2 회전 구동 수단(92)의 회전축에 피니언(92a)을 설치하고, 노즐 커버(93)의 표면에 수평 방향의 래크(93a)를 형성하여 피니언(92a)의 회전에 의해 피니언(92a)에 맞물려 있는 래크(93a)가 수평 방향의 이동을 하도록 하여 회전 분사 노즐(90)을 가리도록 구성한다. 이를 통해 관형 반응조(80) 내부를 자동으로 세척할 수 있으며, 반응 시에 회전 분사 노즐(90)을 가리어 의도하지 않은 세정수가 반응조로 투입되는 것을 방지한다. 노즐 커버(93) 내부로 회전 분사 노즐(90)이 삽입되도록 노즐 커버(93)의 내부에는 노즐 삽입 공간(93b)이 형성된다.
도 4는 본 발명에 따른 화학적 산소 요구량 자동 계측 장치의 측정 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 4를 참조하여 시료 내의 화학적 산소 요구량을 측정하는 과정을 하나의 예를 들어 설명한다. 먼저, 세정수 탱크(10)에 저장된 세정수 6 ml와 시료 탱크에 저장된 시료 6 ml를 계량관(60)에서 계량한 다음, 실린더 펌프(70)를 통과시켜 관형 반응조(80)로 투입한다. 그리고나서, 제4 시약으로서 10 % 질산은 용약 0.75 ml을 제4 계량 펌프(44)의 작동에 의해 계량하여 관형 반응조(80)에 투입한다.
다음, 황산 (1+2) 용액 0.75 ml를 제3 시약으로서 계량관(60)에서 계량하고 실린더 펌프(70)를 통해 재계량하여 관형 반응조(80)로 공급한다. 이후 제1 시약인 1/40 N 과망간산칼륨 0.75 ml를 제1 계량 펌프(41)에 의해 정밀한 양을 관형 반응조(80)에 투입한다.
다음으로, 시료 또는 세정수를 추가로 1.5 ml 계량하여 관형 반응조(80)에 투입한다. 이 때, 투입되는 시료 또는 세정수는 계량관(60)을 지나 실린더 펌프(70)에서 정밀하게 재계량되어 관형 반응조(80)로 투입된다.
시료, 시약 및 세정수의 투입이 완료되면 관형 반응조(80)를 작동시켜 반응시키는데, 약 100 ℃에서 30 분 이상 가열하여 반응시킴으로써 시료에 함유되어 있는 유기물을 분해시키도록 한다.
분해가 완료되면 1/40 수산화나트륨 0.75 ml을 제2 시약통(32)으로부터 직접 또는 계량관(60) 및 실린더 펌프(70)를 통해 관형 반응조(80)로 공급하여 반응을 종료하게 된다. 이후 1/40 과망간산칼륨 용액을 다시 관형 반응조(80) 내로 첨가하여 쌍백금 전극으로서의 제1 및 제2 전극(51, 52)을 이용하여 정전류 분극 전위차를 측정함으로써 화학적 산소 요구량을 검출한다.
이후, 측정이 완료되었으므로 관형 반응조(80) 내부를 세척하기 위하여 회전 분사 노즐(90)을 작동시킴으로써 세정수를 관형 반응조(80) 내부에 골고루 분사하여 배수시킨다.
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명은 본 발명의 이해를 위하여 예를 들어 설명한 것에 불과할 뿐, 본 발명의 범위를 정하고자 하는 것이 아님을 이해하여야 한다. 본 발명의 범위는 아래 첨부된 특허청구범위에 의하여 정하여지며, 이 범위 내에서의 단순한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.
10: 세정수 탱크 20: 시료 탱크
31: 제1 시약통 32: 제2 시약통
33: 제3 시약통 34: 제4 시약통
41: 제1 계량 펌프 42: 제2 계량 펌프
43: 제3 계량 펌프 44: 제4 계량 펌프
50: 반응기 하우징 51: 제1 전극
52: 제2 전극 60: 계량관
61: 계량관 밸브 70: 실린더 펌프
71: 유입관 72: 유출관
75: 삼방 밸브 80: 관형 반응조
90: 회전 분사 노즐 91: 제1 회전 구동 수단
92: 제2 회전 구동 수단 93: 노즐 커버
31: 제1 시약통 32: 제2 시약통
33: 제3 시약통 34: 제4 시약통
41: 제1 계량 펌프 42: 제2 계량 펌프
43: 제3 계량 펌프 44: 제4 계량 펌프
50: 반응기 하우징 51: 제1 전극
52: 제2 전극 60: 계량관
61: 계량관 밸브 70: 실린더 펌프
71: 유입관 72: 유출관
75: 삼방 밸브 80: 관형 반응조
90: 회전 분사 노즐 91: 제1 회전 구동 수단
92: 제2 회전 구동 수단 93: 노즐 커버
Claims (5)
- 세정수를 저장하는 세정수 탱크;
시료를 저장하는 시료 탱크;
제1 내지 제4 시약을 저장하는 제1 내지 제4 시약통;
상기 세정수 탱크, 상기 시료 탱크, 상기 제2 및 제3 시약통과 연결되어 있는 계량관;
상기 계량관과 연결되는 유입 밸브와 유출 밸브를 갖는 실린더 펌프; 및
상기 제1 시약통, 상기 실린더 펌프의 유출 밸브 및 상기 제4 시약통과 연결되는 관형 반응조;
를 포함하여 이루어지고, 상기 제2 시약통은 상기 계량관과 연결되는 동시에 상기 관형 반응조로 직접 연결되며,
상기 실린더 펌프의 유출 밸브와 상기 관형 반응조 사이에 설치되는 삼방 밸브를 더 포함하고,
상기 삼방 밸브에는 공기 펌프가 연결되는 것을 특징으로 하는 화학적 산소 요구량 자동 계측 장치.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 관형 반응조의 내부에 상기 관형 반응조를 가로지르도록 설치되는 회전 분사 노즐을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학적 산소 요구량 자동 계측 장치.
- 제3항에 있어서, 상기 회전 분사 노즐을 덮도록 설치되는 노즐 커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학적 산소 요구량 자동 계측 장치.
- 삭제
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140060110A KR101432473B1 (ko) | 2014-05-20 | 2014-05-20 | 화학적 산소 요구량 자동 계측 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140060110A KR101432473B1 (ko) | 2014-05-20 | 2014-05-20 | 화학적 산소 요구량 자동 계측 장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101432473B1 true KR101432473B1 (ko) | 2014-08-22 |
Family
ID=51750953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020140060110A KR101432473B1 (ko) | 2014-05-20 | 2014-05-20 | 화학적 산소 요구량 자동 계측 장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101432473B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101769736B1 (ko) | 2017-04-18 | 2017-08-30 | 주식회사 동일그린시스 | 화학적 산소 요구량 자동 계측 장치 |
| KR20190001746A (ko) * | 2017-06-28 | 2019-01-07 | 주식회사 엘가 | 씨오디(cod) 총인 총질소 측정장치 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10505663A (ja) * | 1993-10-18 | 1998-06-02 | エーサー・コンサルタンツ・リミテッド | 液体の特性を測定する装置 |
| KR200281690Y1 (ko) * | 2002-04-08 | 2002-07-13 | (주)극동기모도 | 계량관을 구비하는 중크롬산칼륨법에 의한 시오디 측정장치 |
-
2014
- 2014-05-20 KR KR1020140060110A patent/KR101432473B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10505663A (ja) * | 1993-10-18 | 1998-06-02 | エーサー・コンサルタンツ・リミテッド | 液体の特性を測定する装置 |
| KR200281690Y1 (ko) * | 2002-04-08 | 2002-07-13 | (주)극동기모도 | 계량관을 구비하는 중크롬산칼륨법에 의한 시오디 측정장치 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR101769736B1 (ko) | 2017-04-18 | 2017-08-30 | 주식회사 동일그린시스 | 화학적 산소 요구량 자동 계측 장치 |
| KR20190001746A (ko) * | 2017-06-28 | 2019-01-07 | 주식회사 엘가 | 씨오디(cod) 총인 총질소 측정장치 |
| KR101983835B1 (ko) | 2017-06-28 | 2019-09-03 | 주식회사 엘가 | 씨오디(cod) 총인 총질소 측정장치 |
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