KR101740013B1 - 습식산화 방식의 총 유기탄소 측정 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 본 발명은 습식산화를 이용하여 총 유기탄소를 측정하는데 있어서 산화력과 재현성을 획기적으로 향상시켜 측정의 재현성을 높이고자 하는 것과 산화력을 높여 적용범위가 넓은 총 유기탄소 측정 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것으로서, 측정 시료를 반응기에 투입하는 단계, 상기 반응기에 인산을 투입하여 무기탄소를 제거하는 단계, 상기 반응기에 산화제를 투입하여 산화하는 단계, 및 상기 반응기에서 발생한 이산화탄소를 분석하는 단계를 포함하는 측정 시료 내 총 유기탄소 측정 방법 및 그 장치를 구성으로 하며, 본 발명에 따른 총 유기탄소 측정 방법은 산화력을 획기적으로 향상시켜 높은 측정농도 한계를 가지며, 재현성이 높아 하수, 하천수, 폐수 등 다양한 대상에 적용할 수 있는 효과를 갖는 것이다
Description
본 발명은 습식산화방식의 총 유기탄소 측정 방법 및 장치에 관한 것이다
반도체용 처리수, 냉각수, 보일러수, 수돗물, 하폐수 처리수 등의 수질을 관리하기 위한 측정 항목으로 총 유기탄소가 있다. 총 유기탄소((Total Organic Carbon; 이하 TOC)의 분석 방법은 시료에 함유되어 있는 탄산이온과 같은 무기탄소를 제거하는 과정, 유기물질을 산화리액터를 이용하여 이산화탄소로 산화시키는 과정과 산화된 시료를 분석하는 과정으로 구성된다.
무기탄소를 제거하는 방법은 시료에 산을 첨가하여 pH를 낮춘 후 질소나 공기와 같은 가스로 버블링시켜 유리되는 무기탄소를 제거하는 것이 일반적이다.
습식산화방식은 과황산나트륨과 같은 산화제를 시료에 첨가한 후 UV를 조사하여 시료내에 함유되어 있은 유기탄소를 이산화탄소로 산화시키는 방법이다. 산화력을 높이기 위하여 오존을 주입하거나 온도를 높이는 수단이 보조적으로 사용된다.
산화된 시료를 분석하는 방법은 산화과정에서 발생하는 이산화탄소를 비분산적외선센서(NDIR sensor)로 정량하는 방법과 산화 전후 시료의 전기전도도를 측정하여 비교하는 방법이 사용된다. 전기전도도를 측정하는 방법은 초저농도의 시료 분석에 적합하며 일반적으로는 비분산적외선센서가 많이 이용되고 있다.
본 발명자들은 총 유기탄소 측정 방법 및 장치(대한민국 특허 등록번호10-1229577)를 개발한바 있으며 총 유기탄소 측정시 산화력을 높여 측정범위를 넓게하고 재현성을 더욱 높이기 위한 수단을 고안하여 본 발명을 출원하고자 한다.
총 유기탄소를 정확성 및 재현성 있게 분석하기 위해 가장 중요한 요인은 유기물을 최대한으로 산화시키며 또한 안정적인 산화율이 확보되어야 한다. 특히 습식산화의 경우 연소산화에 비해 산화력이 낮기 때문에 산화력을 높이기 위한 여러 가지 방법이 사용되고 있다. 전술하였듯이 종래부터 많이 사용되는 방법은 산화제를 첨가하거나 촉매를 반응기에 충전하거나 오존을 투입하는 방법 등이 사용되고 있으나 산화력이 약하여 정확한 측정이 곤란할 뿐만 아니라 분석 시간이 길고 공정이 복잡한 문제점이 있다.
본 발명은 습식산화를 이용하여 총 유기탄소를 측정하는데 있어서 산화력과 재현성을 획기적으로 향상시켜 측정의 재현성을 높이고자 하는 것과 산화력을 높여 측정범위가 높아 적용범위가 넓은 총 유기탄소 측정 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 총 유기탄소 측정 방법은
측정시료를 반응기에 투입하는 단계,
상기 반응기에 인산을 투입하여 무기탄소를 제거하는 단계,
상기 반응기에 산화제를 투입하여 산화하는 단계, 및
상기 반응기로부터 발생한 이산화탄소를 분석하는 단계,를 포함하여 시료 내 유기물의 농도를 분석한다.
본 발명의 일실시예에 따른 산화하는 단계는 반응기 내에서 산화제를 투입한 후 자외선에 의해 산화를 촉진시킴으로써 이산화탄소를 발생시킬 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 무기탄소를 제거하는 단계는 무기탄소제거조 내에서 인산 용액을 첨가하여 인산에 의해 무기탄소화합물을 이산화탄소로 분해시킬 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 반응기에서 발생된 이산화탄소는 불활성 캐리어가스에 의해 비분산식 적외선가스분석기로 이송되어 분석될 수 있다.
본 발명은 가스압력조절기, 디지털유량조절기, 다채널시약주입부, 반응기, 수분제거장치, 드라이어, 스크러버, NDIR센서, 이송펌프 및 유량제어 전동밸브를 포함하는 총 유기탄소 분석 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 총 유기탄소 측정 방법은 산화력을 획기적으로 향상시켜 높은 측정농도 한계를 가지며, 재현성이 높아 하수, 하천수, 폐수 등 다양한 대상에 적용할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 총 유기탄소 분석 장치를 간략하게 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명에 따른 총 유기탄소 분석 장치의 산화반응기를 나타낸 것이다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 총 유기탄소 함량 분석 방법 및 장치를 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다. 이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
본 장치를 이용하여 TOC를 측정하는 과정을 설명하면 시료는 P4 펌프가 가동되면서 반응기(8)에 정량 유입된다. 무기탄소를 제거하기 위하여 P1펌프를 가동하여 정량의 인산을 주입하고 인산은 반응기(8)과 다채널시약도입부(9) 사이의 튜빙에 채워져 있다. 가스저장조(1)의 가스를 가스압력조절기(2), 디지털유량조절기(3), 드라이어(4), 다채널시약도입부(9)를 통하여 반응기(8)로 주입하면 인산시약이 반응기(8)로 주입되어 무기탄소화합물을 분해하여 이산화탄소를 발생시킨다. 이후 무기탄소화합물을 분해하여 발생시킨 이산화탄소를 제거하기 위하여 상기와 동일한 방법으로 캐리어가스를 반응기(8)로 주입하면 무기탄소가 제거 된다. 무기탄소가 모두 제거되면 산화제 주입펌프(P2)를 가동시켜 일정량의 산화제를 주입한다. 인산시약 주입시와 마찬가지 방법으로 캐리어가스를 반응기(8)에 주입하여 산화제와 시료를 혼합시켜 산화반응이 진행되도록 한다. 이 때 유기탄소화합물의 산화반응을 촉진시키기 위하여 UV램프를 점등한다. 유기탄소화합물의 산화반응이 진행되어 이산화탄소가 발생되고 일정시간이 경과된 후에 캐리어가스를 상기와 동일한 방법으로 주입한다. 주입된 캐리어가스는 전동밸브(SV3), 수분제거장치(7), 드라이어(4), 스크러버(5)를 거쳐 NDIR센서(6)으로 주입된다. NDIR센서에서 이산화탄소의 농도가 정량된다. NDIR분석이 끝나면 시료는 P5펌프를 가동하여 폐액으로 배출하거나 드레인할 수 있다.
본 출원인은 시료의 유기물을 UV광을 조사하여 산화시킬 때 사용하는 UV램프의 밝기가 전체적으로 균일하지 않는 것을 알게 되었다. 따라서 자외선 센서를 이용하여 UV램프의 UV광의 세기를 조사한 결과 일자형 램프의 경우 전극이 있는 양끝의 UV광 세기가 약하며 일정하지도 않으며, U자형 램프의 경우는 전극이 부착되어 있는 부분과 U자로 휘어지는 부분의 UV광 세기가 약하며 또한 일정하지 않다는 것을 확인하였다. 따라서 UV램프의 광세기가 높으며 균일한 부분만 산화반응에 사용할 수 있도록 반응기를 고안하였다. 이를 통해 도 2와 같은 산화반응기를 고안하였다. 도 2에서 시료는 시료도입구(19)를 통해 반응기(8)로 유입된다. 이후 시약유입구(20)를 통해 인산시약과 산화제를 주입한 후 UV램프(15)를 점등하여 유기물을 산화시킨다. 유기물이 산화된 후 시약유입구(20)를 통하여 캐리어가스를 주입한다. 물로부터 유리되는 이산화탄소는 캐리어가스에 실려 가스배출구(22)를 통해 NDIR센서(6)로 이송된다. 본 개발의 반응기는(8) 전술하였듯이 UV광이 균일하게 발생되는 부분만 산화반응에 이용하기 위하여 도2와 같이 구성하였다. 하부 오링(17)이 반응기 하우징과 석영관(14)사이에 위치하여 시료가 하부오링(17) 아래로 내려가지 않도록 하였다. 이렇게 함으로써 UV램프의 원하는 부분의 빛만 산화반응에 이용할 수 있게 된다.
또한 출원인은 시약 튜빙을 반응기에 직접 연결하여 시약을 주입할 경우 튜빙에 시약이 잔류하게 되며 이 잔류량으로 인해 분석의 재현성이 낮아지는 것을 확인하였다. 이것은 반응기내의 시료가 튜빙으로 밀려 나오기도 하며 튜빙에 충전되어 있는 시약이 반응기(8)내로 확산되기도 하기 때문으로 판단된다. 따라서 본 발명에서는 다채널시약주입부(9)를 장착하여 이 문제를 해결하였다. 인산시약 및 산화제를 반응기(8)에 주입할 때 주입펌프(P1, P2)를 가동시켜 시약이 다채널주입부(9)와 반응기(8)사이의 튜빙에 충전되도록한 후 캐리어가스로 밀어 시약을 반응기(8)로 주입하는 방법이다. 본 수단을 사용하면 정량의 시약을 주입할 수 있으면서 튜빙에 시약이 남지 않게 할 수 있다.
또한 출원인은 UV램프를 장시간 사용할 경우 육안으로는 구분할 수 없지만 UV램프의 세기가 약해지는 것을 확인하였다. UV램프의 광세기가 약해지면 산화력이 낮아지게 된다. 따라서 본 발명에서는 도2와 같이 반응기(8)의 하부에 캔타입의 UV센서(18)를 장착하였다. UV센서에서 얻어지는 광세기를 기준으로 하여 UV램프 교체를 위한 설정값을 설정하고 설정값에 이르면 UV램프교체를 알리는 알람을 측정기의 화면에 표시하도록 하였다.
이하, 실시예를 기반으로 본 발명을 상술하나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 하기의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
(실시예1 및 비교예1)
본 발명과 달리 UV램프 전체를 이용하는 반응기와 본 발명의 반응기를 이용하여 산화력을 확인하였다. 분해가 어려운 난분해성 시료인 리그린과 휴믹산을 이용하여 8ppm의 표준시료를 제조하였다. 시료 5mL를 반응기(8)주입한 후 20% 인산용액을 0.5mL 주입하고 캐리어가스로 질소가스를 250mL/min의 유량으로 흘려 무기탄소를 제거하였다. 무기탄소 제거 후 산화제로 1몰 과황산나트륨용액을 0.5mL주입하고 UV램프를 3분간 점등하여 시료를 산화시킨 후 질소가스를 250ml/min의 유량으로 흘려 NDIR센서로 보내어 이산화탄소를 정량한 후 TOC로 환산하였다. 그 결과를 표 1에 나타내었다. 그 결과 UV램프 전체부분의 UV광을 이용하는 비교예의 경우 산화력이 낮은데 비해 본 발명의 반응기는 90%이상의 산화율을 나타내었다.
| 구분 | 실시예 | 비교예 | ||
| Lignin | Humic acid | Lignin | Humic acid | |
| 표준농도 (ppm) |
8.00 | 8.00 | 8.00 | 8.00 |
| 측정값 평균 (ppm) |
7.49 | 7.59 | 6.45 | 5.11 |
| 산화율 (%) |
93.6 | 94.9 | 80.6 | 63.8 |
산화율 : 측정농도/표준농도 X 100
(실시예2 및 비교예2)
본 발명과 달리 UV램프 전체를 이용하는 반응기와 본 발명의 반응기를 이용하여 측정농도 범위의 상한을 확인하였다. 시료는 초순수에 KHP(Potassium hydroden phthalate)를 용해시켜 TOC가 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70ppm이 되도록 제조하였으며, 측정과정은 비교에1 및 실시예1과 동일하게 하였다. 그 결과를 표2에 나타내었다.
관련 고시에 의하면 산화율이 90% 이상인 경우에 측정이 가능한 것으로 인정되며, 산화율이 우수한 경우에는 100%를 소폭 상회하는 수치를 나타내게 된다.
실시예2의 경우 60mg/L 농도에서도 측정이 가능한 92.3%의 산화율을 나타냈을 뿐 아니라, 70mg/L 농도에서도 90%의 산화율에 근접한 85.4%를 나타낸 결과로 보아, 본 발명의 실시예2의 경우 산화력이 매우 우수하여 10mg/L 내지 60mg/L 농도의 구간에서 측정이 가능한 것으로 평가되었으나, 이에 비하여 비교예2의 경우 낮은 산화력으로 인하여 20mg/L까지만 측정이 가능하였다.
| 표준농도 (mg/L) |
실시예2 | 비교예2 | ||
| 측정농도(mg/L) | 산화율(%) | 측정농도(mg/L) | 산화율(%) | |
| 10 | 9.8 | 98.0 | 9.8 | 98.0 |
| 20 | 20.1 | 100.5 | 20.2 | 101.0 |
| 30 | 30.4 | 101.3 | 23.5 | 78.3 |
| 40 | 40.2 | 100.5 | 25.6 | 64.0 |
| 50 | 50.2 | 100.4 | 29.4 | 58.8 |
| 60 | 55.4 | 92.3 | 32.5 | 54.2 |
| 70 | 59.8 | 85.4 | 33.5 | 47.9 |
(실시예3 및 비교예3)
인산시약 및 산화제가 주입 튜빙에 잔류하지 않게 하는 본 발명과 다채널시약주입부를 두지 않고 펌프와 반응기를 직접 튜빙으로 연결하여 튜빙에 시약이 잔류하는 방법을 비교하였다. 초순수에 KHP(Potassium hydroden phthalate)를 용해시켜 TOC가 1mg/L 및 10mg/L가 되도록 표준용액을 제조하였다. 이용액을 10회 반복측정하여 표준편차 및 변동계수(CV%)를 계산하였다. 그 결과를 표3에 나타내었다. 비교적 높은 농도인 10mg/L의 표준용액에서는 비교예3이 실시예3에 비하여 변동계수가 2.5배로 나타났으며, 낮은 농도인 1mg/L의 표준용액에서는 비교예3이 실시예3에 비하여 변동계수가 2.2배로 나타났다. 비교예의 변동계수가 실시예의 변동계수에 비하여 2.2 내지 2.5배로 크게 차이가 나는 이러한 결과에 의하여 본 발명의 측정 방법이 매우 우수한 재현성을 나타내는 것을 알 수 있다.
| 측정횟수 |
실시예3 | 비교예3 | ||
| 표준용액 1mg/L의 측정농도 | 표준용액 10mg/L의 측정농도 | 표준용액 1mg/L의 측정농도 | 표준용액 10mg/L의 측정농도 | |
| 1 | 1.02 | 9.84 | 0.95 | 10.14 |
| 2 | 1.05 | 9.95 | 0.98 | 10.04 |
| 3 | 1.02 | 10.12 | 0.96 | 10.07 |
| 4 | 0.98 | 10.05 | 1.02 | 9.94 |
| 5 | 0.99 | 10.04 | 1.05 | 9.96 |
| 6 | 1.01 | 10.12 | 1.06 | 10.16 |
| 7 | 1.02 | 10.1 | 1.04 | 10.18 |
| 8 | 1.01 | 9.95 | 0.94 | 9.95 |
| 9 | 0.99 | 10.21 | 0.99 | 9.46 |
| 10 | 0.99 | 10.14 | 1.05 | 9.41 |
| 평균(mg/L) | 1.008 | 10.052 | 1.004 | 9.931 |
| 표준편차 | 0.021 | 0.111 | 0.046 | 0.276 |
| 변동계수(%) | 2.08 | 1.10 | 4.53 | 2.78 |
변동계수 : 표준편차/평균 X 100
위에서 설명되고 도면에 도시된 습식산화 방식의 총 유기탄소 측정 방법 및 장치는 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 본 발명의 보호범위는 이하의 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 정하여지며, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 개량 및 변경된 실시 양태는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속한다고 할 것이다.
1 : 가스 저장조 2 : 가스 압력조절기
3 : 디지털유량조절기 4 : 드라이어
5 : 스크러버 6 : 비분산적외선센서(NDIR sensor)
7 : 수분제거장치 8 : 반응기
9 : 다채널시약주입부 10 : UV램프전극
11 : 램프홀더 12 : 상부 오링
13 : 월류부(overflow) 14 : 석영관
15 : UV램프 16 : 시료배출구
17 : 하부 오링 18 : UV센서
19 : 시료도입구 20 : 시약도입구
21 : 반응기 하우징 22 : 가스배출구
31 : 무기탄소제거제 저장조 32 : 산화제 저장조
33 : 표준용액 저장조 34 : 세정액 저장조
35 : 시료 저장조
3 : 디지털유량조절기 4 : 드라이어
5 : 스크러버 6 : 비분산적외선센서(NDIR sensor)
7 : 수분제거장치 8 : 반응기
9 : 다채널시약주입부 10 : UV램프전극
11 : 램프홀더 12 : 상부 오링
13 : 월류부(overflow) 14 : 석영관
15 : UV램프 16 : 시료배출구
17 : 하부 오링 18 : UV센서
19 : 시료도입구 20 : 시약도입구
21 : 반응기 하우징 22 : 가스배출구
31 : 무기탄소제거제 저장조 32 : 산화제 저장조
33 : 표준용액 저장조 34 : 세정액 저장조
35 : 시료 저장조
Claims (6)
- 총 유기탄소 측정 방법에 있어서,
1) 측정 시료를 반응기에 투입하는 단계;
2) 상기 반응기와 다채널시약도입부 사이의 튜빙에 인산용액을 주입한 후, 가스저장조의 캐리어가스를 가스압력조절기, 디지털유량조절기, 드라이어, 다채널시약도입부를 통하여 반응기로 주입하여 인산이 반응기로 투입되며, 상기와 동일한 방법으로 캐리어가스를 반응기로 주입하면 무기탄소화합물에 인산이 반응하여 발생된 이산화탄소가 제거되는 무기탄소를 제거하는 단계;
3) 상기와 동일한 방법으로 산화제를 반응기에 주입하여 시료와 혼합하여 산화시키면서, UV광이 강하고 균일하게 발생되는 부분만 산화반응에 이용하기 위하여 상부 오링 및 하부 오링이 반응기 하우징과 석영관 사이에 위치하여 시료 및 시약이 상부 오링의 위쪽으로 올라가지 않고 하부 오링의 아래로 내려가지 않도록 구성하되 상부 오링은 UV램프의 전극으로부터 하부로 일정 거리 이격되도록 위치하고 하부 오링은 UV램프의 U자로 휘어지는 부분으로부터 상부로 일정 거리 이격되도록 위치하는 UV램프를 점등하여 자외선에 의해 산화를 촉진시킴으로써 유기탄소화합물이 산화되어 이산화탄소가 발생되는 산화하는 단계; 및
4) 상기 반응기에 일정시간 후에 캐리어가스를 상기와 동일한 방법으로 주입하여 주입된 캐리어가스가 이산화탄소를 전동밸브, 수분제거장치, 드라이어, 스크러버를 거쳐 비분산식 적외선가스분석기로 이송시킴으로써 NDIR 센서에서 이산화탄소의 농도가 정량되는 이산화탄소를 분석하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 시료 내 총 유기탄소 측정 방법. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 총 유기탄소 측정 장치는, 시료가 저장되는 시료저장조, 펌프, 시료도입펌프, 시료도입구로 구성되어 시료가 반응기에 정량 유입되도록 구성된 시료공급장치; 반응기와 다채널시약도입부 사이에 설치되는 튜빙; 가스저장조, 가스압력조절기, 디지털유량조절기, 드라이어, 다채널시약도입부로 구성된 시약도입장치; 반응기; 산화제 저장조 및 펌프로 구성된 산화제주입장치; 산화를 촉진하기 위한 UV램프; 전동밸브, 수분제거장치, 드라이어, 스크러버, 가스배출구로 구성된 이산화탄소이송장치; 이송된 이산화탄소를 분석하기 위한 비분산식 적외선가스분석기;를 포함하여 이루어진 총 유기탄소 측정 장치에 있어서,
반응기의 하부에 캔타입의 UV센서를 구비하고, UV센서에 의한 UV측정값이 설정값 이하가 되면 UV램프 교체 시기임을 측정기의 화면에 표시하도록 구성되는 UV램프 교체 알람 장치를 더욱 구비하며, UV광이 강하고 균일하게 발생되는 부분만 산화반응에 이용하기 위하여 상부 오링 및 하부 오링이 반응기 하우징과 석영관 사이에 위치하여 시료 및 시약이 상부 오링의 위쪽으로 올라가지 않고 하부 오링의 아래로 내려가지 않도록 구성하되 상부 오링은 UV램프의 전극으로부터 하부로 일정 거리 이격되도록 위치하고 하부 오링은 UV램프의 U자로 휘어지는 부분으로부터 상부로 일정 거리 이격되도록 위치하는 것을 특징으로 하는 총 유기탄소 측정 장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160117102A KR101740013B1 (ko) | 2016-09-12 | 2016-09-12 | 습식산화 방식의 총 유기탄소 측정 방법 및 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160117102A KR101740013B1 (ko) | 2016-09-12 | 2016-09-12 | 습식산화 방식의 총 유기탄소 측정 방법 및 장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101740013B1 true KR101740013B1 (ko) | 2017-05-25 |
Family
ID=59050712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020160117102A KR101740013B1 (ko) | 2016-09-12 | 2016-09-12 | 습식산화 방식의 총 유기탄소 측정 방법 및 장치 |
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|---|---|
| KR (1) | KR101740013B1 (ko) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102011999B1 (ko) * | 2019-01-31 | 2019-08-19 | 한창기전 주식회사 | 산화·전처리 장치 일체형 유체이동 시스템을 적용한 총유기탄소 측정 장치 |
| KR20200068529A (ko) * | 2018-02-28 | 2020-06-15 | 아나테크 엔터프라이즈 씨오 엘티디 | 물 샘플 분석 기기 |
| KR20210037109A (ko) * | 2019-09-27 | 2021-04-06 | 현대제철 주식회사 | 아연도금강판의 도금량 및 합금화도의 습식분석 방법 |
| KR20210039734A (ko) * | 2019-10-02 | 2021-04-12 | 주식회사 위코테크 | Toc 측정 시스템 |
| KR20210039742A (ko) * | 2019-10-02 | 2021-04-12 | 주식회사 위코테크 | Toc 측정 시스템의 수분 제거 및 건조 장치 |
| KR102348572B1 (ko) | 2021-06-07 | 2022-01-07 | 최양덕 | 이단계 고도산화를 이용한 온라인 총 유기탄소 분석기용 시약 및 이를 이용한 총 유기탄소 측정방법 |
| KR102401716B1 (ko) | 2021-10-29 | 2022-05-26 | (주)휴마스 | 수중 미세플라스틱 시료를 채취하여 전처리하는 방법 및 장치 |
| KR20220081227A (ko) * | 2020-12-08 | 2022-06-15 | (주) 에코센스 | 폭기조의 폐수 수위에 대응하여 작동하는 오프가스 측정장치 |
| KR20230016993A (ko) * | 2021-07-27 | 2023-02-03 | 서울시립대학교 산학협력단 | 총유기탄소(toc) 측정기반 하수 중 미세플라스틱의 분석방법 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100927847B1 (ko) | 2009-03-02 | 2009-11-23 | 정성봉 | 총 유기탄소 분석기 |
| JP2011052975A (ja) | 2009-08-31 | 2011-03-17 | Shimadzu Corp | 全有機体炭素測定装置 |
| KR101229577B1 (ko) * | 2012-07-16 | 2013-02-05 | (주) 휴마스 | 총 유기탄소 측정방법 및 장치 |
-
2016
- 2016-09-12 KR KR1020160117102A patent/KR101740013B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100927847B1 (ko) | 2009-03-02 | 2009-11-23 | 정성봉 | 총 유기탄소 분석기 |
| JP2011052975A (ja) | 2009-08-31 | 2011-03-17 | Shimadzu Corp | 全有機体炭素測定装置 |
| KR101229577B1 (ko) * | 2012-07-16 | 2013-02-05 | (주) 휴마스 | 총 유기탄소 측정방법 및 장치 |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200068529A (ko) * | 2018-02-28 | 2020-06-15 | 아나테크 엔터프라이즈 씨오 엘티디 | 물 샘플 분석 기기 |
| KR102183940B1 (ko) | 2018-02-28 | 2020-11-30 | 아나테크 엔터프라이즈 씨오 엘티디 | 물 샘플 분석 기기 |
| KR102011999B1 (ko) * | 2019-01-31 | 2019-08-19 | 한창기전 주식회사 | 산화·전처리 장치 일체형 유체이동 시스템을 적용한 총유기탄소 측정 장치 |
| KR102264340B1 (ko) * | 2019-09-27 | 2021-06-11 | 현대제철 주식회사 | 아연도금강판의 도금량 및 합금화도의 습식분석 방법 |
| KR20210037109A (ko) * | 2019-09-27 | 2021-04-06 | 현대제철 주식회사 | 아연도금강판의 도금량 및 합금화도의 습식분석 방법 |
| KR20210039734A (ko) * | 2019-10-02 | 2021-04-12 | 주식회사 위코테크 | Toc 측정 시스템 |
| KR20210039742A (ko) * | 2019-10-02 | 2021-04-12 | 주식회사 위코테크 | Toc 측정 시스템의 수분 제거 및 건조 장치 |
| KR102278709B1 (ko) | 2019-10-02 | 2021-07-16 | 주식회사 위코테크 | Toc 측정 시스템의 수분 제거 및 건조 장치 |
| KR102279819B1 (ko) | 2019-10-02 | 2021-07-20 | 주식회사 위코테크 | Toc 측정 시스템 |
| KR20220081227A (ko) * | 2020-12-08 | 2022-06-15 | (주) 에코센스 | 폭기조의 폐수 수위에 대응하여 작동하는 오프가스 측정장치 |
| KR102500373B1 (ko) | 2020-12-08 | 2023-02-15 | (주)에코센스 | 폭기조의 폐수 수위에 대응하여 작동하는 오프가스 측정장치 |
| KR102348572B1 (ko) | 2021-06-07 | 2022-01-07 | 최양덕 | 이단계 고도산화를 이용한 온라인 총 유기탄소 분석기용 시약 및 이를 이용한 총 유기탄소 측정방법 |
| KR20230016993A (ko) * | 2021-07-27 | 2023-02-03 | 서울시립대학교 산학협력단 | 총유기탄소(toc) 측정기반 하수 중 미세플라스틱의 분석방법 |
| KR102545564B1 (ko) | 2021-07-27 | 2023-06-20 | 서울시립대학교 산학협력단 | 총유기탄소(toc) 측정기반 하수 중 미세플라스틱의 분석방법 |
| KR102401716B1 (ko) | 2021-10-29 | 2022-05-26 | (주)휴마스 | 수중 미세플라스틱 시료를 채취하여 전처리하는 방법 및 장치 |
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