KR102152245B1 - Device for measuring dissolved organic carbon - Google Patents

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유광태
김종락
장수현
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Abstract

The present invention relates to a dissolved organic carbon measuring apparatus. The dissolved organic carbon measuring apparatus according to an embodiment of the present invention is an apparatus for measuring a dissolved organic carbon concentration. The dissolved organic carbon measuring apparatus comprises: a first body wherein a first cross-section, an infrared light source, an ultraviolet light source, and an infrared light receiving unit are formed; and a second body wherein a second cross-section, an ultraviolet light receiving unit, and a pair of conductive electrodes. The first body and the second body are connected by a connecting member so that the first end surface and the second end surface face each other. Between the first end surface and the second end surface is open.

Description

용존 유기탄소 측정장치{Device for measuring dissolved organic carbon}Device for measuring dissolved organic carbon}

본 발명은 용존 유기탄소 측정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하천, 정수 및 하수처리시설에서 실시간으로 용존 유기탄소를 측정하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for measuring dissolved organic carbon, and more particularly, to an apparatus for measuring dissolved organic carbon in real time in rivers, water purification and sewage treatment facilities.

지표수 유기물 지표로 전세계적으로 널리 사용하는 총 유기탄소(TOC, Total Organic Carbon)는 유기탄소의 총량을 측정하는 방법으로 측정이 간편하며 화학적, 생물학적으로 산화되지 않는 유기물의 탄소량을 측정할 수 있다. Total Organic Carbon (TOC), which is widely used worldwide as an indicator of organic matter in surface water, is a method of measuring the total amount of organic carbon.It is easy to measure and can measure the amount of carbon in organic matter that is not oxidized chemically or biologically. .

유기 탄소는 화학적산소요구량(COD, Chemical Oxygen Demand), 생물화학적산소요구량(BOD, Biochemical Oxygen Demand)과 밀접한 관계를 가지고 있다. Organic carbon has a close relationship with the chemical oxygen demand (COD) and the biochemical oxygen demand (BOD).

총 유기탄소는 총탄소에서 이산화탄소(CO2) 및 탄산염(탄산나트륨)과 같은 무기탄소(Inorganic Carbon)를 제외한 값으로, 입자성 유기탄소(POC, Particulate Organic Carbon)와 용존 유기탄소의 합으로 표현한다.Total organic carbon is a value excluding inorganic carbons such as carbon dioxide (CO 2 ) and carbonate (sodium carbonate) from total carbon, and is expressed as the sum of particulate organic carbon (POC) and dissolved organic carbon. .

용존 유기탄소는 친수성(Hydrophilic)과 소수성(Hydrophobic)으로 구분할 수 있는데, 친수성은 물분자와 결합을 만들기 쉬운 성분으로 극성 작용기를 가지고 있으며 소수성은 물분자와 결합을 만들기 어려운 비극성 작용기를 가지고 있는 것이 특징이다.Dissolved organic carbon can be classified into hydrophilic and hydrophobic, and hydrophilicity is a component that is easy to bond with water molecules and has a polar functional group, and hydrophobicity has a non-polar functional group that makes it difficult to bond with water molecules. to be.

용존 유기탄소는 수생생태계의 탄소순환과정 중 박테리아의 에너지원이 되며, 상위 먹이연쇄과정으로 전달되는 에너지의 중요한 근원이 된다. 또한 수중의 용존 유기탄소는 금속이온과 착화합물을 형성하여 금속의 생물이용성을 증가시키거나 감소시키기도 하며 산화환원전위에 참여하고 완충작용도 한다. 그리고 용존 유기탄소농도가 높은 물을 상수원으로 사용할 경우 염소소독에 의해 발암물질인 트리할로메탄(THMs)이 생성되기도 한다.Dissolved organic carbon becomes an energy source for bacteria during the carbon cycle process of the aquatic ecosystem and is an important source of energy transferred to the upper food chain process. In addition, dissolved organic carbon in water forms complexes with metal ions to increase or decrease the bioavailability of metals, participate in redox potential, and buffer. In addition, when water with a high dissolved organic carbon concentration is used as a water source, trihalomethane (THMs), a carcinogen, is generated by chlorine disinfection.

실험실에서 총유기탄소의 측정은 시료를 고온(약 950도) 산화시켜 연소되는 이산화탄소량을 적외선 가스분석기로 측정하고, 총 탄소 및 무기 탄소량의 차이로 총유기탄소를 측정한다(고온산화법). 용존 유기탄소는 0.45㎛ 공극의 맴브레인 필터를 통과시키거나 원심분리한 후 총유기탄소와 같은 방법으로 용액을 측정한다.To measure total organic carbon in a laboratory, the amount of carbon dioxide burned by oxidizing the sample at high temperature (about 950 degrees Celsius) is measured with an infrared gas analyzer, and the total organic carbon is measured by the difference between the total carbon and inorganic carbon amount (high temperature oxidation method). Dissolved organic carbon is passed through a membrane filter having a pore size of 0.45 µm or centrifuged, and the solution is measured in the same manner as for total organic carbon.

국내의 경우 현장에 설치하여 상시 측정하는 온라인 계측기기의 경우 대부분 실험실에서 측정하는 방법과 같은 방법을 이용하여 총유기탄소를 측정하고 있다. In Korea, in the case of on-line measuring devices that are installed on-site and measured at all times, most of the total organic carbon is measured using the same method as that used in a laboratory.

고온산화법에 의한 총유기탄소의 경우 각종 방해물질로 인하여 측정오차를 유발할 수 있는데 할로겐 화합물, 무기탄소에 의한 측정오차가 대표적이며, 현장에 설치되는 온라인 계측기의 경우에는 고온산화시 온도 유지, 부유물질에 의한 배관 막힘, 시약 순도 저하 등의 문제로 실험실에 비하여 더욱 큰 오차가 발생할 수 있다. In the case of total organic carbon by the high-temperature oxidation method, measurement errors may be caused by various interfering substances. Measurement errors due to halogen compounds and inorganic carbon are typical. In the case of online measuring instruments installed in the field, temperature maintenance during high-temperature oxidation, suspended substances Larger errors may occur than in the laboratory due to problems such as clogging of pipes and degradation of reagent purity.

특히, 부유물질(Suspended Solids)은 현장 계측기기 배관 막힘을 유발하며, 완전한 유기물 산화를 방해하기 때문에 용존 유기탄소 측정오차를 가장 크게 유발하는 인자 중 하나이다. 또한, 산화 단계를 수행하여야 하는 분석 특성상 온라인 계측기기의 측정 간격은 15분 이상 소요된다. In particular, suspended solids are one of the factors that cause the largest measurement error of dissolved organic carbon because it causes clogging of pipes in on-site measuring equipment and prevents complete oxidation of organic matter. In addition, the measurement interval of the online measuring device takes 15 minutes or more due to the nature of the analysis that the oxidation step must be performed.

온라인 계측기기의 경우 계측기기 세척, 표준용액, 가열장치 유지를 위하여 주기적으로 점검을 해야 하는 단점이 있어 측정장치의 가격 및 유지관리 비용이 매우 높고, 용존 유기탄소 측정을 위하여 부유물질 제거를 위한 여과 혹은 원심분리 장치를 설치하는 경우 장치가 복잡하므로 매우 많은 유지관리비용이 소요된다.In the case of online measuring equipment, there is a disadvantage of having to periodically check the measuring equipment to maintain the standard solution and heating equipment, so the price of the measuring equipment and maintenance cost are very high, and filtration to remove suspended substances for the measurement of dissolved organic carbon Or, in the case of installing a centrifugal separator, the device is complicated, so a very large maintenance cost is required.

수중 용존 유기탄소 농도는 환경생태학, 정수처리, 조류 번성과 직접적으로 연관되어 있고, 강우 시 농도가 급격히 변하므로 정수처리공정 및 국가수질 측정망과 같은 곳에서 우수한 재현성으로 용존 유기탄소 농도를 실시간 측정하는 것이 매우 중요하다. 미국의 경우 수질오염 사고 감시를 위하여 총유기탄소 혹은 용존 유기탄소 최소 측정주기를 2분 이내로 유지하도록 권고하고 있으나 이에 대한 현실적 대안은 없는 실정이다.The concentration of dissolved organic carbon in water is directly related to environmental ecology, water treatment and algae proliferation, and since the concentration changes rapidly during rainfall, the concentration of dissolved organic carbon is measured in real time with excellent reproducibility in places such as water treatment process and national water quality monitoring network. It is very important. In the case of the United States, it is recommended to keep the minimum measurement period of total organic carbon or dissolved organic carbon within 2 minutes to monitor water pollution accidents, but there is no practical alternative for this.

대한민국 등록특허 제10-1274830호(2013.06.07)Korean Patent Registration No. 10-1274830 (2013.06.07) 대한민국 등록특허 제10-1655895호(2016.09.02)Korean Patent Registration No. 10-1655895 (2016.09.02)

본 발명의 목적은 실시간으로 용존 유기탄소 농도를 정확하게 측정하는 장치를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide an apparatus for accurately measuring dissolved organic carbon concentration in real time.

본 발명의 실시예에 따른 용존 유기탄소 측정 장치는 용존 유기탄소 농도를 측정하는 장치로서, 제1단면이 형성되고, 적외선 광원, 자외선 광원 및 적외선 수광부가 형성되는 제1본체 및 제2단면이 형성되고, 자외선 수광부 및 한 쌍의 도전전극이 형성되는 제2본체를 포함하되, 상기 제1단면과 상기 제2단면이 서로 마주보도록 상기 제1본체와 상기 제2본체는 연결부재로 연결되고, 상기 제1단면과 상기 제2단면 사이는 개방된다.The dissolved organic carbon measuring apparatus according to an embodiment of the present invention is a device for measuring the dissolved organic carbon concentration, wherein a first cross-section is formed, and a first body and a second cross-section are formed in which an infrared light source, an ultraviolet light source, and an infrared light receiving unit are formed. And a second body on which an ultraviolet light receiving part and a pair of conductive electrodes are formed, wherein the first body and the second body are connected by a connecting member so that the first end surface and the second end surface face each other, and the The first end face and the second end face are open.

또한, 상기 제1본체, 상기 제2본체 및 상기 연결부재는 일체형으로 형성될 수 있다.In addition, the first body, the second body, and the connection member may be integrally formed.

또한, 상기 한 쌍의 도전전극은 접지전극과 워킹전극을 포함하며, 상기 워킹 전극에 전원을 인가하여 처리수의 전기전도도를 측정할 수 있다.Further, the pair of conductive electrodes includes a ground electrode and a working electrode, and electric conductivity of the treated water may be measured by applying power to the working electrode.

또한, 상기 적외선 광원, 자외선 광원, 적외선 수광부 및 자외선 수광부로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 광경로상에 필터가 설치될 수 있다.In addition, a filter may be installed on at least one optical path selected from the group consisting of the infrared light source, the ultraviolet light source, the infrared light receiving unit, and the ultraviolet light receiving unit.

또한, 상기 필터는 석영글라스일 수 있다.In addition, the filter may be quartz glass.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 용존 유기탄소 측정장치는 상기 제1단면과 상기 제2단면 사이의 오염물질을 제거하는 에어프레셔를 더 포함할 수 있다.In addition, the dissolved organic carbon measuring apparatus according to an embodiment of the present invention may further include an air pressure to remove contaminants between the first and second end surfaces.

또한, 상기 에어프레셔는 노즐 및 공기배관을 포함하며, 상기 노즐은 상기 연결부재의 상부에 형성되며, 상기 제1단면과 상기 제2단면에 공기가 분사될 수 있도록 형성될 수 있다.In addition, the air pressure may include a nozzle and an air pipe, and the nozzle may be formed above the connecting member, and may be formed to allow air to be injected to the first end surface and the second end surface.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 용존 유기탄소 측정장치는 상기 자외선 수광부의 흡광도 측정값과 상기 한 쌍의 도전전극에 의해서 측정되는 전기전도도 및 적외선 수광부의 측정값에 의해서 총 유기탄소농도, 처리수의 탁도, 입자성 유기탄소농도를 산출하여, 용존 유기탄소농도를 연산하는 연산부를 더 포함할 수 있다.In addition, the dissolved organic carbon measuring apparatus according to an embodiment of the present invention includes the total organic carbon concentration and treated water based on the absorbance measured value of the ultraviolet light receiving unit, the electrical conductivity measured by the pair of conductive electrodes, and the measured value of the infrared light receiving unit. It may further include a calculating unit for calculating the dissolved organic carbon concentration by calculating the turbidity and particulate organic carbon concentration.

본 발명의 실시예에 따른 용존 유기탄소 측정장치는 실시간으로 용존 유기탄소를 측정할 수 있다.The dissolved organic carbon measuring apparatus according to an embodiment of the present invention can measure dissolved organic carbon in real time.

또한, 별도의 시약을 투입하지 않고, 용존 유기탄소 농도를 측정할 수 있으며, 시약에 의한 2차 오염 우려가 없다.In addition, the dissolved organic carbon concentration can be measured without adding a separate reagent, and there is no fear of secondary contamination by the reagent.

또한, 실시간으로 측정함에도, 정확한 용존 유기탄소 농도의 측정이 가능하다.In addition, even when measuring in real time, it is possible to accurately measure the dissolved organic carbon concentration.

또한, 측정장치의 유지보수가 거의 필요치 않아, 용존 유기탄소 농도 측정을 위한 비용이 절감되고, 별도의 인력 투입 없이 간편하게 측정할 수 있다.In addition, since maintenance of the measuring device is hardly required, the cost for measuring the dissolved organic carbon concentration is reduced, and measurement can be performed simply without additional manpower input.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 용존 유기탄소 측정장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 적외선 광원과 적외선 수광부의 확대도면이다.
도 3은 KHP를 이용한 총 유기탄소농도와 본 발명의 실시예에 따른 UV254흡광도에 따른 총 유기탄소 농도의 상관관계를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라서 측정된 용존 유기탄소 농도 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 용존 유기탄소 측정장치의 설치개념도이다.
1 is a perspective view of a dissolved organic carbon measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is an enlarged view of an infrared light source and an infrared light receiving unit according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph showing the correlation between the total organic carbon concentration using KHP and the total organic carbon concentration according to UV254 absorbance according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph of dissolved organic carbon concentration measured according to an embodiment of the present invention.
5 is a conceptual diagram of an installation of a dissolved organic carbon measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되지 않는다.Specific structural or functional descriptions of the embodiments according to the concept of the present invention disclosed in this specification are exemplified only for the purpose of describing the embodiments according to the concept of the present invention, and embodiments according to the concept of the present invention They may be implemented in various forms and are not limited to the embodiments described herein.

본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.Since the embodiments according to the concept of the present invention can apply various changes and have various forms, the embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail herein. However, this is not intended to limit the embodiments according to the concept of the present invention to specific disclosed forms, and includes changes, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.Terms such as first or second may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are only for the purpose of distinguishing one component from other components, for example, without departing from the scope of rights according to the concept of the present invention, the first component may be named as the second component, Similarly, the second component may also be referred to as a first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들어 "~사이에"와 "바로~사이에" 또는 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in the middle. Should be. On the other hand, when a component is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in the middle. Expressions describing the relationship between components, for example, "between" and "just between" or "directly adjacent to" should be interpreted as well.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present specification are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that the specified features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof exist, but one or more other features or numbers, It is to be understood that the presence or addition of steps, actions, components, parts or combinations thereof does not preclude the possibility of preliminary exclusion.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms as defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in this specification. Does not.

이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나 특허출원의 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. The same reference numerals in each drawing indicate the same members.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 용존 유기탄소 측정장치의 사시도이다.1 is a perspective view of a dissolved organic carbon measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 탁도 측정장치(10)는 제1단면(110)이 형성되고, 적외선 광원(120), 자외선 광원(130) 및 적외선 수광부(140)가 형성되는 제1본체(100) 및 제2단면(210)이 형성되고, 자외선 수광부(230) 및 한 쌍의 도전전극(220)이 형성되는 제2본체(200)를 포함하되, 상기 제1단면(110)과 상기 제2단면(210)이 서로 마주보도록 상기 제1본체(100)와 상기 제2본체(200)는 연결부재(300)로 연결되고, 상기 제1단면(110)과 상기 제2단면(120) 사이는 개방되어 있다.As shown in FIG. 1, the turbidity measuring apparatus 10 according to the embodiment of the present invention has a first cross section 110, an infrared light source 120, an ultraviolet light source 130, and an infrared light receiving unit 140 The first body 100 and the second end surface 210 are formed, including a second body 200 on which the ultraviolet light receiving unit 230 and a pair of conductive electrodes 220 are formed, the first end surface ( The first body 100 and the second body 200 are connected by a connecting member 300 so that the 110 and the second end surface 210 face each other, and the first end surface 110 and the second body 200 Between the end faces 120 are open.

제1본체(100)와 제2본체(200)는 기밀성, 수밀성이 보장되는 재질로 구성되며, 특히 측정이 물속에서 이루어지는 측정 환경상 내식성이 보장된 금속재질 또는 플라스틱 재질일 수 있다. 또한, 제1본체(100)와 제2본체(200)는 물의 흐름에 영향을 최소화하기 위해서 같은 직경을 갖는 원통형상일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. The first body 100 and the second body 200 are made of a material that guarantees airtightness and watertightness, and in particular, may be a metal material or a plastic material that guarantees corrosion resistance in a measurement environment in which the measurement is performed in water. In addition, the first body 100 and the second body 200 may have a cylindrical shape having the same diameter in order to minimize the influence on the flow of water, but are not limited thereto.

제1본체(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 일측에 제1단면(110)이 형성된다. 제1단면(110)은 자외선 광원(130), 적외선 광원(120)에 의해 광이 조사되고, 적외선 산란광이 수광되는 영역일 수 있다. As shown in FIG. 1, the first body 100 has a first end surface 110 formed on one side thereof. The first end surface 110 may be a region in which light is irradiated by the ultraviolet light source 130 and the infrared light source 120 and the infrared scattered light is received.

제2본체(200)는 제1본체(100)에서 조사되는 자외선이 미립입자를 통과하여 입사하는 자외선광을 수광하는 자외선 수광부(230)와 처리수의 전기전도도를 측정하기 위한 한 쌍의 도전전극(220)을 포함한다.The second body 200 includes an ultraviolet light receiving unit 230 for receiving ultraviolet light incident through the first body 100 through the fine particles and a pair of conductive electrodes for measuring the electrical conductivity of the treated water. Includes 220.

연결부재(300)는 앞서 살펴본 제1단면(110)과 제2단면(210)이 마주보도록 제1본체(100)와 제2본체(200)를 연결한다. 특히, 연결부재(300)는 제1본체(100) 또는 제2본체(200)와 같은 재질로 구성될 수 있으며, 제1본체(100)의 제1단면(110), 제2본체(200)의 제2단면(210)에 연결부재(300)와 견고하게 결합하여 제1본체(100)와 제2본체(200)를 연결한다. The connection member 300 connects the first body 100 and the second body 200 so that the first end surface 110 and the second end surface 210 discussed above face each other. In particular, the connection member 300 may be made of the same material as the first body 100 or the second body 200, and the first end surface 110 and the second body 200 of the first body 100 The first body 100 and the second body 200 are connected by firmly coupling with the connection member 300 to the second end surface 210 of the.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 용존 유기탄소 측정장치(10)는 압축공기를 이용하여 제1단면(110)과 제2단면(210)에 부착되는 이물질을 제거하며, 이를 위해서 에어 프레셔(310)가 설치된다.In addition, the dissolved organic carbon measuring apparatus 10 according to an embodiment of the present invention removes foreign substances adhering to the first end surface 110 and the second end surface 210 using compressed air, and to this end, the air pressure 310 ) Is installed.

에어 프레셔(310)는 공기노즐(311)과 공기배관(312)을 포함한다.The air pressure 310 includes an air nozzle 311 and an air pipe 312.

상기 연결부재(300)의 상부면에는 제1단면(110)과 제2단면(210)의 이물질을 제거하기 위한 한 쌍의 공기노즐(311)이 형성될 수 있으며, 한 쌍의 공기노즐(311) 중 하나는 제1단면을 향하고, 다른 하나는 제2단면을 향하여 강한 압력으로 공기를 분사한다.A pair of air nozzles 311 for removing foreign substances from the first end surface 110 and the second end surface 210 may be formed on the upper surface of the connecting member 300, and a pair of air nozzles 311 One of the) is directed toward the first end face, and the other is directed toward the second end face.

한 쌍의 공기노즐(311)에 압축공기를 공급하는 공기배관(312)은 제1본체(100)의 내부 또는 제2본체(200)의 내부를 통과하여 형성되는데, 본 발명의 실시예에 따른 용존 유기탄소 측정장치(10)의 내부에 압축공기를 생산하는 콤프레셔(미도시)가 부착될 수도 있으나, 장치의 무게, 크기 등을 고려하면, 외부에서 제공되는 압축공기가 내부 공기배관(312)을 통해서 이동할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.The air pipe 312 for supplying compressed air to the pair of air nozzles 311 is formed through the inside of the first body 100 or the inside of the second body 200, according to an embodiment of the present invention. A compressor (not shown) that produces compressed air may be attached to the inside of the dissolved organic carbon measuring device 10, but considering the weight and size of the device, the compressed air provided from the outside is the internal air pipe 312 It is desirable to configure it to be able to move through.

또 다른 실시예에 의하면 제1본체(100)와 제2본체(200), 연결부재(300)는 일체형으로 구성될 수도 있다.According to another embodiment, the first body 100, the second body 200, and the connection member 300 may be integrally configured.

도 1에 도시된 제1본체(100), 제2본체(200) 및 연결부재(300)가 일체형으로 구성될 경우, 연결부재(300)의 상부에 유체가 자유롭게 놓이거나 이동하여 용존 유기탄소농도 측정을 위한 광이 조사될 수 있는 영역이 형성될 수 있다.When the first body 100, the second body 200, and the connection member 300 shown in FIG. 1 are integrally configured, the fluid is freely placed or moved on the upper part of the connection member 300 to achieve a dissolved organic carbon concentration. A region to which light for measurement may be irradiated may be formed.

도 1에 도시된 바와 같이 제1본체(100)의 일측에는 제1단면(110)이 형성되고, 적외선 광원(120), 자외선 광원(130) 및 적외선 수광부(140)가 자리잡을 수 있다.As shown in FIG. 1, a first end surface 110 is formed on one side of the first body 100, and an infrared light source 120, an ultraviolet light source 130, and an infrared light receiving unit 140 may be positioned.

적외선 광원(120)은 적외선 LED일 수 있고, 적외선 광원(120)의 파장은 780nm 내지 1000nm범위의 파장이 조사될 수 있다. 바람직하게는 880nm의 적외선 광 일 수 있다. The infrared light source 120 may be an infrared LED, and the wavelength of the infrared light source 120 may be irradiated with a wavelength ranging from 780 nm to 1000 nm. Preferably, it may be 880 nm infrared light.

특히, 적외선 광원(120)은 제1단면(110)의 법선방향에 소정각도로 기울어져 있다.In particular, the infrared light source 120 is inclined at a predetermined angle in the normal direction of the first end surface 110.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 적외선 광원과 적외선 수광부의 확대도면이다.2 is an enlarged view of an infrared light source and an infrared light receiving unit according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이 상기 적외선 광원(120)은 상기 제1단면(110)의 법선방향에서 제1각도 기울어져 조사되며, 상기 적외선 수광부(140)는 적외선이 조사되는 입자에 입사각 대비 수직으로 산란하는 광을 수광하도록 상기 제1단면의 법선방향 기준 제2각도 기울어진다.As shown in FIG. 2, the infrared light source 120 is irradiated at a first angle in the normal direction of the first end surface 110, and the infrared light receiving unit 140 is perpendicular to the incident angle of the particles irradiated with infrared rays. A second angle based on the normal direction of the first cross-section is also inclined to receive the scattered light.

적외선 광원(120)에서 발산되는 광이 입자에 부딪쳐 산란하게 되고, 90도 산란한 적외선 광을 적외선 수광부(140)가 수광하여 광의 강도변화에 따른 액중의 현탁물질의 농도를 측정한다.The light emitted from the infrared light source 120 collides with the particles and is scattered, and the infrared light receiving unit 140 receives the infrared light scattered at 90 degrees to measure the concentration of the suspended material in the liquid according to the change in intensity of the light.

90도 산란광을 측정하는 것은 90도의 검출각도가 입자크기의 변화에 가장 민감하지 않기 때문이다.The reason for measuring the scattered light at 90 degrees is that the detection angle of 90 degrees is the least sensitive to changes in particle size.

본 발명의 실시예에 따른 적외선 광원(120)은 적외선 LED일 수 있으며, 적외선 광원(120)으로 적외선 LED(발광다이오드)를 사용하게 됨으로서, 장기간 사용해도 성능의 저하가 거의 없으며, 장기간 사용해도 우수한 재현성이 보장된다. 적외선 광원(120)은 광의 조사각도가 제1단면(110)의 법선방향에서 제1각도 기울어진 각도이다. The infrared light source 120 according to the embodiment of the present invention may be an infrared LED, and since an infrared LED (light emitting diode) is used as the infrared light source 120, there is little deterioration in performance even when used for a long period of time, and excellent Reproducibility is guaranteed. The infrared light source 120 is an angle in which the irradiation angle of light is inclined by a first angle in the normal direction of the first end surface 110.

같은 평면상에서 조사되는 법선방향의 산란된 광을 검출하기 위해서 적외선 광원(120)을 일정각도 기울어서 조사하는 경우, 입자에 의해 90도 산란된 광을 같은 평면에서 수광할 수 있게 된다.When the infrared light source 120 is irradiated at a certain angle in order to detect the light scattered in the normal direction irradiated on the same plane, light scattered by the particles at 90 degrees can be received in the same plane.

예상하는 바와 같이 적외선 수광부(140)도 제1단면(110)의 법선방향에 제2각도 기울어져 있어, 제1각도와 제2각도의 합이 90도가 될 수 있도록 장치가 구성될 수 있다.As expected, since the infrared light receiving unit 140 is also inclined at a second angle in the normal direction of the first end surface 110, the device may be configured such that the sum of the first angle and the second angle may be 90 degrees.

적외선 수광부(140)는 적외선 영역의 파장에 반응할 수 있는 적외선 측정용 포토다이오드일 수 있다. The infrared light receiving unit 140 may be an infrared measurement photodiode capable of reacting to a wavelength in an infrared region.

제1본체(100)에 형성되는 자외선 광원(130)은 자외선 LED를 사용할 수 있다. 자외선은 파장은 짧지만 에너지가 커서, 작은 미립자에 대한 감도가 높다. 제1본체(100)에 형성되는 자외선 광원(130)은 적외선 광원(120)과 달리 입자를 투과하는 자외선 광원의 강도, 즉 흡광도를 측정하여 작은 미립자의 분포에 따른 총 유기탄소 농도(TOC)를 측정한다.The ultraviolet light source 130 formed in the first body 100 may use an ultraviolet LED. Ultraviolet rays have a short wavelength, but have high energy, so they have high sensitivity to small particles. Unlike the infrared light source 120, the ultraviolet light source 130 formed in the first body 100 measures the intensity of the ultraviolet light source that transmits the particles, that is, the absorbance, and calculates the total organic carbon concentration (TOC) according to the distribution of small particles. Measure.

자외선은 파장 범위에 따라 UVV(100~200nm), UVC(200~280)nm, UVB(280~315nm) 및 UVA(315~400nm)로 구분할 수 있다.UV rays can be classified into UVV (100-200 nm), UVC (200-280) nm, UVB (280-315 nm), and UVA (315-400 nm) depending on the wavelength range.

본 발명의 실시예에 따른 자외선 광원(130)에서 조사하는 자외선 광의 파장은 254nm의 파장이 활용된다. The wavelength of the ultraviolet light irradiated by the ultraviolet light source 130 according to the exemplary embodiment of the present invention is 254 nm.

미국 EPA 415.3 및 Standard Method에서는 UV254와 프탈산수소칼륨으로 표현되는 총 유기탄소농도인 KHP와의 관계를 아래 수학식 1과 같이 정의하고 있어, UV254의 흡광도를 활용하면 총 유기탄소 값의 관계를 추정할 수 있기 때문이다.In the US EPA 415.3 and Standard Method, the relationship between UV254 and KHP, which is the total organic carbon concentration expressed as potassium hydrogen phthalate, is defined as in Equation 1 below.By using the absorbance of UV254, the relationship between the total organic carbon value can be estimated. Because there is.

[수학식 1][Equation 1]

UV254 = 0.0144 × KHP + 0.0018UV254 = 0.0144 × KHP + 0.0018

아래에서 설명하게 될 제2본체(200)에 형성되는 자외선 수광부(230)가 자외선 광원(130)에서 조사된 광이 투과하여 도달하게 되는 자외선 광의 강도를 검출하고, 이를 이용하여 실제 입자에 의한 흡광도를 측정하게 된다.The ultraviolet light receiving unit 230 formed in the second body 200, which will be described below, detects the intensity of ultraviolet light that is transmitted and reached by the light irradiated from the ultraviolet light source 130, and uses this to detect the absorbance by the actual particles. Is measured.

본 발명의 실시예에 따른 제2본체(200)에는 제2단면(210)이 형성되고, 자외선 수광부(230)가 형성된다. 자외선 수광부(230)는 자외선 영역대의 광을 수광할 수 있는 자외선 측정용 포토다이오드 일 수 있다.A second end surface 210 is formed on the second body 200 according to an embodiment of the present invention, and an ultraviolet light receiving unit 230 is formed. The ultraviolet light receiving unit 230 may be a photodiode for ultraviolet measurement capable of receiving light in an ultraviolet region.

자외선 수광부(230)에서 수광한 광의 강도를 이용하여 흡광도를 측정하는 것은 아래 수학식 2와 같이 입사광에 대한 투과된 광의 비율을 측정하여 계산한다. 이는 일반적으로 공개된 분광광도법을 활용하여 흡광도를 계산하는 것으로 자세한 설명은 생략한다. Measuring the absorbance using the intensity of light received by the ultraviolet light receiving unit 230 is calculated by measuring the ratio of transmitted light to the incident light as shown in Equation 2 below. This is because absorbance is calculated using a generally published spectrophotometric method, and a detailed description is omitted.

(https://ko.m.wikipedia.org/wiki/분광광도법) - 링크참조( https://en.m.wikipedia.org/wiki/Spectrophotometry)-See link

[수학식 2][Equation 2]

A = log (Io/I) = a × b × cA = log (Io/I) = a × b × c

여기서, A는 흡광도, Io는 흡광물질이 없을 때 광의 강도, I는 흡광물질이 있을 때 광의 강도, a는 흡광 계수, b는 광로폭(path length, mm), c는 농도(mg/L)이다.Here, A is absorbance, Io is the intensity of light in the absence of a light-absorbing material, I is the intensity of light in the presence of a light-absorbing material, a is the absorption coefficient, b is the optical path width (path length, mm), and c is the concentration (mg/L) to be.

한 쌍의 도전전극(220)은 처리수의 전기전도도를 측정하는데 활용된다. 한 쌍의 도전전극(220)은 접지전극(222)과 워킹전극(221)을 포함하며, 워킹전극(221)에 전원을 인가하여 처리수의 전기전도도를 측정한다.The pair of conductive electrodes 220 is used to measure the electrical conductivity of the treated water. The pair of conductive electrodes 220 includes a ground electrode 222 and a working electrode 221, and power is applied to the working electrode 221 to measure the electrical conductivity of the treated water.

일반적으로 전해질은 용액중에 양이온과 음이은으로 해리하여 용액이 전도성을 갖도록 한다. 전도성이 있는 용액은 전류를 운반하게 되고, 전류를 운반하는 정도를 전기전도도로 표현하게 된다. 특히, 이러한 정도의 차이는 용액속의 이온의 세기로 평가할 수 있다.In general, the electrolyte dissociates into cations and negative silver in a solution, making the solution conductive. A conductive solution carries current, and the degree to which it carries current is expressed as electrical conductivity. In particular, this degree of difference can be evaluated by the strength of ions in the solution.

전기전도도의 단위는 S(Siemens)/m 또는 1/Ωm를 사용한다. 본 발명의 실시예에 따른 한 쌍의 도전전극(220)은 워킹전극(221)에 가해지는 전원에서 공급되는 전자의 흐름이 접지전극(222)으로 도입되는 정도에 따라서 전기전도도를 측정할 수 있다. The unit of electrical conductivity is S(Siemens)/m or 1/Ωm. The pair of conductive electrodes 220 according to the embodiment of the present invention may measure electrical conductivity according to the degree to which the flow of electrons supplied from the power applied to the working electrode 221 is introduced to the ground electrode 222. .

본 발명의 실시예에 따른 한 쌍의 도전전극(220)의 용존 유기탄소 측정과의 관계는 후술한다.The relationship between the measurement of dissolved organic carbon of the pair of conductive electrodes 220 according to an embodiment of the present invention will be described later.

본 발명의 실시예에 따른 자외선 수광부(230)와 적외선 수광부(140)에서 측정된 값을 이용하여 탁도도 함께 측정한다.Turbidity is also measured by using the values measured by the ultraviolet light receiving unit 230 and the infrared light receiving unit 140 according to an exemplary embodiment of the present invention.

다양한 탁도 측정 원리에 따른 탁도 단위가 있으나 가장 널리 사용되는 탁도의 단위는 NTU(Nephelometric Turbidity Unit)를 사용하며, Nephelometer를 사용하여 탁도를 측정하는 단위를 말한다. 국내의 경우에도 먹는물 기준 (1999년 2월 11일 개정)은 탁도를 NTU 단위로 측정할 것을 규정하고 있다.There are turbidity units according to various turbidity measurement principles, but the most widely used turbidity unit is NTU (Nephelometric Turbidity Unit), which refers to a unit for measuring turbidity using a nephelometer. Even in Korea, the drinking water standard (revised on February 11, 1999) stipulates that turbidity is measured in NTU units.

본 발명에서는 UVA254의 자외선 흡광도와 적외선 90도 산란광을 동시에 측정하여 미립자에 의한 탁도는 자외선 흡광도로 보정하며, 중간 크기 이상 입자에 대한 탁도는 적외선 산란광을 이용하여 색도의 영향이 최소화하면서 높은 정밀도로 탁도를 측정한다.In the present invention, the ultraviolet absorbance of UVA254 and the infrared 90 degree scattered light are measured at the same time, and the turbidity due to the fine particles is corrected by the ultraviolet absorbance. Measure

앞서 설명한 적외선 광원(120), 자외선 광원(130), 적외선 수광부(140) 및 자외선 수광부(230)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 광 경로상에는 필터(400)가 설치될 수 있다.The filter 400 may be installed on at least one light path selected from the group consisting of the infrared light source 120, the ultraviolet light source 130, the infrared light receiving unit 140, and the ultraviolet light receiving unit 230 described above.

필터(400)는 각 광원(120, 130)과 수광부(140, 230)에 직접 미립자가 닿지 않도록 하여, 각 광원(120, 130)과 수광부(140, 230)를 보호하는 역할을 한다. 특히 필터(400)는 광의 흡수율이 낮은 석영 글래스일 수 있으나 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.The filter 400 serves to protect the light sources 120 and 130 and the light receiving units 140 and 230 by preventing particulates from directly contacting the light sources 120 and 130 and the light receiving units 140 and 230. In particular, the filter 400 may be a quartz glass having a low light absorption rate, but is not limited thereto.

또한, 제1단면(110)과 제2단면(210) 사이의 간격은 20mm 내지 60mm일 수 있다. In addition, the interval between the first end surface 110 and the second end surface 210 may be 20 mm to 60 mm.

이 간격은 일반적인 정수처리시설의 탁도 및 하폐수 2차 처리수 탁도 측정에 적합하다. 이 광로폭(도 1의 굵은 화살표)은 탁도에 따라 조절하여 사용할 수 있으나 간격이 20mm 이하인 경우 90도 산란광 측정시 방해가 될 수 있기 때문에 최소 간격을 20mm로 할 수 있다. 또한, 최대 간격은 60mm인데 이보다 넓은 경우 자외선 흡광도의 강도가 약해지므로 측정 오차가 증가할 수 있다.This interval is suitable for measuring turbidity of general water treatment facilities and turbidity of secondary wastewater treatment water. This optical path width (thick arrow in FIG. 1) can be adjusted according to turbidity, but if the distance is less than 20 mm, it may interfere with measurement of 90 degree scattered light, so the minimum distance may be 20 mm. In addition, the maximum distance is 60 mm, but if it is wider than this, the intensity of ultraviolet absorbance decreases, and thus measurement error may increase.

실시예에 따라서는 광로폭을 조절할 수 있는 장치의 구성도 가능하다. 이는 광로폭에 따라서 측정되는 처리수의 탁도측정의 정확도가 달라질 수 있어 이를 고려하여 광로폭의 조절이 가능할 수 있다.Depending on the embodiment, a device capable of adjusting the optical path width may be configured. This may vary the accuracy of the turbidity measurement of the treated water according to the optical path width, and thus the optical path width may be adjusted in consideration of this.

본 발명의 실시예에 따른 용존 유기탄소 측정장치(10)는 UV254의 흡광도(자외선 수광부의 측정값), 한 쌍의 도전전극(220)에서 측정되는 전기전도도, 적외선 수광부(140)의 측정값(산란광의 강도)과 자외선 수광부(230)의 측정값)을 이용하여 탁도를 계산하고, 이를 이용하여 총 유기탄소농도, 입자성 유기탄소농도 및 용존 유기탄소농도를 계산하는 연산부(600)를 더 포함한다.The dissolved organic carbon measuring apparatus 10 according to an embodiment of the present invention includes absorbance of UV254 (measured value of the ultraviolet light receiving unit), electrical conductivity measured by a pair of conductive electrodes 220, and measured value of the infrared light receiving unit 140 ( The turbidity is calculated using the intensity of the scattered light) and the measured value of the ultraviolet light receiving unit 230), and a calculation unit 600 for calculating the total organic carbon concentration, the particulate organic carbon concentration, and the dissolved organic carbon concentration is further included. do.

연산부(600)는 본 발명의 실시예에 따른 용존 유기탄소 측정장치(10)의 내부에 설치될 수도 있으나, 본 발명의 실시예에 따른 용존 유기탄소 측정장치(10)에 별도로 설치된 유무선 통신장치(미도시)를 통해서 서로 연결될 수 있는 외부 통제부에 설치될 수도 있다.The operation unit 600 may be installed inside the dissolved organic carbon measuring apparatus 10 according to the embodiment of the present invention, but a wired/wireless communication device separately installed in the dissolved organic carbon measuring apparatus 10 according to the embodiment of the present invention ( It may be installed on an external control unit that can be connected to each other through (not shown).

도 3은 KHP를 이용한 총 유기탄소농도와 본 발명의 실시예에 따른 UV254흡광도에 따른 총 유기탄소 농도의 상관관계를 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing the correlation between the total organic carbon concentration using KHP and the total organic carbon concentration according to the UV254 absorbance according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 용존 유기탄소 측정장치의 연산부(600)는 표준시약인 KHP를 사용하지 않고, UV254의 흡광도를 이용하여 도출된 총 유기탄소의 농도간의 높은 상관관계(R2=0.9965)를 이용하여 총 유기탄소농도를 연산한다.As shown in Figure 3, the calculation unit 600 of the dissolved organic carbon measuring apparatus according to the embodiment of the present invention does not use the standard reagent KHP, but a high correlation between the concentration of total organic carbon derived using the absorbance of UV254 Calculate the total organic carbon concentration using the relationship (R 2 =0.9965).

본 발명의 실시예에 따른 연산부(600)는 아래 수학식 3에 의해서 총 유기탄소 농도를 측정한다.The operation unit 600 according to an embodiment of the present invention measures the total organic carbon concentration according to Equation 3 below.

[수학식 3][Equation 3]

TOC = A × (7.6692 × X2 + 13.73 × X)TOC = A × (7.6692 × X 2 + 13.73 × X)

여기서, TOC는 총유기탄소(mg/L) 농도이며, X는 UV254 흡광도이며, A는 전기전도도와 관련된 상수를 의미한다.Here, TOC is the total organic carbon (mg/L) concentration, X is UV254 absorbance, and A is a constant related to electrical conductivity.

전기전도도가 300 μS/cm 이하일 경우에는 A에는 1의 값을 적용하고, 300 μS/cm 이상일 경우에는 1.0에서 2.5 사이의 값을 적용한다. 전기전도도와 관련된 상수는 고농도 폐수의 총 유기탄소 측정 시 유기탄소 이외의 물질에 대한 측정오차를 보정하기 위한 목적이며, 이 값은 현장에서 보정하여 사용한다.If the electrical conductivity is less than 300 μS/cm, a value of 1 is applied to A, and if it is more than 300 μS/cm, a value between 1.0 and 2.5 is applied. The constant related to electrical conductivity is intended to correct measurement errors for substances other than organic carbon when measuring total organic carbon in high-concentration wastewater, and this value is corrected and used in the field.

입자성 유기탄소(POC) 농도는 다음 식으로 계산한다.The particulate organic carbon (POC) concentration is calculated by the following equation.

[수학식 4][Equation 4]

POC = B × (33.166 × N - 8,378)POC = B × (33.166 × N-8,378)

여기서, POC는 입자성 유기탄소 농도(mg/L) 이며, N은 탁도(NTU)이며, B는 전기전도도와 관련된 상수를 의미한다.Here, POC is the particulate organic carbon concentration (mg/L), N is turbidity (NTU), and B is a constant related to electrical conductivity.

전기전도도가 200 ㎲/cm 이하일 경우에는 상수 B에는 1의 값을 적용하고, 200 ㎲/cm 이상일 경우에는 1.0에서 2.0 사이의 값을 적용한다. 이는 고농도 폐수의 용존 유기탄소 측정 시 유기탄소 이외의 물질에 대한 측정오차를 보정하기 위한 목적이며, 이 값은 현장에서 보정하여 사용한다.If the electrical conductivity is less than 200 µs/cm, a value of 1 is applied to the constant B, and if it is 200 µs/cm or more, a value between 1.0 and 2.0 is applied. This is to correct measurement errors for substances other than organic carbon when measuring dissolved organic carbon in high concentration wastewater, and this value is corrected and used in the field.

여기서, 탁도(NTU) N은 UV254 흡광도(자외선 포토다이오드 측정값을 흡광도로 환산), 90도 적외선 산란광 측정값(적외선 포토다이오드 측정값)을 이용하여 계산한다.Here, the turbidity (NTU) N is calculated using the UV254 absorbance (the measured value of the ultraviolet photodiode is converted into the absorbance) and the measured value of the infrared scattered light at 90 degrees (the measured value of the infrared photodiode).

결국, 연산부는 수학식 3과 수학식 4를 통해서 계산된 총 유기탄소 농도(TOC)와 입자성 유기탄소 농도(POC)에 의해서 용존 유기탄소 농도를 아래 수학식 5를 이용하여 계산한다.As a result, the calculation unit calculates the dissolved organic carbon concentration using Equation 5 below based on the total organic carbon concentration (TOC) and particulate organic carbon concentration (POC) calculated through Equations 3 and 4.

[수학식 5][Equation 5]

TOC(총 유기탄소 농도) = POC(입자성 유기탄소 농도) + DOC(용존 유기탄소 농도)TOC (total organic carbon concentration) = POC (particulate organic carbon concentration) + DOC (dissolved organic carbon concentration)

본 발명의 원리를 이용하여 측정하는 자외선 흡광도, 적외선 산란광의 강도 및 전기전도도는 수중에서 실시간 측정이 가능한 항목이므로 총 유기탄소농도(TOC), 입자성 유기탄소농도(POC)를 계산하여 용존 유기탄소농도(DOC)를 실시간으로 측정할 수 있다.Dissolved organic carbon by calculating the total organic carbon concentration (TOC) and particulate organic carbon concentration (POC) because the UV absorbance, the intensity of the infrared scattered light, and the electrical conductivity measured using the principles of the present invention can be measured in real time in water. Concentration (DOC) can be measured in real time.

<실시예><Example>

본 발명의 실시예에 따른 용존 유기탄소 측정장치(10)를 이용하여 다음과 같은 순서로 용존 유기탄소 농도를 측정하고, 실제 실험실에서 KHP를 이용한 용존 유기탄소 농도와 비교해본다.The dissolved organic carbon concentration is measured in the following order using the dissolved organic carbon measuring apparatus 10 according to the embodiment of the present invention, and compared with the dissolved organic carbon concentration using KHP in an actual laboratory.

에어프레셔(310)를 이용하여 제1단면(110)과 제2단면(210)을 세척한다. 공기노즐(311)을 통해 압축공기를 5~10초 범위에서 분사하고, 압축공기 압력은 약3bar ~ 6bar의 범위를 유지하도록 한다. The first end face 110 and the second end face 210 are cleaned using the air pressure 310. Compressed air is injected through the air nozzle 311 in the range of 5 to 10 seconds, and the compressed air pressure is maintained in the range of about 3 bar to 6 bar.

제1단면(110)과 제2단면(210)의 세척이 완료되면 UV254흡광도, 전기전도도, 적외선 산란광 강도, 탁도를 측정하고, 앞서 살펴본 총 유기탄소 농도(TOC), 입자성 유기탄소 농도(POC)를 계산하고, 최종적으로 용존 유기탄소를 측정한다.When washing of the first section 110 and the second section 210 is completed, UV254 absorbance, electrical conductivity, infrared scattered light intensity, and turbidity are measured, and the total organic carbon concentration (TOC) and particulate organic carbon concentration (POC) are measured. ) Is calculated, and finally dissolved organic carbon is measured.

도 4는 본 발명의 실시예에 따라서 측정된 용존 유기탄소 농도의 결과 그래프이다.4 is a graph of the results of the dissolved organic carbon concentration measured according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 용존 유기탄소 농도 그래프에 의하면, 총 유기 탄소 농도(주황색 그래프)와 용존 유기탄소 농도(검정 실선)가 시계열적으로 측정된 데이터가 나타나 있다.As shown in FIG. 4, according to the dissolved organic carbon concentration graph according to the exemplary embodiment of the present invention, data in which the total organic carbon concentration (orange graph) and the dissolved organic carbon concentration (black solid line) are measured in time series are shown.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이 실제 실험실에서 동일한 처리수를 KHP를 이용한 측정 결과(검정 점선)와 본 발명의 실시예에 따른 용존 유기탄소 측정장치(10)에 의한 결과를 비교하면 10%이내의 오차를 기록하는 것으로 조사되어, 높은 정확도를 기록하였다.In addition, as shown in Fig. 4, when the same treated water in an actual laboratory is measured using KHP (black dotted line) and the result obtained by the dissolved organic carbon measuring device 10 according to an embodiment of the present invention is compared, within 10% It was investigated to record the error of, and high accuracy was recorded.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 용존 유기탄소 측정장치의 설치개념도이다.5 is a conceptual diagram of an installation of a dissolved organic carbon measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이 용존 유기탄소 측정장치(10)는 처리수에 소정의 수심으로 잠겨 있으며, 케이블(20)로 양단에 연결되어 있다.As shown in FIG. 5, the dissolved organic carbon measuring apparatus 10 is immersed in the treated water at a predetermined depth, and is connected to both ends by cables 20.

케이블(20)은 고강도 외팔보(캔틸레버)와 같은 지지대(30)와 연결되어 있으며, 지상에 있는 통제부(40)와 연결된다.The cable 20 is connected to a support 30 such as a high-strength cantilever (cantilever), and is connected to the control unit 40 on the ground.

케이블(20)은 전원공급을 위한 케이블, 고정을 위한 케이블, 통신 케이블, 압축공기 연결 케이블 등이 묶인 다발을 형성할 수 있으며, 케이블을 통한 전원, 통신, 압축공기제공 등에 대한 제어는 모두 지상에 있는 통제부(40)에서 수행할 수 있다.The cable 20 can form a bundle of cables for power supply, a cable for fixing, a communication cable, a compressed air connection cable, etc., and control of power, communication, and compressed air through the cable are all on the ground. It can be performed in the control unit 40.

또한, 통제부(40)는 용존 유기탄소 측정장치(10)에 측정을 지시하거나 세정을 수행하는 등의 별도의 제어를 수행할 수 있으며, 측정값의 보정, 탁도의 측정, 총 유기탄소 농도 계산, 입자성 유기탄소 농도 계산, 용존 유기탄소 농도 계산 등을 수행하는 연산부(600)를 포함할 수도 있다.In addition, the control unit 40 can perform separate control, such as instructing the dissolved organic carbon measurement device 10 to measure or perform cleaning, and calibrate the measured value, measure the turbidity, and calculate the total organic carbon concentration. , It may include a calculation unit 600 for performing a particulate organic carbon concentration calculation, dissolved organic carbon concentration calculation, and the like.

이상 살펴본 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 용존 유기탄소 측정장치(10)는 보다 정확하게 용존 유기탄소 농도를 측정하되, 실시간으로 측정결과를 확인할 수 있어, 보다 신속하고 편리하게 정수장, 하수처리장, 하천 등에서 용존 유기탄소 농도를 측정하는데 활용될 수 있는 장치이다.As described above, the dissolved organic carbon measuring apparatus 10 according to an embodiment of the present invention more accurately measures the dissolved organic carbon concentration, but it is possible to check the measurement result in real time, so that water purification plants, sewage treatment plants, rivers It is a device that can be used to measure the dissolved organic carbon concentration in the back.

10 탁도 측정장치 20 케이블
30 지지대 40 통제부
100 제1본체 110 제1단면
120 적외선 광원 130 자외선 광원
140 적외선 수광부 200 제2본체
210 제2단면 220 한 쌍의 도전전극
230 자외선 수광부 300 연결부재
310 에어프레셔 400 필터
600 연산부
10 Turbidity measuring device 20 Cable
30 Support 40 Control
100 First body 110 First section
120 infrared light source 130 ultraviolet light source
140 Infrared light receiving unit 200 Second body
210 Second cross section 220 Pair of conductive electrodes
230 UV light receiving unit 300 connecting member
310 Air Pressure 400 Filter
600 operation unit

Claims (8)

용존 유기탄소 농도를 측정하는 장치로서,
제1단면이 형성되고, 적외선 광원, 자외선 광원 및 적외선 수광부가 형성되는 제1본체;
제2단면이 형성되고, 자외선 수광부 및 한 쌍의 도전전극이 형성되는 제2본체; 및
상기 자외선 수광부의 흡광도 측정값과 상기 한 쌍의 도전전극에 의해서 측정되는 전기전도도 및 적외선 수광부의 측정값에 의해서 총 유기탄소농도, 처리수의 탁도, 입자성 유기탄소농도를 산출하여, 용존 유기탄소농도를 연산하는 연산부를 포함하되,
상기 제1단면과 상기 제2단면이 서로 마주보도록 상기 제1본체와 상기 제2본체는 연결부재로 연결되고, 상기 제1단면과 상기 제2단면 사이는 개방되며,
상기 적외선 광원은 상기 제1단면의 법선방향에서 제1각도 기울어져 조사되며, 상기 적외선 수광부는 적외선이 조사되는 입자에 입사각 대비 수직으로 산란하는 광을 수광하도록 상기 제1단면의 법선방향 기준 제2각도 기울어지며,
상기 제1각도와 상기 제2각도의 합은 90도인 것을 특징으로 하는 용존 유기탄소 측정장치.
As a device for measuring the dissolved organic carbon concentration,
A first body having a first cross-section formed therein, an infrared light source, an ultraviolet light source, and an infrared light receiving unit;
A second body having a second cross-section, an ultraviolet light receiving unit and a pair of conductive electrodes; And
The total organic carbon concentration, the turbidity of the treated water, and the particulate organic carbon concentration are calculated based on the measured absorbance of the ultraviolet light receiving unit and the electric conductivity measured by the pair of conductive electrodes and the measured value of the infrared light receiving unit, and dissolved organic carbon. Including an operation unit for calculating the concentration,
The first body and the second body are connected by a connecting member so that the first end surface and the second end surface face each other, and the first end surface and the second end surface are open to each other,
The infrared light source is irradiated with a first angle inclined in the normal direction of the first cross-section, and the infrared light receiving unit receives the light scattered vertically relative to the incident angle of the infrared-irradiated particles. Angle is tilted,
The dissolved organic carbon measuring apparatus, characterized in that the sum of the first angle and the second angle is 90 degrees.
제1항에 있어서,
상기 제1본체, 상기 제2본체 및 상기 연결부재는 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 용존 유기탄소 측정장치.
The method of claim 1,
Dissolved organic carbon measuring apparatus, characterized in that the first body, the second body and the connecting member are integrally formed.
제1항에 있어서,
상기 한 쌍의 도전전극은 접지전극과 워킹전극을 포함하며, 상기 워킹 전극에 전원을 인가하여 처리수의 전기전도도를 측정하는 것을 특징으로 하는 용존 유기탄소 측정장치.
The method of claim 1,
The pair of conductive electrodes includes a ground electrode and a working electrode, and the electric conductivity of the treated water is measured by applying power to the working electrode.
제1항에 있어서,
상기 적외선 광원, 자외선 광원, 적외선 수광부 및 자외선 수광부로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 광경로상에 필터가 설치되는 것을 특징으로 하는 용존 유기탄소 측정장치.
The method of claim 1,
The dissolved organic carbon measuring apparatus, characterized in that the filter is installed on at least one optical path selected from the group consisting of the infrared light source, the ultraviolet light source, the infrared light receiving unit and the ultraviolet light receiving unit.
제4항에 있어서,
상기 필터는 석영글라스인 것을 특징으로 하는 용존 유기탄소 측정장치.
The method of claim 4,
Dissolved organic carbon measuring device, characterized in that the filter is quartz glass.
제1항에 있어서,
상기 제1단면과 상기 제2단면 사이의 오염물질을 제거하는 에어프레셔를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용존 유기탄소 측정장치.
The method of claim 1,
Dissolved organic carbon measuring apparatus, characterized in that it further comprises an air pressure to remove the contaminants between the first end surface and the second end surface.
제6항에 있어서,
상기 에어프레셔는 노즐 및 공기배관을 포함하며, 상기 노즐은 상기 연결부재의 상부에 형성되며, 상기 제1단면과 상기 제2단면에 공기가 분사될 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 용존 유기탄소 측정장치.
The method of claim 6,
The air compressor includes a nozzle and an air pipe, and the nozzle is formed above the connecting member, and the dissolved organic carbon measurement is formed so that air can be sprayed on the first end surface and the second end surface. Device.
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