KR102648062B1 - Real-time toxictiy monitoring system and method for operating the same - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일실시예는 유입수 공급부로부터 공급되는 원수가 수용되는 원수 수조부; 상기 원수 수조부로부터 공급되는 원수를 필터링하는 원수 필터부; 상기 원수 필터부를 경유하여 원수가 필터링된 시료수를 보관하는 시료수 보관부; 상기 원수 필터부로 공급되는 원수와 동일한 샘플링 원수를 상기 원수 수조부로부터 공급받아 보관하는 채수 보관부; 상기 시료수 보관부로부터 제공된 시료수에 대해 독성물질을 감지하는 하나 이상의 생태독성감시부가 구비된 통합 생태독성감시모듈; 및 상기 채수 보관부에 저장된 샘플링 원수를 제공받아 독성물질에 대한 정량 및 정성분석을 실시하는 자동 채수 분석부를 포함하며, 상기 채수 보관부는 상기 통합 생태독성감시모듈로부터 시료수에 독성물질이 감지될 시, 상기 자동 채수 분석부로 샘플링 원수를 공급하도록 이루어진 것인 실시간 유입수 독성모니터링 시스템 및 그의 작동방법을 제공한다.One embodiment of the present invention includes a raw water tank that accommodates raw water supplied from an inflow water supply unit; a raw water filter unit that filters raw water supplied from the raw water tank unit; a sample water storage unit that stores sample water in which the raw water has been filtered via the raw water filter unit; a water collection unit that receives and stores sampling raw water identical to the raw water supplied to the raw water filter unit from the raw water tank unit; An integrated ecotoxicity monitoring module equipped with one or more ecotoxicity monitoring units that detect toxic substances in the sample water provided from the sample water storage unit; And an automatic water sampling analysis unit that receives the sampling raw water stored in the water sampling storage unit and performs quantitative and qualitative analysis on toxic substances, wherein the water sampling storage unit detects toxic substances in the sample water from the integrated eco-toxicity monitoring module. , provides a real-time influent toxicity monitoring system configured to supply sampling raw water to the automatic water collection analysis unit and a method of operating the same.
Description
본 발명은 실시간 유입수 독성모니터링 시스템 및 그의 작동방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 통합 생태독성감시모듈과 자동 채수 분석부가 함께 구비되어 유입수에 대한 독성모니터링을 실시간으로 보다 정확하게 분석하도록 이루어진 실시간 유입수 독성모니터링 시스템 및 그의 작동방법에 관한 것이다.The present invention relates to a real-time influent toxicity monitoring system and its operating method. More specifically, a real-time influent toxicity monitoring system equipped with an integrated eco-toxicity monitoring module and an automatic water sampling analysis unit to more accurately analyze the toxicity monitoring of influent water in real time. It relates to the system and its operating method.
수질을 개선하고 생태계를 보호하기 위하여 하수와 폐수를 처리하는 시설이 설치되어 운영되고 있지만 생물학적 또는 물리 화학적 처리과정을 통해 유해화학물질을 완벽하게 제거하지 못하는 문제가 있다. 이에, 하수와 폐수의 처리과정에서 제거되지 않는 유해화학물질들은 공공수역으로 방류되어 생태계와 보건에 악영향을 미치고 있다. Although facilities to treat sewage and wastewater have been installed and operated to improve water quality and protect the ecosystem, there is a problem in that hazardous chemicals cannot be completely removed through biological or physical or chemical treatment processes. Accordingly, hazardous chemicals that are not removed during the treatment of sewage and wastewater are discharged into public waters, adversely affecting the ecosystem and health.
일반적으로 환경분석을 위하여 종래에는 이화학적인 분석기술을 적용해 독성 물질을 정량적으로 분석하였다. 그러나 이화학적인 분석기술은 분석에 소요되는 비용, 시간, 기술, 인력적인 측면에서 광활한 측정영역을 분석하기에는 현실적으로 불가능하다. 이에, 환경분석을 위한 과학적이고 효율적인 관리방안으로 생태독성평가 분석기술이 대두되고 있다.In general, for environmental analysis, toxic substances have been quantitatively analyzed by applying physicochemical analysis techniques. However, physical and chemical analysis techniques are realistically impossible to analyze a wide measurement area in terms of cost, time, technology, and manpower required for analysis. Accordingly, ecotoxicity assessment analysis technology is emerging as a scientific and efficient management method for environmental analysis.
생태독성평가 분석기술은 생물을 사용하여 환경 내에 존재하는 물질의 유해성을 평가하는 기술이다. 이 기술은 사용되는 이질적인 물질이 생물에 농축되었을 시 발생하는 피해나 다양한 화합물이 공존했을 시 발생할 수 있는 생물학적 이용성에 대한 정보를 파악할 수 있다.Ecotoxicity assessment analysis technology is a technology that uses living organisms to evaluate the hazards of substances existing in the environment. This technology can obtain information about the damage that may occur when the heterogeneous substances used are concentrated in living organisms or the bioavailability that may occur when various compounds coexist.
생물체를 이용하는 생태독성감시장치의 종류는 일반적으로 생물체의 종류에 따라서 구분이 되고 이에 따라 장치의 구성요소가 변화된다. 다양한 생물체(호기성 미생물, 질산화 미생물, 황산화 미생물, 발광 미생물, 반달말 등의 조류 등)를 이용하여 외부 오염물질에 따라서 반응하는 생물체의 성장속도, 호흡율, 발광도 등을 측정한다.Types of ecotoxicity monitoring devices that use living organisms are generally classified according to the type of organism, and the components of the device change accordingly. Using various organisms (aerobic microorganisms, nitrifying microorganisms, sulfur-oxidizing microorganisms, luminescent microorganisms, algae such as half-moon, etc.), the growth rate, respiration rate, and luminescence of organisms that react to external pollutants are measured.
한편, 생물체에 따라 화학물질에 대한 반응도가 상이하게 나타난다. 예를 들면, 구리이온에 대한 반응도는, 물벼룩에서 가장 높게 나타나며, 미세조류, 황산화박테리아, 발광박테리아 순으로 점차 낮아진다. 아울러, 시안이온에 대한 반응도는, 미세 조류에서 가장 높게 나타나며, 물벼룩 또는 황산화박테리아, 발광 박테리아 순으로 점차 낮아진다. 아울러, 잔류염소에 대한 반응도는, 발광 박테리아 또는 황산화 박테리아에서 가장 높게 나타나며, 미세조류, 물벼룩 순으로 점차 낮아진다. 아울러, 농약에 대한 반응도는, 발광 박테리아에서 가장 높게 나타나며, 물벼룩 또는 황산화박테리아, 미세조류 순으로 점차 낮아진다.Meanwhile, the degree of reactivity to chemicals varies depending on the organism. For example, the reactivity to copper ions is highest in Daphnia, and gradually decreases in that order: microalgae, sulfated bacteria, and luminescent bacteria. In addition, the reactivity to cyan ions is highest in microalgae, and gradually decreases in that order: daphnia or sulfated bacteria, and luminescent bacteria. In addition, the reactivity to residual chlorine is highest in luminescent bacteria or sulfating bacteria, and gradually decreases in that order of microalgae and Daphnia. In addition, the reactivity to pesticides is highest in luminescent bacteria, and gradually decreases in that order: daphnia or sulfated bacteria, and microalgae.
이와 같이, 생물체를 이용하는 생태독성감시장치는 생물체에 따라 화학물질에 대한 반응도가 상이하게 나타나지만, 종래의 생태독성감지장치는 다양한 생물체 중 한 종을 이용하여 생태 독성값을 측정하였기에 다양한 독성물질의 영향을 정확하게 추정할 수 없다는 한계가 있었다.In this way, ecotoxicity monitoring devices using living organisms show different reactivity to chemicals depending on the living organism, but conventional ecotoxicity sensing devices measure ecotoxicity values using one species among various living organisms, so they can affect the effects of various toxic substances. There was a limitation in that it could not be accurately estimated.
그리고 생태독성감시장치는 분석 대상인 시료수에 대한 정확한 화학물질의 성분 분석이 이루어지지 못하는 문제가 있다.Additionally, the eco-toxicity monitoring device has a problem in that it cannot accurately analyze the chemical composition of the sample water being analyzed.
따라서, 시료수에 대한 독성모니터링을 보다 정확하고 신속하게 분석하도록 이루어진 실시간 유입수 독성모니터링 시스템 및 그의 작동방법에 대한 다양한 연구 개발이 필요하다.Therefore, there is a need for various research and development on the real-time influent toxicity monitoring system and its operating method to more accurately and quickly analyze the toxicity monitoring of sample water.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 기술적 과제는, 통합 생태독성감시모듈과 자동 채수 분석부가 함께 구비되어 유입수에 대한 독성모니터링을 실시간으로 보다 정확하게 분석하도록 이루어진 실시간 유입수 독성모니터링 시스템 및 그의 작동방법을 제공하는 것이다.The technical problem of the present invention to solve the above problems is a real-time influent toxicity monitoring system equipped with an integrated ecotoxicity monitoring module and an automatic water sampling analysis unit to more accurately analyze the toxicity monitoring of influent water in real time and its operating method. is to provide.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 유입수 공급부로부터 공급되는 원수가 수용되는 원수 수조부; 상기 원수 수조부로부터 공급되는 원수를 필터링하는 원수 필터부; 상기 원수 필터부를 경유하여 원수가 필터링된 시료수를 보관하는 시료수 보관부; 상기 원수 필터부로 공급되는 원수와 동일한 샘플링 원수를 상기 원수 수조부로부터 공급받아 보관하는 채수 보관부; 상기 시료수 보관부로부터 제공된 시료수에 대해 독성물질을 감지하는 하나 이상의 생태독성감시부가 구비된 통합 생태독성감시모듈; 및 상기 채수 보관부에 저장된 샘플링 원수를 제공받아 독성물질에 대한 정량 및 정성분석을 실시하는 자동 채수 분석부를 포함하며, 상기 채수 보관부는 상기 통합 생태독성감시모듈로부터 시료수에 독성물질이 감지될 시, 상기 자동 채수 분석부로 샘플링 원수를 공급하도록 이루어진 것인 실시간 유입수 독성모니터링 시스템을 제공한다.In order to achieve the above technical problem, an embodiment of the present invention includes a raw water tank that accommodates raw water supplied from an inflow water supply unit; a raw water filter unit that filters raw water supplied from the raw water tank unit; a sample water storage unit that stores sample water in which raw water has been filtered via the raw water filter unit; a water collection unit that receives and stores sampling raw water identical to the raw water supplied to the raw water filter unit from the raw water tank unit; An integrated ecotoxicity monitoring module equipped with one or more ecotoxicity monitoring units that detect toxic substances in the sample water provided from the sample water storage unit; And an automatic water sampling analysis unit that receives the sampling raw water stored in the water sampling storage unit and performs quantitative and qualitative analysis on toxic substances, wherein the water sampling storage unit detects toxic substances in the sample water from the integrated eco-toxicity monitoring module. , provides a real-time influent toxicity monitoring system configured to supply sampling raw water to the automatic water collection analysis unit.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 통합 생태독성감시모듈 및 자동 채수 분석부로부터 분석정보를 제공받으며, 미리 지정된 외부기기로 상기 분석정보를 제공하도록 이루어진 데이터 관리부를 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the data management unit receives analysis information from the integrated ecotoxicity monitoring module and the automatic water collection analysis unit, and may further include a data management unit configured to provide the analysis information to a pre-designated external device.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 통합 생태독성감시모듈은, 시료수의 투입에 따른 물벼룩의 움직임 변화를 측정하여 제1 독성지수를 산출하는 물벼룩 생태독성감시부; 시료수의 투입에 따른 조류의 형광량 변화율을 측정하여 제2 독성지수를 산출하는 조류 생태독성감시부; 시료수의 투입에 따른 발광박테리아의 발광량 변화율을 측정하여 제3 독성지수를 산출하는 발광박테리아 생태독성감시부; 시료수의 투입에 따라 황산화박테리아에 의하여 생성된 황산화염이온에 의한 전기전도도의 변화율로부터 제4 독성지수를 산출하는 황산화박테리아 생태독성감시부; 및 상기 물벼룩 생태독성감시부, 조류 생태독성감시부, 발광박테리아 생태독성감시부 및 황산화박테리아 생태독성감시부에서 산출된 제1 독성지수 내지 제4 독성지수를 통합하여 통합독성지수를 산정하는 통합 제어부를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the integrated ecotoxicity monitoring module includes a Daphnia ecotoxicity monitoring unit that calculates a first toxicity index by measuring changes in the movement of Daphnia according to the input of sample water; An algae ecotoxicity monitoring unit that calculates a second toxicity index by measuring the rate of change in the fluorescence of algae according to the input of sample water; Luminescent bacteria ecotoxicity monitoring department, which calculates the third toxicity index by measuring the rate of change in the amount of luminescence of luminescent bacteria according to the input of sample water; A sulfated bacteria ecotoxicity monitoring unit that calculates the fourth toxicity index from the rate of change in electrical conductivity due to sulfated chloride ions produced by sulfated bacteria according to the input of sample water; And the integrated toxicity index is calculated by integrating the first to fourth toxicity indices calculated from the Daphnia Ecotoxicity Monitoring Department, Bird Ecotoxicity Monitoring Department, Luminescent Bacteria Ecotoxicity Monitoring Department, and Sulfated Bacteria Ecotoxicity Monitoring Department. It may include a control unit.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 통합독성지수()는, 에 의해 산출되고 는 i번째 시각에서의 물벼룩 생태독성감시부의 값, 는 i번째 시각에서의 조류 생태독성감시부의 값, 는 i번째 시각에서의 발광박테리아 생태독성감시부의 값, 는 i번째 시각에서의 황산화박테리아 생태독성감시부의 값이고, w1 내지 w4 는 에 의해 산출될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the integrated toxicity index ( )Is, Calculated by is the Daphnia Ecotoxicity Surveillance Department at the ith time. value, is the avian ecotoxicity monitoring department at the ith time. value, is the biotoxicity monitoring department of bioluminescent bacteria at the ith time. value, is the sulfated bacteria ecotoxicity monitoring department at the ith time. value, and w 1 to w 4 are It can be calculated by .
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 원수 필터부는 상기 원수 수조부로부터 공급되는 원수 중 미리 정해진 크기 이상의 부유물질을 필터링하도록 이루어지고, 상기 원수 필터부는 공기 분사를 통해 상기 원수 필터부에 부착된 이물질을 제거하도록 이루어질 수 있다.In one embodiment of the present invention, the raw water filter unit is configured to filter suspended substances of a predetermined size or larger in the raw water supplied from the raw water water tank, and the raw water filter unit is configured to filter foreign substances attached to the raw water filter unit through air injection. It can be done to remove .
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 원수 필터부를 경유한 시료수 내 암모니아 농도를 측정하는 암모니아 측정 센서부를 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, an ammonia measurement sensor unit may be further included to measure the ammonia concentration in the sample water that has passed through the raw water filter unit.
본 발명의 일실시예는 (a) 유입수 공급부로부터 공급되는 원수가 원수 수조부에 수용되는 단계; (b) 상기 원수 수조부로부터 공급되는 원수가 원수 필터부에 의해 필터링되는 단계; (c) 상기 원수 필터부에 의해 필터링된 시료수가 시료수 보관부에 보관되는 단계; (d) 상기 (b) 단계에서 상기 원수 필터부로 공급되는 원수와 동일한 샘플링 원수가 상기 원수 수조부로부터 채수 보관부로 공급되는 단계; (e) 상기 시료수 보관부로부터 제공된 시료수에 대해 독성물질을 감지하는 하나 이상의 생태독성감시부가 구비된 통합 생태독성감시모듈을 통해 시료수 내 독성물질을 감지하는 단계; 및 (f) 상기 채수 보관부에 저장된 샘플링 원수를 제공받아 자동 채수 분석부는 독성물질에 대한 정량 및 정성분석을 실시하는 단계를 포함하며, 상기 채수 보관부는 상기 통합 생태독성감시모듈로부터 시료수에 독성물질이 감지될 시, 상기 자동 채수 분석부로 샘플링 원수를 공급하도록 이루어진 것인 실시간 유입수 독성모니터링 시스템의 작동방법을 제공한다.One embodiment of the present invention includes the steps of (a) receiving raw water supplied from the inflow water supply unit into the raw water tank; (b) filtering raw water supplied from the raw water tank unit by a raw water filter unit; (c) storing sample water filtered by the raw water filter unit in a sample water storage unit; (d) supplying the same sampling raw water as the raw water supplied to the raw water filter unit in step (b) from the raw water tank unit to the water collection unit; (e) detecting toxic substances in the sample water through an integrated ecotoxicity monitoring module equipped with one or more ecotoxicity monitoring units that detect toxic substances in the sample water provided from the sample water storage unit; and (f) receiving the sampling raw water stored in the water collection storage unit and performing quantitative and qualitative analysis on toxic substances in the automatic water collection analysis unit, wherein the water collection storage unit determines the toxicity of the sample water from the integrated ecotoxicity monitoring module. Provided is a method of operating a real-time influent toxicity monitoring system configured to supply sampling raw water to the automatic water sampling analysis unit when a substance is detected.
상기에서 설명한 본 발명에 따른 실시간 유입수 독성모니터링 시스템 및 그의 작동방법의 효과를 설명하면 다음과 같다.The effects of the real-time influent toxicity monitoring system and its operating method according to the present invention described above are explained as follows.
본 발명에 따르면, 실시간 유입수 독성모니터링 시스템은 통합 생태독성감시모듈와 자동 채수 분석부가 구비된다. 이러한 통합 생태독성감시모듈은 물벼룩 생태독성감시부, 조류 생태독성감시부, 발광박테리아 생태독성감시부 및 황산화박테리아 생태독성감시부 각각에서 산정된 독성지수에 기초하여 통합독성지수를 산출하므로, 다양한 독성물질의 영향을 보다 정확하게 추정할 수 있다.According to the present invention, the real-time influent toxicity monitoring system is equipped with an integrated ecotoxicity monitoring module and an automatic water sampling analysis unit. This integrated ecotoxicity monitoring module calculates the integrated toxicity index based on the toxicity index calculated by each of the Daphnia Ecotoxicity Monitoring Department, Bird Ecotoxicity Monitoring Department, Luminescent Bacteria Ecotoxicity Monitoring Department, and Sulfur-oxidizing Bacteria Ecotoxicity Monitoring Department. The effects of toxic substances can be estimated more accurately.
그리고 자동 채수 분석부는 통합 생태독성감시모듈로부터 시료수 내 독성물질이 감지될 시, 통합 생태독성감시모듈에 이용된 동일한 원수의 수분석을 통해 해당 원수의 독성물질에 대한 정량 및 정성분석을 실시한다. 이에, 해당 유입수의 보다 정확한 독성물질을 파악할 수 있다.And when the automatic water sampling and analysis unit detects toxic substances in the sample water from the integrated eco-toxicity monitoring module, it conducts quantitative and qualitative analysis of the toxic substances in the raw water through water analysis of the same raw water used in the integrated eco-toxicity monitoring module. . Accordingly, the toxic substances in the influent can be identified more accurately.
이러한 실시간 유입수 독성모니터링 시스템은 1차적으로 통합 생태독성감시모듈을 통해 유입수에 대한 독성물질 검사가 이루어지고, 통합 생태독성감시모듈로부터 독성물질이 검출된 경우, 2차적으로 자동 채수 분석부를 통해 유입수에 대한 수분석을 진행하도록 이루어진다. 이와 같은 실시간 유입수 독성모니터링 시스템은 통합 생태독성감시모듈을 통해 독성물질이 검출된 경우에만 자동 채수 분석부를 통해 이화학적인 분석이 추가적으로 이루어지는 것으로, 이화학적 분석 횟수를 최소화한 상태에서 유입수에 대한 실시간 독성물질 감시가 이루어질 수 있다.This real-time influent toxicity monitoring system primarily tests the influent for toxic substances through an integrated eco-toxicity monitoring module, and when toxic substances are detected from the integrated eco-toxicity monitoring module, it secondarily inspects the influent through an automatic water sampling analysis unit. It is carried out to conduct numerical analysis. In this real-time influent toxicity monitoring system, additional physicochemical analysis is performed through an automatic water sampling analysis unit only when toxic substances are detected through the integrated ecotoxicity monitoring module. The real-time toxicity of influent water is minimized while minimizing the number of physicochemical analyzes. Substance monitoring can take place.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the effects described above, and should be understood to include all effects that can be inferred from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 유입수 독성모니터링 시스템의 구성도이다.
도 2은 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 유입수 독성모니터링 시스템의 개략적인 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 통합 생태독성감시모듈의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 원수 수조부로부터 시료수 보관부로 원수가 필터링되어 공급되는 상태를 보여주는 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 시료수 보관부에 보관된 시료수가 통합 생태독성감시모듈로 공급되는 상태를 보여주는 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 통합 생태독성감시모듈을 통해 시료수 내 독성물질이 없는 상태에서 시료수 보관부 및 채수 보관부의 드레인을 보여주는 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 통합 생태독성감시모듈을 통해 시료수 내 독성물질이 있는 상태에서 채수 보관부에 보관된 샘플링 원수가 자동 채수 분석부로 공급되는 상태를 보여주는 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 유입수 독성모니터링 시스템의 작동방법을 나타낸 작동 순서도이다.Figure 1 is a configuration diagram of a real-time influent toxicity monitoring system according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a schematic illustration of a real-time influent toxicity monitoring system according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a configuration diagram of an integrated ecotoxicity monitoring module according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is an exemplary diagram showing a state in which raw water is filtered and supplied from the raw water tank to the sample water storage unit according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is an exemplary diagram showing the state in which sample water stored in the sample water storage unit according to an embodiment of the present invention is supplied to the integrated ecotoxicity monitoring module.
Figure 6 is an exemplary diagram showing the drain of the sample water storage unit and the water collection storage unit in a state where there are no toxic substances in the sample water through the integrated ecotoxicity monitoring module according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is an exemplary diagram showing a state in which sampling raw water stored in the water collection storage unit is supplied to the automatic water collection analysis unit in the presence of toxic substances in the sample water through the integrated ecotoxicity monitoring module according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is an operational flowchart showing the operation method of the real-time influent toxicity monitoring system according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the attached drawings. However, the present invention may be implemented in various different forms and, therefore, is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly explain the present invention in the drawings, parts that are not related to the description are omitted, and similar parts are given similar reference numerals throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to be “connected” to another part, this includes not only cases where it is “directly connected,” but also cases where it is “indirectly connected” with another member in between. . Additionally, when a part is said to “include” a certain component, this does not mean that other components are excluded, but that other components can be added, unless specifically stated to the contrary.
본 발명에서 상부와 하부는 대상부재의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것으로, 반드시 중력방향을 기준으로 상부 또는 하부에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.In the present invention, the upper and lower parts mean located above or below the target member, and do not necessarily mean located above or below based on the direction of gravity.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 유입수 독성모니터링 시스템의 구성도이고, 도 2은 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 유입수 독성모니터링 시스템의 개략적인 예시도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 통합 생태독성감시모듈의 구성도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 원수 수조부로부터 시료수 보관부로 원수가 필터링되어 공급되는 상태를 보여주는 예시도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 시료수 보관부에 보관된 시료수가 통합 생태독성감시모듈로 공급되는 상태를 보여주는 예시도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 통합 생태독성감시모듈을 통해 시료수 내 독성물질이 없는 상태에서 시료수 보관부 및 채수 보관부의 드레인을 보여주는 예시도이며, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 통합 생태독성감시모듈을 통해 시료수 내 독성물질이 있는 상태에서 채수 보관부에 보관된 샘플링 원수가 자동 채수 분석부로 공급되는 상태를 보여주는 예시도이다.Figure 1 is a configuration diagram of a real-time influent toxicity monitoring system according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a schematic illustration of a real-time influent toxicity monitoring system according to an embodiment of the present invention, and Figure 3 is a schematic diagram of the real-time influent toxicity monitoring system according to an embodiment of the present invention. This is a configuration diagram of an integrated ecotoxicity monitoring module according to an embodiment, and Figure 4 is an exemplary diagram showing a state in which raw water is filtered and supplied from the raw water tank unit to the sample water storage unit according to an embodiment of the present invention, and Figure 5 is an example. An exemplary diagram showing the state in which sample water stored in the sample water storage unit according to an embodiment of the present invention is supplied to the integrated ecotoxicity monitoring module, and Figure 6 is an exemplary diagram showing the state in which the sample water stored in the sample water storage unit according to an embodiment of the present invention is supplied to the integrated ecotoxicity monitoring module. It is an exemplary diagram showing the drain of the sample water storage unit and the water collection storage unit in a state in which there are no toxic substances in the sample water, and Figure 7 shows the state in which there are toxic substances in the sample water through the integrated eco-toxicity monitoring module according to an embodiment of the present invention. This is an example diagram showing the state in which the sampling raw water stored in the water collection storage unit is supplied to the automatic water collection analysis unit.
도 1 내지 도 7에서 보는 바와 같이, 실시간 유입수 독성모니터링 시스템(1000)은 예를 들어 하수 처리장 또는 폐수 처리장 등에서 유입수 공급부(10)를 통해 유입되는 원수 내 독성물질 포함 여부를 실시간으로 감시하도록 이루어진다.As shown in FIGS. 1 to 7, the real-time influent
이와 같은 실시간 유입수 독성모니터링 시스템(1000)은 원수 수조부(2000), 원수 필터부(3000), 시료수 보관부(4000), 채수 보관부(5000), 통합 생태독성감시모듈(6000) 및 자동 채수 분석부(7000)를 포함할 수 있다.This real-time influent toxicity monitoring system (1000) includes a raw water tank unit (2000), a raw water filter unit (3000), a sample water storage unit (4000), a water collection storage unit (5000), an integrated ecotoxicity monitoring module (6000), and an automatic It may include a water
여기서 원수 수조부(2000)는 유입수 공급부(10)로부터 공급되는 원수가 수용되도록 이루어진다. 이와 같은 원수 수조부(2000)는 유입수 공급부(10)와 연결되며, 유입수 공급부(10)로부터 독성 감시를 위한 측정대상 원수가 지속적으로 유입될 수 있다. 이러한 원수 수조부(2000)는 일정량의 원수가 채워진 상태에서 지속적으로 공급되는 원수에 의해 원수 수조부(2000) 내 원수는 오버 플로우가 일어나며, 원수 수조부(2000)는 유입수 공급부(10)로부터 공급되는 새로운 원수가 지속적으로 채워지게 된다. 따라서, 실시간 유입수 독성모니터링 시스템(1000)은 유입수 공급부(10)로부터 공급되는 현재의 측정대상 원수에 대한 독성모니터링이 실시간으로 이루어질 수 있다.Here, the raw
한편, 원수 필터부(3000)는 유입수 공급부(10)로부터 시료수 보관부(4000)로 공급되는 원수 내 일정 크기 이상의 부유물질 등을 필터링하도록 이루어진다. 이러한 원수 필터부(3000)는 예를 들어 유입수 공급부(10)로부터 공급되는 원수 중 100㎛ 이상의 부유물질을 필터링하도록 이루어질 수도 있다. 여기서 원수 필터부(3000)는 원수 필터부(3000) 내에 구비되는 필터부재(미도시)의 교체를 통해 필터링되는 부유물질의 크기를 선택적으로 조정할 수도 있음은 물론이다.Meanwhile, the raw
이와 같은 원수 필터부(3000)에는 공기 분사부(미도시)가 구비될 수 있다. 이러한 공기 분사부는 필터부재에 부착된 이물질을 공기 분사를 통해 제거할 수 있다. 이와 같은 공기 분사부는 예를 들어 유입수 공급부(10)로부터 시료수 보관부(4000)로 요구되는 양의 원수 유입이 모두 완료된 상태 즉, 원수 필터부(3000)를 경유하는 원수가 없는 상태에서 공기 분사를 통해 필터부재에 부착된 이물질을 제거하게 된다.Such a raw
한편, 시료수 보관부(4000)는 원수 필터부(3000)를 통해 필터링된 원수 즉, 독성물질을 평가하기 위한 시료수가 보관된다. 여기서 원수 수조부(2000)로부터 원수 필터부(3000)를 거쳐 시료수 보관부(4000)에 요구되는 양의 시료수가 채워진 상태에서는 원수 수조부(2000)로부터 시료수 보관부(4000)로의 시료수 공급이 중단된다.Meanwhile, the sample
이와 같이, 시료수 보관부(4000)에 보관된 시료수는 후술될 통합 생태독성감시모듈(6000)로 공급된다. 이러한 시료수 보관부(4000)는 스테인레스, 아크릴 등 다양한 재질로 이루어질 수는 등 시료수 보관부(4000)의 재질은 특정 재질로 한정되지 않으며, 다양한 재질로 이루어질 수 있다.In this way, the sample water stored in the sample
한편, 채수 보관부(5000)는 앞서 언급된 원수 수조부(2000)로부터 원수 필터부(3000)로 공급되는 원수와 동일한 샘플링 원수를 원수 수조부(2000)로부터 공급받도록 이루어진다. 구체적으로, 채수 보관부(5000)는 원수 수조부(2000)로부터 원수 필터부(3000)로 공급되는 동일한 시간대의 동일한 원수를 별도로 샘플링 원수로 보관하게 된다.Meanwhile, the sampled
이와 같은 채수 보관부(5000)는 예를 들어 통합 생태독성감시모듈(6000)로 공급된 시료수 내 독성물질이 있는 것으로 판단되는 경우, 채수 보관부(5000)에 보관된 샘플링 원수를 자동 채수 분석부(7000)로 보내 GC, ICP 등의 분석장비를 이용해 해당 원수에 대한 정량 및 정성분석을 실시하게 된다. 이러한 채수 보관부(5000) 및 자동 채수 분석부(7000)의 작동 구성은 후술하기로 한다.For example, if it is determined that there are toxic substances in the sample water supplied to the integrated
한편, 실시간 유입수 독성모니터링 시스템(1000)은 암모니아 측정 센서부(8000)를 더 포함할 수 있다. 이러한 암모니아 측정 센서부(8000)는 원수 필터부(3000)를 경유한 시료수 내 암모니아 농도를 측정하도록 이루어진다.Meanwhile, the real-time influent
이와 같은 암모니아 측정 센서부(8000)는 암모니아 측정을 통해 반류수에 대한 시간별 영향을 파악하게 된다. 예로, 최초 침전지의 생슬러지 인발량은 유입수 COD 농도를 증가시키는 원인이 될 수 있기에, 암모니아 측정 센서부(8000)를 통해 반류수에 대한 시간별 영향을 파악하는 것이 바람직하다.The ammonia
그리고 실시간 유입수 독성모니터링 시스템(1000)은 암모니아 측정 센서부(8000)를 통해 측정된 암모니아 측정값을 기초로, 처리장의 생물반응조로 공급되는 시료수에 대한 탈질 작업시, 적정 탄소원의 공급을 통한 탄소원 사용량을 최적화하여 탄소원이 과다하게 사용되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 탄소원의 과다 주입으로 인한 생물반응조의 부하 감소를 통해 최적의 운영 조건을 도출함은 물론 탄소원의 경비를 최소화할 수 있다. 그리고 실시간 유입수 독성모니터링 시스템(1000)은 통합 생태독성감시모듈(6000)을 통해 독성으로 인한 생물의 사멸 등에 대한 영향(영향물질)을 사전에 파악하여 해당 처리장의 운영 효율을 향상시킬 수 있다. 즉, 해당 처리장 운영을 위한 탄소원 공급을 위한 약품, 인처리를 위한 응집제 등의 전반적인 약품비를 절감시킬 수도 있다.In addition, the real-time influent toxicity monitoring system (1000) provides a carbon source by supplying an appropriate carbon source when denitrifying the sample water supplied to the bioreactor of the treatment plant based on the ammonia measurement value measured through the ammonia measurement sensor unit (8000). By optimizing usage, excessive use of carbon sources can be prevented. In other words, by reducing the load on the biological reactor due to excessive injection of the carbon source, it is possible to derive optimal operating conditions and minimize the cost of the carbon source. In addition, the real-time influent toxicity monitoring system (1000) can improve the operating efficiency of the treatment plant by identifying in advance the effects (impacting substances) on the death of organisms due to toxicity through the integrated eco-toxicity monitoring module (6000). In other words, the overall cost of chemicals, such as chemicals for supplying carbon sources for operating the treatment plant and coagulants for phosphorus treatment, can be reduced.
한편, 통합 생태독성감시모듈(6000)은 시료수 보관부(4000)로부터 공급되는 시료수에 대한 독성물질을 감지하도록 이루어진다. 이와 같은 통합 생태독성감시모듈(6000)에는 하나 이상의 생태독성감시부가 구비되어, 시료수에 대한 독성물질을 감시할 수 있다.Meanwhile, the integrated
본 발명의 일실시예에 따른 통합 생태독성감시모듈(6000)은 4개의 생태독성감시부가 구비된 형태를 예로 설명하기로 한다. 여기서 통합 생태독성감시모듈(6000)은 반드시 4개의 생태독성감시부로만 구성되어야 하는 것은 아니며, 다양한 개수의 생태독성감시부로 구성될 수도 있음은 물론이다.The integrated
이와 같은 통합 생태독성감시모듈(6000)은 물벼룩 생태독성감시부(6100), 조류 생태독성감시부(6200), 발광박테리아 생태독성감시부(6300), 황산화박테리아 생태독성감시부(6400) 및 통합 제어부(6500)를 포함할 수 있다.This integrated ecotoxicity monitoring module (6000) includes the Daphnia ecotoxicity monitoring department (6100), the algae ecotoxicity monitoring department (6200), the luminescent bacteria ecotoxicity monitoring department (6300), the sulfated bacteria ecotoxicity monitoring department (6400), and the It may include an
여기서 물벼룩 생태독성감시부(6100)는 시료수의 투입에 따른 물벼룩의 움직임 변화를 측정하여 제1 독성지수를 산출하도록 이루어진다.Here, the Daphnia
그리고 조류 생태독성감시부(6200)는 시료수의 투입에 따른 조류의 형광량 변화율을 측정하여 제2 독성지수를 산출하도록 이루어진다.And the algae
그리고 발광박테리아 생태독성감시부(6300)는 시료수의 투입에 따른 발광박테리아의 발광량 변화율을 측정하여 제3 독성지수를 산출하도록 이루어진다.And the luminescent bacteria
그리고 황산화박테리아 생태독성감시부(6400)는 시료수의 투입에 따라 황산화박테리아에 의하여 생성된 황산화염이온에 의한 전기전도도의 변화율로부터 제4 독성지수를 산출하도록 이루어진다.And the sulfated bacteria
그리고 통합 제어부(6500)는 물벼룩 생태독성감시부(6100), 조류 생태독성감시부(6200), 발광박테리아 생태독성감시부(6300) 및 황산화박테리아 생태독성감시부(6400)에서 산출된 제1 독성지수 내지 제4 독성지수를 통합하여 통합독성지수를 산정하도록 이루어진다.And the integrated control unit (6500) is the first dose calculated from the Daphnia ecotoxicity monitoring unit (6100), the bird ecotoxicity monitoring unit (6200), the luminescent bacteria ecotoxicity monitoring unit (6300), and the sulfated bacteria ecotoxicity monitoring unit (6400). The integrated toxicity index is calculated by integrating the toxicity index through the fourth toxicity index.
이와 같이, 통합 제어부(6500)는 물벼룩 생태독성감시부(6100), 조류 생태독성감시부(6200), 발광박테리아 생태독성감시부(6300) 및 황산화박테리아 생태독성감시부(6400) 각각에서 산정된 독성지수에 기초하여 통합독성지수를 산출하므로, 다양한 독성물질의 영향을 보다 정확하게 추정할 수 있다. 여기서 통합 제어부(6500)를 통해 산출된 시료수의 통합독성지수 값이 미리 설정된 통합독성지수 값보다 높은 경우, 해당 시료수에는 독성물질이 존재하는 것으로 판단하고, 해당 시료수와 동일한 채수 보관부(5000)에 저장된 샘플링 원수를 자동 채수 분석부(7000)로 공급하여 자동 채수 분석부(7000)는 해당 원수에 대한 이화학적인 분석을 통해 보다 정확한 화학물질의 성분을 분석하도록 이루어진다.In this way, the integrated control unit (6500) calculates the results from the Daphnia ecotoxicity monitoring unit (6100), the bird ecotoxicity monitoring unit (6200), the luminescent bacteria ecotoxicity monitoring unit (6300), and the sulfated bacteria ecotoxicity monitoring unit (6400). Since the integrated toxicity index is calculated based on the toxicity index, the effects of various toxic substances can be estimated more accurately. Here, if the integrated toxicity index value of the sample water calculated through the
구체적으로, 물벼룩 생태독성감시부(6100)는 하우징(6110), 물벼룩 생태독성 공급부(6120), 연속희석부(6130), 제1 챔버부(6140), 물벼룩 광학 측정부(6150) 및 물벼룩 생태독성 제어부(6160)를 포함할 수 있다.Specifically, the Daphnia
하우징(6110)은 물벼룩 생태독성감시부(6100)의 외형을 형성하며 하우징(6110)의 내부에 구비된 구성을 보호한다. 이러한 하우징(6110)은 수생생물을 이용한 독성 시험이 이루어질 경우, 외부 환경(온도, 빛 등)의 영향을 차단하여 매 실험마다 동일한 실험 조건 상태를 유지하게 된다.The
물벼룩 생태독성 공급부(6120)는 연속희석부(6130)에 시료, 배양액 및 조류를 공급하기 위한 것으로서 하우징(6110) 내부에 구비되며, 물벼룩 시료 보관부(6121), 제1 배양액 보관부(6122), 제1 조류 보관부(6123) 및 제1 폐액 보관부(6124)를 포함할 수 있다.The Daphnia ecotoxicity supply unit (6120) is for supplying samples, culture medium, and algae to the continuous dilution unit (6130) and is provided inside the housing (6110), and the Daphnia sample storage unit (6121) and the first culture medium storage unit (6122) , It may include a first
물벼룩 시료 보관부(6121)에는 독성 평가를 하고자 하는 시료수 보관부(4000)로부터 제공되는 시료수가 유입되어 담기게 된다. 이러한 물벼룩 시료 보관부(6121) 내에는 시료수에 포함된 부유물 등을 여과할 수 있는 필터(6125)가 배치될 수 있다. 예를 들면 필터(6125)는 금속 필터, 세라믹 필터, 섬유필터, 여과막 등으로 구성될 수 있다.The Daphnia
이와 같이, 물벼룩 시료 보관부(6121)로 유입된 시료수는 시료 항온부(6126)로 이송된다. 이러한 시료 항온부(6126)에는 예를 들면 펠티어 소자를 이용한 항온장치가 구비된다. 수생생물은 각각 서식하는 환경이 다르므로 최적의 온도를 유지해 주어야 한다. 시료 항온부(6126)는 시료수를 가열 또는 냉각하여 시료수의 온도를 일정하게 유지시켜 준다.In this way, the sample water flowing into the Daphnia
제1 배양액 보관부(6122)에는 시료를 희석하기 위한 배양액이 보관된다. 배양액은 독성시험 생물을 정상적으로 배양할 수 있도록 제조된 합성수이다.The first culture
제1 조류 보관부(6123)에는 독성시험 생물의 먹이인 배양된 조류가 보관되며, 냉장 모듈이 구비된다. 이에 의해, 제1 조류 보관부(6123)는 내부의 온도를 조류가 변질하지 않는 적절한 온도인 대략 5도로 유지할 수 있게 된다.The first algae storage unit (6123) stores cultured algae, which are food for toxicity test organisms, and is equipped with a refrigeration module. As a result, the first
제1 폐액 보관부(6124)는 연속희석부(6130) 및 제1 챔버부(6140)에서 유출된 시료 및 조류의 혼합물 또는 배양액 및 조류의 혼합물을 보관하게 된다. The first waste
연속희석부(6130)는 물벼룩 시료 보관부(6121)와 제1 배양액 보관부(6122)로부터 공급되는 시료와 배양액을 다양한 혼합비로 혼합하여 제1 챔버부(6140)에 구비된 복수개의 챔버(6141)로 서로 다른 희석 비율의 혼합물을 공급한다.The
그리고 제1 챔버부(6140)는 복수의 챔버(6141)로 구성되며, 내부에 수생생물이 유영할 수 있는 소정의 수용공간(6142)이 마련된다. 수생생물은 물벼룩으로 구성됨이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니며 동물성 플랑크톤, 어류, 조류 등 다양한 생물이 적용될 수 있을 것이다. 이러한 제1 챔버부(6140)의 후면은 반투명 소재로 이루어지고, 제1 챔버부(6140)의 전면은 투명 소재로 이루어질 수 있다.And the
물벼룩 광학 측정부(6150)는 제1 챔버부(6140) 내의 수생생물의 움직임을 관찰하며, 조명장치(6151) 및 광학 촬영장치(6152)를 포함할 수 있다.The water flea
조명장치(6151)는 소정의 광량으로 제1 챔버부(6140) 내부를 밝히게 된다. 이때, 조명장치(6151)는 제1 챔버부(6140)의 후방측에 마련되어 조명장치(6151)에서 조사된 광은 반투명한 소재로 구성되는 제1 챔버부(6140)의 후면을 통해 챔버(6141) 내부의 수용공간(6142)을 균일하게 비추게 된다.The
광학 촬영장치(6152)는 CCD(Charge Coupled Device)나 CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) 등의 소자를 이용한 디지털 방식으로 저장할 수 있는 광학 카메라 장비로 이루어지며, 제1 챔버부(6140)의 전방에 마련되어 투명한 챔버(6141) 내부의 수용공간(6142)을 촬영하게 된다.The
이와 같이, 물벼룩 광학 측정부(6150)로부터 촬영된 영상은 물벼룩 생태독성 제어부(6160)로 전송된다. 이때, 해당 영상은 유선의 연결선을 통해 전달될 수도 있고 무선의 형태로 전송될 수도 있음은 물론이다.In this way, the image captured by the Daphnia
물벼룩 생태독성 제어부(6160)는 물벼룩 광학 측정부(6150)로부터 전송된 영상에 기초하여 독성물질로 인한 생물의 반응에 대한 독성지수(Toxic Index, TI)를 분석하게 된다.The Daphnia
상세하게는, 물벼룩 생태독성 제어부(6160)는 복수개의 프레임으로 구성된 영상으로부터 수생생물이 유영하는 궤적을 추적하고, 이로부터 수생생물의 속도, 가속도, 속도 분포, 챔버 내 위치분포, 활동 반경, 총이동거리, 간헐적 이동(hopping) 빈도, 침수 비율, 이동시간, 정지시간, 이동궤적, 회전 각도, 반복 행동 패턴 등의 TI 측정값을 도출하게 된다.In detail, the Daphnia
바람직하게는, 물벼룩 생태독성 제어부(6160)는 복수의 TI 측정값 중 하나 이상을 통합한 통합 TI 측정값을 생성할 수 있다. 예를 들면, 파라미터 별로 가중치를 달리하여 통합 TI 측정값을 생성할 수 있다.Preferably, the Daphnia
조류 생태독성감시부(6200)는 조류 생태독성 보관부(6210), 제2 챔버부(6220), 형광 측정부(6230) 및 조류 생태독성 제어부(6240)를 포함할 수 있다.The avian
조류 생태독성 보관부(6210)는 제2 배양액 보관부(6211), 시료수 도입부(6212), 제2 조류 보관부(6213) 및 제2 폐액 보관부(6214)를 포함하도록 구성된다.The algae
제2 배양액 보관부(6211)에는 시료수를 희석하기 위한 배양액이 보관된다. 배양액은 조류가 정상적으로 배양할 수 있도록 제조된 합성수이다.A culture medium for diluting the sample water is stored in the second culture
시료수 도입부(6212)에는 독성 평가를 하고자 하는 시료수가 유입되어 담기게 된다.The
제2 조류 보관부(6213)에는 시료수에 포함된 독성물질에 의하여 형광량이 변화하는 조류가 보관될 수 있다. 상기 조류로는 녹조류를 사용할 수 있다.In the second
제2 폐액 보관부(6214)는 제2 챔버부(6220)에서 배출된 배양액, 시료수 및 조류 중 하나 이상의 혼합물을 보관하게 된다.The second waste
제2 챔버부(6220)는 배양액 챔버(6221), 시료수 챔버(6222) 및 혼합액 챔버(6223)로 구성되며, 내부에 조류가 유영할 수 있는 소정의 수용공간이 마련된다.The
형광 측정부(6230)는 조류의 형광량을 검출하기 위한 것으로서, 광원부(6231) 및 검출부(6232)를 포함하도록 구성된다. 광원부(6231)는 조류의 종류에 따라 상이한 파장의 광을 조사할 수 있다.The
광원부(6231)는 제2 챔버부(6220)의 후방측에 위치하도록 하며, 광원부(6231)에서 조사된 광을 유리 소재로 구성되는 제2 챔버부(6220)의 후면을 통해 제2 챔버부(6220) 내부의 수용공간을 균일하게 비추게 된다.The
검출부(6232)는 유리 소재로 이루어지는 제2 챔버부(6220)의 측면에 마련되며 조류로부터 방출되는 형광을 검출한다. 예를 들면 검출부(6232)는 포토다이오드가 될 수 있다.The
조류가 빛을 사용하는 과정에서 발생하는 일반적인 형광량과 최대형광량의 변화율은 독성물질 유입시 변화하므로 검출부(6232)는 이를 감지하게 되는데, 정상 상태의 형광량 변화율은 배양액 챔버(6221)에서 검출하고, 독성물질 유입시의 형광량 변화율은 시료수 챔버(6222) 및 혼합액 챔버(6223)에서 검출한다. Since the rate of change of the general fluorescence amount and the maximum fluorescence amount that occurs in the process of algae using light changes when toxic substances are introduced, the
이때, 배양액 챔버(6221)에서는 오염되지 않은 표준 수질의 조류의 형광량 변화율이 검출되고, 시료수 챔버(6222) 및 혼합액 챔버(6223)에서는 독성물질에 노출된 조류의 형광량 변화율이 검출된다. 시료수 내 독성물질이 존재하는 경우, 독성물질의 농도는 배양액 챔버(6221), 혼합액 챔버(6223) 및 시료수 챔버(6222) 순으로 증가되기 때문에, 형광량 변화량도 시료수 챔버(6222), 혼합액 챔버(6223) 및 배양액 챔버(6221) 순으로 증가하게 된다.At this time, the rate of change in fluorescence of algae in uncontaminated standard water quality is detected in the
검출부(6232)로부터 검출된 형광량은 조류 생태독성 제어부(6240)로 전송된다. The amount of fluorescence detected from the
조류 생태독성 제어부(6240)는 형광 측정부(6230)로부터 전달받은 각 챔버(6221, 6222, 6223)의 형광량으로부터 형광량 변화율을 산출하고, 형광량 변화율로부터 시료수에 포함된 독성물질의 독성지수를 산출한다.The algae
발광박테리아 생태독성감시부(6300)는 발광박테리아 반응부(6310), 발광박테리아 배양액 공급부(6320), 발광박테리아 시료수 공급부(6330), 발광박테리아 광학 측정부(6340) 및 발광박테리아 제어부(6350)를 포함할 수 있다.The luminescent bacteria
발광박테리아 반응부(6310)는 제1 반응조(6311), 제2 반응조(6312) 및 제3 반응조(6313)로 구성되며, 내부에 발광박테리아, 시료수 및 희석수 등의 혼합물이 수용될 수 있는 소정의 수용공간이 마련된다. The light-emitting
상세하게는, 제1 반응조(6311)는 후술할 발광박테리아 배양액 공급부(6320)를 통해 발광박테리아 및 희석수를 포함하는 배양액을 공급받는다.In detail, the
제2 반응조(6312)는 발광박테리아 배양액 공급부(6320) 및 발광박테리아 시료수 공급부(6330)로부터 발광박테리아를 포함하는 배양액 및 시료를 공급받는다. 예를 들면, 제2 반응조(6312)에는 50% 농도의 시료수가 공급될 수 있다.The
제3 반응조(6313)는 발광박테리아 배양액 공급부(6320) 및 발광박테리아 시료수 공급부(6330)로부터 발광박테리아를 포함하는 배양액 및 시료를 공급받는다. 예를 들면, 제3 반응조(6313) 에는 100% 농도의 시료수가 공급될 수 있다.The
발광박테리아 배양액 공급부(6320)는 발광박테리아 반응부(6310)에 발광 박테리아를 포함하는 배양액을 공급하도록 이루어진다. 이러한 발광박테리아 배양액 공급부(6320)에는 배양실(6321)이 구비되며, 배양실(6321) 내부에는 측정의 대상이 되는 발광박테리아가 배양될 수 있다.The light-emitting bacteria culture
발광박테리아 시료수 공급부(6330)는 발광박테리아 반응부(6310)에 독성 평가를 하고자 하는 시료수를 공급한다.The luminescent bacteria sample
그리고 발광박테리아 광학 측정부(6340)는 각 반응조(6311, 6312, 6313)에 수용되는 발광 박테리아의 발광량을 측정한다. 이러한 발광박테리아 광학 측정부(6340)에는 광센서부(6341)가 구비되며, 광센서부(6341)는 내부 셀에 유입된 발광 박테리아의 미세 발광량을 측정하고, 측정된 발광량을 발광박테리아 제어부(6350)에 제공한다. 여기서 셀은 빛의 광량을 최적으로 감지하기 위해 석영재질이 적용될 수 있다. 아울러, 셀은 발광하는 빛을 감지하기 위하여 암실로 형성될 수 있다. 아울러, 광센서부(6341)는 시료수가 투입되지 않은 상태에서의 발광미생물의 발광량과 시료수가 투입된 상태에서 소정의 시간이 경과한 후의 발광미생물의 발광량을 측정하게 된다.And the light-emitting bacteria
이러한 광센서부(6341)로부터 검출된 발광량은 발광박테리아 제어부(6350)로 전송된다.The amount of light detected from the
한편, 발광박테리아 제어부(6350)는 광센서부(6341)를 통해 시료수가 투입되지 않은 상태에서의 발광미생물의 발광량과 시료수가 투입된 상태에서 소정의 시간이 경과한 후의 발광미생물의 발광량의 차이를 통해 독성지수를 산출한다.Meanwhile, the luminescent
상세하게는, 발광박테리아 제어부(6350)는 각각의 광센서부로부터 전달받은 각 반응조(6311, 6312, 6313)의 발광량으로부터 발광량 변화율을 산출하고, 시료수의 농도에 따라 발광량이 감소하는 정도를 측정하여 독성지수를 산출한다. 바람직하게는, 발광박테리아 제어부(6350)는 제1 반응조(6311)에서 산출된 발광량 변화율에 대한 제2 반응조(6312) 및 제3 반응조(6313)의 시료의 발광값 변화를 측정하여 독성지수를 산출할 수 있다.In detail, the light-emitting
황산화박테리아 생태독성감시부(6400)는 황산화박테리아 반응부(6410), 황산화박테리아 배양액 공급부(6420), 황산화박테리아 시료수 공급부(6430), 전기전도도 측정부(6440) 및 황산화박테리아 제어부(6450)를 포함할 수 있다.The sulfated bacteria ecotoxicity monitoring unit (6400) consists of a sulfated bacteria reaction unit (6410), a sulfated bacteria culture medium supply unit (6420), a sulfated bacteria sample water supply unit (6430), an electrical conductivity measurement unit (6440), and a sulfated bacteria culture medium supply unit (6420). It may include a
황산화박테리아 반응부(6410)는 제4 반응조(6411), 제5 반응조(6412) 및 제6 반응조(6413)를 포함할 수 있다. The sulfated
상세하게는, 제4 반응조(6411)는 후술할 황산화박테리아 배양액 공급부(6420)를 통해 배양액을 공급받는다.In detail, the
제5 반응조(6412)는 황산화박테리아 배양액 공급부(6420) 및 황산화박테리아 시료수 공급부(6430)로부터 배양액 및 시료를 공급받는다. 예를 들면, 제5 반응조(6412)에는 50% 농도의 시료수가 공급될 수 있다.The
제6 반응조(6413)는 황산화박테리아 배양액 공급부(6420) 및 황산화박테리아 시료수 공급부(6430)로부터 배양액 및 시료를 공급받는다. 예를 들면, 제6 반응조(6413)에는 100% 농도의 시료수가 공급될 수 있다.The
황산화박테리아 배양액 보관부(6421)에는 시료수를 희석하기 위한 배양액이 보관된다. 배양액은 황산화 박테리아가 정상적으로 배양할 수 있도록 제조된 합성수이다.A culture medium for diluting the sample water is stored in the sulfated bacteria culture
황산화박테리아 시료 보관부(6431)에는 독성 평가를 하고자 하는 시료수가 유입되어 담기게 된다.The sulfated bacteria
전기전도도 측정부(6440)는 각각의 반응조(6411, 6412, 6413)에 마련되는 복수의 전기전도도 측정센서를 포함하며, 배양액 또는 시료수의 전기전도도값을 측정한다. 상세하게는, 황입자는 산소와 황산화 미생물에 의하여 황산염 이온을 생성하게 되고, 황산염 이온은 전기전도도를 변화시키게 된다. 이때, 시료수에 황산화 미생물의 활성도를 떨어뜨리는 독성물질이 포함된 경우에는, 황산염 이온의 생성률이 변화되고, 그 결과 시료수의 전기전도도(전기전도도 증가율)가 변화되게 된다.The electrical
전기전도도 측정부(6440)는 각각의 반응조의 전기전도도값을 측정하여 황산화박테리아 제어부(6450)에 제공한다.The electrical
황산화박테리아 제어부(6450)는 상기 전기전도도 측정부(6440)에서 측정된 시료수의 전기전도도값을 전기전도도 신호로 전달받아 시료수의 전기전도도 변화율을 연산하고, 상기 시료수의 전기전도도 변화율을 이용하여 시료수에 포함된 독성물질의 독성지수를 산출한다. 구체적으로는, 독성 물질 유입에 따른 전기전도도 변화를 파악하기 위해서 시료수의 농도에 따라 기준 전기전도도 변화율과 새로운 시료의 전기전도도 변화율 값의 차이를 이용하여 독성물질의 독성지수를 산출한다.The sulfated
그리고 통합 제어부(6500)는 물벼룩 생태독성감시부(6100), 조류 생태독성감시부(6200), 발광박테리아 생태독성감시부(6300) 및 황산화박테리아 생태독성감시부(6400)에서 산정된 독성지수를 통합하여 아래와 같이 통합독성지수를 산정할 수 있다.And the integrated control unit (6500) has a toxicity index calculated from the Daphnia ecotoxicity monitoring unit (6100), the bird ecotoxicity monitoring unit (6200), the luminescent bacteria ecotoxicity monitoring unit (6300), and the sulfated bacteria ecotoxicity monitoring unit (6400). By integrating, the integrated toxicity index can be calculated as follows.
각 시각별 통합독성지수()는 하기 식에 의해 산출될 수 있다.Integrated toxicity index for each time ( ) can be calculated by the following equation.
(제1 독성지수)는 i번째 시각에서의 물벼룩 생태독성감시부에 의한 값, (제2 독성지수)는 i번째 시각에서의 조류 생태독성감시부에 의한 값, (제3 독성지수)는 i번째 시각에서의 발광박테리아 생태독성감시부에 의한 값, (제4 독성지수)는 i번째 시각에서의 황산화박테리아 생태독성감시부에 의한 값을 의미한다. 바람직하게는, 통합독성지수는 기 설정된 시간을 주기로 반복하여 계산될 수 있다. (First toxicity index) is determined by the Daphnia Ecotoxicity Monitoring Department at the ith time. value, (Second toxicity index) is calculated by the Bird Ecotoxicity Monitoring Department at the i time. value, (Third toxicity index) is calculated by the Biotoxicity Monitoring Department of bioluminescent bacteria at the ith time. value, (4th toxicity index) is calculated by the sulfated bacteria ecotoxicity monitoring department at the i time. It means value. Preferably, the integrated toxicity index can be calculated repeatedly at preset time intervals.
여기서, w 는 각 생물감시종의 TI 값에 가중치로서, 제1 독성지수 내지 제4 독성지수 각각을 독성지수의 합으로 나누어 각 생물감시종의 TI에 대한 가중치를 도출할 수 있다.Here, w is a weight for the TI value of each biomonitoring species, and the weight for the TI of each biomonitoring species can be derived by dividing each of the first to fourth toxicity indices by the sum of the toxicity indices.
상세하게는, w1, w2, w3, w4는 하기 식에 의해 산출될 수 있다.In detail, w1, w2, w3, and w4 can be calculated by the following equation.
이에 따르면, 물벼룩, 발광박테리아, 조류 클로렐라 및 항산화 박테리아 중 특정한 생물이 독성에 더 많이 반응하면 그 생물에 보다 큰 가중치가 부여되기 때문에, 통합독성지수의 정확도가 향상될 수 있다.According to this, if a specific organism among Daphnia, luminescent bacteria, algae chlorella, and antioxidant bacteria reacts more to toxicity, greater weight is given to that organism, and the accuracy of the integrated toxicity index can be improved.
아울러, 통합 제어부(6500)는 물벼룩 생태독성감시부(6100), 조류 생태독성감시부(6200), 발광박테리아 생태독성감시부(6300), 황산화박테리아 생태독성감시부(6400)에서 산정된 독성지수 및 통합독성지수를 통합모니터(미도시)에 표시할 수 있다.In addition, the integrated control unit (6500) has the toxicity calculated from the Daphnia ecotoxicity monitoring unit (6100), the bird ecotoxicity monitoring unit (6200), the luminescent bacteria ecotoxicity monitoring unit (6300), and the sulfated bacteria ecotoxicity monitoring unit (6400). The index and integrated toxicity index can be displayed on an integrated monitor (not shown).
여기서 물벼룩 생태독성감시부(6100) 및 황산화박테리아 생태독성감시부(6400)는 독성지수가 실시간으로 산출되는데 반해, 조류 생태독성감시부(6200) 및 발광박테리아 생태독성감시부(6300)는 예로 미리 정해진 배치시간(약 20분)이 경과해야 독성지수가 산출될 수 있다. 이에, 통합독성지수는 물벼룩 생태독성감시부(6100), 조류 생태독성감시부(6200), 발광박테리아 생태독성감시부(6300) 및 황산화박테리아 생태독성감시부(6400)의 모든 생태독성감시부로부터 독성지수가 산출된 상태에서 구해질 수 있다.Here, the Daphnia ecotoxicity monitoring department (6100) and the sulfated bacteria ecotoxicity monitoring department (6400) calculate the toxicity index in real time, while the algae ecotoxicity monitoring department (6200) and the luminescent bacteria ecotoxicity monitoring department (6300) calculate the toxicity index in real time. The toxicity index can be calculated only after a predetermined batch time (approximately 20 minutes) has elapsed. Accordingly, the integrated toxicity index is calculated from all ecotoxicity monitoring units of the Daphnia Ecotoxicity Monitoring Department (6100), Bird Ecotoxicity Monitoring Department (6200), Luminescent Bacteria Ecotoxicity Monitoring Department (6300), and Sulfated Bacteria Ecotoxicity Monitoring Department (6400). It can be obtained by calculating the toxicity index from .
본 발명에 따른 실시간 유입수 독성모니터링 시스템(1000)은 물벼룩 생태독성감시부(6100), 조류 생태독성감시부(6200), 발광박테리아 생태독성감시부(6300) 및 황산화박테리아 생태독성감시부(6400) 각각에서 산정된 독성지수에 기초하여 통합독성지수를 산출하기에, 다양한 독성물질의 영향을 보다 정확하게 추정할 수 있다.The real-time influent toxicity monitoring system (1000) according to the present invention includes a Daphnia ecotoxicity monitoring unit (6100), an algae ecotoxicity monitoring unit (6200), a luminescent bacteria ecotoxicity monitoring unit (6300), and a sulfated bacteria ecotoxicity monitoring unit (6400). ) Since the integrated toxicity index is calculated based on the toxicity index calculated for each, the effects of various toxic substances can be estimated more accurately.
이와 같이, 실시간 유입수 독성모니터링 시스템(1000)은 통합 제어부(6500)로부터 구해진 통합독성지수를 기초로 해당 시료수에 독성물질이 존재하는 것으로 감지될 시, 채수 보관부(5000)에 저장된 샘플링 원수를 자동 채수 분석부(7000)로 공급한다. 여기서 예를 들어 복수개의 생태독성감시부 중 어느 하나의 생태독성감시부에서 시료수에 독성물질이 있는 것으로 감지될 경우에도 채수 보관부(5000)에 저장된 샘플링 원수를 자동 채수 분석부(7000)로 공급하게 된다. 이와 같이, 통합 생태독성감시모듈(6000)로부터 시료수에 독성물질이 있는 것으로 감지될 경우, 실시간 유입수 독성모니터링 시스템(1000)은 예를 들어 소리 및 빛 등의 다양한 경고 발생 정보를 통해 해당 사실을 외부로 알리도록 이루어질 수 있다.In this way, when the real-time influent toxicity monitoring system (1000) detects that toxic substances are present in the sample water based on the integrated toxicity index obtained from the integrated control unit (6500), the sampling raw water stored in the water collection storage unit (5000) is It is supplied to the automatic water collection analysis unit (7000). Here, for example, even if one of the plurality of ecotoxicity monitoring units detects that there are toxic substances in the sample water, the raw sampling water stored in the water
그리고 자동 채수 분석부(7000)는 채수 보관부(5000)로부터 제공된 샘플링 원수에 대해 이화학적인 수분석을 실시하여 해당 원수 내 독성물질에 대한 정확한 정량 및 정성분석을 실시하게 된다.In addition, the automatic water
이러한 실시간 유입수 독성모니터링 시스템(1000)은 측정대상 원수에 대해 모두 이화적인 수분석을 실시하지 않고, 1차적으로 통합 생태독성감시모듈(6000)을 통해 시료수 내 독성물질이 있는 경우로 판단될 경우에만 2차적으로 수분석을 실시하도록 이루어진다. 따라서, 유입수에 대한 신속한 독성물질 검사 및 정확한 독성물질 검사가 이루어질 수 있으며, 독성물질 검사를 위한 비용 역시 최소화할 수 있다.This real-time influent toxicity monitoring system (1000) does not conduct catabolic water analysis on all raw water to be measured, but primarily detects the presence of toxic substances in the sample water through the integrated ecological toxicity monitoring module (6000). Only in this way is a secondary numerical analysis performed. Therefore, rapid and accurate toxicant testing of incoming water can be performed, and the cost for toxicant testing can also be minimized.
그리고 통합 생태독성감시모듈(6000)로부터 시료수 내 독성물질이 없는 것으로 판단되는 경우, 실시간 유입수 독성모니터링 시스템(1000)은 시료수 보관부(4000) 및 채수 보관부(5000)에 보관된 시료수 및 샘플링 원수를 드레인을 통해 외부로 배출시키며 원수 수조부(2000)로 유입되는 새로운 원수에 대해 독성물질을 감시할 준비를 하게 된다.And if it is determined by the integrated ecotoxicity monitoring module (6000) that there are no toxic substances in the sample water, the real-time influent toxicity monitoring system (1000) uses the sample water stored in the sample water storage unit (4000) and the collection storage unit (5000). And the sampling raw water is discharged to the outside through the drain, and preparations are made to monitor toxic substances in new raw water flowing into the raw water tank (2000).
한편, 실시간 유입수 독성모니터링 시스템(1000)은 데이터 관리부(9000)를 더 포함할 수 있다. 이러한 데이터 관리부(9000)에는 예를 들어, 통합 생태독성감시모듈(6000) 및 자동 채수 분석부(7000)로부터 분석된 다양한 분석정보가 저장될 수 있다. 이와 같은 데이터 관리부(9000)에 저장된 다양한 분석정보는 통신을 통해 외부기기로 제공될 수도 있다. 여기서 외부기기는 예를 들어 작업자 단말기일 수 있다. 이에, 작업자는 원격에서 실시간 유입수 독성모니터링 시스템(1000)의 작동 상태 정보를 제공받을 수 있다.Meanwhile, the real-time influent
여기서 데이터 관리부(9000)와 통신 가능하도록 이루어진 작업자 단말기(1)는 예를 들어, 문자입력이 가능한 입력 장치와 화면상에 표시 가능한 출력장치가 구비된 장치라면 어떠한 장치라도 상관없다.Here, the worker terminal 1 capable of communicating with the
이러한 작업자 단말기(1)는 예로 휴대폰, 스마트폰, PDA(Personal Digital Assistant), PMP(Portable Multimedia Player), 태블릿 PC 등과 같이 터치 스크린 패널이 구비된 모든 종류의 핸드헬드(Handheld) 기반의 무선 통신 장치일 수도 있고, 데스크탑 PC, 태블릿 PC, 랩탑 PC, 셋탑 박스를 포함하는 IPTV 등과 같이 애플리케이션을 설치하고 실행할 수 있는 기반이 마련된 장치일 수도 있다.These worker terminals (1) include all types of handheld wireless communication devices equipped with a touch screen panel, such as mobile phones, smartphones, Personal Digital Assistants (PDAs), Portable Multimedia Players (PMPs), tablet PCs, etc. It may be a device with a base for installing and running applications, such as a desktop PC, tablet PC, laptop PC, or IPTV including set-top box.
이와 같은 작업자 단말기(1)는 데이터 관리부(9000)에 접속 가능한 전용 프로그램이 설치된 작업자 단말기(1)에 한해서 접속 가능하도록 이루어진다.Such worker terminal 1 is configured to be accessible only to worker terminal 1 on which a dedicated program capable of accessing the
그리고 작업자 단말기(1)를 이용하여 데이터 관리부(9000)에 접속하는 경우, 미리 지정된 고유의 아이디(ID)와 패스워드(PW)를 부여받은 작업자만이 데이터 관리부(9000)에 접속 가능하도록 이루어진다.And when accessing the
이러한 작업자 단말기(1)를 비롯한 데이터 관리부(9000)는 인터넷망, 인트라넷망, 이동통신망 및 위성 통신망 등 다양한 유무선 통신 기술을 이용하여 인터넷 프로토콜로 데이터의 송수신이 가능하도록 이루어진다.The
여기서 통신망은 LAN(Local Area Network), WAN(Wide Area Network) 등의 폐쇄형 네트워크, 인터넷(Internet)과 같은 개방형 네트워크뿐만 아니라, CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), GSM(Global System for Mobile Communications), LTE(Long Term Evolution), EPC(Evolved Packet Core) 등의 네트워크와 향후 구현될 차세대 네트워크 및 컴퓨팅 네트워크를 통칭하는 개념일 수 있다.Here, the communication network includes not only closed networks such as LAN (Local Area Network) and WAN (Wide Area Network) and open networks such as the Internet, but also CDMA (Code Division Multiple Access), WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access), It can be a concept that collectively refers to networks such as GSM (Global System for Mobile Communications), LTE (Long Term Evolution), and EPC (Evolved Packet Core), as well as next-generation networks and computing networks that will be implemented in the future.
이와 같이, 작업자는 작업자 단말기(1)를 통해 원격에서도 실시간 유입수 독성모니터링 시스템(1000)의 작동 상태를 실시간으로 확인할 수도 있고, 원수 내 독성물질이 감지될 시, 해당 정보를 보다 신속하게 제공받을 수도 있다.In this way, the worker can check the operating status of the real-time influent toxicity monitoring system (1000) remotely through the worker terminal (1) in real time, and when toxic substances in the raw water are detected, the corresponding information can be provided more quickly. there is.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 유입수 독성모니터링 시스템의 작동방법을 나타낸 작동 순서도이다.Figure 8 is an operational flowchart showing the operation method of the real-time influent toxicity monitoring system according to an embodiment of the present invention.
도 8을 통해 실시간 유입수 독성모니터링 시스템(1000)의 작동방법을 개략적으로 살펴보면 먼저, 유입수 공급부(10)로부터 공급되는 원수는 원수 수조부(2000)에 수용된다.(S100)Looking at the operating method of the real-time influent
다음으로, 원수 수조부(2000)로부터 시료수 보관부(4000)로 공급되는 원수는 원수 필터부(3000)에 의해 필터링된다.(S200) 이때, 원수 필터부(3000)는 유입수 공급부(10)로부터 공급되는 원수 중 100㎛ 이상의 부유물질을 필터링하도록 이루어질 수 있다.Next, the raw water supplied from the raw
다음으로, 원수 필터부(3000)에 의해 원수가 필터링된 시료수는 시료수 보관부(4000)에 보관된다.(S300) 이와 같은 시료수 보관부(4000)에 보관된 시료수는 통합 생태독성감시모듈(6000)로 공급되어 시료수 내 독성물질의 존재여부를 파악하게 된다.Next, the sample water whose raw water has been filtered by the raw
다음으로, 채수 보관부(5000)는 원수 필터부(3000)로 공급되는 원수와 동일한 샘플링 원수를 원수 수조부(2000)로부터 공급받도록 이루어진다.(S400) 다시 말해서, 채수 보관부(5000)는 원수 수조부(2000)로부터 원수 필터부(3000)를 경유하여 시료수 보관부(4000)로 공급되는 해당 원수와 동일한 별도의 샘플링 원수를 원수 수조부(2000)로부터 공급받도록 이루어진다 이러한 채수 보관부(5000)로 샘플링 원수가 공급되는 단계는 원수 수조부(2000)로부터 시료수 보관부(4000)로 원수가 공급되는 단계에서 함께 이루어진다. Next, the
다음으로, 시료수 보관부(4000)로부터 제공된 시료수에 대해 독성물질을 감지하는 하나 이상의 생태독성감시부가 구비된 통합 생태독성감시모듈(6000)을 통해 시료수 내 독성물질을 감지한다.(S500)Next, toxic substances in the sample water are detected through the integrated ecotoxicity monitoring module (6000), which is equipped with one or more ecotoxicity monitoring units that detect toxic substances in the sample water provided from the sample water storage unit (4000). (S500 )
여기서 통합 생태독성감시모듈(6000)로부터 시료수 내 독성물질이 없는 것으로 판단되는 경우, 실시간 유입수 독성모니터링 시스템(1000)은 시료수 보관부(4000) 및 채수 보관부(5000)에 보관된 시료수 및 샘플링 원수를 드레인을 통해 외부로 배출시키며 원수 수조부(2000)로 유입되는 새로운 원수에 대해 독성물질을 감시할 준비를 하게 된다.(S600)Here, if it is determined by the integrated ecotoxicity monitoring module (6000) that there are no toxic substances in the sample water, the real-time influent toxicity monitoring system (1000) uses the sample water stored in the sample water storage unit (4000) and the collection storage unit (5000). And the sampling raw water is discharged to the outside through the drain, and preparations are made to monitor toxic substances in new raw water flowing into the raw water tank (2000) (S600).
이와 달리, 통합 생태독성감시모듈(6000)로부터 시료수 내 독성물질이 존재하는 것으로 판단되는 경우, 자동 채수 분석부(7000)는 채수 보관부(5000)에 저장된 샘플링 원수를 제공받아 GC, ICP 등의 분석장비를 이용해 독성물질에 대한 정량 및 정성분석을 실시하게 된다.(S700)On the other hand, if the integrated ecotoxicity monitoring module (6000) determines that toxic substances exist in the sample water, the automatic water collection analysis unit (7000) receives the sampling raw water stored in the water collection storage unit (5000) and performs GC, ICP, etc. Quantitative and qualitative analysis of toxic substances will be conducted using analysis equipment. (S700)
다만, 이는 본 발명의 바람직한 일실시예에 불과할 뿐, 본 발명의 권리 범위가 이러한 실시예의 기재 범위에 의하여 제한되는 것은 아니다.However, this is only a preferred embodiment of the present invention, and the scope of the present invention is not limited by the scope of description of this embodiment.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The description of the present invention described above is for illustrative purposes, and those skilled in the art will understand that the present invention can be easily modified into other specific forms without changing the technical idea or essential features of the present invention. will be. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive. For example, each component described as unitary may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may also be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the patent claims described below, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention.
1000: 실시간 유입수 독성모니터링 시스템
2000: 원수 수조부
3000: 원수 필터부
4000: 시료수 보관부
5000: 채수 보관부
6000: 통합 생태독성감시모듈
7000: 자동 채수 분석부
8000: 암모니아 측정 센서부
9000: 데이터 관리부1000: Real-time influent toxicity monitoring system
2000: Ministry of Water and Fisheries
3000: Raw water filter unit
4000: Sample water storage unit
5000: Water collection storage unit
6000: Integrated ecotoxicity monitoring module
7000: Automatic water collection analysis unit
8000: Ammonia measurement sensor unit
9000: Data Management Department
Claims (7)
상기 원수 수조부로부터 공급되는 원수를 필터링하는 원수 필터부;
상기 원수 필터부를 경유한 시료수 내 암모니아 농도를 측정하여 원수 공급이 이루어지는 하수 처리장 또는 폐수 처리장의 탈질 작업시 요구되는 탄소원 공급량을 파악하는 암모니아 측정 센서부;
상기 원수 필터부를 경유하여 원수가 필터링된 시료수를 보관하는 시료수 보관부;
상기 원수 필터부로 공급되는 원수와 동일한 샘플링 원수를 상기 원수 수조부로부터 공급받아 보관하는 채수 보관부;
상기 시료수 보관부로부터 제공된 시료수에 대해 독성물질을 감지하는 하나 이상의 생태독성감시부가 구비된 통합 생태독성감시모듈; 및
상기 채수 보관부에 저장된 샘플링 원수를 제공받아 독성물질에 대한 정량 및 정성분석을 실시하는 자동 채수 분석부를 포함하며,
상기 채수 보관부는 상기 통합 생태독성감시모듈로부터 시료수에 독성물질이 감지될 시, 상기 자동 채수 분석부로 샘플링 원수를 공급하도록 이루어져, 1차적으로 상기 통합 생태독성감시모듈을 통해 시료수 내 독성물질이 있는 것으로 판단될 경우에만 2차적으로 상기 자동 채수 분석부를 통해 수분석을 연속적으로 실시하여 유입수에 대한 신속한 독성물질 검사 및 독성물질에 대한 정량 및 정성분석이 연속적으로 이루어지는 상기 통합 생태독성감시모듈과 자동 채수 분석부가 함께 구비된 실시간 유입수 독성모니터링 시스템.
A raw water tank unit that receives raw water supplied from the inflow water supply unit;
a raw water filter unit that filters raw water supplied from the raw water tank unit;
An ammonia measurement sensor unit that measures the ammonia concentration in the sample water passing through the raw water filter unit to determine the amount of carbon source supply required during denitrification work at a sewage treatment plant or wastewater treatment plant where raw water is supplied;
a sample water storage unit that stores sample water in which raw water has been filtered via the raw water filter unit;
a water collection unit that receives and stores sampling raw water identical to the raw water supplied to the raw water filter unit from the raw water tank unit;
An integrated ecotoxicity monitoring module equipped with one or more ecotoxicity monitoring units that detect toxic substances in the sample water provided from the sample water storage unit; and
It includes an automatic water collection analysis unit that receives the sampling raw water stored in the water collection storage unit and performs quantitative and qualitative analysis on toxic substances,
The water collection storage unit is configured to supply sampling raw water to the automatic water collection analysis unit when toxic substances are detected in the sample water from the integrated eco-toxicity monitoring module, and the toxic substances in the sample water are initially removed through the integrated eco-toxicity monitoring module. Only when it is determined that there is a water sample, water analysis is conducted continuously through the automatic water sampling and analysis unit, and the integrated eco-toxicity monitoring module and the automatic continuous quantitative and qualitative analysis of the toxic substances and rapid testing of the influent water are performed. A real-time influent toxicity monitoring system equipped with a water collection analysis unit.
상기 통합 생태독성감시모듈 및 자동 채수 분석부로부터 분석정보를 제공받으며, 미리 지정된 외부기기로 상기 분석정보를 제공하도록 이루어진 데이터 관리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 유입수 독성모니터링 시스템.
According to paragraph 1,
A real-time influent toxicity monitoring system that receives analysis information from the integrated ecotoxicity monitoring module and the automatic water sampling analysis unit, and further includes a data management unit configured to provide the analysis information to a pre-designated external device.
상기 통합 생태독성감시모듈은,
시료수의 투입에 따른 물벼룩의 움직임 변화를 측정하여 제1 독성지수를 산출하는 물벼룩 생태독성감시부;
시료수의 투입에 따른 조류의 형광량 변화율을 측정하여 제2 독성지수를 산출하는 조류 생태독성감시부;
시료수의 투입에 따른 발광박테리아의 발광량 변화율을 측정하여 제3 독성지수를 산출하는 발광박테리아 생태독성감시부;
시료수의 투입에 따라 황산화박테리아에 의하여 생성된 황산화염이온에 의한 전기전도도의 변화율로부터 제4 독성지수를 산출하는 황산화박테리아 생태독성감시부; 및
상기 물벼룩 생태독성감시부, 조류 생태독성감시부, 발광박테리아 생태독성감시부 및 황산화박테리아 생태독성감시부에서 산출된 제1 독성지수 내지 제4 독성지수를 통합하여 통합독성지수를 산정하는 통합 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 유입수 독성모니터링 시스템.
According to paragraph 1,
The integrated ecotoxicity monitoring module is,
Daphnia ecotoxicity monitoring unit, which calculates the first toxicity index by measuring changes in the movement of Daphnia according to the input of sample water;
An algae ecotoxicity monitoring unit that calculates a second toxicity index by measuring the change rate of fluorescence of algae according to the input of sample water;
Luminescent bacteria ecotoxicity monitoring department, which calculates the third toxicity index by measuring the rate of change in the amount of luminescence of luminescent bacteria according to the input of sample water;
A sulfated bacteria ecotoxicity monitoring unit that calculates the fourth toxicity index from the rate of change in electrical conductivity due to sulfated chloride ions produced by sulfated bacteria according to the input of sample water; and
An integrated control unit that calculates the integrated toxicity index by integrating the first to fourth toxicity indices calculated from the Daphnia ecotoxicity monitoring department, bird ecotoxicity monitoring department, luminescent bacteria ecotoxicity monitoring department, and sulfated bacteria ecotoxicity monitoring department. A real-time influent toxicity monitoring system comprising:
상기 통합독성지수()는,
에 의해 산출되고
는 i번째 시각에서의 물벼룩 생태독성감시부의 값, 는 i번째 시각에서의 조류 생태독성감시부의 값, 는 i번째 시각에서의 발광박테리아 생태독성감시부의 값, 는 i번째 시각에서의 황산화박테리아 생태독성감시부의 값이고,
w1 내지 w4 는 에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 실시간 유입수 독성모니터링 시스템.
According to paragraph 3,
The integrated toxicity index ( )Is,
Calculated by
is the Daphnia ecotoxicity monitoring department at the ith time. value, is the avian ecotoxicity monitoring department at the ith time. value, is the biotoxicity monitoring department of bioluminescent bacteria at the ith time. value, is the sulfated bacteria ecotoxicity monitoring department at the ith time. It is a value,
w 1 to w 4 are A real-time influent toxicity monitoring system characterized by being calculated by.
상기 원수 필터부는 상기 원수 수조부로부터 공급되는 원수 중 미리 정해진 크기 이상의 부유물질을 필터링하도록 이루어지고,
상기 원수 필터부는 공기 분사를 통해 상기 원수 필터부에 부착된 이물질을 제거하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 실시간 유입수 독성모니터링 시스템.
According to paragraph 1,
The raw water filter unit is configured to filter suspended solids of a predetermined size or larger from the raw water supplied from the raw water tank unit,
A real-time influent toxicity monitoring system, wherein the raw water filter unit removes foreign substances attached to the raw water filter unit through air injection.
(b) 상기 원수 수조부로부터 공급되는 원수가 원수 필터부에 의해 필터링되는 단계;
(c) 상기 원수 필터부에 의해 필터링된 시료수가 시료수 보관부에 보관되는 단계;
(d) 상기 (b) 단계에서 상기 원수 필터부로 공급되는 원수와 동일한 샘플링 원수가 상기 원수 수조부로부터 채수 보관부로 공급되는 단계;
(e) 상기 시료수 보관부로부터 제공된 시료수에 대해 독성물질을 감지하는 하나 이상의 생태독성감시부가 구비된 통합 생태독성감시모듈을 통해 시료수 내 독성물질을 감지하는 단계; 및
(f) 상기 채수 보관부에 저장된 샘플링 원수를 제공받아 자동 채수 분석부는 독성물질에 대한 정량 및 정성분석을 실시하는 단계를 포함하며,
상기 (b) 단계에서 암모니아 측정 센서부는 상기 원수 필터부를 경유한 시료수 내 암모니아 농도를 측정하여 원수 공급이 이루어지는 하수 처리장 또는 폐수 처리장의 탈질 작업시 요구되는 탄소원 공급량을 파악하도록 이루어지고,
상기 채수 보관부는 상기 통합 생태독성감시모듈로부터 시료수에 독성물질이 감지될 시, 상기 자동 채수 분석부로 샘플링 원수를 공급하도록 이루어져, 1차적으로 상기 통합 생태독성감시모듈을 통해 시료수 내 독성물질이 있는 것으로 판단될 경우에만 2차적으로 상기 자동 채수 분석부를 통해 수분석을 연속적으로 실시하여 유입수에 대한 신속한 독성물질 검사 및 독성물질에 대한 정량 및 정성분석이 연속적으로 이루어지는 상기 통합 생태독성감시모듈과 자동 채수 분석부가 함께 구비된 실시간 유입수 독성모니터링 시스템의 작동방법.(a) receiving raw water supplied from the inflow water supply unit into the raw water tank;
(b) filtering raw water supplied from the raw water tank unit by a raw water filter unit;
(c) storing sample water filtered by the raw water filter unit in a sample water storage unit;
(d) supplying the same sampling raw water as the raw water supplied to the raw water filter unit in step (b) from the raw water tank unit to the water collection unit;
(e) detecting toxic substances in the sample water through an integrated ecotoxicity monitoring module equipped with one or more ecotoxicity monitoring units that detect toxic substances in the sample water provided from the sample water storage unit; and
(f) receiving the sampling raw water stored in the water collection storage unit and performing quantitative and qualitative analysis of toxic substances in the automatic water collection analysis unit,
In step (b), the ammonia measurement sensor unit measures the ammonia concentration in the sample water passing through the raw water filter unit to determine the amount of carbon source supply required during denitrification work at the sewage treatment plant or wastewater treatment plant where raw water is supplied,
The water collection storage unit is configured to supply sampling raw water to the automatic water collection analysis unit when toxic substances are detected in the sample water from the integrated eco-toxicity monitoring module, and the toxic substances in the sample water are initially removed through the integrated eco-toxicity monitoring module. Only when it is determined that there is a water sample, water analysis is conducted continuously through the automatic water collection analysis unit, and the integrated eco-toxicity monitoring module and the automatic continuous quantitative and qualitative analysis of toxic substances and rapid testing of toxic substances in the inflow water are performed continuously. How to operate a real-time influent toxicity monitoring system equipped with a water collection analysis unit.
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KR1020230089258A KR102648062B1 (en) | 2023-07-10 | 2023-07-10 | Real-time toxictiy monitoring system and method for operating the same |
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