KR20140076715A - 수질냄새측정장치 - Google Patents

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Abstract

수질냄새측정장치가 개시된다. 수질냄새측정장치는, 시료의 악취를 유발하는 기체성분을 추출하는 전처리장치; 상기 기체성분에서 악취를 측정하는 악취센서부; 및 상기 악취센서부의 결과값으로부터, 악취의 정도를 연산 및 표시하는 제어부;를 포함한다. 따라서, 수질에 포함된 악취성분의 정도를 객관적으로 측정하여 보여줄 수 있다.

Description

수질냄새측정장치{Apparatus for the measurement of Water ordor}
본 발명은 수질냄새측정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폐수, 강물, 하수처리장 등에서 발생되는 악취의 정도를 측정할 수 있는 수질냄새측정장치에 관한 것이다.
도시화, 산업화로 인해서, 대량의 상수원이 필요하며, 많은 양의 하수를 처리하여야 한다. 상수원의 경우 수중 조류의 대사산물에 의한 이취미(異臭味)가 발생하기 쉽다. 공장폐수, 생활하수, 축산폐수의 경우 그 자체로서 많은 악취가 발생하며, 이러한 폐수들이 하천으로 유입되는 경우 BOD 및 COD 등의 증가와 더불어 악취를 유발시킨다. 이러한 수질오염물질로 인해서 발생하는 악취는 인간생활에 사회적, 심리적, 경제학적인 영향을 미치며, 민원 및 사회문제를 발생시킨다.
여기에, 공정시험법 상 수질오염 지표로 냄새성분이 추가되어, 수질 오염으로 인해 발생하는 악취의 정도를 모니터링 하여야 할 필요성은 더욱더 높아졌다. 종래에는 수질오염상태 분석을 위해 물 자체의 성분을 분석하는 방법을 사용하였으나, 물 자체에 함유된 악취 자체의 측정은 매우 어렵다는 문제점이 있다.
공정시험법 상 명시된 방법인 악취원 주변의 공기를 채취하여, 인간이 직접 후각으로 악취수준을 평가하는 방법은 주관적이 개념이 포함되어 있을 뿐만 아니라, 측정하는 사람의 인체에 유해할 우려도 있다는 문제점이 있다.
또한, 이러한 방법들은 기술적, 경제적인 제약으로 인해 연속 측정이 어렵고, 냄새원인물질이 다양한 경우 적절한 대응이 어렵다.
본 발명의 실시예는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 연속 측정이 가능하며, 수질 악취를 객관적으로 평가할 수 있는 수질냄새측정장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예는 상기와 같은 과제를 해결하고자, 시료의 악취를 유발하는 기체성분을 추출하는 전처리장치; 상기 기체성분에서 악취를 측정하는 악취센서부; 및 상기 악취센서부의 결과값으로부터, 악취의 정도를 연산 및 표시하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수질냄새측정장치를 제공한다.
상기 제어부는, 표준 악취성분과 상기 악취센서부의 출력값의 상관관계로부터, 상기 시료의 악취의 정도를 연산 및 표시한다.
상기 전처리장치는, 상기 시료에 미세 공기방울을 투입하는 기폭장치;를 더 포함한다.
기폭장치는, 미세구멍이 형성된 다공판; 및 상기 다공판에 공기를 주입하는 공기 주입장치;를 포함한다.
상기 공기 주입장치는, 활성탄 필터를 포함한다.
상기 전처리장치는, 상기 시료를 가열하는 가열장치;를 더 포함한다.
가열장치는, 상기 시료를 저장하는 저장탱크를 감싸는 열선으로 형성된다.
상기 전처리장치는, 상기 가열장치에서 가열된 기체성분을 냉각하는 냉각장치;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 냉각장치는, 상기 기체성분이 흐르는 유로; 및 상기 유로를 감싸며, 냉각수 유입구 및 유출구가 형성된 냉각챔버;를 포함한다.
상기 유로는 나선상으로 형성된다.
상기 악취센서부는, 복수의 악취센서를 포함하는 것이 바람직하다.
복수의 상기 악취센서는, 반도체식 가스센서, 전기화학식 검출센서 및 광이온화 검출센서가 복합되어 조합된 것이 효과적이다.
이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 과제해결 수단에 의하면 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만, 본 발명이 하기와 같은 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다.
본 발명의 일실시예의 수질냄새측정장치는 수질에 포함된 악취성분의 정도를 객관적으로 측정하여 보여줄 수 있다.
특히, 연속적으로 시료를 채취하여 수질의 악취 정도를 측정할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예의 수질냄새측정장치의 정면도
도 2는 도 1의 전처리 장치의 정면도
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예의 수질냄새측정장치의 정면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 수질냄새측정장치는, 시료의 악취를 유발하는 기체성분을 추출하는 전처리장치(100)와, 상기 기체성분에서 악취를 측정하는 악취센서부(200)와, 상기 악취센서부(200)의 결과 값으로부터, 악취의 정도를 연산 및 표시하는 제어부(300)를 포함한다.
도 2는 도 1의 전처리 장치의 정면도이다.
상기 전처리장치(100)는, 상기 시료에 미세 공기방울을 투입하는 기폭장치(110)와, 상기 시료를 가열하는 가열장치(120)와, 상기 가열장치(120)에서 가열된 기체성분을 냉각하는 냉각장치(130)를 포함한다.
즉, 전처리장치(100)는 시료가 저장되며, 기폭장치(110) 및 가열장치(120)가 설치된 탱크(101)와, 탱크(101)의 상단에 냉각장치(130)가 설치된다. 탱크(101)에는 시료가 주입되는 시료주입구(102)과, 탱크(101)의 저부에 형성된 시료배출구(103)과, 시료안의 시료량을 육안으로 확인하거나, 용기 내부 이상을 확인하는 투시창(104)과 시료가 넘치는 경우 시료를 배출할 수 있는 오버 플로우관(105)이 설치된다.
시료주입구(102)는 시료가 담긴 별도의 탱크(미도시)에 연결되거나, 피측정 대상에 직접 펌프 등으로 연결되어, 주기적으로 피측정 시료를 탱크(101)에 공급할 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다.
상기 기폭장치(110)는, 미세구멍이 형성된 다공판(111)과, 상기 다공판(111)에 공기를 주입하는 공기 주입장치(112)를 포함한다. 공기 주입장치(112)는 센서에 영향을 주지 않도록 별도의 활성탄 필터를 거친 공기를 다공판(111)에 공급하는 것으로서, 송풍팬(미도시)을 포함한다.
다공판(111)은 탱크의 저면에 설치되며, 공기 주입장치(112)에서 주입된 공기를 이용해 미세 기포를 발생시킨다. 미세기포는 시료를 통과한 후, 탱크의 상측에 위치한 기체 배출구(106)를 통해서 배출된다. 이와 같이, 기폭장치(110)는 시료에 미세 공기를 주입함으로써, 시료에 포함된 냄새성분이 포함된 기체가 외부로 효과적으로 배출되도록 한다.
상기 가열장치(120)는, 상기 시료를 저장하는 저장탱크(101)를 감싸는 열선으로 형성된다. 이 열선은 별도로 구성된 컨트롤러에 의해 원하는 설정 온도에 도달한 후 전원이 차단되어 온도를 유지할 수 있도록 한다. 열선 이외에도, 열을 가할 수 있는 다양한 수단이 적용될 수 있음은 당연하다.
이와 같이, 탱크(101)에 열을 가함으로써, 시료에 포함된 냄새성분이 기체의 형태로 외부로 보다 많이 탈기되어 측정의 정확도를 증대시킬 수 있다는 장점이 있다.
상기 냉각장치(130)는, 상기 기체성분이 흐르는 유로(131)와, 상기 유로(131)를 감싸며, 냉각수 유입구(133) 및 유출구(134)가 형성된 냉각챔버(132)를 포함한다.
유로(131)는 일단이 탱크의 기체배출구(106)에 연결되고, 타단이 악취 센서부(200)에 연결된다. 상기 유로(131)를 나선형으로 형성하여, 열교환 길이를 더욱 증대시키는 것이 바람직하다.
냉각챔버(132)는 유로(131)를 감싸며, 내부에 냉각수가 가득 채워져 형성된다. 냉각수는 일반적인 물이 사용될 수 있으며, 냉각수 유입구(133)를 통해서 유입되어 유출구(134)를 통해서 유출된다.
상기와 같이, 냉각장치(130)를 구비함으로써, 악취센서부(200)에 유입되는 기체에서 수분성분을 가능한 제거할 수 있다. 그 결과, 센서의 정확도를 보다 증대시킬 수 있다는 장점이 있다.
냉각장치(130)는 위와 같은 수냉식으로 구현될 수 있을 뿐만 아니라, 펠티어(Peltier) 효과를 이용한 반도체 소자를 이용하여 구현될 수 있다. 펠티어 효과란 양단면이 연결된 두 다른 금속에 전기적 부하를 걸었을 때 금속 각기 다른 양단면에 발열과 냉각이 동시에 일어나는 현상을 말합니다.
즉, 기체가 배출구(106)에 연장된 유로(131) 상에 상기와 같은 펠티어 효과를 유발하는 반도체 소자의 냉각이 일어나는 부분을 부착하여, 유로(131)의 내부에 흐르는 기체를 냉각할 수 있습니다.
상기 악취센서부(200)는, 이종의 악취센서를 복수 개 포함한다. 즉, 복수의 악취센서는, 반도체식 가스센서, 전기화학식 검출센서 및 광이온화 검출센서등 서로 다른 종류의 센서가 복합되어 조합된다. 이와 같이, 악취센서가 다양한 종류가 조합됨으로써, 다양한 악취성분에 대한 분석의 정확도를 높일 수 있다.
악취센서부(200)에서 측정된 값을 그대로 표현할 수 있으나, 이러한 경우 사용자가 악취의 정도를 가늠할 수 없다.
따라서, 상기 제어부(300)는, 표준 악취성분과 상기 악취센서부(200)의 출력값의 상관관계로부터, 상기 시료의 악취의 정도를 연산 및 표시한다. 즉, 하수종말 처리장, 상수도 취수원 등 각 측정 장소의 악취의 정도에 따른 표준 악취성분을 취합한 후, 이들 표준 악취성분의 악취센서부(200)의 출력 값을 데이터베이스화하여, 이들로부터 악취의 정도를 산정하여 표시한다. 악취의 정도를 나타내는 방법으로 수질공정법 상의 냄새 측정 단위(TON: Threshold odor number)가 사용될 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 일실시예의 수질냄새측정장치는 수질에 포함된 악취성분의 정도를 객관적으로 측정하여 보여줄 수 있다.
특히, 연속적으로 시료를 채취하여 수질의 악취 정도를 측정할 수 있다는 장점이 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
100: 전처리장치 200: 악취센서부
300: 제어부 110: 기폭장치
111: 다공판 112: 공기 주입장치
120: 가열장치 130: 냉각장치
131: 유로 132: 냉각챔버

Claims (10)

  1. 시료의 악취를 유발하는 기체성분을 추출하는 전처리장치;
    상기 기체성분에서 악취를 측정하는 악취센서부; 및
    상기 악취센서부의 결과값으로부터, 악취의 정도를 연산 및 표시하는 제어부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 수질냄새측정장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    표준 악취성분과 상기 악취센서부의 출력값의 상관관계로부터, 상기 시료의 악취의 정도를 연산 및 표시하는 것을 특징으로 하는 수질냄새측정장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전처리장치는,
    상기 시료에 미세 공기방울을 투입하는 기폭장치;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수질냄새측정장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 기폭장치는,
    미세구멍이 형성된 다공판; 및
    상기 다공판에 공기를 주입하는 공기 주입장치;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 수질냄새측정장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 공기 주입장치는, 활성탄 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 수질 냄새측정장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전처리장치는,
    상기 시료를 가열하는 가열장치;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수질냄새측정장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 전처리장치는,
    상기 가열장치에서 가열된 기체성분을 냉각하는 냉각장치;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수질냄새측정장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 냉각장치는,
    상기 기체성분이 흐르며 나선상으로 형성된 유로; 및
    상기 유로를 감싸며, 냉각수 유입구 및 유출구가 형성된 냉각챔버;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 수질냄새측정장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 냉각장치는,
    상기 기체성분이 흐르는 유로; 및
    상기 유로에 고정되며, 펠티어 효과를 이용하여 상기 유로를 냉각하는 반도체 소자;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 수질냄새측정장치.
  10. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 항에 있어서,
    상기 악취센서부는, 이종의 악취센서를 복수 개 포함하는 것을 특징으로 하는 수질냄새측정장치.
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