KR20200080979A - Bod 배양기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 챔버 내부가 항상 20℃를 유지하여 1차 용존산소를 측정하고, 5일간 배양하고, 2차 용존산소를 측정하는 일련의 작업이 한곳에서 간편하게 이루어질 수 있는 BOD 배양기를 제공함에 있는 것이다.
이를 위해 본 발명은, BOD 배양기의 챔버 내부에 히터와 시약탱크 및 장비측으로 세척수 및 희석수와 같은 시약 또는 표준용액을 공급하는 시약배관을 연결하고, 상기 시약배관과 펌프측과 연결되어 압축공기를 공급하는 급수관에 솔레노이드 밸브를 설치하고, 상기 챔버 내측 프레임 바닥에 다수의 샘플병들이 가지런히 놓여질 수 있도록 샘플랙이 안치되고, 상기 프레임의 양쪽 가이드에 지지 고정되는 가이드바, 상기 가이드바를 따라서 전,후,좌,우로 왕복 이동하하는 슬라이더어셈블리, 상기 슬라이더어셈블리와 연동되면서 샘플병 뚜껑을 일시적으로 파지 또는 파지 상태를 해지하는 그리퍼, 상기 슬라이더어셈블리의 일측에 실린더를 매개로 상,하로 이동하는 시약공급장치, 세척수탱크, 정량공급장치 및 상기 샘플병 뚜껑은 플라스틱 사출물로 제작하고 상기 샘플병 뚜껑에 씰링이 가능한 실리콘 오링을 이중으로 결합하는 BOD 배양기를 제공한다.
이를 위해 본 발명은, BOD 배양기의 챔버 내부에 히터와 시약탱크 및 장비측으로 세척수 및 희석수와 같은 시약 또는 표준용액을 공급하는 시약배관을 연결하고, 상기 시약배관과 펌프측과 연결되어 압축공기를 공급하는 급수관에 솔레노이드 밸브를 설치하고, 상기 챔버 내측 프레임 바닥에 다수의 샘플병들이 가지런히 놓여질 수 있도록 샘플랙이 안치되고, 상기 프레임의 양쪽 가이드에 지지 고정되는 가이드바, 상기 가이드바를 따라서 전,후,좌,우로 왕복 이동하하는 슬라이더어셈블리, 상기 슬라이더어셈블리와 연동되면서 샘플병 뚜껑을 일시적으로 파지 또는 파지 상태를 해지하는 그리퍼, 상기 슬라이더어셈블리의 일측에 실린더를 매개로 상,하로 이동하는 시약공급장치, 세척수탱크, 정량공급장치 및 상기 샘플병 뚜껑은 플라스틱 사출물로 제작하고 상기 샘플병 뚜껑에 씰링이 가능한 실리콘 오링을 이중으로 결합하는 BOD 배양기를 제공한다.
Description
본 발명은 BOD(Biochmical Oxygen Demand) 배양기의 챔버 내부가 20℃를 유지시키기 위한 배양시설을 구비하여 샘플병의 이동없이 효율적으로 생물학적 산소요구량을 측정할 수 있는 BOD 배양기에 관한 것이다.
물속에 존재하는 생물학적 산소요구량 시험기준은 실험실에서 20℃에서 5일 동안 배양할 때의 산소요구량이므로 실제 환경조건의 온도, 생물군, 물의 흐름, 햇빛, 용존산소에서는 다를 수 있어 실제 지표수의 산소요구량을 알고자 할 때에는 위의 조건을 고려해야 한다.
또한, 탄소BOD를 측정할 때, 시료중 질산화 미생물이 충분히 존재할 경우 유기 및 암모니아성 질소의 환원상태 질소화합물질이 BOD 결과를 높게 만든다. 따라서 적절한 질산화 억제 시약을 사용하여 질소에 의한 산소 소비를 방지한다. 시료는 시험하기전에 온도를 20 ± 1℃로 조정한다.
그러나, 생물학적 산소요구량(BOD)을 측정하는 방법은 매우 복잡하고 측정시간도 오래 걸린다. 이에 생물학적 산소요구량을 측정하는 전용 측정장비가 사용된다.
종래에는 생물학적 산소 요구량을 측정하기 위해 준비된 샘플을 측정장비에서 용존산소를 측정하고 배양기로 옮겨 5일동안 배양한 후, 다시 측정장비로 이동하여 다시 용존산소를 측정함에 따라 연구원은 별개로 구성되는 BOD 측정장비와 배양기로 오가는 번거러움으로 인하여 전자동이 아닌 반자동 장비로 인식되었다.
또한, 배양의 경우 샘플병을 5일(120시간)의 배양 시간(120시간)을 지키며 2차 용존산소를 측정해야 하므로 연구자가 시간을 정확히 지키지 못하면 실험을 다시 진행해야 하는 문제점을 안고 있다.
그리고 시료중 용존산소의 양이 소비되는 산소의 양보다 적을 때에는 시료를 희석수로 희석해 사용해야 하는데, 이때 희석수의 온도를 20℃로 유지하지 않거나 산소를 포화시키지 못하면 측정 오차를 유발하는 문제점이 있다.
또한 생물학적 산소요구량을 측정할 때 사용되는 BOD 샘플병(Bottle) 뚜껑이 샘플병과 같은 유리 재질로 구성됨에 따라 뚜껑을 열고 닫을 때 샘플병이 긴밀하게 밀폐되지 않아 5일동안 배양하는 과정에서 병 내부의 샘플이 증발하는 일이 종종 발생하였고, 연구원들이 샘플병 뚜껑을 테이프로 감아 밀폐상태를 유지시키는 번거러움이 있었다.
상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, BOD 배양기에 탱크를 구비하여 챔버 내부가 항상 20℃를 유지할 수 있게 하여 종래처럼 샘플병 이동이 없이 전자동으로 생물학적 산소요구량을 측정할 수 있는 BOD 배양기를 제공함에 그 목적이 있는 것이다.
또한, 본 발명은 챔버 내부가 항상 20℃를 유지한 상태로 1차 용존산소를 측정하고, 5일간 배양하고, 2차 용존산소를 측정하는 일련의 작업들이 한곳에서 간편하게 이루어질 수 있도록 유도하여 연구원이 별개로 구성되는 측정장비와 배양기를 오가는 불편함이나 번거러움을 줄일 수 있는 BOD 배양기를 제공함에 또 다른 목적이 있는 것이다.
또한, 본 발명은 샘플병 뚜껑을 여닫아도 밀폐상태를 유지할 수 있도록 뚜껑 구조를 개선하여 기밀을 유지하는데 만전을 기할 수 있는 BOD 배양기를 제공함에 또 다른 목적이 있는 것이다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적 달성을 위한 본 발명의 과제의 해결 수단은, BOD 배양기 챔버 내부에 히터와 시약탱크를 배치하고, 장비측으로 세척수 및 희석수와 같은 시약 또는 표준용액을 공급하는 시약배관을 연결하고, 상기 시약배관과 펌프측과 연결되어 압축공기를 공급하는 급수관에 솔레노이드 밸브를 설치하여 상기 솔레노이드 밸브와 연결된 콘트롤스위치를 이용하여 에어펌프와 시약탱크 및 히터들을 각각 제어하며 챔버는 물론 희석수가 항상 20℃의 온도를 유지함과 아울러 희석수/세척수와 같은 시약 주입시 발생되는 기포(공기방울)를 제거할 수 있도록 구성된 BOD 배양기가 제공된다.
또한, 본 발명은 BOD 배양기의 챔버 내측에 프레임을 배치하여 상기 프레임 바닥에 다수의 샘플병들이 가지런히 놓여질 수 있도록 유도하는 샘플랙이 놓여지고, 상기 프레임의 양쪽 가이드에 지지 고정되어 슬라이더어셈블리가 이동할 수 있도록 유도하는 가이드바, 상기 가이드바를 따라서 전,후,좌,우로 왕복 이동시키며 샘플병 뚜껑 개,폐 또는 시약을 공급 및 회수하는 슬라이더어셈블리, 상기 슬라이더어셈블리의 내측에 수용되어 슬라이더어셈블리와 연동되면서 샘플병 뚜껑의 상면부를 일시 파지하여 샘플병에서 뚜껑을 분리하거나 분리된 뚜껑을 다시 샘플병에 결합시키는 그리퍼, 상기 슬라이더어셈블리의 일측에 실린더를 매개로 상,하로 이동시키며 희석수/세척수 같은 시약을 공급, 회수 및 세척하는 시약공급장치, 상기 시약공급장치를 세척하기 위한 세척수가 저장되는 세척수탱크, 정량펌프와 연결되어 상기 시약들을 정량 공급하는 정량공급장치를 더 포함하는 BOD 배양기를 제공함에 또 다른 특징이 있는 것이다.
또한, 본 발명은 샘플병을 밀폐시키는 뚜껑을 플라스틱 사출물로 제작하고, 상기 샘플병 뚜껑에 실리콘 오링을 이중으로 결합하여 샘플병과 뚜껑이 보다 긴밀하게 씰링을 유지하게 하는 BOD 배양기를 제공함에 또 다른 특징이 있는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 구체적인 사항들은 상세하게 후술된 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.
본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
본 발명에 의하면, 장비 자체가 항상 20℃ 온도가 유지되는 배양기의 기능을 겸비함에 따라 샘플병을 옮기는 번거러움 없이 1차 용존산소 측정하고, 5일간 배양하고, 2차 용존산소를 포화시키는 일련의 작업들이 전자동화가 가능하게 되어 측정장비와 배양기를 오가는 연구원의 번거러움과 동선을 줄일 수 있어 노동력이 감소되는 이점이 있게 된다.
또한, 본 발명은 샘블병의 이동 없이 생물학적 산소요구량 측정은 물론 배양시간을 정확하게 지킬 수 있고, 희석수의 온도를 20℃ 상시 유지함은 물론 산소를 포화하는 기능까지 겸할 수 있는 이점이 있게 된다.
또한, 본 발명은 샘플병 뚜껑을 플라스틱 재질로 제작하여 상기 샘플병 뚜껑에 실리콘 오링을 이중으로 배치함에 따라 뚜껑의 완벽한 씰링 상태를 유지할 수 있어 병 내부의 샘플이 증발하는 것을 사전 예방하는 효과가 있는 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 BOD 배양기의 예시도,
도 2a, 2b는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 BOD 배양기의 정면도와 평면도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 BOD 배양기의 내부 구조를 개략적으로 나타낸 참고도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 샘플병 뚜껑이 분리된 상태의 분해 사시도,
도 5a 내지 5f는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 BOD 배양기의 작동관계를 설명하는 참고도,
도 2a, 2b는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 BOD 배양기의 정면도와 평면도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 BOD 배양기의 내부 구조를 개략적으로 나타낸 참고도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 샘플병 뚜껑이 분리된 상태의 분해 사시도,
도 5a 내지 5f는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 BOD 배양기의 작동관계를 설명하는 참고도,
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
첨부 도면 도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 BOD 배양기의 예시도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 BOD 배양기의 정면도에 나타낸 바와 같이 BOD 배양기(10)의 챔버(11) 내부에 히터(도시하지 않음)와 시약탱크(30), 장비(10)측으로 세척수 및 희석수와 같은 시약 또는 표준용액을 공급하도록 배관들이 연결되고, 상기 배관 및 펌프(P)와 연결되어 압축공기를 공급하는 급수관(P1)에 솔레노이드 밸브(40,40,40)가 부설되어 상기 솔레노이드 밸브(40)와 연결된 콘트롤스위치(50)를 이용하여 펌프(P)와 시약탱크(30) 및 히터를 각각 제어하며 챔버(11)는 물론 희석수가 항상 20℃의 온도를 유지함과 더불어 희석수/세척수와 같은 시약 주입시 발생되는 기포(공기방울) 등을 제거하도록 구성된다.
또한, 본 발명은 도 3에 도시한 참고도에 나타낸 바와 같이 BOD 배양기(10)의 챔버(11) 내측에 프레임(12)을 설치하여 상기 프레임(12) 바닥에 시약들이 담겨지는 다수의 샘플병(S)들이 가지런히 놓여질 수 있는 샘플랙(13)이 놓여지고, 상기 프레임(12)의 양쪽 가이드(121)에 지지 고정되어 슬라이더어셈블리가 이동할 수 있도록 유도하는 가이드바(14), 상기 가이드바(14)를 따라서 전,후,좌,우로 왕복 이동하며 샘플병(S)의 뚜껑(S1) 개,폐 및 시약을 공급 및 회수하는 슬라이더어셈블리(15), 상기 슬라이더어셈블리(15)의 내측에 수용되어 슬라이더어셈블리(15)와 연동되면서 샘플병 뚜껑(S1)을 일시적으로 파지하여 샘플병에서 뚜껑을 분리하거나 분리된 뚜껑을 다시 샘플병에 결합시키는 그리퍼(16), 상기 슬라이더어셈블리(15)의 일측에 부설되는 실린더를 매개로 상,하로 이동하며 뚜껑(S1)이 개방된 샘플병(S) 내측으로 희석수와 세척수 같은 시약을 공급, 회수 및 세척하는 시약공급장치(17), 상기 시약공급장치(17)를 세척하는 세척수가 수용되는 세척수탱크(18), 정량펌프와 연결되어 상기 시약들을 개량하여 정량 공급하는 정량공급장치(19)를 더 포함하는 BOD 배양기(10)가 제공된다.
상기 시약공급장치(17)는 뚜껑을 분리한 샘플병(S) 내측으로 희석수와 세척수 같은 시약들을 공급, 회수 및 세척하도록 이를 제어하는 실린더가 구비되는 시약공급구(171), 상기 시약을 주입시 발생되는 공기방울과 같은 기포를 제거하도록 에어펌프와 연결되어 시약을 교반시키는 에어공급구(172)로 구성된다.
그리고 본 발명은 도 4에 나타낸 바와 같이 샘플병 뚜껑(S1)은 플라스틱 재질의 사출물로 제작하여, 상기 샘플병 뚜껑(S1)의 외주면에 실리콘 오링(S2)이 상,하방향으로 중첩되게 이중으로 결합하여 실리콘 오링(S2)이 샘플병(S) 내부를 완벽하게 씰링할 수 있도록 유도하여 종래처럼 샘플이 증발하는 현상을 사전 예방할 수 있도록 하였다.
상기 챔버의 하부측에는 샘플병(S)으로부터 분리되는 뚜껑(S1)을 수거할 수 있는 샘플병 뚜껑수거함(60)이 설치되어 바닥에 천공된 뚜껑수거홀(61)을 통해 분리되는 뚜껑(S1)을 모두 수거하여 외부로 반출하도록 구성된다.
도 5a 내지 5f는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 BOD 배양기를 이용하여 샘플병 뚜껑 개,폐 및 샘플병으로 시약 주입하는 작동관계를 설명하는 참고도이다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 슬라이더어셈블리(15)가 가이드바(14)의 유도에 따라 샘플랙(13)에 놓여진 다수의 샘플병(S)들로부터 선택된 샘플병(S)의 상부측에 위치하도록 이동한다.
도 5b와 같이 샘플병(S)의 상부측으로 이동한 슬라이더어셈블리(15)가 일시 하강하여 샘플병(S)의 상면부를 지지함과 동시에 슬라이더어셈블리(15)의 내측에 수용된 그리퍼(16)가 샘플병 뚜껑(S1)의 가장자리 부위를 일시적으로 움켜쥐듯이 파지한 상태에서 그리퍼(16)를 상부측으로 이동시키면 샘플병(S)은 슬라이더어셈블리(15)에 눌리워진 상태이므로 그리퍼(16)가 샘플병 뚜껑(S1)을 분리하게 된다.
도 5c와 같이 슬라이더어셈블리(15)를 상승하게 되면 그리퍼(16)에 의해 파지된 샘플병 뚜껑(S1)은 상부측으로 이동하게 되어 샘플병(S)을 개방하게 되면 도 5d에 도시된 바와 같이 슬라이더어셈블리(15)를 한쪽방향으로 이동시켜 샘플병(S)에 시약을 공급하기 위해 시약공급장치(17)가 샘플병(S)의 상부측으로 이동하게 되고, 도 5e에 도시된 바와 같이 시약공급장치(17)는 실린더를 매개로 하부측으로 이동하여 샘플병(S) 내측으로 삽입하여 희석수 또는 세척수 같은 시약을 정량공급장치(19)에 의해 설정된 양만큼 공급한다.
그런 다음 정량공급장치(19)에 의해 설정된 양만큼 시약공급장치(17)가 시약을 공급한 후 도 5d에 도시된 바와 같이 다시 슬라이더어셈블리(15)를 위쪽으로 상승시킨 다음 샘플병 뚜껑(S1)을 닫기 위해 도 5c에 도시된 바와 같이 슬라이더어셈블리(15)를 샘플병(S)의 상부측으로 이동시킨다
슬라이더어셈블리(15)가 샘플병(S)의 상부측에 위치하게 되면 도 5g 와 같이 뚜껑(S1)한 파지한 슬라이더어셈블리(15)를 하부측으로 이동시켜 그리퍼(16)에 파지된 샘플병 뚜껑(S1)을 샘플병에 결합시킨 후 그리퍼(16)의 고정상태를 해지하면 샘플병(S)에 뚜껑(S1)이 결합되게 된다.
이러한 일련의 과정을 반복하면서 다수의 샘플병으로부터 뚜껑을 열어 시료 또는 세척수를 공급하고 다시 뚜껑을 닫는 공정을 전자동으로 반복적으로 행할 수 있는 것이다.
그리고 챔버의 하부측에는 작업을 끝마친 샘플병(S)에서 각각 분리되게 되는 뚜껑(S1)들을 수거할 수 있는 샘플병 뚜껑수거함(60)이 설치되어 분리된 뚜껑(S1)은 챔버(11) 바닥에 천공된 뚜껑수거홀(61)을 통해 분리되는 뚜껑(S1)을 따로 수거하여 외부로 반출할 수 있는 것이다.
이와 같이 본 발명은 장비 자체가 항상 20℃ 온도가 유지되는 배양기의 기능을 겸비함에 따라 샘플병을 옮기는 번거러움 없이 1차 용존산소를 측정하고, 5일간 배양하고, 2차 용존산소를 포화시키는 일련의 작업들이 전자동화가 가능하여 종래와 같이 측정장비와 배양기를 오가는 노동력이 감소되고, 산소요구량 측정은 물론 배양시간을 정확하게 지킬 수 있으며 희석수의 온도 또한 20℃를 상시 유지함은 물론 산소를 포화하는 기능까지 겸할 수 있는 것이다.
그리고 본 발명은 샘플병 뚜껑은 씰링이 가능한 실리콘 오링을 이중으로 결합함에 따라 뚜껑의 완벽한 씰링 상태를 유지할 수 있어 병 내부의 샘플이 증발하는 것을 예방할 수 있다.
다음의 실시예는 본 발명의 BOD 측정 방비를 이용하여 생물화학적 산소요구량(BOD, Biochemical Oxygen Demand) 측정하는 방법을 설명하는 것이지만, 본 발명의 범주를 한정하는 것은 아니다.
<실시예 1>
이 시험기준은 물속에 존재하는 생물화학적 산소요구량을 측정하기 위하여 시료를 20℃에서 5일간 저장하여 두었을 때 시료중의 호기성미생물의 증식과 호흡작용에 의하여 소비되는 용존산소의 양으로부터 측정하는 방법이다.
이 시험기준은 지표수, 지하수, 폐수 등에 적용할 수 있다.
이 시험기준은 실험실에서 20℃에서 5일동안 배양 할 때의 산소 요구량이므로 실제 환경조건의 온도, 생물군, 물의흐름, 햇빛, 용존산소에서는 다를 수 있어 실제지표수의 산소요구량을 알고자 할 때에는 위의 조건을 고려해야 한다.
시료중 용존산소의 양이 소비되는 산소의 양보다 적을때에는 시료를 희석수로 적당히 희석하여 사용한다.
공장폐수나 혐기성 발효의 상태에 있는 시료는 호기성 산화에 필요한 미생물을 식종하여야 한다.
탄소 BOD를 측정해야 할 경우에는 질산화억제 시약을 첨가한다.
시료가 산성 또는 알칼리성을 나타내거나 잔류염소 등 산화성 물질을 함유하였거나 용존산소가 과포화되어 있을 때 에는 BOD측정이 간섭 받을수 있으므로 전처리를 행한다.
탄소 BOD를 측정 할 때, 시료중 질산화미생물이 충분히 존재 할 경우 유기 및 암모니아성 질소 등의 환원상태 질소화합물질이 BOD 결과를 높게 만든다. 적절한 질산화억제 시약을 사용하여 질소에 의한 산소 소비를 방지한다.
시료는 시험하기 바로 전에 온도를(20±1)℃로 조정한다.
BOD병은 300mL BOD병을 사용하는 것을 원칙으로 하나 부득이 한 경우 60mL 이상의 BOD병을 사용한다.
배양기는 온도를 (20±1)℃로 조정 할 수 있는 공기순환형 배양기 또는 물중탕조로 광합성에 의한 산소 생산을 방지하기 위해 모든 빛을 차단한 배양장치를 사용한다.
시약 및 표준용액은 모든 시약을 미리 준비하되 침전 또는 미생물의 증식이 관찰 될 경우 버린다. 가능한 고순도의 시약을 사용하며 시약 조제시 멸균된 정제수 사용을 권장한다.
염산용액(1M)은 정제수 약500mL에 진한 염산(hydrochloricacid, HCl, 분자량:36.46, 비중:1.18, 함량:36.5%∼38%) 90mL에 흔들며 천천히 가한 후 정제수를 넣어 1,000mL로 한다.
수산화나트륨용액(1M)은 수산화나트륨(sodiumhydroxide, NaOH, 분자량:40.00) 40g을 정제수에 녹여 1L로 한다.
아황산나트륨용액(0.025N)은 아황산나트륨(sodiumsulfite, Na2SO3, 분자량:126.04) 1.6g을 정제수에 녹여 1,000mL로 만든다. 아황산나트륨 용액은 반드시 사용 할 때 조제한다.
염화철(Ⅲ)용액(BOD용)은 염화철(Ⅲ) 6수화물(ferricchloridehexahydrate, FeCl3, 6H2O, 분자량:270.32)0.25g을 정제수에 녹여 1,000mL로 한다.
염화칼슘용액은 염화칼슘(calciumchloride,CaCl2, 분자량:110.98) 27.5g을 정제수 녹여 1,000mL로 한다.
인산염완충용액(pH 7.2)은 인산일수소칼륨(dipotassiumhydrogenphosphate, K2HPO4, 분자량:174.18) 21.75g, 인산이수소칼륨(potassiumdihydrogenphosphate, KH2PO4,분자량: 136.09)8.5g, 인산일수소나트륨 12수화물(disodiumhydrogenphosphate,Na2HPO4, 12H2O, 분자량:358.14)44.6g, 염화암모늄(ammoniumchloride, NH4Cl, 분자량:53.49)1.7g을 정제수에 녹여 1,000mL로 한다.이 완충액의 pH는 7.2이어야 하며, 미생물이 증식하면 사용할 수 없다.
ATU 용액은 ATU(allylthiourea,C4H8N2S, 분자량:116.19)40g을 정제수에 녹여 1L로 한다.
TCMP는 순수한 TCMP(2-chloro-6(trichloromethyl)pyridine,C6H3Cl4N, 분자량:230.19)을 사용한다.
황산마그네슘용액은 황산마그네슘·7수화물(magnesiumsulfateheptahydrate, MgSO4, 7H2O,분자량:246.51)22.5g을 정제수에 녹여 1,000mL로 한다.
BOD용 희석수는 온도를 20℃로 조절한 물을 솜으로 막은 유리병에 넣고 용존산소가 포화되도록 충분한 기간동안 정치하거나, 물이 완전히 채워지지 않은 병에 넣어 흔들어서 포화시키거나 압축공기를 넣어준다. 필요한 양을 취하여 유리병에 넣고 1,000mL에 대하여 인산염완충용액(pH7.2), 황산마그네슘용액, 염화칼슘용액 및 염화철(Ⅲ)용액(BOD용) 각 1mL씩을 넣는다. 이액의 pH는 7.2이다. pH7.2가 아닐때에는 염산용액(1M) 또는 수산화나트륨용액(1M)을 넣어 조절하여야 한다. 이액을(20±1)℃에서 5일간 저장하였을때 용액의 용존산소감소는 0.2mg/L이하 이어야 한다.
BOD용 식종수는 하수 또는 하천수를 실온에서 24시간∼36시간 가라 앉힌다음 상층액을 사용한다.
하수를 사용 할 경우 5mL∼10mL, 하천수의 경우 10mL∼50mL을 취하고, 희석수를 넣어 1,000mL로 한다. 토양추출액을 사용할 경우에는 식물이 살고 있는 곳의토양 약200g을 물 2L에 넣어 교반하여 약25시간 방치 한 후 그 상층액20mL/L∼30mL/L을 취하여 희석수 1,000mL로 한다.
BOD용 식종 희석수는 시료중에 유기물질을 산화시킬 수 있는 미생물의 양이 충분하지 못 할때, 미생물을 시료에 넣어 주는 것을 말한다.
글루코스-글루탐산 표준용액은 103℃에서 1시간 건조한 글루코스(glucose,C6H12O6, 분자량:180.16) 150mg과 글루탐산(glutamicacid, C5H9NO4, 분자량:147.13) 150mg을 정제수로 녹여 1L로 한다. 글루코스-글루탐산표준용액은 사용 할 때 조제한다.
시료채취 및 관리는 ES04130.1c 시료의 채취 및 보존방법에 따른다.
정확도 및 정밀도의 측정은 ES04001b 정도 보증/정도 관리에 따른다. 글루코스-글루탐산 표준용액(각각150mg/L)을 20mL 취하여 식종희석수로 1L로 한 후 이를 분석 절차에 따라 측정하여 평균값과 상대 표준편차(RSD)를 구하여 산출한다.
정확도는 첨가한 표준물질의 농도에 대한 측정평균값의 상대백분율로서 나타내며 그값이 85%~115% 이내이어야 한다.
정밀도는 측정값의 % 상대표준편차(RSD)로 계산하며 측정값이 15%이내 이어야 한다.
정밀도 및 정확도는 연1회이상 산정하는 것을 원칙으로 하며, 분석자의 교체, 분석장비의 수리 및 이동 등의 주요 변동사항이생길 경우에는 다시 실시한다. 단, 장비의 청소 및 측정장비의 감도가 의심될 때에는 언제든지 측정하여 확인하여야 한다.
pH가 6.5∼8.5의 범위를 벗어나는 산성 또는 알칼리성 시료는 염산용액(1M) 또는 수산화나트륨용액(1M)으로 시료를 중화하여 pH7∼7.2로 맞춘다. 다만 이때 넣어주는 염산 또는 수산화나트륨의 양이 시료량의 0.5%가 넘지 않도록 하여야 한다. pH가 조정된 시료는 반드시 식종을 실시한다.
가능한 한 염소 소독전에 시료를 채취한다. 그러나 잔류염소를 함유한 시료는 시료100mL에 아자이드화나트륨 0.1g과 요오드화칼륨 1g을 넣고 흔들어 섞은 다음 염산을 넣어 산성으로 한다(약pH1).
유리된 요오드를 전분지시약을 사용하여 아황산나트륨용액(0.025N)으로 액의 색깔이 청색에서 무색으로 변화 될 때까지 적정하여 얻은 아황산나트륨용액(0.025N)의 소비된 부피(mL)를 남아있는 시료의 양에 대응하여 넣어 준다. 일반적으로 잔류염소를 함유한 시료는 반드시 식종을 실시한다.
수온이 20℃이하 일 때의 용존산소가 과포화 되어있을 경우에는 수온을 23℃∼25℃로 상승시킨 이후에 15분간 통기하고 방치하고 냉각하여 수온을 다시 20℃로 한다.
기타 독성을 나타내는 시료에 대해서는 그 독성을 제거한 후 식종을 실시한다.
시료(또는 전처리한 시료)의 예상 BOD값으로 부터 단계적으로 희석배율을 정하여 3종∼5종의 희석시료를 2개를 한 조로 하여 조제한다. 예상 BOD값에 대한 사전 경험이 없을때에는 희석하여 시료를 조제한다. 오염정도가 심한 공장폐수는 0.1%∼1.0%, 처리하지 않은 공장폐수와 침전된 하수는 1%∼5%, 처리하여 방류된 공장폐수는 5%∼25%, 오염된 하천수는25%∼100%의 시료가 함유되도록 희석 조제한다.
BOD용희석수 또는 BOD용 식종희석수를 사용하여 시료를 희석할 때에는 2L부피 실린더에 공기가 갇히지 않게 조심하면서 반만큼 채우고, 시료(또는 전처리한 시료) 적당량을 넣은 다음 BOD용 희석수 또는 식종희석수로 희석배율에 맞는 눈금의 높이까지 채운다.
공기가 갇히지 않게 젖은 막대로 조심하면서 섞고 2개의 300mL BOD병에 완전히 채운 다음, 한병은 마개를 꼭 닫아 물로 마개주위를 밀봉하여 BOD용 배양기에 넣고 어두운 상태에서 5일간 배양한다. 이때 온도는 20℃로 항온한다. 나머지 한병은 15분간 방치후에 희석된 시료 자체의 초기 용존산소를 측정하는데 사용한다.
같은방법으로 미리 정해진 희석배율에 따라 몇 개의 희석시료를 조제하여 2개의 300mL BOD병에 완전히 채운 후 실험한다. 처음의 희석시료 자체의 용존산소량과 20℃에서 5일간 배양 할 때 소비된 용존산소의 양을 용존산소 측정법에 따라 측정하여 구한다.
5일 저장기간동안 산소의 소비량이 40%∼70% 범위 안의 희석시료를 선택하여초기용존산소량과 5일간 배양한 다음 남아있는 용존산소량의 차로부터 BOD를 계산한다.
시료를 식종하여 BOD를 측정 할 때는 실험에 사용한 식종액을 희석수로 단계적으로 희석한 이후에 위의 실험방법에 따라 실험하고 배양 후의 산소소비량이 40%∼70%범위 안에 있는 식종희석수를 선택하여 배양 전,후의 용존산소량과 식종액 함유율을 구하고 시료의 BOD값을 보정한다.
시료(또는 전처리한시료)를 BOD용희석수(또는 BOD용 식종희석수)를 사용하여 희석할 때에 이들 중에 독성물질이 함유되어 있거나 구리, 납 및 아연 등의 금속이온이 함유된 시료(또는 전처리한시료)는 호기성 미생물의 증식에 영향을 주어 정상적인 BOD값을 나타내지 않게 된다. 이러한 경우에 다음의 시험을 행하여 적정여부를 검토한다.
글루코오스 및 글루탐산각 150mg씩을 취하여 정제수에 녹여 1,000mL로 한액5mL~10mL를 3개의 300mL BOD병에 넣고 BOD용 희석수(또는 BOD용 식종희석수)를 완전히 채운 다음 이하 BOD 시험방법에 따라 시험한다. 이때 측정하여 얻은 BOD값은(200±30)mg/L의 범위안에 있어야 한다. 얻은 BOD값의 편차가 클때에는 BOD용 희석수(또는 BOD용 식종희석수) 및 시료에 문제점이 있으므로 시험 전반에 대한 검토가 필요하다.
희석된 시료1L당 순수한 고체 TCMP10mg(300mL BOD병에 직접 넣을 경우 3mg을첨가함)을 가하여 충분히 혼합한다. TCMP는 BOD병을 시료로 2/3이상 채운 후 가한다.
ATU용액 1mL을 1L 희석 시료에 가한다.(300mL BOD병에 0.3mL 첨가)ATU용액은 용기를 2/3이상 채운 후 첨가한다. TCMP 사용을 권장하나 ATU용액을 사용하여도 무방하다. 질산화 억제 시약을 첨가 후에는 반드시 식종을 해야한다.
<식종하지 않은 시료의 농도계산>
생물화학적 산소요구량(mg/L)=(D1 - D2)×P -(식1)
여기서, D1: 15분간 방치된 후의 희석(조제)한 시료의 DO(mg/L)
D2: 5일간 배양한 다음의 희석(조제)한 시료의 DO(mg/L)
P: 희석 시료중 시료의 희석배수(희석 시료량/시료량)
<식종희석수를 사용한 시료의 농도계산>
생물화학적 산소요구량(mg/L)=[(D1 - D2)-(B1 - B2)×f]×P -(식2)
여기서, D1: 15분간 방치된 후의 희석(조제)한 시료의 DO(mg/L)
D2: 5일간 배양한 다음의 희석(조제)한 시료의 DO(mg/L)
B1: 식종액의 BOD를 측정 할때 희석된 식종액의 배양전 DO(mg/L)
B2: 식종액의 BOD를 측정할 때 희석된 식종액의 배양후 DO(mg/L)
f: 희석 시료중의 식종액 함유율(x%)과 희석한 식종액중의 식종액 함유율(y%)의 비(x/y)
P:희석시료중시료의희석배수(희석시료량/시료량)
분석 결과는 소수 첫째 자리까지 표기하는 것이 바람직하다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 상술한 실시 예들은 모든 면에 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.
본 발명의 권리범위는 상세한 설명보다는 첨부되는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: BOD 배양기
11: 챔버
12: 프레임 13: 샘플랙
14: 가이드바 15: 슬라이더어셈블리
16: 그리퍼 17: 시약공급장치
18: 세척수탱크 19: 정량공급장치
30: 시약탱크 40: 솔레노이드 밸브
60: 뚜껑수거함 61: 뚜껑수거홀
P1: 급수관 S: 샘플병
S1: 뚜껑 S2: 실리콘 오링
12: 프레임 13: 샘플랙
14: 가이드바 15: 슬라이더어셈블리
16: 그리퍼 17: 시약공급장치
18: 세척수탱크 19: 정량공급장치
30: 시약탱크 40: 솔레노이드 밸브
60: 뚜껑수거함 61: 뚜껑수거홀
P1: 급수관 S: 샘플병
S1: 뚜껑 S2: 실리콘 오링
Claims (5)
- BOD 배양기(10)에 있어서, 상기 BOD 배양기(10)의 챔버(11) 내부에 히터와 시약탱크(30) 및 장비(10)측으로 세척수 및 희석수와 같은 시약 또는 표준용액을 공급하는 시약배관이 연결되고, 상기 시약배관과 펌프(P)에 연결되어 압축공기를 공급하는 급수관(P1)에 부설되는 솔레노이드 밸브(40)와 연결된 콘트롤스위치(50)를 매개로 펌프(P)와 시약탱크(30) 및 히터들을 제어하는 것을 특징으로 하는 BOD 배양기.
- 제 1 항에 있어서, 상기 챔버의 하부측에는 샘플병(S)으로부터 분리되는 뚜껑(S1)을 수거하는 샘플병 뚜껑수거함(60)이 설치되는 것을 특징으로 하는 BOD 배양기.
- 제 1항에 있어서, 상기 챔버(11)의 내측에 프레임(12)을 설치하여 상기 프레임(12) 바닥에 다수의 샘플병(S)들이 놓여지는 샘플랙(13)이 안치되고, 상기 프레임(12)의 양쪽 가이드(121)에 지지 고정되는 가이드바(14), 상기 가이드바(14)를 따라서 전,후,좌,우로 왕복 이동하는 슬라이더어셈블리(15), 상기 슬라이더어셈블리(15)의 내측에 수용되어 슬라이더어셈블리(15)와 연동되면서 샘플병 뚜껑(S1)을 일시적으로 파지 및 파지를 해지하는 그리퍼(16), 상기 슬라이더어셈블리(15)의 일측에 실린더를 매개로 상,하로 이동하는 시약공급장치(17), 상기 시약공급장치(17)를 세척하도록 세척수가 저장되는 세척수탱크(18), 정량펌프와 연결되어 상기 시약들을 정량 공급하는 정량공급장치(19)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 BOD 배양기.
- 제 3항에 있어서, 상기 시약공급장치(17)는 실린더가 구비되는 시약공급구(171)와 상기 에어펌프와 연결되는 에어공급구(172)로 구성되는 것을 특징으로 하는 BOD 배양기.
- 제 3항에 있어서, 상기 샘플병 뚜껑(S1)은 플라스틱 재질의 사출물로 제작하여, 상기 샘플병 뚜껑(S1)의 외주면에 실리콘 오링(S2)이 이중으로 결합되어 샘플병(S) 내부를 씰링하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 BOD 배양기.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180171023A KR102196643B1 (ko) | 2018-12-27 | 2018-12-27 | Bod 배양기 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180171023A KR102196643B1 (ko) | 2018-12-27 | 2018-12-27 | Bod 배양기 |
Publications (2)
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| KR20200080979A true KR20200080979A (ko) | 2020-07-07 |
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ID=71602602
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| KR1020180171023A KR102196643B1 (ko) | 2018-12-27 | 2018-12-27 | Bod 배양기 |
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| KR (1) | KR102196643B1 (ko) |
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06130031A (ja) * | 1992-10-14 | 1994-05-13 | Nakano Vinegar Co Ltd | Ｂｏｄの測定装置及び測定方法 |
| KR100443563B1 (ko) * | 1996-09-10 | 2004-11-20 | 에스케이 주식회사 | 연속형 신속 생화학적 산소요구량(bod) 측정방법 및 장치 |
| JP2016183946A (ja) * | 2015-03-27 | 2016-10-20 | 株式会社太平環境科学センター | Ｂｏｄ分析装置 |
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