KR20200102318A

KR20200102318A - 물 샘플 분석 기기

Info

Publication number: KR20200102318A
Application number: KR1020190037794A
Authority: KR
Inventors: 밍-타 쿠오
Original assignee: 아나테크 엔터프라이즈 씨오 엘티디
Priority date: 2019-02-20
Filing date: 2019-04-01
Publication date: 2020-08-31
Also published as: JP2020134502A; TWM579721U; JP6755996B2; KR102234716B1

Abstract

물 샘플 중의 총 유기탄소의 함량을 분석하기 위한 물 샘플 분석 기기는 제1 반응 용기, 제2 반응 용기 및 물 샘플 분석기를 포함한다. 제1 반응 용기는 물 샘플로부터 휘발성 유기물을 석출하고 산화 반응 모듈에 수송하여 산화시켜 제1 산화 생성물을 생성한다. 제2 반응 용기는 물 샘플로부터 비휘발성 유기물을 석출하고 산화시켜 제2 산화 생성물을 생성한다. 물 샘플 분석기는 제1 산화 생성물과 제2 산화 생성물을 측정하여 상기 물 샘플 중의 휘발성 유기물과 비휘발성 유기물의 함량을 분석함으로써 물 샘플 중의 총 유기탄소 함량의 분석 결과가 더 정확하도록 한다.

Description

물 샘플 분석 기기{ANALYTICAL EQUIPMENT OF WATER SAMPLE}

본 발명은 물 샘플 중의 총 유기탄소의 함량을 분석할 수 있는 물 샘플 분석 기기에 관한 것이다.

사람들이 환경에 더 많은 관심을 기울이면서, 각 나라 정부는 오폐수 등 물 샘플의 총 유기탄소(Total Organic Carbon, TOC) 함량에 대해 규범화하여, 환경에 대한 오폐수의 오염을 줄였으며, 이에 따라 업계의 총 유기탄소 분석 기기도 물 샘플 중의 총 유기탄소 함량을 분석하기 위해 광범위하게 사용되고 있다. 총 유기탄소 분석 기기는 일반적으로 물 샘플 중의 유기물을 산화시키고 비분산 적외선 분석기(Non-Dispersion Infrared Analyzer, NDIR)를 사용하여 물 샘플 중의 총 유기탄소 농도를 측정한다.

그러나, 현재 시중의 대부분의 TOC 분석기는 실제적으로 NPOC 분석기로 불리는데, 그 이유는 이러한 기기는 물 샘플로부터 석출해낸 비휘발성 유기물(NPOC)에 대해서만 분석하고, 물 샘플에 함유된 휘발성 유기물(POC)의 관련 분석 검출 작업을 수행하지 않기 때문이다.

이밖에, 현재 시중에 비록 일부 분석기는 물 샘플 중의 NPOC 분석 결과를 출력할 수 있지만 환산 방식에 의해 얻어진 것이다. 예를 들면, Biotector b7000 분석기가 있으며, 상기 분석기의 분석 방법은 주로 하기와 같다. 우선 물 샘플에 알칼리제(NaOH)와 오존을 첨가하여 산화시키고, 이어서 산성제를 첨가하여 물 샘플 중의 모든 이산화탄소를 불어내어 물 샘플 중의 총 탄소(TC) 함량을 얻는다. 다음, 다시 산성약제를 첨가하여 물 샘플 중의 총 무기 탄소(TIC)를 불어내고 이어서 NaOH와 오존을 첨가하여 산화시키며 재차 산성약제를 첨가하여 물 샘플 중의 이산화탄소를 불어내어 비휘발성 유기물(NPOC)을 얻는다. 마지막으로 계산 공식 TC-TIC-NPOC=POC(VOC)을 이용하여 물 샘플 중 POC 함량을 계산한다.

상기 Biotector b7000분석기의 단점은 하기와 같다.

1. VOC(POC)는 프로그램에 의해 계산되나, NPOC의 탐지 한계가 0.06 ppm의 레벨에만 도달할 수 있으므로, 상응하게 VOC의 탐지 한계도 ppm의 레벨에만 도달할 수 있다.

2. Biotector b7000분석기 중 상이한 검출 공법으로 수행된 물 샘플 샘플링 시간은 동일한 시간이 아니며 그 샘플링 시간 격차는 6.5 분에 도달할 수 있어 분석 결과의 정확성에 영향을 미칠 수 있다.

이를 감안하여, 상술한 여러 문제를 해결하여 물 샘플 중의 VOC(POC) 분석 결과의 정확도 및 정밀도를 향상시키는 것은 본 발명의 주요 기술적 사상이다.

상술한 선행 기술의 여러 문제에 기반하여, 본 발명은 물 샘플 분석 기기를 제공하여 물 샘플 중의 총 유기탄소 함량의 분석 결과의 정밀도와 정확성을 향상시킨다.

본 발명의 물 샘플 중의 총 유기탄소 함량을 분석하기 위한 물 샘플 분석 기기는 제1 반응 용기, 제2 반응 용기, 산화 반응 모듈 및 물 샘플 분석기를 포함한다. 제1 반응 용기는 제1 정량의 물 샘플을 수용하기 위한 제1 수용 공간을 구비하고, 물 샘플로부터 휘발성 유기물을 석출하여 출력한다. 산화 반응 모듈은 제1 반응 용기에 의해 출력된 휘발성 유기물을 산화시켜, 제1 산화 생성물을 생성하고 출력한다. 제2 반응 용기는 제2 정량의 물 샘플을 수용하기 위한 제2 수용 공간을 구비하고, 물 샘플로부터 비휘발성 유기물을 석출하며, 비휘발성 유기물을 산화시켜 제2 산화 생성물을 생성하고 출력한다. 물 샘플 분석기는 각각 제1 산화 생성물과 제2 산화 생성물을 제공받아 측정하고, 제1 산화 생성물과 제2 산화 생성물의 측정 결과를 출력하여 물 샘플 중의 휘발성 유기물과 비휘발성 유기물의 함량을 분석한다.

바람직하게, 본 발명에서, 산화 반응 모듈과 제2 반응 용기에 선택적으로 연통되어, 산화 반응 모듈과 제2 반응 용기에 각각 오존을 제공하기 위한 오존 제공 모듈을 더 포함한다.

바람직하게, 본 발명은, 제1 산소 가스 제공 유닛과 제1 수행 유닛을 더 포함한다. 제1 산소 가스 제공 유닛은 제1 수용 공간에 산소 가스를 제공하기 위한 것이고, 제1 수행 유닛은 휘발성 유기물 석출 작업을 수행하여 제1 산소 가스 제공 유닛이 제1 수용 공간에 산소 가스를 제공하여 물 샘플 중의 휘발성 유기물을 석출하여 출력하도록 하기 위한 것이다.

바람직하게, 본 발명에서, 산화 반응 모듈은 나선관을 포함하며, 여기서 오존 제공 모듈이 산화 반응 모듈에 오존을 제공하고, 오존과 제1 반응 용기에 의해 출력된 휘발성 유기물이 나선관에서 산화 반응을 일으켜 제1 산화 생성물을 생성하도록 한다.

바람직하게, 본 발명에서, 제1 산소 가스 제공 유닛은 또한 오존 제공 모듈에 연통되어, 오존 제공 모듈에 산소 가스를 제공함으로써, 오존 제공 모듈이 산소 가스를 반응시켜 오존을 생성하도록 한다.

바람직하게, 본 발명에서, 각각 제2 수용 공간에 연통되는 산성제 제공 유닛, 산화제 제공 유닛, 제2 산소 가스 제공 유닛, 제3 산소 가스 제공 유닛, UV광 제공 유닛 및 제2 수행 유닛을 더 포함한다. 산성제 제공 유닛은 산성제를 제공하기 위한 것이다. 산화제 제공 유닛은 산화제를 제공하기 위한 것이다. 제2 산소 가스 제공 유닛은 제1 유량의 산소 가스를 제공하기 위한 것이다. 제3 산소 가스 제공 유닛은 제2 유량의 산소 가스를 제공하기 위한 것이다. UV광 제공 유닛은 UV광을 제공하기 위한 것이다. 제2 수행 유닛은 총 유기탄소 석출 작업과 비휘발성 유기물 산화 작업을 순차적으로 수행한다. 제2 수행 유닛이 총 무기탄소 석출 작업을 수행할 경우, 산성제 제공 유닛이 제2 수용 공간에 산성제를 제공하고, 제2 산소 가스 제공 유닛이 제2 수용 공간에 제1 유량의 산소 가스를 제공하여 물 샘플 중의 총 무기탄소가 석출되도록 한다. 제2 수행 유닛이 비휘발성 유기물 산화 작업을 수행할 경우, 오존 제공 모듈이 제2 수용 공간에 오존을 제공하고, 다시 산화제 제공 유닛이 제2 수용 공간에 산화제를 제공하여, 오존과 산화제가 혼합된 물 샘플이 제2 수용 공간과 UV광 제공 유닛 사이에서 순환 유동되도록 함으로써 물 샘플 중의 비휘발성 유기물이 산화되어 제2 산화 생성물을 생성하도록 한다. 이어서 제3 산소 가스 제공 유닛이 제2 수용 공간에 제2 유량의 산소 가스를 제공하여 물 샘플 중의 제2 산화 생성물을 석출하여 출력하도록 하며, 여기서, 제1 유량은 제2 유량보다 크다.

바람직하게, 본 발명에서, 제2 수행 유닛은 또한 휘발성 유기물 석출 작업을 수행한다. 제2 수행 유닛이 휘발성 유기물 석출 작업을 수행할 경우, 제2 산소 가스 제공 유닛이 제2 수용 공간에 제1 유량의 산소 가스를 제공하여 물 샘플 중의 휘발성 유기물을 석출하도록 한다.

바람직하게, 본 발명에서, 제1 수용 공간에 연통되어 제1 수용 공간에 물 샘플을 입력하기 위한 제1 액체 유입 모듈; 제1 수용 공간에 연통되어 제1 수용 공간 중 과량의 물 샘플을 배출하기 위한 제1 액체 과량 배출 모듈; 제1 수용 공간에 연통되어 제1 수용 공간 중 부분적 물 샘플을 배출하여 제1 수용 공간에 제1 정량의 물 샘플이 수용되도록 하기 위한 제1 액체 정량 배출 모듈; 제1 수용 공간의 저부와 제2 수용 공간의 저부에 각각 연통되어 물 샘플이 제1 수용 공간을 경유하여 제2 수용 공간에 진입하도록 하는 제2 액체 유입 모듈; 제2 수용 공간에 연통되어 제2 수용 공간 중 과량의 물 샘플을 배출하기 위한 제2 액체 과량 배출 모듈; 제2 수용 공간에 연통되어 제2 수용 공간 중 부분적 물 샘플을 배출하여 제2 수용 공간에 제2 정량의 물 샘플이 수용되도록 하기 위한 제2 액체 정량 배출 모듈; 및 제2 수용 공간의 저부에 연통되어 제2 수용 공간 내의 물 샘플을 배출하기 위한 액체 배출 모듈을 더 포함하며, 액체 유입 작업을 수행할 경우, 제1 액체 유입 모듈, 제2 액체 유입 모듈, 제1 액체 과량 배출 모듈 및 제2 액체 과량 배출 모듈을 개방하여, 제1 액체 유입 모듈을 통해 제1 수용 공간에 물 샘플을 수송하고 제1 액체 과량 배출 모듈이 제1 수용 공간 중 과량의 물 샘플을 배출하고 제2 액체 과량 배출 모듈이 제2 수용 공간 중 과량의 물 샘플을 배출할 때까지 제2 액체 유입 모듈을 통해 물 샘플이 제1 수용 공간을 경유하여 제2 수용 공간 내에 진입하도록 하며, 즉 제1 액체 유입 모듈과 제2 액체 유입 모듈을 폐쇄한 후, 제1 액체 정량 배출 모듈과 제2 액체 정량 배출 모듈을 개방하여, 제1 수용 공간 중 부분적 물 샘플과 제2 수용 공간 중 부분적 물 샘플이 각각 배출되어, 제1 수용 공간에 제1 정량의 물 샘플이 수용되고 제2 수용 공간에 제2 정량의 물 샘플이 수용되도록 한다. 액체 배출 작업을 수행할 경우, 제2 액체 유입 모듈과 액체 배출 모듈을 개방하여, 제2 액체 유입 모듈을 통해 제1 수용 공간 내에 수용된 물 샘플이 제2 수용 공간 내에 진입하도록 하며, 액체 배출 모듈을 통해 제2 수용 공간 내의 물 샘플을 배출하도록 한다.

바람직하게, 본 발명에서, 제1 반응 용기와 제2 반응 용기에 표준 물 샘플을 제공하며, 물 샘플 분석기로 표준 물 샘플의 석출 기체를 분석하고 표준 물 샘플의 분석 결과에 따라 물 샘플 중 휘발성 유기물과 비휘발성 유기물의 함량을 분석하기 위한 표준 물 샘플 제공 모듈을 더 포함한다.

바람직하게, 본 발명에서, 표준 물 샘플의 분석 결과에 따라 물 샘플 분석기가 부정확한지의 여부를 판단하며, 물 샘플 분석기가 부정확하면 표준 물 샘플의 분석 결과에 따라 물 샘플 분석기를 보정하는 보정 모듈을 더 포함한다.

선행기술에 비해, 본 발명의 물 샘플 분석 기기는 제1 반응 용기와 제2 반응 용기를 설치하여 물 샘플 중 휘발성 유기물과 비휘발성 유기물의 함량을 각각 검출하며, 상기 제1 반응 용기, 제2 반응 용기는 동일한 시간에 물 샘플을 수집하여 물 샘플 중 총 유기탄소 함량의 분석 결과의 정밀도와 정확성을 효과적으로 향상시킨다.

또한, 표준 물 샘플 제공 모듈을 설치하여 표준 물 샘플을 제공하며, 보정 모듈이 상기 표준 물 샘플의 분석 결과에 따라 물 샘플 분석기를 보정하도록 하며, 나아가 검출 결과의 정확성을 향상시킨다.

도 1은 본 발명에 따른 물 샘플 분석 기기의 전체 구조 모식도이다.
도 2 내지 도 5는 각각 본 발명에 따른 물 샘플 분석 기기가 상이한 분석 작업을 수행하는 실시예의 모식도이다.

아래 내용에 도면을 결부시켜 특정된 구체적인 실시예를 통해 본 발명의 기술내용을 설명하고, 본 기술분야의 통상의 기술자는 본 명세서에서 개시된 내용으로부터 본 발명의 다른 장점과 효과를 용이하게 이해할 수 있다. 본 발명은 또한다른 상이한 구체적인 실시예를 통해 실시 또는 응용될 수 있다. 본 명세서에서의각 세부사항에 있어서도 상이한 관점과 응용에 기반하여 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 전제하에서 각종 수정과 변경을 진행할 수 있다. 특히, 도면에서의 각각의어셈블리의 비율 관계 및 상대적인 위치는 단지 예시적인 용도를 구비하고 본 발명이 실시하는 실제 상황을 의미하지 않는다.

본 발명은 물 샘플 중 총 유기탄소의 함량을 분석하기 위한 물 샘플 분석 기기(1)를 제공하며, 도 1에 도시된 바와 같이, 물 샘플 분석 기기(1)는 주요하게 제1 반응 용기(11), 산화 반응 모듈(12), 제2 반응 용기(13) 및 물 샘플 분석기(14)를 포함한다.

제1 반응 용기(11)는 제1 정량의 물 샘플을 수용하기 위한 제1 수용 공간(111)을 구비한다. 수집한 물 샘플이 많을 수록 물 샘플 중 석출된 휘발성 유기물도 많아지며, 이는 후속적으로 상기 휘발성 유기물을 산화시켜 생성된 이산화탄소도 많아져 물 샘플 분석기(14)가 상기 휘발성 유기물에 의해 생성된 이산화탄소를 통해 물 샘플 중 휘발성 유기물의 함량을 분석할 수 있다는 것을 확보하므로, 제1 정량의 물 샘플이 많을 수록 본 발명의 분석에 도움이 되고, 바람직하게, 제1 정량의 물 샘플은 20 ml 정량의 물 샘플이다.

구체적으로 말하면, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 물 샘플 분석 기기(1)는 제1 액체 유입 모듈(25), 제1 액체 과량 배출 모듈(26) 및 제1 액체 정량 배출 모듈(27)을 더 포함한다.

제1 액체 유입 모듈(25)은 제1 반응 용기(11) 중 제1 수용 공간(111)의 저부에 연통되어 제1 수용 공간(111)에 물 샘플을 입력하기 위한 것이다. 바람직하게, 제1 액체 유입 모듈(25)에는 밸브 바디(V1)와 펌프(P1)가 더 설치되어, 밸브 바디(V1)를 개방하고 펌프(P1)를 작동시켜 물 샘플이 아래에서 위로 제1 수용 공간(111)에 진입할 수 있도록 한다.

제1 액체 과량 배출 모듈(26)은 제1 수용 공간(111)의 상부에 연통되어 제1 수용 공간(111) 중 과량의 물 샘플을 배출하기 위한 것이며, 다시 말해서 제1 수용 공간(111) 중 제1 액체 과량 배출 모듈(26)에 대응되는 수위보다 높은 물 샘플을 배출하기 위한 것이고, 바람직하게, 제1 액체 과량 배출 모듈(26)에는 밸브 바디(V2)가 설치된다.

제1 액체 정량 배출 모듈(27)은 제1 수용 공간(111)에 연통되고, 제1 수용 공간(111)에서의 제1 액체 정량 배출 모듈(27)의 수위는 제1 수용 공간(111)에서의 제1 액체 과량 배출 모듈(26)의 수위보다 낮으며, 제1 수용 공간(111) 중 부분적 물 샘플을 배출하기 위한 것이고, 즉 제1 수용 공간(111) 중 제1 액체 정량 배출 모듈(27)에 대응되는 수위보다 높은 물 샘플을 배출하여 제1 수용 공간(111)에 제1 정량의 물 샘플을 수용하도록 한다. 바람직하게, 제1 액체 정량 배출 모듈(27)에는 물 샘플을 배출하기 위한 펌프(P2)가 더 구비된다.

제1 수용 공간(111) 내에 제1 정량의 물 샘플이 수용된 후, 제1 반응 용기(11)는 계속하여 제1 정량의 물 샘플로부터 휘발성 유기물을 석출한다.

이밖에, 물 샘플 분석 기기(1)는 제1 수용 공간(111)에 산소 가스를 제공하기 위한 제1 산소 가스 제공 유닛(16)을 더 포함한다. 본 실시예에서, 밸브 바디(V3)의 개방 폐쇄를 통해 제1 산소 가스 제공 유닛(16)이 제1 수용 공간(111)에 산소 가스를 제공하는 것을 제어한다. 제공된 산소 가스는 제1 수용 공간(111) 내의 물 샘플과 반응을 일으켜 물 샘플로부터 휘발성 유기물을 석출하는데 사용된다(도 2에 도시된 바와 같다).

이후, 제1 반응 용기(11)는 밸브 바디(V4)를 통해 물 샘플로부터 석출한 휘발성 유기물을 산화 반응 모듈(12)에 출력하여, 산화 반응 모듈(12)이 상기 휘발성 유기물을 산화시켜 제1 산화 생성물을 생성하고 출력하도록 한다.

설명해야 할 것은, 제1 반응 용기(11) 중의 휘발성 유기물 석출 작업은 제1 수행 유닛(35)에 의해 제어 수행될수 있으며, 구체적으로, 제1 수행 유닛(35)이 휘발성 유기물 석출 작업을 수행할 경우, 우선 밸브 바디(V3)를 개방하여 제1 산소 가스 제공 유닛(16)이 제1 수용 공간(111)에 산소 가스를 제공하도록 함으로써, 물 샘플 중의 휘발성 유기물을 석출한 후 밸브 바디(V4)를 개방하여 석출된 휘발성 유기물을 출력한다.

바람직하게, 물 샘플 분석 기기(1)는 밸브 바디(V11)를 통해 산화 반응 모듈(12)에 연통되어 산화 반응 모듈(12)에 오존을 제공하도록 하는 오존 제공 모듈(15)을 더 포함한다. 구체적으로, 제1 산소 가스 제공 유닛(16)은 또한 밸브 바디(V2)를 통해 오존 제공 모듈(15)과 연통되어 오존 제공 모듈(15)에 산소 가스를 제공하며, 오존 제공 모듈(15)이 산소 가스에 대한 반응을 통해, 입력된 산소 가스를 오존으로 전환하고 산화 반응 모듈(12)로 출력할 수 있도록 한다.

또한, 본 발명의 산화 반응 모듈(12)은 나선관을 포함하며, 여기서 오존 제공 모듈(15)은 산화 반응 모듈(12)에 오존과 제1 반응 용기(11)에 의해 출력된 휘발성 유기물을 제공하여, 이들이 나선관 중에서 유동 혼합되어 산화 반응이 충분하도록 함으로써 제1 산화 생성물을 생성한다.

생성된 제1 산화 생성물, 예를 들면 CO₂는 산화 반응 모듈(12)로부터 물 샘플 분석기(14)에 전송될 수 있다. 바람직하게, 물 샘플 분석기(14), 예를 들면 비분산 적외선 분석기는 제1 산화 생성물을 측정하고 상응한 측정 결과를 출력하여 물 샘플 중의 휘발성 유기물의 함량을 분석하기 위한 것이다.

제2 반응 용기(13)에는 제2 정량의 물 샘플을 수용하기 위한 제2 수용 공간(131)이 구비된다. 본 실시예에서, 물 샘플 분석 기기(1)는 제2 액체 유입 모듈(28), 제2 액체 과량 배출 모듈(29), 제2 액체 정량 배출 모듈(30) 및 액체 배출 모듈(31)을 더 포함한다.

제2 액체 유입 모듈(28)은 제1 수용 공간(111)의 저부와 제2 반응 용기(13)의 제2 수용 공간(131)에 각각 연통되어, 제1 수용 공간(111) 내의 물 샘플이 제2 액체 유입 모듈(28)을 경유하여 제2 수용 공간(131)에 진입하도록 하기 위한 것이다. 본 실시예에서, 제2 액체 유입 모듈(28)에는 펌프(P3)가 더 구비된다. 본 실시예에서, 제2 액체 유입 모듈(28)은 제2 수용 공간(131)의 저부와 연통되어 물 샘플이 아래로부터 위로 제2 수용 공간(131)에 진입하도록 한다.

제2 액체 과량 배출 모듈(29)은 제2 수용 공간(131)에 연통되어 제2 수용 공간(131) 중 과량의 물 샘플을 배출하기 위한 것이며, 다시 말해서 제2 수용 공간(131) 중 제2 액체 과량 배출 모듈(29)에 대응되는 수위보다 높은 물 샘플을 배출하기 위한 것이다. 바람직하게, 제2 액체 과량 배출 모듈(29)에는 밸브 바디(V5)가 설치된다.

제2 액체 정량 배출 모듈(30)은 제2 수용 공간(131)에 연통되고 제2 수용 공간(131)에서의 제2 액체 정량 배출 모듈(30)의 수위는 제2 수용 공간(131)에서의 제2 액체 과량 배출 모듈(29)의 수위보다 낮은데 이는 제2 수용 공간(131) 중 부분적 물 샘플을 배출하기 위한 것이고, 즉 제2 수용 공간(131) 중 제2 액체 정량 배출 모듈(30)에 대응되는 수위보다 높은 물 샘플을 배출하여 제2 액체 정량 배출 모듈(30)에 제2 정량의 물 샘플을 수용하도록 하기 위한 것이다. 바람직하게, 제2 액체 정량 배출 모듈(30)에는 물 샘플을 배출하기 위한 펌프(P6)가 설치된다.

제2 수용 공간(131) 내에 제2 정량의 물 샘플이 수용된 후, 제2 반응 용기(13)는 계속하여 물 샘플로부터 비휘발성 유기물을 석출하고 상기 비휘발성 유기물을 산화시켜 제2 산화 생성물을 생성하여 출력한다.

구체적으로, 물 샘플 분석 기기(1)는 제2 수용 공간(131)에 각각 연통된 산성제 제공 유닛(18), 산화제 제공 유닛(19), 제2 산소 가스 제공 유닛(20), 제3 산소 가스 제공 유닛(21) 및 UV광 제공 유닛(22)을 더 포함한다. 산성제 제공 유닛(18)은 펌프(P4)를 통해 제2 수용 공간(131)에 산성제를 제공한다. 산화제 제공 유닛(19)은 펌프(P5)를 통해 제2 수용 공간(131)에 산화제를 제공한다. 제2 산소 가스 제공 유닛(20)은 밸브 바디(V7)를 통해 제2 수용 공간(131)에 제1 유량의 산소 가스를 제공한다. 제3 산소 가스 제공 유닛(21)은 밸브 바디(V8)를 통해 제2 수용 공간(131)에 제2 유량의 산소 가스를 제공하며, 바람직하게, 제1 유량은 제2 유량보다 크다. 펌프(P7)는 물 샘플이 제2 수용 공간(131)과 UV광 제공 유닛(22) 사이에서 순환 유동하여, UV광 제공 유닛(22)을 통해 순환 유동하는 물 샘플에 UV광을 제공하도록 한다.

이밖에, 물 샘플 분석 기기(1)는 제2 수행 유닛(36)을 더 포함하며, 도 3을 참조하면, 제2 수행 유닛(36)은 제2 수용 공간(131) 내의 물 샘플에 대해 총 무기탄소 석출 작업과 비휘발성 유기물 산화 작업을 순차적으로 수행하기 위한 것이다. 우선, 펌프(P4)를 작동시켜 산성제 제공 유닛(18)이 제2 수용 공간(131)에 산성제를 제공하도록 한 후, 밸브 바디(V7)를 개방하여 제2 산소 가스 제공 유닛(20)이 제2 수용 공간(131)에 제1 유량의 산소 가스를 제공하도록 하며, 동시에 밸브 바디(V5)를 개방하여 제2 액체 과량 배출 모듈(29)을 개방함으로써, 첨가된 산성제와 산소 가스를 통해 물 샘플 중의 총 무기탄소와 휘발성 유기물을 석출하고, 석출된 총 무기탄소와 휘발성 유기물은 개방된 제2 액체 과량 배출 모듈(29)을 경유하여 제2 수용 공간(131)으로부터 불어낼 수 있는데, 이때 제2 수용 공간(131) 내의 물 샘플 중에 비휘발성 유기물이 잔존한다.

이후, 제2 수행 유닛(36)은 비휘발성 유기물 산화 작업을 수행하며, 도 4 내지 도 5를 참조하면, 우선, 밸브 바디(V11)와 밸브 바디(V5)를 개방하여 오존 제공 모듈(15)이 제2 수용 공간(131)에 오존을 제공하도록 한 후, 밸브 바디(V5)를 폐쇄하고 펌프(P5)를 작동시켜 산화제 제공 유닛(19)이 제2 수용 공간(131)에 산화제를 제공하도록 한다. 이어서, 동시에 밸브 바디(V8)와 밸브 바디(V6)를 개방하고 펌프(P7)를 작동시켜 펌프(P7)를 통해 오존과 산화제가 혼합된 물 샘플이 제2 수용 공간(131)과 UV광 제공 유닛(22) 사이에서 순환 유동하도록 하며, UV광 제공 유닛(22)을 통해 물 샘플 중의 비휘발성 유기물을 산화시켜 CO₂와 같은 제2 산화 생성물을 생성하고, 제3 산소 가스 제공 유닛(21)을 통해 제2 수용 공간(131)에 제2 유량의 산소 가스를 제공하여 물 샘플 중의 제2 산화 생성물을 석출하며, 석출된 제2 산화 생성물은 밸브 바디(V6)를 경유하여 물 샘플 분석기(14)에 출력되어 물 샘플 분석기(14)가 제2 산화 생성물을 측정하고, 상응한 측정 결과를 출력하여 물 샘플 중의 비휘발성 유기물의 함량을 분석하도록 한다. 여기서, 제2 유량은 제1 유량보다 작으며 물 샘플 중의 비휘발성 유기물이 충분하게 산화되도록 한다.

바람직하게, 물 샘플 분석기(14)의 제1 산화 생성물에 대한 측정 분석 작업과 제2 반응 용기(13)의 총 무기탄소 석출 작업 및 휘발성 유기물 석출 작업은 동시에 수행되며, 물 샘플 분석기(14)의 제1 산화 생성물에 대한 측정 분석 작업이 완료된 후, 밸브 바디(V6)를 개방하여 제2 반응 용기(13)에 의해 출력된 제2 산화 생성물에 대해 측정 분석을 수행하고, 즉 물 샘플 분석기(14)는 제1 산화 생성물과 제2 산화 생성물의 측정 분석을 각각 수행한다.

이밖에, 물 샘플 분석 기기(1)는 제2 수용 공간(131)의 저부에 연통되어 제2 수용 공간(131) 내의 물 샘플을 배출하기 위한 액체 배출 모듈(31)을 더 포함한다. 바람직하게, 액체 배출 모듈(31)에는 물 샘플을 배출하기 위한 펌프(P8)가 더 구비된다.

바람직하게, 물 샘플 분석 기기(1)는 액체 유입 작업을 수행하여, 제1 액체 유입 모듈(25)(즉 밸브 바디(V1)와 펌프(P1)를 개방함), 제2 액체 유입 모듈(28)(즉 펌프(P3)를 개방함), 제1 액체 과량 배출 모듈(26)(즉 밸브 바디(V2)를 개방함) 및 제2 액체 과량 배출 모듈(29)(즉 밸브 바디(V5)를 개방함)을 개방할 수 있으며, 제1 액체 유입 모듈(25)을 통해 제1 수용 공간(111)에 물 샘플을 수송하고, 제1 액체 과량 배출 모듈(26)이 제1 수용 공간(111) 중 과량의 물 샘플을 배출하고 제2 액체 과량 배출 모듈(29)이 제2 수용 공간(131) 중 과량의 물 샘플을 배출할 때까지 제2 액체 유입 모듈(28)을 통해 물 샘플이 제1 수용 공간(111)을 경유하여 제2 수용 공간(131) 내에 진입하도록 한다(즉 도 1에 도시된 상태). 이후, 제1 액체 유입 모듈(25)(즉 밸브 바디(V1)와 펌프(P1)를 폐쇄함)과 제2 액체 유입 모듈(28)(즉 펌프(P3)를 폐쇄함)을 폐쇄한다. 이어서, 제1 액체 정량 배출 모듈(27)(즉 펌프(P2)를 개방함)과 제2 액체 정량 배출 모듈(30)(즉 펌프(P6)를 개방함)을 개방하여 제1 수용 공간(111) 중 부분적 물 샘플과 제2 수용 공간(131) 중 부분적 물 샘플을 각각 배출함으로써 제1 수용 공간(111)에 제1 정량의 상기 물 샘플이 수용되고 제2 수용 공간(131)에 제2 정량의 상기 물 샘플이 수용되도록 하며, 이와 같이, 본 발명의 제1 반응 용기(11)와 제2 반응 용기(13)는 물 샘플 수집 작업을 동시에 수행할 수 있다.

또한, 물 샘플 분석 기기(1)는 액체 배출 작업을 수행하여 제2 액체 유입 모듈(28)(즉 펌프(P3)를 개방함)과 액체 배출 모듈(31)(즉 펌프(P8)를 개방함)을 개방함으로써 제2 액체 유입 모듈(28)을 통해 제1 수용 공간(111) 내에 수용된 물 샘플을 제2 수용 공간(131) 내에 진입하도록 할 수 있고, 액체 배출 모듈(31)을 통해 제2 수용 공간(131) 내의 물 샘플을 배출하며, 이와 같이, 본 발명의 제1 반응 용기(11)와 제2 반응 용기(13)는 물 샘플 배출 작업을 동시에 수행할 수 있다.

바람직하게, 물 샘플 분석 기기(1)는 표준 물 샘플 제공 모듈(32)을 더 포함할 수 있으며, 도 1에 도시된 바와 같이, 표준 물 샘플 제공 모듈(32)은 각각 밸브 바디(V9)와 밸브 바디(V10)를 통해 제1 반응 용기(11)와 제2 반응 용기(13)에 제1 표준 물 샘플과 제2 표준 물샘플을 제공하여 물 샘플 분석기(14)가 상기 표준 물 샘플의 석출 기체를 분석함으로써 표준 물 샘플의 분석 결과를 얻을 수 있도록 하며, 표준 물 샘플의 분석 결과에 따라 실제 수집된 물 샘플 중의 휘발성 유기물과 비휘발성 유기물의 함량을 분석한다.

바람직하게, 물 샘플 분석 기기(1)는 상기 표준 물 샘플의 분석 결과에 따라 현재의 물 샘플 분석기(14)의 측정 결과가 부정확한지의 여부를 판단하는 보정 모듈(33)을 더 포함할 수 있으며, 물 샘플 분석기(14)의 측정 결과가 부정확하면 보정 모듈(33)은 표준 물 샘플의 분석 결과에 따라 물 샘플 분석기(14)에 의해 출력된 측정 결과를 보정할 수 있음으로써, 물 샘플 중 총 유기탄소 함량의 분석 결과의 정확성을 향상시킨다.

또한, 물 샘플 분석 기기(1)는 물 샘플 분석기(14) 중 여분의 오존을 흡수하고 이를 산소 가스로 전환시킨 후 배출하여 공기 오염을 방지할 수 있도록 하는 배기 가스 처리 장치(34)를 더 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 물 샘플 분석 기기는 제1 반응 용기와 제2 반응 용기를 설치하여 물 샘플 중의 휘발성 유기물과 비휘발성 유기물을 각각 검출하며, 선행 기술에 비해, 본 발명은 환산 방식이 아닌 직접 측정 방식을 통하여 물 샘플 중의 휘발성 유기물의 함량을 분석하므로, 물 샘플 중 휘발성 유기물 함량의 분석 결과를 ppb 레벨까지 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 제1 반응 용기와 제2 반응 용기는 동일한 시간에 물 샘플을 수집하여 물 샘플 중 총 유기탄소 함량의 분석 결과의 정밀도와 정확성을 효과적으로 향상시킬 수 있다. 이밖에, 상기 제1 반응 용기와 제2 반응 용기는 동일한 시간에 분석 작업을 각각 수행하여 물 샘플의 분석 효율을 향상시킬 수 있다.

이밖에, 본 발명의 물 샘플 분석 기기에 표준 물 샘플 제공 모듈과 보정 모듈을 설치하여 물 샘플 분석기의 현재의 검출 결과가 부정확한지의 여부를 판단하고 이에 따라 보정함으로써, 물 샘플 분석 결과의 정확성을 향상시킬 수 있다.

상기 실시예는 단지 예시적으로 본 발명의 원리 및 효과를 설명한 것이고,본 발명을 한정하기 위한 것이 아니다. 본 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명의정신과 범위를 벗어나지 않는 전제하에서, 상기 실시예를 수정 및 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명의 청구범위는 응당 본 발명의 출원특허범위에 정의된 바와 같다.

Claims

물 샘플 중의 총 유기탄소의 함량을 분석하기 위한 물 샘플 분석 기기에 있어서,
제1 정량의 상기 물 샘플을 수용하기 위한 제1 수용 공간을 구비하고, 상기 물 샘플로부터 휘발성 유기물을 석출하여 출력하는 제1 반응 용기;
상기 제1 반응 용기에 의해 출력된 상기 휘발성 유기물을 산화시켜, 제1 산화 생성물을 생성하고 출력하는 산화 반응 모듈;
제2 정량의 상기 물 샘플을 수용하기 위한 제2 수용 공간을 구비하고, 상기 물 샘플로부터 비휘발성 유기물을 석출하며, 상기 비휘발성 유기물을 산화시켜 제2 산화 생성물을 생성하고 출력하는 제2 반응 용기; 및
각각 상기 제1 산화 생성물과 상기 제2 산화 생성물을 제공받아 측정하고, 상기 제1 산화 생성물과 상기 제2 산화 생성물의 측정 결과를 출력하여 상기 물 샘플 중의 상기 휘발성 유기물과 상기 비휘발성 유기물의 함량을 분석하는 물 샘플 분석기를 포함하는 물 샘플 분석 기기.
제1항에 있어서, 상기 산화 반응 모듈과 상기 제2 반응 용기에 선택적으로 연통되어, 상기 산화 반응 모듈과 상기 제2 반응 용기에 각각 오존을 제공하기 위한 오존 제공 모듈을 더 포함하는 물 샘플 분석 기기.
제2항에 있어서,
상기 제1 수용 공간에 산소 가스를 제공하기 위한 제1 산소 가스 제공 유닛; 및
휘발성 유기물 석출 작업을 수행하기 위한 제1 수행 유닛을 더 포함하고,
상기 제1 수행 유닛이 상기 휘발성 유기물 석출 작업을 수행할 경우, 상기 제1 산소 가스 제공 유닛이 상기 제1 수용 공간에 상기 산소 가스를 제공하여 상기 물 샘플 중의 상기 휘발성 유기물을 석출하여 출력하도록 하는 물 샘플 분석 기기.
제3항에 있어서, 상기 산화 반응 모듈은 나선관을 포함하며,
상기 오존 제공 모듈이 상기 산화 반응 모듈에 상기 오존을 제공하고, 상기 오존과 상기 제1 반응 용기에 의해 출력된 상기 휘발성 유기물이 상기 나선관에서 산화 반응을 일으켜 상기 제1 산화 생성물을 생성하도록 하는 물 샘플 분석 기기.
제3항에 있어서, 상기 제1 산소 가스 제공 유닛은 또한 상기 오존 제공 모듈에 연통되어, 상기 오존 제공 모듈에 상기 산소 가스를 제공함으로써, 상기 오존 제공 모듈이 상기 산소 가스를 반응시켜 상기 오존을 생성하도록 하는 물 샘플 분석 기기.
제2항에 있어서,
상기 제2 수용 공간에 연통되어 산성제를 제공하기 위한 산성제 제공 유닛;
상기 제2 수용 공간에 연통되어 산화제를 제공하기 위한 산화제 제공 유닛;
상기 제2 수용 공간에 연통되어 제1 유량의 산소 가스를 제공하기 위한 제2 산소 가스 제공 유닛;
상기 제2 수용 공간에 연통되어 제2 유량의 산소 가스를 제공하기 위한 제3 산소 가스 제공 유닛;
상기 제2 수용 공간에 연통되어 UV광을 제공하기 위한 UV광 제공 유닛; 및
총 유기탄소 석출 작업과 비휘발성 유기물 산화 작업을 순차적으로 수행하는 제2 수행 유닛을 더 포함하며,
상기 제2 수행 유닛이 상기 총 무기탄소 석출 작업을 수행할 경우, 상기 산성제 제공 유닛이 상기 제2 수용 공간에 상기 산성제를 제공하고, 상기 제2 산소 가스 제공 유닛이 상기 제2 수용 공간에 제1 유량의 산소 가스를 제공하여 상기 물 샘플 중의 총 무기탄소가 석출되도록 하고,
상기 제2 수행 유닛이 상기 비휘발성 유기물 산화 작업을 수행할 경우, 상기 오존 제공 모듈이 상기 제2 수용 공간에 상기 오존을 제공하고, 다시 상기 산화제 제공 유닛이 상기 제2 수용 공간에 상기 산화제를 제공하여, 상기 오존과 상기 산화제가 혼합된 상기 물 샘플이 상기 제2 수용 공간과 상기 UV광 제공 유닛 사이에서 순환 유동되도록 함으로써 상기 물 샘플 중의 상기 비휘발성 유기물이 산화되어 상기 제2 산화 생성물을 생성하도록 하며, 이어서 상기 제3 산소 가스 제공 유닛이 상기 제2 수용 공간에 상기 제2 유량의 산소 가스를 제공하여 상기 물 샘플 중의 상기 제2 산화 생성물을 석출하여 출력하도록 하고, 상기 제1 유량이 상기 제2 유량보다 큰 물 샘플 분석 기기.
제6항에 있어서, 상기 제2 수행 유닛은 또한 휘발성 유기물 석출 작업을 수행하며,
상기 제2 수행 유닛이 상기 휘발성 유기물 석출 작업을 수행할 경우, 상기 제2 산소 가스 제공 유닛이 상기 제2 수용 공간에 상기 제1 유량의 산소 가스를 제공하여 상기 물 샘플 중의 상기 휘발성 유기물을 석출하도록 하는 물 샘플 분석 기기.
제1항에 있어서,
상기 제1 반응 용기의 상기 제1 수용 공간에 연통되어 상기 제1 수용 공간에 상기 물 샘플을 입력하기 위한 제1 액체 유입 모듈;
상기 제1 수용 공간에 연통되어 상기 제1 수용 공간 중 과량의 상기 물 샘플을 배출하기 위한 제1 액체 과량 배출 모듈;
상기 제1 수용 공간에 연통되어 상기 제1 수용 공간 중 부분적 상기 물 샘플을 배출하여 상기 제1 수용 공간에 상기 제1 정량의 상기 물 샘플이 수용되도록 하기 위한 제1 액체 정량 배출 모듈;
상기 제1 수용 공간의 저부와 상기 제2 반응 용기의 상기 제2 수용 공간에 각각 연통되어 상기 물 샘플이 상기 제1 수용 공간을 경유하여 상기 제2 수용 공간에 진입하도록 하는 제2 액체 유입 모듈;
상기 제2 수용 공간에 연통되어 상기 제2 수용 공간 중 과량의 상기 물 샘플을 배출하기 위한 제2 액체 과량 배출 모듈;
상기 제2 수용 공간에 연통되어 상기 제2 수용 공간 중 부분적 상기 물 샘플을 배출하여 상기 제2 수용 공간에 상기 제2 정량의 상기 물 샘플이 수용되도록 하기 위한 제2 액체 정량 배출 모듈; 및
상기 제2 수용 공간의 저부에 연통되어 상기 제2 수용 공간 내의 상기 물 샘플을 배출하기 위한 액체 배출 모듈을 더 포함하고,
액체 유입 작업을 수행할 경우, 상기 제1 액체 유입 모듈, 상기 제2 액체 유입 모듈, 상기 제1 액체 과량 배출 모듈 및 상기 제2 액체 과량 배출 모듈을 개방하여, 상기 제1 액체 유입 모듈을 통해 상기 제1 수용 공간에 상기 물 샘플을 수송하고 상기 제1 액체 과량 배출 모듈이 상기 제1 수용 공간 중 과량의 상기 물 샘플을 배출하고 상기 제2 액체 과량 배출 모듈이 상기 제2 수용 공간 중 과량의 상기 물 샘플을 배출할 때까지 상기 제2 액체 유입 모듈을 통해 상기 물 샘플이 상기 제1 수용 공간을 경유하여 상기 제2 수용 공간 내에 진입하도록 하며, 즉 상기 제1 액체 유입 모듈과 상기 제2 액체 유입 모듈을 폐쇄한 후 상기 제1 액체 정량 배출 모듈과 상기 제2 액체 정량 배출 모듈을 개방하여, 상기 제1 수용 공간 중 과량의 상기 물 샘플과 상기 제2 수용 공간 중 과량의 상기 물 샘플이 각각 배출되어 상기 제1 수용 공간에 상기 제1 정량의 상기 물 샘플이 수용되고 상기 제2 수용 공간에 상기 제2 정량의 상기 물 샘플이 수용되도록 하며,
액체 배출 작업을 수행할 경우, 상기 제2 액체 유입 모듈과 상기 액체 배출 모듈을 개방하여, 상기 제2 액체 유입 모듈을 통해 상기 제1 수용 공간 내에 수용된 상기 물 샘플이 상기 제2 수용 공간 내에 진입하도록 하며, 상기 액체 배출 모듈을 통해 상기 제2 수용 공간 내의 상기 물 샘플을 배출하도록 하는 물 샘플 분석 기기.
제1항에 있어서, 상기 제1 반응 용기와 상기 제2 반응 용기에 표준 물 샘플을 제공하며, 상기 물 샘플 분석기로 상기 표준 물 샘플의 석출 기체를 분석하고 상기 표준 물 샘플의 분석 결과에 따라 상기 물 샘플 중의 상기 휘발성 유기물과 상기 비휘발성 유기물의 함량을 분석하기 위한 표준 물 샘플 제공 모듈을 더 포함하는 물 샘플 분석 기기.
제9항에 있어서, 상기 표준 물 샘플의 분석 결과에 따라 상기 물 샘플 분석기가 부정확한지의 여부를 판단하며, 상기 물 샘플 분석기가 부정확하면 상기 표준 물 샘플의 분석 결과에 따라 상기 물 샘플 분석기를 보정하는 보정 모듈을 더 포함하는 물 샘플 분석 기기.