KR20230074905A - Equipment of pretreatment using ultrasonic - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일실시예는 온라인 수질 자동 측정기기 시료 전처리 장치 전단에 설치하여 원수 시료의 유속과 유량을 조절하거나, 원수 시료 공급을 차단하기 위한 목적으로 사용하는 시료 전처리 장비에 설치하는 자동 밸브, 상기 온라인 수질 자동 측정기기의 BOD, COD, TOC 등 유기성 성분 측정 시료 전처리 장치로 캐비테이션 효과를 이용하여 부유물질을 미세하게 파쇄하여 시료 공급 유로 및 밸브에 부유물질이 달라붙어 수질 오염도를 불안정하게 측정하게 하거나, 수질 측정을 정지하는 현상을 방지하기 위한 목적으로 사용하는 소니케이터, 상기 온라인 수질 자동 측정기기의 분석용 시료인 부유물질을 함유한 액체 시료에 있어서 부유물질을 여과하는 중공사막 다발과 원수 시료를 담고 있는 멤브레인 탱크, 무기 분석기기에 시료를 공급하는 샘플 탱크 및 중공사막 다발에 시료를 가압 공급하여 중공사발 외부 표면에 부착되어 있는 부유물질을 역으로 세정하는 중공사막 역세정 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는, 수질 자동 측정기기를 위한 유기성, 무기성 시료 전처리 장치에 관한 것이다.One embodiment of the present invention is an automatic valve installed in the sample pretreatment equipment used for the purpose of adjusting the flow rate and flow rate of the raw water sample or blocking the supply of the raw water sample by installing it in front of the sample pretreatment device of the automatic online water quality measuring device, the above BOD, COD, TOC, etc. organic component measurement sample preprocessing device of an automatic online water quality measuring device. By using cavitation effect, suspended solids are finely pulverized and suspended solids stick to the sample supply passage and valve, making the water pollution level unstable. , a sonicator used for the purpose of preventing the phenomenon of stopping water quality measurement, In the liquid sample containing suspended solids, which is a sample for analysis of the online water quality measuring device, a membrane tank containing a bundle of hollow fiber membranes filtering suspended solids and raw water samples, a sample tank and hollow fiber membranes supplying samples to the inorganic analyzer An organic and inorganic sample preparation device for an automatic water quality measuring device, characterized in that it includes a hollow fiber membrane backwash valve that supplies a sample under pressure to the bundle and reversely cleans the suspended matter attached to the outer surface of the hollow fiber bundle. will be.
Description
본 발명은 수질 자동 측정기기를 위한 유기성, 무기성 시료 전처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 초음파와 중공사막을 사용하여 수질 자동 측정기기가 안정적으로 수질 오염도를 측정할 수 있도록 유기성, 무기성 측정용 시료를 도잇에 생산하는 새로운 전처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an organic and inorganic sample preprocessing device for an automatic water quality measuring device, and more particularly, to an organic and inorganic measuring device using ultrasonic waves and a hollow fiber membrane so that the automatic water quality measuring device can stably measure water pollution. It is about a new pre-processing device that produces samples in Doit.
일반적으로 사람이 들을 수 있는 소리 즉, 음파는 20헤르츠에서 20,000헤르츠이며 초음파는 전기를 인가할 경우 약 20,000헤르츠 이상의 사람이 들을 수 없는 진동수를 가진 파장이 짧은 음파의 소리이다. 초음파는 인간이 들을 수 있는 가청 최대 한계 범위를 넘어서는 주파수를 갖는 주기적인 음압을 의미하며 초음파는 일반적으로 매개체(매질)를 관통시키거나 반향파(Reflection Signature)를 통한 거리 및 깊이 측정 그리고 집중된 에너지를 공급하는 등 여러 방면에 쓰이고 있으며 분야별로는 군사용, 의료용, 산업용으로 활용되고 있다.In general, sound that humans can hear, that is, sound waves, ranges from 20 hertz to 20,000 hertz, and ultrasonic waves are short-wavelength sound waves having a frequency that humans cannot hear when electricity is applied, such as about 20,000 hertz or more. Ultrasound refers to periodic sound pressure with a frequency that exceeds the maximum limit of human hearing. It is used in various fields such as supply, and by field, it is used for military, medical, and industrial purposes.
초음파를 수중에 발생시키면 수중에 감압과 증압이 반복적으로 나타난다.When ultrasound is generated in water, decompression and intensification appear repeatedly in the water.
초음파 파장에서 감압 측 반주기에서 음의 압력이 형성되며, 그 동안에는 캐비테이션 현상으로 미세한 기포가 발생된다. 발생된 기포는 증압에서 수축(압축)되게 되며, 감압에서 팽창하게 된다. 이 기포는 수축과 팽창을 용액의 표면장력 이상이 되기 전까지 반복하면서 입경이 커진다. 어느 일정 압력(용액의 표면장력) 이상이 되면, 기포는 수축 폭발하면서 매우 큰 충격파를 일으키게 된다. In the ultrasonic wave, negative pressure is formed in the decompression side half cycle, and during that time, fine bubbles are generated due to cavitation. The generated bubbles are contracted (compressed) at increased pressure and expanded at reduced pressure. The bubbles increase in particle size while repeating contraction and expansion until the surface tension of the solution exceeds. When the pressure exceeds a certain level (the surface tension of the solution), the bubble contracts and explodes, generating a very large shock wave.
이 때 발생하는 충격파에 의하여 원수 시료 중에 있는 부유물질을 미세하게 파쇄하여 부유물질이 시료 공급 튜브 및 밸브 등에 달라붙어 시료 공급을 차단하는 현상을 방지할 수 있다.The shock wave generated at this time finely crushes the suspended solids in the raw water sample, preventing the suspended solids from sticking to the sample supply tube and valve to block the sample supply.
또한 중공사막 필터의 경우는 내 오염성 우수한 PVDF 재질 중공사막 다발을 형성시켜 단위부피 당 큰 필터면적을 확보할 수 있으며 수직 여과로 필터면 부유물질 축적을 억제하고 에어 버블을 이용하여 필터면에 부착된 부유물질 털어 내고 또한, 생산한 분석용 시료를 역으로 가압하여 필터면에 부착된 부유물질을 역세정할 수 있어 눈 막힘 재생과 동시에 부유성 고형물을 함유한 시료를 연속적으로 여과하는 기능을 할 수 있다.In addition, the hollow fiber membrane filter can secure a large filter area per unit volume by forming PVDF hollow fiber membrane bundles with excellent fouling resistance. In addition, the produced sample for analysis can be reversely pressurized to backwash the suspended matter attached to the filter surface, so that it can regenerate clogging and continuously filter samples containing suspended solids. there is.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 수질 자동 측정 장애를 주는 부유물질을 제거하기 위한 시료 전처리 장치를 제공하는 것이다. 온라인 수질 자동 측정기가 부유물질을 함유한 시료를 분석하는 경우 온라인 수질 자동 측정기기에 시료를 공급하는 튜브, 시료 유입을 제어하는 밸브, 시료를 담는 셀 및 수질 오염도를 측정하는 감지기 등에 부유물질이 달라붙어 분석시료 공급 차단 및 수질 오염도를 불안정하게 측정하여 오차율을 크게 하거나, 수질 측정을 아예 정지하게 하는 등 수질 자동 측정 장애가 발생한다. 수질 자동 측정 장애를 주는 부유물질을 제거하기 위하여 필터 등을 이용하여 부유물질을 여과 제거하는 경우 T-N, T-P, NH3-N, F 등 무기성 성분 측정에는 오차율을 크게 향상시킬 수 있으나, BOD, COD, TOC 등 유기성 성분 측정하는 경우에는 오히려 오차율이 크게 발생한다. 그 원인으로는 T-N, T-P, NH3-N, F 등 무기성 성분 측정에는 용존 물질을 측정하기 때문에 시료 중 부유물질이 없어야 하나, BOD, COD, TOC 등 유기성 성분 측정에는 용존 유기물과 부유 유기물을 동시 측정하여야 하는데 부유 유기물 여과로 인하여 부유 유기물이 제거되는 경우 시료중 함유되어 있는 부유 유기물을 측정할 수 없기 때문이다.A technical problem to be achieved by the present invention is to provide a sample pretreatment device for removing suspended matter that hinders automatic water quality measurement. When the automatic online water quality measuring instrument analyzes a sample containing suspended solids, the suspended solids are different in the tube supplying the sample to the automatic online water quality measuring instrument, the valve controlling the inflow of the sample, the cell containing the sample, and the detector measuring the degree of water pollution. Failure to automatically measure water quality occurs, such as blocking the supply of analysis samples and unstable measurement of water quality contamination, increasing the error rate, or stopping water quality measurement altogether. In the case of filtering and removing suspended matter using a filter to remove suspended matter that hinders automatic water quality measurement, the error rate can be greatly improved in the measurement of inorganic components such as T-N, T-P, NH3-N, and F, but BOD and COD In the case of measuring organic components such as , TOC, rather large error rates occur. The reason for this is that dissolved substances are measured for inorganic components such as T-N, T-P, NH3-N, and F, so there must be no suspended substances in the sample, but dissolved organic substances and suspended organic substances are simultaneously measured for organic components such as BOD, COD and TOC This is because the suspended organic matter contained in the sample cannot be measured when the suspended organic matter is removed due to the suspended organic matter filtration.
부유물질에 의한 시료를 공급하는 튜브, 시료 유입을 제어하는 밸브 막힘 및 검출기 검출 감도 저하시키는 것을 방지하기 위하여 T-N, T-P, NH3-N, F 등 무기성 성분 측정 시료 인 경우는 부유물질은 여과 제거하고 BOD, COD, TOC 등 유기성 성분 측정에 있어서는 용존 유기물과 부유 유기물을 동시 공급할 수 있도록 소니케이터의 초음파를 활용한 캐비테이션 효과를 이용하여 부유물질을 미세하게 파쇄하여 시료 공급 유로 및 밸브에 부유물질이 달라붙는 것을 방지함으로서 용존 유기물과 부유 유기물을 동시 제공하는 새로운 형태의 시료 전처리 장비인 수질 자동 측정기기를 위한 유기성, 무기성 시료 전처리 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.In order to prevent clogging of the tube supplying the sample and the valve controlling the inflow of the sample by suspended solids and deterioration of the detection sensitivity of the detector, suspended solids are filtered and removed in the case of inorganic component measurement samples such as T-N, T-P, NH3-N, F, etc. In measuring organic components such as BOD, COD, and TOC, the cavitation effect using sonicator's ultrasonic waves is used to finely crush the suspended matter to supply dissolved organic matter and suspended organic matter simultaneously to the sample supply passage and valve. The purpose is to provide an organic and inorganic sample pretreatment device for an automatic water quality measuring device, which is a new type of sample pretreatment equipment that simultaneously provides dissolved organic matter and suspended organic matter by preventing this sticking.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the above-mentioned technical problem, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. There will be.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 수질 자동 측정기기를 위한 유기성, 무기성 시료 전처리 장치는 다음과 같은 특징을 제공한다. 일반적으로 사람이 들을 수 있는 소리 즉, 음파는 20헤르츠에서 20,000헤르츠이며, 초음파는 전기를 인가할 경우 약 20,000헤르츠 이상의 사람이 들을 수 없는 진동수를 가진 파장이 짧은 음파의 소리이다. 초음파를 수중에 발생시키면 수중에 감압과 증압이 반복적으로 나타난다. 초음파 파장에서 감압 측 반주기에서 음의 압력이 형성되며, 그 동안에는 캐비테이션 현상으로 미세한 기포가 발생된다. 발생된 기포는 증압에서 압축되게 되며, 감압에서 팽창하게 된다. 이 기포는 수축과 팽창을 용액의 표면장력 이상이 되기 전까지 반복하면서 입경이 커진다. 어느 일정 압력 이상이 되면, 기포는 수축 폭발하면서 매우 큰 충격파를 일으켜 수중에 부유하는 부유물질을 쪼개어 미세하게 파쇄하고 현탁 시킨다. 미세하게 파쇄된 부유물질은 BOD, COD, TOC 측정 시 시료 공급 유로 및 밸브 등에 달라붙는 측정 장애를 방지할 수 있으므로 용존 유기물과 부유 유기물을 동시에 측정할 수 있어 BOD, COD, TOC 측정 시료 공급 장애 및 측정 오차율을 크게 개선할 수 있다. In order to achieve the above technical problem, an embodiment of the present invention provides the following characteristics of an organic and inorganic sample pretreatment device for an automatic water quality measuring device. In general, sound that humans can hear, that is, sound waves, ranges from 20 hertz to 20,000 hertz, and ultrasound is a sound of short wavelength sound waves having a frequency inaudible to humans of about 20,000 hertz or more when electricity is applied. When ultrasound is generated in water, decompression and intensification appear repeatedly in the water. In the ultrasonic wave, negative pressure is formed in the decompression side half cycle, and during that time, fine bubbles are generated due to cavitation. The generated bubbles are compressed under increased pressure and expanded under reduced pressure. The bubbles increase in particle size while repeating contraction and expansion until the surface tension of the solution exceeds. When the pressure reaches a certain level or higher, the bubble contracts and explodes, generating a very large shock wave, which breaks up the suspended matter floating in the water, crushes it finely, and suspends it. When measuring BOD, COD, and TOC, finely crushed suspended matter can prevent measurement failure by sticking to the sample supply passage or valve, etc., so dissolved organic matter and suspended organic matter can be measured simultaneously. The measurement error rate can be greatly improved.
또한, T-N, T-P, NH3-N, F 등 무기성 성분을 측정하는 시료 인경우는 부유물질이 유로, 밸브 및 검출기에 달라붙어 측정 오차를 발생시키기도 하지만 시료 중에 함유되어 있는 부유물질에 의한 빛 산란 등으로 흡광광도 측정에 장애를 줘 오차를 크게 발생시키므로 T-N, T-P, NH3-N, F 등 무기성 성분을 측정하는 시료인 경우 미세한 기공(공극 크기0.01마이크로미터에서 1마이크로미터)을 가진 중공사막을 이용하여 시료 중 부유물질을 여과하여 제거하므로서 T-N, T-P, NH3-N, F 등 무기 성분 측정 시료 공급 장애 및 측정 오차율을 크게 개선할 수 있다.In addition, in the case of samples measuring inorganic components such as T-N, T-P, NH3-N, F, etc., floating substances may stick to flow paths, valves, and detectors, causing measurement errors. This causes a large error by obstructing the absorbance measurement, so for samples measuring inorganic components such as T-N, T-P, NH3-N, F, etc., a hollow fiber membrane with fine pores (pore size 0.01 micrometer to 1 micrometer) should be used. It is possible to greatly improve the supply failure and measurement error rate of inorganic component measurement samples such as T-N, T-P, NH3-N, F, etc. by filtering and removing suspended solids in the sample.
본 발명의 실시예에 따르면, 수질 자동 측정기기를 위한 유기성, 무기성 시료 전처리 장치는 국내외 환경 정책의 강화 등 각종 산업시설, 하천, 호수, 및 각종 수처리 시설에서 수질 측정의 중요성이 매년 증대하고 수질관리가 필요한 전 산업 분야에 수질 자동 측정기기의 활용도가 높아지면서 수질 자동 측정기기의 정확한 측정을 위한 시료 전처리 장비의 중요성이 또한, 동반 증대하고 있다. According to an embodiment of the present invention, the organic and inorganic sample preprocessing device for automatic water quality measurement device increases the importance of water quality measurement in various industrial facilities, rivers, lakes, and various water treatment facilities such as strengthening domestic and foreign environmental policies every year, and water quality As the utilization of automatic water quality measuring devices increases in all industrial fields that require management, the importance of sample pretreatment equipment for accurate measurement of automatic water quality measuring devices is also increasing.
수질 자동 측정기기는 산업 현장에서 24시간 가동이 필요하나, 부유물질에 의한 수질 자동 측정기기 고장이 많으며 시료 중에 부유물질을 함유하는 경우 수질 자동 측정기기를 위한 유기성, 무기성 시료 전처리 장치를 이용하여 시료를 전처리하여 개선할 수 있다. 수질 자동 측정기기에 있어서 시료 중에 부유물질이 함유되어 있는 경우 부유물질이 시료 공급 유로, 밸브 및 검출기에 달라붙어 측정 오차를 발생시키기도 하지만 시료 중에 함유되어 있는 부유물질에 의한 빛 산란 등으로 흡광광도 측정에 장애를 줘 오차를 크게 발생시키는데 부유물질을 공사막(Hollow Fiber Membrane)을 이용하여 부유물질을 여과함으로서, 시료 중에 함유된 일정한 크기 이상의 부유물질을 여과 제거하여 온라인 수질 자동측정기기에 시료를 공급하는 튜브, 시료 유입을 제어하는 밸브의 시료 공급 막힘 및 시료를 담는 셀 및 수질 오염도를 측정하는 감지기 등에 부유물질 부착 및 빛 산란 등으로 인한 분석 장애 없이 온라인 수질 자동 측정기기가 안정적으로 수질 오염도를 측정할 수 있도록 할 수있다. The automatic water quality measuring device needs to be operated 24 hours a day at the industrial site, but there are many failures of the automatic water quality measuring device due to suspended solids. It can be improved by pre-treating the sample. In the automatic water quality measuring device, if suspended solids are contained in the sample, the suspended solids may stick to the sample supply passage, valve, and detector, causing measurement errors. By filtering the suspended matter using a hollow fiber membrane, suspended matter of a certain size or more contained in the sample is filtered and removed, and the sample is supplied to the online automatic water quality measuring device. The automatic online water quality measurement device can stably measure the water pollution level without analysis failures due to the attachment of suspended matter to the tube, the sample supply clogging of the valve controlling the inflow of the sample, and the cell holding the sample and the detector measuring the water pollution level, and light scattering. can make it possible
또한T-N, T-P, NH3-N, F 등 무기성 성분을 측정하는 무기성 측정시료 인경우는 부유물질이 시료 공급 유로, 밸브 및 검출기에 달라붙어 측정 오차를 발생시키기도 하지만 시료 중에 함유되어 있는 부유물질에 의한 빛 산란 등으로 흡광광도 측정에 장애를 줘 오차를 크게 발생시키므로 무기성 측정 시료를 미세한 기공(Pore Size 0.01~1㎛)을 가진 중공사막(Hollow Fiber Membrane) Filter를 이용하여 시료중 부유물질을 여과, 제거함으로서 T-N, T-P, NH3-N, F 등 무기성 측정 시료 공급 장애 개선 및 무기 측정 오차율을 크게 개선할 수 있다. In addition, in the case of inorganic measurement samples that measure inorganic components such as T-N, T-P, NH3-N, F, etc., floating substances may stick to the sample supply passage, valve, and detector, causing measurement errors. Since scattering of light by light causes a large error by obstructing the measurement of absorbance, the suspended matter in the sample is removed by using a hollow fiber membrane filter with fine pores (Pore Size 0.01 ~ 1㎛) for the inorganic measurement sample. By filtering and removing, it is possible to improve the problem of supplying inorganic measurement samples such as T-N, T-P, NH3-N, F and greatly improve the inorganic measurement error rate.
또한, 수질 자동 측정 장애를 주는 부유물질을 제거하기 위하여 필터 등을 이용하여 부유물질을 여과하여 제거하는 경우 T-N, T-P, NH3-N, F 등 무기성 성분 측정에는 오차율을 크게 개선할 수 있으나, BOD, COD, TOC 등 유기성 성분 측정하는 경우에는 오히려 오차율이 크게 발생한다.In addition, in the case of filtering and removing suspended matter using a filter to remove suspended matter that hinders automatic water quality measurement, the error rate can be greatly improved in the measurement of inorganic components such as T-N, T-P, NH3-N, and F. In the case of measuring organic components such as BOD, COD, and TOC, a rather large error rate occurs.
BOD, COD, TOC 등 유기성 성분 측정에는 용존 유기물질과 부유 유기물질을 동시 측정하여야 하나, 필터 하는 경우 시료중에 함유되어 있는 부유 유기물을 제거하기 때문이다. In order to measure organic components such as BOD, COD, and TOC, dissolved organic substances and suspended organic substances must be simultaneously measured, but filtering removes suspended organic substances contained in the sample.
이런 경우는 소니케이터를 이용하여 초음파로 부유물질을 미세하게 파쇄하여 현탁 시키면 미세하게 파쇄된 부유물질은 BOD, COD, TOC 측정시 시료 공급 유로 및 밸브 등에 달라붙는 것을 방지할 수 있어 용존 유기물과 부유 유기물질을 함유한 시료를 동시 BOD, COD, TOC 측정기기에 공급할 수 있어 BOD, COD, TOC 측정 시료 공급 장애 및 BOD, COD, TOC 측정 오차율을 크게 개선할 수 있다In this case, if the suspended solids are finely crushed and suspended by ultrasonic waves using a sonicator, the finely crushed suspended solids can be prevented from sticking to the sample supply passage and valves when measuring BOD, COD, and TOC. Samples containing suspended organic matter can be supplied to simultaneous BOD, COD, and TOC measurement devices, which greatly improves BOD, COD, and TOC measurement sample supply failure and BOD, COD, and TOC measurement error rates.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the above effects, and should be understood to include all effects that can be inferred from the description of the present invention or the configuration of the invention described in the claims.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수질 자동 측정기기를 위한 유기성, 무기성 시료 전처리 장치를 나타내는 사시도
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 멤브레인 탱크를 나타내는 사시도
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 샘플탱크를 나타내는 사시도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소니케이터를 나타내는 사시도
도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 중공사막 다발을 나타내는 사시도
도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 소니케이터에서 플로우 셀을 나타내는 사시도1 is a perspective view showing an organic and inorganic sample pretreatment device for an automatic water quality measuring device according to an embodiment of the present invention
Figure 2 is a perspective view showing a membrane tank according to an embodiment of the present invention
3 is a perspective view showing a sample tank according to an embodiment of the present invention
4 is a perspective view showing a sonicator according to an embodiment of the present invention
5 is a perspective view showing a hollow fiber membrane bundle according to an embodiment of the present invention
Figure 6 is a perspective view showing a flow cell in a sonicator 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 accompanying drawings. However, the present invention may be embodied in many different forms and, therefore, is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"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 (connected, contacted, combined)" with another part, this is not only "directly connected", but also "indirectly connected" with another member in between. "Including cases where In addition, when a part "includes" a certain component, it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in this specification are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "include" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.
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 accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수질 자동 측정기기를 위한 유기성, 무기성 시료 전처리 장치를 나타내는 사시도이고 도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 멤브레인 탱크를 나타내는 사시도이고 도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 샘플탱크를 나타내는 사시도이고 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소니케이터를 나타내는 사시도이고 도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 중공사막 다발을 나타내는 사시도이고 도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 소니케이터에서 플로우 셀을 나타내는 사시도이다.1 is a perspective view showing an organic and inorganic sample pretreatment device for an automatic water quality measuring device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing a membrane tank according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a perspective view of the present invention. Figure 4 is a perspective view showing a sonicator according to an embodiment of the present invention Figure 5 is a perspective view showing a hollow fiber membrane bundle according to an embodiment of the present invention Figure 6 is a perspective view showing a sample tank according to an embodiment of the present invention is a perspective view showing a flow cell in a sonicator according to an embodiment of the present invention.
도1을 참조하면 온라인 수질 자동 측정기기 시료 전처리 장치 전단에 설치하여 원수 시료의 유속과 유량을 조절하거나, 원수 시료 공급을 차단하기 위한 목적으로 사용하는 시료 전처리 장비에 설치하는 자동 밸브, 상기 온라인 수질 자동 측정기기의 BOD, COD, TOC 등 유기성 성분 측정 시료 전처리 장치로 캐비테이션 효과를 이용하여 부유물질을 미세하게 파쇄하여 시료 공급 유로 및 밸브에 부유물질이 달라붙어 수질 오염도를 불안정하게 측정하게 하거나, 수질 측정을 정지하는 현상을 방지하기 위한 목적으로 사용하는 소니케이터, 상기 온라인 수질 자동 측정기기의 분석용 시료인 부유물질을 함유한 액체 시료에 있어서 부유물질을 여과하는 중공사막 다발과 원수 시료를 담고 있는 멤브레인 탱크, 무기 분석기기에 시료를 공급하는 샘플 탱크 및 중공사막 다발에 시료를 가압 공급하여 중공사발 외부 표면에 부착되어 있는 부유물질을 역으로 세정하는 중공사막 역세정 밸브를 포함할 수 있다.Referring to Figure 1, an automatic valve installed in the sample preprocessing equipment used for the purpose of adjusting the flow rate and flow rate of the raw water sample or blocking the supply of the raw water sample by installing it in front of the sample preprocessing device of the online water quality automatic measuring device, the online water quality Organic component measurement such as BOD, COD, and TOC of an automatic measuring device. A sample preprocessor that uses the cavitation effect to finely crush suspended solids so that suspended solids stick to sample supply channels and valves, making water pollution measurement unstable or water quality A sonicator used for the purpose of preventing the phenomenon of stopping measurement, a hollow fiber membrane bundle for filtering suspended matter and a raw water sample in a liquid sample containing suspended matter, which is a sample for analysis of the automatic online water quality measuring device, membrane tank, sample tank for supplying samples to the inorganic analyzer, and A hollow fiber membrane reverse-cleaning valve may be included to reversely clean the floating matter adhering to the outer surface of the hollow fiber membrane by supplying the sample under pressure to the hollow fiber membrane bundle.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 소니케이터는 저주파 전기에너지를 고주파 전기에너지로 변화시키는 고주파 제너레이터, 전기에너지를 기계적인 진동에너지를 변화시키는 컨버터, 진동 에너지를 증폭하여 프로브로 전달시켜 주는 역할하는 호른, 진동 에너지를 샘플에 전달하는 역할을 하는 마이크로팁 앤 프로브, 글래스 또는 스테인레스 스틸 재질로 프로브를 밀봉시키고 상기 샘플을 순환하도록 하는 플로우 셀, 소음 방지를 위한 소음방지 박스 및 온도센서와 연결하여 설정 온도 이상, 이하 시 자동적으로 동작을 되지 않도록 하는 온도 모니터링를 포함할 수 있다.The sonicator according to an embodiment of the present invention includes a high-frequency generator that converts low-frequency electrical energy into high-frequency electrical energy, a converter that converts electrical energy into mechanical vibration energy, and a horn that amplifies and transfers vibration energy to a probe. , a microtip and probe serving to transmit vibration energy to the sample, a flow cell that seals the probe with glass or stainless steel material and circulates the sample, a noise prevention box for noise prevention, and a temperature sensor to set the temperature It may include temperature monitoring that automatically disables operation in the event of an abnormality or an abnormality.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 멤브레인 탱크는 상기 멤브레인 탱크 하부에 설치되어 멤브레인 탱크 내부 시료에 공기를 불어넣어 에어 버블을 통하여 중공사막 다발에 부유물질 부착을 억제하는 것을 특징으로 하는 디퓨저, 온라인 수질 자동 측정기기의 분석용 시료 중 부유물질을 여과하기 위한 필터에 있어서 멤브레인 탱크 내부에 설치되어 부유물질 크기별로 선택적으로 여과하기 위해 공극 치수가 0.01마이크로미터에서 1마이크로미터으로서 단위부피 당 큰 필터면적을 확보하기 위하여 원통 형상의 중공사막 다발을 형성시키고 에어 버블을 통하여 부유물질 부착을 억제할 수 있으며 수직 여과할 수 있도록 수직으로 설치 되어있는 중공사막 다발, 중공사막 모듈 탱크 하부에는 다발형태의 다수의 중공사가 중공사막 다발 형태로 고정되어 있으며 중공사막 다발 가운데 부분에 제1 플롯 레벨 스위치가 연결되어 있어 멤브레인 탱크에 원수 시료 유입 유무를 체크할 수 있으며 중공사막 모듈 탱크 상부에는 시료를 흡입하는 제1 펌프에 시료를 공급할 수 있도록 튜브가 상기 제1펌프에 연결되어 중공사막 모듈 탱크 상판 및 하판 사이 중공사막 모듈 탱크에는 상기 제1 펌프의 흡입력에 의하여 부유물질을 여과한 시료가 집수되는 중공사막 모듈 탱크 포함할 수 있다.The membrane tank according to an embodiment of the present invention is installed below the membrane tank and blows air into the sample inside the membrane tank to suppress the attachment of suspended solids to the hollow fiber membrane bundle through air bubbles, a diffuser, online water quality In the filter for filtering suspended solids among samples for analysis of automatic measuring instruments, it is installed inside the membrane tank and has a large filter area per unit volume with a pore size of 0.01 micrometer to 1 micrometer to selectively filter by the size of suspended solids. In order to secure, a hollow fiber membrane bundle in a cylindrical shape is formed, and the attachment of floating substances can be suppressed through air bubbles, and a hollow fiber membrane bundle installed vertically for vertical filtration. It is fixed in the form of a hollow fiber membrane bundle, and the first float level switch is connected to the middle of the hollow fiber membrane bundle to check whether or not raw water sample is introduced into the membrane tank. A tube is connected to the first pump to supply the sample, and the hollow fiber membrane module tank between the upper and lower plates of the hollow fiber membrane module tank includes a hollow fiber membrane module tank in which a sample filtered from suspended solids by the suction force of the first pump is collected. can
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 샘플 탱크는 부유물질이 여과된 시료가 제1펌프의 압력에 의하여 샘플 탱크 하부를 통하여 샘플 탱크에 유입되고 상기 샘플 탱크 중앙부에 있는 제2 플롯 레벨 스위치가 일정 수위를 감지하면 상기 제1 펌프 가동을 중지시켜 시료 생산을 중지할 수 있도록 되어 있으며 또한 무기측정 시료가 상기 샘플 탱크 하부에 연결되어 있는 배출구를 통하여 제2펌프의 흡입력을 통하여 T-N, T-P, F, Cu, NH3-N 등 무기 분석기기에 시료를 공급할 수 있다.In the sample tank according to an embodiment of the present invention, the sample from which suspended solids are filtered is introduced into the sample tank through the lower part of the sample tank by the pressure of the first pump, and the second float level switch in the center of the sample tank is set to a certain water level. is detected, the operation of the first pump is stopped to stop sample production, and the inorganic measurement sample is T-N, T-P, F, Cu through the suction force of the second pump through the discharge port connected to the lower part of the sample tank. , NH3-N, etc. can supply samples to inorganic analyzers.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 중공사막 역세정 밸브는 제1펌프의 상부 제2형 3웨이 밸브 및 하부의 제1형 3웨이 밸브 방향을 시료 채취 반대 방향으로 전환하고 샘플 내부에 생산 저장한 시료 일정량을 상기 제1 펌프를 가동하여 무기 측정시료 생산 역순으로 샘플 탱크 내부에 저장한 시료를 상기 제1 펌프의 흡입력에 의하여 흡입하여 중공사막 모듈 탱크로 보내고 다시 중공사막 모듈에 있는 시료를, 중공사막 다발에 시료를 가압 공급하여 중공사막 다발 외부 표면에 부착되어 있는 부유물질을 역으로 세정할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the hollow fiber membrane backwash valve converts the direction of the upper type 2 3-way valve and the lower type 1 3-way valve of the first pump to the opposite direction of sampling, and produces and stores the sample inside the sample. A certain amount of the sample is stored in the sample tank in the reverse order of production of the inorganic measurement sample by operating the first pump, and the sample is sucked by the suction power of the first pump and sent to the hollow fiber membrane module tank. By supplying the sample under pressure to the desert bundle, it is possible to reversely clean the suspended matter adhering to the outer surface of the hollow fiber membrane bundle.
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 above description of the present invention is for illustrative purposes, and those skilled in the art can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 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 following claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
100 : 수질 자동 측정기기를 위한 유기성, 무기성 시료 전처리 장치
110 : 자동 밸브
130 : 소니케이터
131 : 고주파 제너레이터
132 : 플로우 셀
133 : 소음방지 박스
134 : 호른
135 : 마이크로 팁 앤 프로브
136 : 제3펌프
137 : 컨버터
170 : 멤브레인 탱크
151 : 디퓨저
152 : 중공사막 다발
153 : 중공사막 모듈 탱크
154 : 제1 레벨 스위치
155 : 디퓨저
190 : 샘플 탱크
191 : 제2 플롯 레벨 스위치
192 : 제2 펌프
210 : 중공사막 역세정 밸브
211 : 제1 3"?* 밸브
212 : 제2 3방향 밸브
213 : 제1펌프100: Organic and inorganic sample preparation device for automatic water quality measuring device
110: automatic valve
130: sonicator
131: high frequency generator
132: flow cell
133: noise prevention box
134: horn
135: micro tip and probe
136: third pump
137: converter
170: membrane tank
151: diffuser
152: bundle of hollow fiber membranes
153: hollow fiber membrane module tank
154: first level switch
155: diffuser
190: sample tank
191: second plot level switch
192: second pump
210: hollow fiber membrane backwash valve
211: first 3 "? * valve
212: second three-way valve
213: first pump
Claims (5)
상기 온라인 수질 자동 측정기기의 BOD, COD, TOC 등 유기성 성분 측정 시료 전처리 장치로 캐비테이션 효과를 이용하여 부유물질을 미세하게 파쇄하여 시료 공급 유로 및 밸브에 부유물질이 달라붙어 수질 오염도를 불안정하게 측정하게 하거나, 수질 측정을 정지하는 현상을 방지하기 위한 목적으로 사용하는 소니케이터;
상기 온라인 수질 자동 측정기기의 분석용 시료인 부유물질을 함유한 액체 시료에 있어서 부유물질을 여과하는 중공사막 다발과 원수 시료를 담고 있는 멤브레인 탱크;
무기 분석기기에 시료를 공급하는 샘플 탱크; 및
중공사막 다발에 시료를 가압 공급하여 중공사발 외부 표면에 부착되어 있는 부유물질을 역으로 세정하는 중공사막 역세정 밸브;
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 수질 자동 측정기기를 위한 유기성, 무기성 시료 전처리 장치.
An automatic valve installed in the sample pretreatment equipment used for the purpose of adjusting the flow rate and flow rate of the raw water sample or blocking the supply of the raw water sample by installing it in front of the sample pretreatment device of the online automatic water quality measuring device;
The sample preparation device for measuring organic components such as BOD, COD, and TOC of the online water quality automatic measuring device uses a cavitation effect to finely crush suspended matter, so that the suspended matter adheres to the sample supply passage and valve to measure the degree of water pollution in an unstable manner. or a sonicator used for the purpose of preventing the phenomenon of stopping water quality measurement;
a membrane tank containing a raw water sample and a hollow fiber membrane bundle filtering suspended solids in a liquid sample containing suspended solids, which is a sample for analysis of the on-line automatic water quality measuring device;
A sample tank for supplying samples to the inorganic analyzer; and
a hollow fiber membrane reverse-cleaning valve that supplies a sample under pressure to the hollow fiber membrane bundles to reversely clean suspended substances adhering to the outer surface of the hollow fiber membrane bundles;
Characterized in that it comprises a, organic, inorganic sample pretreatment device for automatic water quality measuring device.
상기 소니케이터는,
저주파 전기에너지를 고주파 전기에너지로 변화시키는 고주파 제너레이터;
전기에너지를 기계적인 진동에너지를 변화시키는 컨버터;
진동 에너지를 증폭하여 프로브로 전달시켜 주는 역할하는 호른;
진동 에너지를 샘플에 전달하는 역할을 하는 마이크로팁 앤 프로브;
글래스 또는 스테인레스 스틸 재질로 프로브를 밀봉시키고 상기 샘플을 순환하도록 하는 플로우 셀;
소음 방지를 위한 소음방지 박스; 및
온도센서와 연결하여 설정 온도 이상, 이하 시 자동적으로 동작을 되지 않도록 하는 온도 모니터링;
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 수질 자동 측정기기를 위한 유기성, 무기성 시료 전처리 장치.
According to claim 1,
The sonicator,
a high-frequency generator that converts low-frequency electrical energy into high-frequency electrical energy;
A converter that converts electrical energy into mechanical vibration energy;
a horn that amplifies vibration energy and transmits it to the probe;
A microtip and probe serving to transmit vibrational energy to the sample;
a flow cell that seals the probe with glass or stainless steel and allows the sample to circulate;
Noise prevention box for noise prevention; and
Temperature monitoring that connects with a temperature sensor to automatically disable operation when the set temperature is higher or lower than the set temperature;
Characterized in that it comprises a, organic, inorganic sample pretreatment device for automatic water quality measuring device.
상기 멤브레인 탱크는,
상기 멤브레인 탱크 하부에 설치되어 멤브레인 탱크 내부 시료에 공기를 불어넣어 에어 버블을 통하여 중공사막 다발에 부유물질 부착을 억제하는 것을 특징으로 하는 디퓨저;
온라인 수질 자동 측정기기의 분석용 시료 중 부유물질을 여과하기 위한 필터에 있어서 멤브레인 탱크 내부에 설치되어 부유물질 크기별로 선택적으로 여과하기 위해 공극 치수가 0.01마이크로미터에서 1마이크로미터으로서 단위부피 당 큰 필터면적을 확보하기 위하여 원통 형상의 중공사막 다발을 형성시키고 에어 버블을 통하여 부유물질 부착을 억제할 수 있으며 수직 여과할 수 있도록 수직으로 설치 되어있는 중공사막 다발; 및
중공사막 모듈 탱크 하부에는 다발형태의 다수의 중공사가 중공사막 다발 형태로 고정되어 있으며 중공사막 다발 가운데 부분에 제1 플롯 레벨 스위치가 연결되어 있어 멤브레인 탱크에 원수 시료 유입 유무를 체크할 수 있으며 중공사막 모듈 탱크 상부에는 시료를 흡입하는 제1 펌프에 시료를 공급할 수 있도록 튜브가 제1펌프에 연결되어 중공사막 모듈 탱크 상판 및 하판 사이 중공사막 모듈 탱크에는 상기 제1 펌프의 흡입력에 의하여 부유물질을 여과한 시료가 집수되는 중공사막 모듈 탱크;
를 포함하는 것을 구성으로 하는, 수질 자동 측정기기를 위한 유기제성, 무기성 시료 전처리 장치.
According to claim 1,
The membrane tank,
A diffuser, which is installed below the membrane tank and blows air into the sample inside the membrane tank to suppress attachment of suspended matter to the hollow fiber membrane bundle through air bubbles;
A filter for filtering suspended solids among samples for analysis of an automatic online water quality measuring device. It is installed inside the membrane tank and has a large pore size per unit volume of 0.01 micrometer to 1 micrometer to filter selectively by size of suspended solids. A hollow fiber membrane bundle installed vertically to form a hollow fiber membrane bundle in a cylindrical shape to secure an area, suppress attachment of floating substances through air bubbles, and perform vertical filtration; and
At the bottom of the hollow fiber membrane module tank, a plurality of hollow fibers in the form of a bundle are fixed in the form of a hollow fiber membrane bundle, and the first float level switch is connected to the middle of the hollow fiber membrane bundle to check whether or not raw water sample is introduced into the membrane tank. At the top of the module tank, a tube is connected to the first pump to supply the sample to the first pump that sucks the sample, and the hollow fiber membrane module tank between the upper and lower plates of the hollow fiber membrane module tank filters suspended solids by the suction force of the first pump. A hollow fiber membrane module tank in which one sample is collected;
Organic, inorganic sample pretreatment device for automatic water quality measuring device, comprising a.
상기 샘플 탱크는,
부유물질이 여과된 시료가 제1펌프의 압력에 의하여 샘플 탱크 하부를 통하여 샘플 탱크에 유입되고 샘플 탱크 중앙부에 있는 제2 플롯 레벨 스위치가 일정 수위를 감지하면 상기 제1펌프의 가동을 중지시켜 시료 생산을 중지할 수 있도록 되어 있으며 또한 무기측정 시료가 상기 샘플 탱크 하부에 연결되어 있는 배출구를 통하여 제2펌프의 흡입력을 통하여 T-N, T-P, F, Cu, NH3-N 등 무기 분석기기에 시료를 공급하는 것을 특징으로 하는, 수질 자동 측정기기를 위한 유기제성, 무기성 시료 전처리 장치.
According to claim 1,
The sample tank,
The sample from which suspended solids have been filtered is introduced into the sample tank through the bottom of the sample tank by the pressure of the first pump, and when the second float level switch in the center of the sample tank detects a certain level, the first pump is stopped to operate the sample. Production can be stopped, and inorganic measurement samples are supplied to inorganic analyzers such as TN, TP, F, Cu, NH3-N through the suction power of the second pump through the discharge port connected to the lower part of the sample tank Characterized in that, an organic and inorganic sample pretreatment device for an automatic water quality measuring device.
상기 중공사막 역세정 밸브는,
제1펌프의 상부 제2 3웨이 밸브 및 하부의 제1 3웨이 밸브 방향을 시료 채취 반대 방향으로 전환하고 샘플 내부에 생산 저장한 시료 일정량을 상기 제1펌프를 가동하여 무기 측정시료 생산 역순으로 샘플 탱크 내부에 저장한 시료를 상기 제1 펌프의 흡입력에 의하여 흡입하여 중공사막 모듈 탱크로 보내고 다시 중공사막 모듈에 있는 시료를, 중공사막 다발에 시료를 가압 공급하여 중공사막 다발 외부 표면에 부착되어 있는 부유물질을 역으로 세정하는 것을 특징으로 하는, 수질 자동 측정기기를 위한 유기제성, 무기성 시료 전처리 장치.According to claim 1,
The hollow fiber membrane backwash valve,
The direction of the second 3-way valve at the top and the first 3-way valve at the bottom of the first pump is switched to the opposite direction of sampling, and a certain amount of the sample produced and stored inside the sample is operated by the first pump to sample in the reverse order of inorganic measurement sample production. The sample stored inside the tank is sucked by the suction power of the first pump and sent to the hollow fiber membrane module tank, and the sample in the hollow fiber membrane module and the sample are supplied to the hollow fiber membrane bundle under pressure and attached to the outer surface of the hollow fiber membrane bundle An organic and inorganic sample pretreatment device for an automatic water quality measuring device, characterized in that the suspended solids are washed in reverse.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210160974A KR20230074905A (en) | 2021-11-22 | 2021-11-22 | Equipment of pretreatment using ultrasonic |
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Family Applications (1)
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| E902 | Notification of reason for refusal |