KR100518267B1 - Method and apparatus for improving the detection sensitivity of the analyser used for the measurement of organic materials dissolved in water - Google Patents
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Abstract
본 발명은 검출감도를 향상시킬 수 있는 수중의 유기물을 측정하는 방법 및 이 방법을 수행하기 위한 장치를 제공하기 위한 것으로 수중의 유기물을 산화제를 사용하여 산화 시 생성되는 이산화탄소를 가스투과막을 이용하여 분리한 후 순수에 용해시켜 전기 전도도를 측정하는 방법 및 장치에 있어서, 음이온교환수지 칼럼을 추가하여 전기 전도도를 더욱 증가시킴으로써 수중의 유기물을 높은 감도로 검출할 수 있는 방법 및 장치를 제공한다. The present invention is to provide a method for measuring the organic matter in the water that can improve the detection sensitivity, and to provide a device for performing the method to separate the carbon dioxide produced when the organic matter in the oxidation using the oxidant using a gas permeable membrane In the method and apparatus for measuring electrical conductivity after dissolving in pure water, there is provided a method and apparatus for detecting organic matter in water with high sensitivity by further increasing the electrical conductivity by adding an anion exchange resin column.
Description
본 발명은 제품 생산에 사용되는 수중에 유기물이 유입되는 것을 감시하기 위해 사용하고 있는 유기물 측정기에 음이온교환수지 칼럼을 덧붙여 유기물 측정기의 검출감도를 향상시키는 방법과, 이 방법을 수행하기 위한 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 수중에 포함되어 있는 중탄산 이온을 음이온교환수지를 이용하여 이온전환시킴으로써 탄산의 해리를 촉진시키고, 중탄산 이온을 당량 전도도와 해리도가 큰 음이온으로 치환하여 유기물 측정기의 검출감도를 높이는 방법 및 이 방법을 수행하기 위한 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a method for improving the detection sensitivity of an organic material measuring device by adding an anion exchange resin column to the organic material measuring device used to monitor the inflow of organic matter into the water used for production of the product, and an apparatus for performing the method. will be. More specifically, bicarbonate ions contained in water are ion-converted by anion exchange resins to promote dissociation of carbonic acid, and bicarbonate ions are replaced with anions having high equivalent conductivity and dissociation degree to increase the detection sensitivity of the organic material measuring instrument, and An apparatus for performing this method is provided.
반도체 산업이나 제약 산업과 같이 제품을 생산하는데 사용되고 있는 물의 순도에 따라 제품의 품질에 큰 영향을 미칠 수 있는 생산 설비에서는 수중에 포함되어 있는 미량의 유기물을 높은 감도로 검출할 수 있는 장치가 필요하다. In production facilities where the purity of water used to produce a product, such as the semiconductor industry or the pharmaceutical industry, can greatly affect the quality of the product, a device that can detect a small amount of organic matter contained in the water with high sensitivity is required. .
현재 수중 유기물 검출에 사용되고 있는 방법 중의 하나는 산화제를 사용하여 수중의 유기물을 분해시키고, 이 때 생성되는 이산화탄소를 가스 투과막을 통하여 순수에 용해시킨 후 물의 전기 전도도를 측정하는 방법이 있다. One of the methods currently used for the detection of organic matter in water is a method of decomposing organic matter in water using an oxidizing agent, dissolving carbon dioxide produced at this time in pure water through a gas permeable membrane, and then measuring the electrical conductivity of water.
즉, 첨부 도면 중 도 1에 의하면, 먼저 유기물이 포함된 시료수(11)를 산(12)과 함께 유기물 산화장치(13)에 공급하고, 유기물 산화장치(13)에서 수중의 유기물을 산화제를 사용하여 이산화탄소로 전환시킨 후, 생성된 이산화탄소를 분리막 모듈(14)내의 가스투과막(141)을 이용하여 투과막의 다른 쪽에 흐르고 있는 순수에 용해시켜 탄산으로 만들고, 탄산의 해리로 생성된 중탄산 이온의 전기 전도도를 전도도 센서(16)에서 측정하는 방법이 주로 사용되고 있다. That is, according to FIG. 1 of the accompanying drawings, first, the sample water 11 containing the organic substance is supplied to the organic substance oxidizing apparatus 13 together with the acid 12, and the organic substance in water is supplied to the organic substance oxidizing apparatus 13 by the oxidizing agent. After the conversion to carbon dioxide, the produced carbon dioxide is dissolved in pure water flowing to the other side of the permeable membrane using the gas permeable membrane 141 in the membrane module 14 to make carbonic acid, and the bicarbonate ions produced by dissociation of carbonic acid The method of measuring electrical conductivity in the conductivity sensor 16 is mainly used.
도 1에서 미설명 부호 17은 오염된 순수를 정화하기 위한 장치이고, 18은 순수를 재순환시키기 위한 펌프이며, 19는 제 1밸브이고, 20은 제 2밸브이다. In FIG. 1, reference numeral 17 denotes a device for purifying contaminated pure water, 18 denotes a pump for recirculating pure water, 19 denotes a first valve, and 20 denotes a second valve.
이러한 방법에서 이산화탄소가 증가하면 순수 중의 탄산의 농도도 증가하지만, 이 방법은 이산화탄소의 낮은 용해도와 이산화탄소가 물에 용해되어 생긴 탄산의 낮은 해리도로 인하여 검출감도가 낮다. 예컨대, 이산화탄소가 물에 용해되어 생기는 탄산은 약산이어서 중탄산 이온으로의 해리도가 작기 때문에 극히 일부만 중탄산 이온으로 해리되어 전기 전도도에 기여하여, 물 속에 탄산 이온이 높은 농도로 존재해도 낮은 전기 전도도를 나타내므로, 유기물 측정기의 감도가 낮아 미량의 유기물 측정이 어려운 문제가 있다. In this method, the increase of carbon dioxide increases the concentration of carbonic acid in pure water, but this method has low detection sensitivity due to the low solubility of carbon dioxide and the low dissociation of carbonic acid resulting from the dissolution of carbon dioxide in water. For example, carbon dioxide produced by dissolving carbon dioxide in water is a weak acid, so the dissociation into bicarbonate ions is small, so that only a part of the carbonic acid dissociates into bicarbonate ions, contributing to the electrical conductivity. In addition, the sensitivity of the organic material measuring device is low, there is a problem that it is difficult to measure a small amount of organic material.
한편, 대한민국 특허공고 제 1999-211675호의 "가스크로마토그래피를 이용한 수중 유기물오염물 분석방법"에 의하면, 가스크로마토그래피를 시료의 전 처리나 보조 분석기를 사용하지 않고, 수중에 포함된 유기오염물을 가스크로마토그라피의 운전 조작을 잘 설정하여 유기물의 정성 및 정량 분석이 가능함을 소개하고 있다. 대한민국 특허출원 제 2000-32050호의 "마이크로 칩형 이산화탄소 기체센서"는 시료용액 중에 녹아 있는 용존 이산화탄소의 신속한 측정이 가능한 소형 차동식 이산화탄소 센서에 관한 것으로, 중탄산나트륨을 포함하는 비완충 수화겔과 작동전극 및 완충 수화겔, 기준전극 등으로 센서를 구성하여 이산화탄소를 신속 정확하게 측정하는 방법을 개시하고 있다. Meanwhile, according to Korean Patent Publication No. 1999-211675, "Method for Analyzing Organic Substances in Water Using Gas Chromatography", gas chromatography does not use gas chromatography to pre-treat the sample or use an auxiliary analyzer. It introduces the qualitative and quantitative analysis of organic matters by setting up the operation operation of graphi. "Microchip-type carbon dioxide gas sensor" of Korean Patent Application No. 2000-32050 relates to a compact differential carbon dioxide sensor capable of rapidly measuring dissolved carbon dioxide dissolved in a sample solution. A method of quickly and accurately measuring carbon dioxide by constructing a sensor with a reference electrode or the like is disclosed.
또한, 대한민국 공개특허 제 2002-28886호의 "이온농도 측정장치"는 2개 이상의 전극을 갖는 전기 전도도 측정셀을 시료와 차례와 접하도록 직렬로 배치하고, 이 셀로부터의 신호를 처리하는 차전도도계를 이용하여 시료 중의 이온농도를 계산해 내는 이온농도 측정법을 개시하고 있다. 미국특허 제 5,132,094호에는 수중의 총 유기성 탄소와 유기성 및 무기성 탄소의 양을 측정하는 방법을 개시하고 있다. 이 방법은 시료수에 포함된 유기물을 적외선 산화기를 사용하여 이산화탄소로 바꾼 후, 분리막을 이용하여 분리하고, 순수에 용해시켜 전기 전도도를 측정함으로써 유기물의 양을 감지하는 장치에 대해 언급하고 있다. In addition, "Ion Concentration Measurement Device" of Korean Patent Laid-Open Publication No. 2002-28886 arranges an electrical conductivity measuring cell having two or more electrodes in series so as to be in contact with a sample, and then processes a signal from the cell. The ion concentration measuring method which calculates the ion concentration in a sample using the following is disclosed. U. S. Patent No. 5,132, 094 discloses a method for measuring the amount of total organic carbon and organic and inorganic carbon in water. This method refers to a device that detects the amount of organic matter by converting the organic matter contained in the sample water into carbon dioxide using an infrared oxidizer, separating it using a separator, dissolving it in pure water, and measuring electrical conductivity.
그러나, 상기 특허들 중에서 고가의 기자재인 이온크로마토그래피를 복잡한 운전조건으로 설정하여 유기물을 분석하는 방법은 산업현장에 적용하기에 부적절한 방법이고, 그 외의 다른 특허들은 이산화탄소가 용액에 해리되어 생기는 중탄산 이온의 전기 전도도를 직접 측정하는 방법으로 검출감도가 상당히 낮은 문제점이 있다. However, among the above patents, the method of analyzing organic matters by setting ion chromatography, which is an expensive equipment, as a complicated operating condition is an inappropriate method for industrial applications, and other patents disclose bicarbonate ions generated by dissociation of carbon dioxide in a solution. There is a problem that the detection sensitivity is very low as a method of directly measuring the electrical conductivity of.
한편, 이온교환수지는 수중의 이온이나 불순물의 검출기능 향상을 위한 방법 중 하나로 사용되고 있다. 그 예로, 이미 오래 전부터 발전소나 제철소, 화학공장 등의 열교환 설비에서는 계통수 중으로 냉각수가 침투하여 불순물이 유입되는 것을 감시하기 위해 수소형 양이온 교환수지를 사용하고 있다. 냉각수인 해수에는 염소이온〉황산이온〉중탄산 이온의 순으로 음이온이 포함되어 있다. 냉각수로 사용되는 해수가 계통수로 유입되면 양이온 교환수지를 거치면서 냉각수에 포함된 양이온이 수소이온으로 전환되므로 강산인 염산이나 황산을 만든다. 강산인 염산과 황산은 해리도가 커서 거의 해리되어 전기 전도도 향상에 기여하게 된다. 탄산은 해리도가 낮아 전기 전도도에 기여하는 바가 적다. On the other hand, ion exchange resin is used as one of the methods for improving the detection function of ions and impurities in the water. For example, heat exchange facilities such as power plants, steel mills, and chemical plants have long been using hydrogen type cation exchange resins to monitor the inflow of impurities by cooling water in the system water. Cooling water contains anions in the order of chlorine ions> sulfate ions> bicarbonate ions. When the seawater used as cooling water flows into the system water, the cation contained in the cooling water is converted into hydrogen ions through the cation exchange resin, making hydrochloric acid or sulfuric acid, which are strong acids. Strong acids, hydrochloric acid and sulfuric acid, have large dissociation and almost dissociate, contributing to the improvement of electrical conductivity. Carbonic acid has low dissociation and contributes little to electrical conductivity.
다음 표 1에 염산과 황산, 탄산의 해리도를 나타내었다. 탄산이 염산이나 황산에 비해 해리도가 훨씬 낮음을 알 수 있다. 다음 표 2에 수중에 일반적으로 존재하는 음이온의 당량 전기 전도도를 나타내었다. 중탄산이온(HCO3 -)에 비해 염소이온(Cl-)이나 황산이온(SO4 2-)의 당량 전도도가 높다. 따라서 탄산 이온의 해리를 촉진시키고 중탄산이온을 당량 전도도와 해리도가 더 큰 음이온으로 치환시키면 전기 전도도를 높일 수 있음을 예측할 수 있다.Table 1 shows the dissociation degrees of hydrochloric acid, sulfuric acid and carbonic acid. It can be seen that carbonic acid has much lower dissociation degree than hydrochloric acid or sulfuric acid. Table 2 shows the equivalent electrical conductivity of anions generally present in water. Bicarbonate ion (HCO 3 -) (Cl - ) is the equivalent conductivity and the sulfate ion (SO 4 2-) is higher than the chloride ion. Therefore, it can be predicted that the electrical conductivity can be increased by promoting dissociation of carbonate ions and substituting bicarbonate ions for anion having a larger equivalent conductivity and dissociation degree.
표 1. 여러 가지 산의 해리 상수Table 1. Dissociation constants of various acids
표 2. 각종 음이온의 당량 전도도(mhoㆍ㎠ㆍeq-1)@25℃Table 2. Equivalent conductivity of various anions (mho · cm · eq −1 ) @ 25 ℃
본 발명의 목적은 현재 사용 중인 수중 유기물 측정기에 음이온 교환수지 칼럼을 추가함으로써 시료수 중에 포함된 탄산 이온의 해리를 촉진시키고, 중탄산 이온을 당량 전도도와 해리도가 더 큰 음이온으로 치환시켜 전기 전도도를 높임으로써, 유기물이 계통에 유입되는 것을 더 높은 감도로 쉽게 검출할 수 있도록 하는데 있다.즉, 중탄산 이온을 염소이온이나 황산이온으로 치환함으로써 종래 방식에 비해 탄산가스가 해리되는 양을 증가시키고 전기 전도도가 작은 중탄산 이온을 당량 전도도와 해리도가 더 큰 음이온으로 치환하여 높은 전기 전도도를 나타내도록 하는 것이다. An object of the present invention is to promote the dissociation of carbonate ions contained in the sample water by adding an anion exchange resin column to the underwater organic substance measuring instrument currently used, and to increase the electrical conductivity by replacing bicarbonate ions with an anion having a larger equivalent conductivity and dissociation degree. This makes it easier to detect organic matter entering the system with higher sensitivity, that is, by replacing bicarbonate ions with chlorine ions or sulfate ions, increasing the amount of carbon dioxide dissociated compared to the conventional method, and increasing electrical conductivity. Small bicarbonate ions are replaced with anions with higher equivalent conductivity and higher dissociation so as to exhibit high electrical conductivity.
본 발명은 유기물이 포함된 시료수를 산에 의해 이산화탄소가 수용액 중에서 CO2(aq) 형태로 존재하도록 하는 상기 시료수가 유입 및 유출될 수 있는 관을 갖는 유기물 산화장치;The present invention provides an organic material oxidizer having a tube through which sample water containing organic matter is introduced and discharged from the aqueous solution to allow carbon dioxide to exist in an aqueous solution in the form of CO 2 (aq);
상기 유기물 산화장치를 통과한 시료수 중의 이산화탄소를 투과시켜 다른 편에 있는 상기 시료수와 반대로 흐르는 순수에 용해되도록 내부에 분리막을 갖고 상기 시료수를 유입 및 유출하는 관과 상기 순수를 유입 및 유출하는 관을 각각 별도로 갖는 분리막 모듈;A tube having a membrane therein so as to permeate carbon dioxide in the sample water passing through the organic material oxidizing device to be dissolved in the pure water flowing opposite to the sample water on the other side, and the inlet and outlet of the pipe and the pure water flowing in and out of the sample water. Separation membrane module having a separate tube;
상기 분리막 모듈을 경유한 이산화탄소가 용해된 순수로부터 그 속에 해리되어 있는 중탄산 이온을 이용하여 전기 전도도를 측정하며, 상기 순수가 유입되고 유출될 수 있는 관을 갖는 전기 전도도 센서;An electrical conductivity sensor for measuring electrical conductivity by using bicarbonate ions dissociated therefrom from pure water in which carbon dioxide is dissolved through the separator module, and having a tube through which the pure water can flow in and out;
상기 전기 전도도를 측정하는데 사용한 오염되지 않은 순수가 상기 분리막 모듈을 다시 경유하도록 상기 순수를 재순환시키기 위한 펌프; 및 A pump for recycling the pure water such that the uncontaminated pure water used to measure the electrical conductivity is passed back through the separator module; And
필요에 따라 상기 전기 전도도를 측정하는데 사용한 오염된 순수를 정화시키기 위한 순수 정화장치로 이루어져 있는 수중 유기물 측정장치에 있어서, In water organic matter measuring device consisting of a pure water purifier for purifying the contaminated water used to measure the electrical conductivity as needed,
상기 분리막 모듈을 경유한 이산화탄소가 용해된 순수로부터 그 속에 해리된 중탄산 이온을 이용하여 전기 전도도를 측정하기 전에 상기 중탄산 이온을 음이온의 염소이온 또는 황산이온으로 전환시켜 수중에 용해된 탄산가스의 해리를 촉진시킬 수 있는 수단을 상기 분리막 모듈과 상기 전도도 센서 사이에 추가로 설치한 것을 특징으로 한다. Dissociation of carbon dioxide dissolved in water by converting the bicarbonate ions into chlorine ions or sulfate ions of the anion before measuring the electrical conductivity using bicarbonate ions dissociated therefrom from the pure carbon dioxide dissolved through the membrane module It is characterized in that the means for further promoting between the membrane module and the conductivity sensor.
또한, 본 발명은 유기물이 포함된 시료수를 산에 의해 이산화탄소가 수용액 중에서 CO2(aq) 형태로 존재하도록 하는 유기물 산화 단계;In addition, the present invention is an organic material oxidation step of the carbon dioxide is present in the form of CO 2 (aq) in the aqueous solution by the acid containing the sample water containing the organic material;
상기 유기물이 산화된 시료수를 이산화탄소를 선택적으로 통과시키는 분리막을 통해 이산화탄소를 다른 편에 있는 상기 시료수와 반대로 흐르는 순수에 용해시키는 단계;Dissolving the sample water oxidized by the organic material in pure water flowing in reverse to the sample water on the other side through a separator for selectively passing carbon dioxide;
상기 분리막을 경유한 이산화탄소가 용해된 순수로부터 그 속에 해리되어 있는 중탄산 이온을 이용하여 전기 전도도를 측정하는 단계;Measuring electrical conductivity using bicarbonate ions dissociated therein from pure water in which carbon dioxide is dissolved through the separator;
상기 전기 전도도를 측정하는데 사용한 오염되지 않은 순수를 이산화탄소의 용해를 위해 재순환시키는 단계; 및 Recycling uncontaminated pure water used for measuring the electrical conductivity for dissolution of carbon dioxide; And
필요에 따라 상기 전기 전도도를 측정하는데 사용한 오염된 순수를 재사용을 위해 정화시키는 단계로 이루어지는 수중 유기물 측정 방법에 있어서, In the method of measuring the organic matter in water comprising the step of purifying the contaminated pure water used for measuring the electrical conductivity for reuse, if necessary,
상기 분리막을 경유한 이산화탄소가 용해된 순수로부터 그 속에 해리된 중탄산 이온을 이용하여 전기 전도도를 측정하기 전에 상기 중탄산 이온을 음이온의 염소이온 또는 황산이온으로 전환시키는 것에 의해 수중에 용해된 탄산가스의 해리를 촉진시켜 전기 전도도를 높이는 단계를 추가로 실시하는 것을 특징으로 한다. Dissociation of carbon dioxide dissolved in water by converting the bicarbonate ions into chlorine ions or sulfate ions of anions before measuring electrical conductivity using bicarbonate ions dissociated therefrom from pure water dissolved in carbon dioxide through the separator It is characterized in that to further perform the step of increasing the electrical conductivity by promoting.
이와 같은 본 발명을 첨부도면에 의거하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention will be described in more detail based on the accompanying drawings as follows.
첨부 도면 중 도 2는 본 발명에 따른 수중 유기물 측정기의 검출감도를 향상시킬 수 있는 장치의 구조도를 나타낸 것으로, 이 장치를 상세히 설명하면 다음과 같으며, 도 1과 동일 부품에 대해서는 동일 부호를 사용하기로 한다. 유기물이 포함된 시료수(11)를 산(12)과 함께 유기물 산화장치(13)에 공급한다. 산(12)은 pH를 낮추어 이산화탄소가 수용액에서 CO2(aq) 형태로 존재하도록 하는 역할을 한다. 유기물 산화장치(13)를 통과한 시료수는 이산화탄소 기체를 선택적으로 투과시키는 막이 있는 분리막 모듈(14)을 경유하게 된다. 분리막 모듈(14)을 거치면서 시료수 중의 이산화탄소는 분리막(141)의 다른 편에서 시료수와 반대방향으로 흐르는 순수에 용해된다.Figure 2 of the accompanying drawings is a structural diagram of a device that can improve the detection sensitivity of the underwater organic material measuring instrument according to the present invention. Let's do it. The sample water 11 containing the organic substance is supplied to the organic substance oxidizer 13 together with the acid 12. The acid 12 serves to lower the pH so that carbon dioxide is present in the form of CO 2 (aq) in aqueous solution. Sample water passing through the organic material oxidizer 13 is passed through the membrane module 14 having a membrane for selectively permeating carbon dioxide gas. While passing through the membrane module 14, carbon dioxide in the sample water is dissolved in pure water flowing in the opposite direction to the sample water on the other side of the membrane 141.
이산화탄소가 순수에 용해되면 탄산을 생성하고, 탄산의 일부는 다시 중탄산 이온으로 해리된다. 이산화탄소가 용해된 순수를 음이온 교환수지(15)에 통과시켜 중탄산 이온을 음이온의 염소이온 또는 황산이온으로 전환시키고 전도도 센서(16)로 전기 전도도를 측정한다.When carbon dioxide is dissolved in pure water, carbonic acid is produced, and part of the carbonic acid is dissociated again into bicarbonate ions. Pure water in which carbon dioxide is dissolved is passed through an anion exchange resin (15) to convert bicarbonate ions into anion chlorine ions or sulfate ions, and electrical conductivity is measured by the conductivity sensor (16).
순수가 오염되지 않은 상태에서는 제 1밸브(19)는 열려 있고, 제 2밸브(20)는 닫혀 있는 상태로 순수를 펌프(20)로 순환시키면서 유기물 유입을 감시하게 되고 유기물의 유입에 의해 생긴 이산화탄소로 인해 순수가 오염되면 제 1밸브(19)는 닫고 제 2밸브(20)를 열어 오염된 순수를 순수 정화장치(17)를 통과하도록 순환시켜 오염물을 제거한다.In the state where the pure water is not contaminated, the first valve 19 is opened and the second valve 20 is closed, circulating pure water to the pump 20 to monitor the inflow of organic matter and carbon dioxide generated by the inflow of organic matter. When the pure water is contaminated by the first valve 19 is closed and the second valve 20 is opened to circulate the contaminated pure water through the pure water purifier 17 to remove contaminants.
본 발명에서는 검출감도를 향상시킬 목적으로 음이온교환수지로 염소형 음이온교환수지 또는 황산형 음이온교환수지 칼럼을 이용한다. In the present invention, a chlorine type anion exchange resin or a sulfate type anion exchange resin column is used as the anion exchange resin for the purpose of improving detection sensitivity.
본 발명에 의하면, 이산화탄소는 물에 용해된 후 다음 반응식과 같이 탄산(H2CO3)과 중탄산이온(HCO3 -)을 생성하게 된다.According to the present invention, carbon dioxide is dissolved in water to produce carbonic acid (H 2 CO 3 ) and bicarbonate ion (HCO 3 − ) as in the following reaction formula.
CO2(aq) + H2O ⇔ H2CO3 ⇔ H+ + HCO3 - CO 2 (aq) + H 2 O ⇔ H 2 CO 3 ⇔ H + + HCO 3 -
따라서 중탄산 이온을 음이온 교환수지를 이용하여 다른 이온으로 치환하면 반응이 오른쪽으로 진행되므로, 더 많은 양의 탄산을 중탄산 이온으로 전환시킬 수 있다. Therefore, when bicarbonate ions are replaced with other ions using an anion exchange resin, the reaction proceeds to the right, so that more carbonic acid can be converted into bicarbonate ions.
본 발명에서는 염소형 음이온 교환수지 칼럼이나 황산형 음이온 교환수지 칼럼을 사용하여 다음 반응식과 같이 중탄산 이온을 음이온의 염소이온이나 황산이온으로 치환함으로써 탄산의 해리를 촉진시키고 중탄산 이온을 당량 전도도와 해리도가 더 큰 염소이온이나 황산이온으로 치환하여 전기 전도도 증가에 기여하게 된다. In the present invention, by using a chlorine type anion exchange resin column or a sulfuric acid type anion exchange resin column, bicarbonate ions are replaced with anion chlorine ions or sulfate ions to promote dissociation of carbonic acid and equivalent conductivity and dissociation degree Substitution with larger chlorine or sulfate ions contributes to increased electrical conductivity.
R-Cl(염소형 음이온교환수지) + H+ + HCO3 - →R-HCO3 + H+ + Cl- R-Cl (chlorine type anion exchange resin) + H + + HCO 3 - → HCO 3 + R-H + + Cl -
R-SO4(황산형 음이온교환수지) + 2H+ + 2HCO3 - →R-HCO 3 + 2H+ + SO4 2- R-SO 4 (sulfuric acid-type anion exchange resin) + 2H + + 2HCO 3 - → R-HCO 3 + 2H + + SO 4 2-
이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples.
실시예 1Example 1
약 2ppm의 HCO3 -가 포함되어 있는 수용액을 약 10㎖/분의 유속으로 염소형 음이온교환수지 칼럼을 통과시켰다. 염소형 음이온교환수지가 칼럼 통과전의 전기 전도도는 3.53㎲/㎝ 이었으나, 통과 후에는 4.89㎲/㎝로 전기 전도도가 약 38％ 증가하였다.An aqueous solution containing about 2 ppm of HCO 3 − was passed through a chlorine type anion exchange resin column at a flow rate of about 10 ml / min. The electrical conductivity of the chlorine type anion exchange resin before the passage of the column was 3.53 kPa / cm, but the electrical conductivity increased by about 38% to 4.89 kPa / cm after the passage.
실시예 2Example 2
약 2ppm의 HCO3 -가 포함되어 있는 수용액을 약 10㎖/분의 유속으로 황산형 음이온교환수지 칼럼을 통과시켰다. 황산형 음이온교환수지가 칼럼 통과전의 전기 전도도는 3.22㎲/㎝ 이었으나, 통과 후에는 4.60㎲/㎝로 전기 전도도가 약 43％ 증가하였다.An aqueous solution containing about 2 ppm of HCO 3 − was passed through a sulfate type anion exchange resin column at a flow rate of about 10 ml / min. The electrical conductivity of the sulfate type anion exchange resin before the passage of the column was 3.22 kPa / cm, but the electrical conductivity increased by about 43% to 4.60 kPa / cm after the passage.
실시예 3Example 3
순수에 탄산가스를 포화시킨 후 약 10㎖/분의 유속으로 염소형 음이온교환수지 칼럼을 통과시켰다. 염소형 음이온교환수지가 칼럼 통과전의 전기 전도도는 47.42㎲/㎝ 이었으나, 통과 후에는 482㎲/㎝로 전기 전도도가 약 10.2배 증가하였다.After saturating carbon dioxide in pure water, the chlorine-type anion exchange resin column was passed through at a flow rate of about 10 ml / min. The electrical conductivity of the chlorine-type anion exchange resin before the passage of the column was 47.42 dl / cm, but after the passage, the electrical conductivity increased by about 10.2 times to 482 dl / cm.
본 발명은 순수에 유기물이 유입되는 것을 차단하여야 하는 반도체 제조설비나 제약설비와 같은 생산설비에서 유기물이 제품 생산에 사용되는 순수로 유입되는 것을 감시하는 유기물 측정기의 검출감도를 향상시켜 조기에 적절한 대책을 수립하도록 하는 효과가 있다. The present invention improves the detection sensitivity of the organic matter measuring instrument for monitoring the inflow of organic matter into the pure water used for producing the product in a production facility such as a semiconductor manufacturing facility or a pharmaceutical facility that should block the inflow of organic matter to the pure water, and appropriate measures at an early stage. It is effective to establish
본 발명은 현재 사용 중인 수중 유기물 측정기에 음이온 교환수지 칼럼을 추가함으로써 시료수 중에 포함된 탄산 이온의 해리를 촉진시키고, 중탄산 이온을 음이온의 염소이온이나 황산이온으로 치환함으로써 종래 방식에 비해 탄산이 해리되는 양을 증가시키고 전기 전도도가 작은 중탄산 이온을 당량 전도도와 해리도가 더 큰 음이온으로 치환하여 높은 전기 전도도를 나타내도록 하는 효과가 있다. The present invention promotes dissociation of carbonate ions contained in the sample water by adding an anion exchange resin column to an underwater organic substance measuring instrument currently in use, and dissociates carbonic acid ions by chlorine ions or sulfate ions of anions to dissociate carbonic acid as compared to the conventional method. There is an effect of increasing the amount of bicarbonate ions having a low electrical conductivity and replacing the anion having a higher equivalent conductivity and dissociation with an anion having a higher electrical conductivity.
이에 따라 본 발명은 기존의 유기물 검출 장치의 감도에 비해 약 40％ 이상 향상시킬 수 있다. Accordingly, the present invention can be improved by about 40% or more compared with the sensitivity of the conventional organic substance detection apparatus.
도 1은 종래의 수중 유기물 측정기의 구성도이다. 1 is a block diagram of a conventional underwater organic material measuring instrument.
도 2는 본 발명에 따른 수중 유기물 측정기의 구성도이다. 2 is a block diagram of an underwater organic material measuring instrument according to the present invention.
-도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명-Explanation of symbols on main parts of drawing
11 : 시료수, 12 : 산,11: number of samples, 12: acid,
13 : 유기물 산화장치, 14 : 분리막 모듈,13: organic material oxidizer, 14: membrane module,
15 : 음이온교환수지, 16 : 전도도 센서,15: anion exchange resin, 16: conductivity sensor,
17 : 순수 정화장치, 18 : 펌프,17: pure water purifier, 18: pump,
19 : 제 1밸브, 20 : 제 2밸브.19: 1st valve, 20: 2nd valve.
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