1 |
1
원수에 자외선과 과산화수소를 공급하여 상기 원수를 산화 처리하는 고도산화 수처리 시스템에 있어서, 상기 수처리 시스템의 고도산화 처리 공정을 제어하기 위한 고도산화 수처리 시스템의 자동제어장치로서,원수 유입부 일측에 설치되어 UV254 흡광도를 포함하는 원수의 수질인자를 측정하는 모니터링 유닛;제거 대상 오염물질에 대한 화학반응 정보와 지표물질에 대한 화학반응 정보를 포함하는 정보가 저장되는 데이터베이스; 상기 지표물질로 로다민 B를 이용하여 OH 라디칼 생성 억제 화학종의 반응성을 고려한 OH 라디칼 생성 억제 반응지수를 측정하기 위한 측정 유닛;상기 원수에 포함된 제거 대상 오염물질에 대한 상기 수처리 시스템의 제거능과, 상기 제거 대상 오염물질의 목표 제거율에 따른 자외선 조사량 및 과산화수소 주입량을 산출하는 산출 유닛; 및 상기 산출 유닛에서 산출된 제거능, 자외선 조사량 및 과산화수소 주입량에 따라 상기 수처리 시스템에서 요구되는 자외선 조사량 및 과산화수소 주입량을 보정 및 제어하는 제어 유닛을 포함하는 고도산화 공정의 자동제어장치
|
2 |
2
제1항에 있어서,상기 제거 대상 오염물질은 2-MIB, 지오즈민, 이부프로펜, 나프록센, 디클로페낙, 설파메톡사졸, 트리메소프림, 카페인, 이오프로마이드, 설파메타진, 1,4- 다이옥산, 또는 비스페놀-a인 것을 특징으로 하는 고도산화 공정의 자동제어장치
|
3 |
3
제1항에 있어서,상기 데이터베이스는,상기 제거 대상 오염물질의 몰 흡광계수, 양자수득율, OH 라디칼과의 반응속도, OH 라디칼과 지표물질의 반응속도에 대한 정보를 저장하는 것을 특징으로 하는 고도산화 공정의 자동제어장치
|
4 |
4
제1항에 있어서,상기 측정 유닛은,하기 화학식 4 내지 6으로부터 OH 라디칼 생성 억제 반응지수를 측정하는 것을 특징으로 하는 고도산화 공정의 자동제어장치:[수학식 4](상기 수학식 4에서,kT는 자외선/과산화수소 반응조건에서 제거되는 로다민 B의 유사일차반응속도상수, kd는 과산화수소를 주입하지 않고 자외선만 조사했을 때 제거되는 로다민 B의 유사일차반응속도상수, kOH/RhB는 OH 라디칼과 로다민 B의 반응속도 상수(M-1sec-1),ORI(OH radical reacting index): OH 라디칼 반응지수(M sec cm2 mJ-1),[OH·]ss: 정상상태에서 OH 라디칼 농도 (M)를 나타낸다)[수학식 5](상기 수학식 5에서,kOH/M는 대상물질(M)과 OH라디칼의 반응속도상수 (M-1sec-1)[OH·]는 OH 라디칼의 농도(M),EH2O2는 과산화수소의 254 nm 몰흡광계수(M-1 cm-1),ΦH2O2는 과산화수소의 254 nm 양자수득율(mol einstein-1),kRhB/OH는 OH 라디칼과 로다민 B의 반응속도상수(M-1sec-1),kH2O2/OH는 OH 라디칼과 과산화수소의 반응속도상수(M-1sec-1),kS/OH는 OH 라디칼과 OH 라디칼 생성 억제 화학종의 반응속도상수 (M-1sec-1)를 나타낸다)[수학식 6](상기 수학식 6에서,는 :OH 라디칼 생성 억제 화학종의 농도(M), m과 b: 상이한 과산화수소 주입량 조건에서 동일한 반복 측정을 통해 과산화수소 주입량 역수와 과산화수소 농도에 따른 ORI 역수의 회귀식으로 얻은 기울기와 절편 값을 나타낸다)
|
5 |
5
제1항에 있어서,상기 산출 유닛은,하기 수학식 7로부터 제거 대상 오염물질에 대한 수처리 시스템의 제거능을 산출하는 것을 특징으로 하는 고도산화 공정의 자동제어장치:[수학식 7](상기 수학식 7에서,[S]i는 OH 라디칼 생성 억제 화학종의 농도(M),[RhB]는 로다민 B의 농도(M),[H2O2]는 과산화수소의 농도(M)을 나타낸다)
|
6 |
6
제1항에 있어서,상기 산출 유닛은,하기 수학식 8로부터 자외선 조사량 및 과산화수소 주입량을 계산하는 것을 특징으로 하는 고도산화 공정의 자동제어장치:[수학식 8]I0는 입사 자외선 강도(mW/cm-2),t는 반응시간(sec),[M]0은 대상물질의 초기 농도(M),[M]t는 자외선 조사 후 대상물질의 농도(M)를 나타낸다)
|
7 |
7
제1항에 있어서,상기 측정 유닛은,시료수를 수용하여 저장하는 시료수 저장조;과산화수소를 수용하여 저장하는 과산화수소 저장조;지표물질인 로다민 B를 수용하여 저장하는 지표물질 저장조;시료수에 대한 반응이 수행되는 자외선 반응기;상기 자외선 반응기와 시료수 저장조, 과산화수소 저장조, 지료물질 저장조를 각각 연결하는 배관; 상기 반응기에 자외선을 공급하는 자외선 램프; 할로겐 광원소스 공급장치 및상기 시료수의 투과도 또는 흡광도를 측정하는 분광 광도계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고도산화 공정의 자동제어장치
|
8 |
8
제7항에 있어서,상기 측정 유닛은,과산화수소를 주입하지 않은 상태에서 자외선 램프를 가동하여 분광광도계를 이용하여 kd 를 측정하고, 이후 과산화수소를 주입하여 분광광도계를 이용하여 kT를 측정하는데, 이때 과산화수소 주입농도를 3단계 이상으로 나누어 kT를 측정하여 OH 라디칼반응지수를 측정하는 것을 측정하는 것을 특징으로 하는 고도산화 공정의 자동제어장치
|
9 |
9
원수에 자외선과 과산화수소를 공급하여 상기 원수를 산화 처리하는 고도산화 수처리 시스템의 고도산화 공정을 제어하는 방법에 있어서, UV254 흡광도를 포함하는 원수의 수질인자를 모니터링하여 제거 대상 오염물질을 선정하는 단계와, 지표물질로 로다민 B를 이용하여 OH 라디칼 생성 억제 화학종의 반응성을 고려한 OH 라디칼 생성 억제 반응지수를 측정하는 단계와, 상기 선정된 제거 대상 오염물질과 상기 측정된 OH 라디칼 생성 억제 반응지수를 고려하여 상기 수처리 시스템에서 요구되는 자외선 조사량 및 과산화수소 주입량을 산출하고, 상기 제거 대상 오염물질에 대한 상기 수처리 시스템의 제거능을 산출하는 단계와, 제거 대상 오염물질의 목표 제거능에 따라 자외선 조사량 및 과산화수소 주입량을 계산하고, 상기 산출된 자외선 조사량 및 과산화수소 주입량과 비교하여 상기 수처리 시스템의 자외선 조사량 및 과산화수소 주입량을 보정하는 단계를 포함하는 고도산화 공정의 자동제어방법
|
10 |
10
제9항에 있어서, 상기 제거 대상 오염물질은 2-MIB, 지오즈민, 이부프로펜, 나프록센, 디클로페낙, 설파메톡사졸, 트리메소프림, 카페인, 이오프로마이드, 설파메타진, 1,4- 다이옥산, 또는 비스페놀-a인 것을 특징으로 하는 고도산화 공정의 자동제어방법
|
11 |
11
제9항에 있어서,상기 OH 라디칼 생성 억제 반응지수는 하기 화학식 4 내지 6으로부터 측정하는 것을 특징으로 하는 고도산화 공정의 자동제어방법:[수학식 4](상기 수학식 4에서,kT는 자외선/과산화수소 반응조건에서 제거되는 로다민 B의 유사일차반응속도상수, kd는 과산화수소를 주입하지 않고 자외선만 조사했을 때 제거되는 로다민 B의 유사일차반응속도상수, kOH/RhB는 OH 라디칼과 로다민 B의 반응속도 상수(M-1sec-1),ORI(OH radical reacting index): OH 라디칼 반응지수(M sec cm2 mJ-1),[OH·]ss: 정상상태에서 OH 라디칼 농도 (M)를 나타낸다)[수학식 5](상기 수학식 5에서,kOH/M는 대상물질(M)과 OH라디칼의 반응속도상수 (M-1sec-1)[OH·]는 OH 라디칼의 농도(M),EH2O2는 과산화수소의 254 nm 몰흡광계수(M-1 cm-1),ΦH2O2는 과산화수소의 254 nm 양자수득율(mol einstein-1),kRhB/OH는 OH 라디칼과 로다민 B의 반응속도상수(M-1sec-1),kH2O2/OH는 OH 라디칼과 과산화수소의 반응속도상수(M-1sec-1),kS/OH는 OH 라디칼과 OH 라디칼 생성 억제 화학종의 반응속도상수 (M-1sec-1)를 나타낸다)[수학식 6](상기 수학식 6에서,는 :OH 라디칼 생성 억제 화학종의 농도(M), m과 b: 상이한 과산화수소 주입량 조건에서 동일한 반복 측정을 통해 과산화수소 주입량 역수와 ORI 역수의 회귀식으로 얻은 기울기와 절편 값을 나타낸다)
|
12 |
12
제9항에 있어서, 상기 수처리 시스템의 제거능은 하기 수학식 7로부터 산출하는 것을 특징으로 하는 고도산화 공정의 자동제어방법:[수학식 7](상기 수학식 7에서,[S]i는 OH 라디칼 생성 억제 화학종의 농도(M),[RhB]는 로다민 B의 농도(M),[H2O2]는 과산화수소의 농도(M)을 나타낸다)
|
13 |
13
제9항에 있어서,상기 자외선 조사량 및 과산화수소 주입량은 하기 수학식 8로부터 계산하는 것을 특징으로 하는 고도산화 공정의 자동제어방법:[수학식 8]I0는 입사 자외선 강도(mW/cm-2),t는 반응시간(sec),[M]0은 대상물질의 초기 농도(M)[M]t는 자외선 조사 후 대상물질의 농도(M)를 나타낸다)
|