본 발명은 나노 멤브레인과 에어로졸화법을 이용하여 급수(feed water) 중의 콜로이드성 나노입자 (현탁된 나노입자 및 용해된 나노입자)의 크기와 수 농도(number concentration)를 실시간으로 측정하는 장치로서, 급수를 한외여과(UF) 및 나노여과(NF)하는 한외여과(UF)/나노여과(NF) 막; 한외여과 및 나노여과된 급수를 공급하는 액체 유입구와 압축된 청정 공기를 공급하는 공기 유입구를 구비하는 분무기 시스템; 분무기 시스템을 통해 에어로졸화된 콜로이드성 입자들을 확산 건조시키는 확산 건조 장치; 확산 건조된 콜로이드성 입자들을 전기 이동도(electrical mobility)에 따라 크기별로 선별/분리하는 미분형 이동도 분석기(DMA); 및 크기별로 분리된 콜로이드성 입자들의 개수를 측정하는 응축 입자 계수기(CPC)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 전술한 장치를 이용하여 급수(feed water) 중의 콜로이드성 나노입자 (현탁된 나노입자 및 용해된 나노입자)의 크기와 수 농도(number concentration)를 실시간으로 측정하는 방법으로서, (a) 한외여과(UF)/나노여과(NF) 막을 통해 여과된 급수와 압축된 청정 공기를 각각 분무기 시스템에 공급하는 단계; (b) 분무기 시스템을 통해 현탁된 나노입자와 용해된 나노입자를 포함하는 액적(droplet)을 일정한 속도로 분무하여 에어로졸화하는 단계; (c) 에어로졸화된 입자들을 확산 건조 장치를 통해 확산 건조시키는 단계; (d) 미분형 이동도 분석기(DMA)를 이용하여, 상기 확산 건조된 콜로이드성 입자들을 전기 이동 도(electrical mobility)에 따라 크기별로 선별/분리하는 단계; 및 (e) 응축 입자 계수기(CPC)를 이용하여, 크기별로 분리된 콜로이드성 입자들의 개수를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 가스 버블(gas bubble)의 영향도 받지 아니하고 동시성 오류도 없으며 계수상의 오류도 없고 입자의 화학적 성분의 영향도 받지 아니한 채, 급수 중에 함유된 콜로이드성 나노입자들의 수 농도와 크기를 실시간으로 정확하게 측정할 수 있다. 또한, 급수 중에 현탁된 나노입자들의 수 농도와 급수 중에 용해된 나노입자들의 수 농도를 분리하여 정확하게 정량함으로써, 예컨대 칼슘, 마그네슘, 탄소 등이 풍부한 콜로이드성 나노입자들에 의한 막[특히, 역삼투(RO) 막] 오염을 예측할 수 있다.
콜로이드성 입자, 현탁 입자, 용해 입자, 수 농도(number concentration), 기하 평균 직경(GMD), 한외여과(UF), 나여과(NF), 에어로졸화(aerosolization), 역삼투(RO)막, 오염 지수.