KR100483601B1 - 디엔알 반응조의 중앙관제시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 슬러지 탈질조를 이용하여 저농도 하수의 영양소를 제거하는 디엔알(DNR ; Daewoo Nutrients Removal)공법에 관한 것으로, 특히 침사지 및 유량 조정조에서 보내어진 하수를 디엔알 공법에 의해 정수하는 디엔알 반응조의 중앙관제시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 디엔알 반응조의 중앙관제시스템 및 방법은 디엔알 반응조를 구성하는 각 공정설비마다 설치된 센서들로부터 디엔알 반응조의 각 공정 수행상태에 대한 검출데이터와 각 공정설비의 가동상태에 대한 검출신호를 수신하여, 상기 검출데이터로부터 디엔알 반응조의 각 공정 수행상태를 모니터링하고, 상기 검출신호로부터 디엔알 반응조의 각 공정설비의 가동상태를 모니터링하여, 관리자 화면을 통하여 디엔알 반응조 각 공정의 수행상태와 각 공정설비의 가동상태를 표시하며, 모니터링 결과에 따라 디엔알 반응조 각 공정설비들의 가동상태를 제어하여 디엔알 반응조 각 공정의 수행상태를 원격지의 중앙관제센터에서 최적의 조건으로 관제할 수 있는 디엔알 반응조의 중앙관제시스템 및 방법을 제공한다.
Description
본 발명은 슬러지 탈질조를 이용하여 저농도 하수의 영양소를 제거하는 디엔알(DNR ; Daewoo Nutrients Removal)공법에 관한 것으로, 특히 침사지 및 유량조정조에서 보내어진 하수를 디엔알 공법에 의해 정수하는 디엔알 반응조의 중앙관제시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 디엔알 반응조의 중앙관제시스템 및 방법은 디엔알 반응조를 구성하는 각 공정설비마다 설치된 센서들로부터 디엔알 반응조 각 공정의 수행상태에 대한 검출데이터와 각 공정설비의 가동상태에 대한 검출신호를 수신하여, 상기 검출데이터로부터 디엔알 반응조의 각 공정의 수행상태를 모니터링하고, 상기 검출신호로부터 디엔알 반응조의 각 공정설비의 가동상태를 모니터링하여, 관리자화면을 통하여 디엔알 반응조 각 공정의 수행상태와 각 공정설비의 가동상태를 표시하며, 모니터링 결과에 따라 디엔알 반응조 각 공정설비들의 가동상태를 제어하여 디엔알 반응조 각 공정의 수행상태를 원격지의 중앙관제센터에서 최적의 조건으로 관제할 수 있는 디엔알 반응조의 중앙관제시스템 및 방법을 제공한다.
디엔알(DNR; Daewoo Nutrients Removal)공법은 질소 및 인 처리의 원리를 이용한 것으로서, 슬러지(Sludge) 탈질조, 혐기조, 무산소조 및 포기조의 4개 공정으로 구성된다.
상기 슬러지 탈질조에서는 반송슬러지내의 질산성 질소를 제거하고, 상기 혐기조에서는 미생물의 인을 방출하며, 상기 포기조에서는 상기 혐기조에서 방출된 인을 흡수하여 제거하고, 상기 무산소조는 상기 포기조에서 질산화된 혼합액을 받아 탈질소화 시킨 후, 질소가스로 만들어 제거한다.
상기 디엔알 반응조의 각 공정설비에서 이루어지는 각 공정은 다음과 같다.
1) 슬러지 탈질조 공정
슬러지 탈질조는 반송슬러지 내의 질산성질소로 인하여 혐기조에서 인 방출이 방해받는 것을 방지하기 위한 시설로서, 내생탈질에 의하여 질산성질소를 제거한다. 슬러지 탈질조의 유입하수량을 기준으로 20-30분의 체류시간동안 0.01-0.08mgNO3/mgMa/d 의 내생탈질계수와 6,000-10,000mg/l의 미생물농도를 유지하여 해당 공정을 수행한다.
2) 혐기조 공정
혐기조 공정은 인을 생물학적으로 제거하기 위하여 혐기조건을 형성하여 인을 방출시킴으로써 포기조에서 미생물의 성장에 필요한 양 이상으로 과잉섭취케 하여 제거시키기 위한 시설이다. 혐기조는 유입 유기물 농도를 체크하여 농도가 낮을수록 체류시간을 짧게 설계하는데, 평균 1.0-1.5시간의 체류시간을 갖도록 한다. 또한, 혐기조는 운전 ORP(Oxidation-Reduction Potential, 산화-환원 전위)는 -350에서 -150mV가 되도록 하고, 인방출시 소모되는 COD(Chemical Oxygen Demand, 화학적 산소요구량)는 3gRBD COD/g Prel를 유지하도록 한다.
3) 무산소조 공정
무산소조는 질소를 생물학적으로 제거하기 위하여 무산소조건을 형성하여 포기조에서 질산화된 질산성질소를 탈질시켜 질소 가스로 제거하는 시설이다. 무산소조는 1.0-2.0시간의 체류시간동안 운전 ORP -200-0mV내에서 100-200%의 내부반송율을 갖도록 한다.
4) 포기조
암모니아성 질소를 질산화시켜 무산소조로 내부반송하고, 미제거된 유기물을 산화시켜 제거하며, 혐기조에서 방출된 인을 과잉섭취하여 제거한다. 포기조는 3.0-4.0시간의 체류시간동안 운전 DO(Dissolved Oxygen, 용존산소)량을 1.0-3.0mg/l로 유지하면서 MLSS(Mixed Liquor Suspended, 혼합액현탁고형물)농도를 2,000-3,000mg/l로 유지한다.
이러한 상기 디엔알 공법의 특징은 화학약품의 첨가가 없는 순수 생물학적 처리방법으로서 시설비 및 운전유지비가 적게들며, 표준 활성슬러지법의 운전기법을 크게 변형치 않아 기존 운전기술로 충분히 유시할 수 있다. 특히, 국내 하수 성상에 적합하여 국내 저농도 하수에 즉시 적용이 가능함으로써 BOD(Biochemical Oxygen Demand, 생화학적 산소요구량)의 90%, TN(Total Nitrogen, 총질소)의 75% 및 TP(Total Phosphorus, 총인)의 85%를 제거로 처리효율이 매우 우수하다.
또한, 디엔알 공법에 의한 반송슬러지 처리 공정은 단일 내부순환시설로 시설이 보다 간편하여 유지관리가 용이하며, 반송슬러지를 통한 슬러지의 연속적 공급으로 안정적인 질소, 인 미생물을 확보할 수 있고, 반송슬러지 내 질산성 질소를 슬러지 탈질조에서 내생탈질하여 다음 혐기조에서 발생할 수 있는 질산성 질소로 인한 인 방출 저해 현상을 제거하게 된다.
이러한, 디엔알 반응조의 각 공정설비에는 각 공정에 적합한 각각의 운전기준이 설정되어 있으며, 상기 운전기준에 맞춰 효율적인 공정이 수행되기 위해서는, 계속적으로 각 공정의 가동상태와 각 공정설비의 운전상태의 감시 및 이상유무의 확인 등이 이루어져야 한다.
그러나, 각 공정이 유기적으로 관계되어 있으면서도 각 공정설비가 전 디엔알 반응조에 걸쳐 순환시설로 구성되어 있기 때문에, 디엔알 반응조의 통합적인 관제가 곤란한 문제점이 있으며, 디엔알 반응조에 이상 발생시, 이상이 발생한 공정설비는 무엇이고, 어떠한 이상이 발생하였는지 파악하기에 매우 곤란한 문제점이 있다.
특히, 전체적인 공정에 이상발생 시, 이를 즉시 검출하고, 이상발생에 대응하여 이상이 발생한 공정설비를 제어하여 정상적인 운전상태를 빠른 시간내에 회복할 수 있도록 할 수 없는 문제점이 있었다.
따라서, 상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 디엔알 반응조의 가동상태 및 운전상태를 전체적으로 통합하여 관리 및 제어할 수 있는 디엔알 반응조의 중앙관제시스템 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 디엔알 반응조에 이상 발생 시, 이를 즉시 검출하고 이상발생에 대응하여 이상이 발생한 공정설비를 제어하여 정상적인 운전상태를 빠른 시간 내에 회복할 수 있도록 하는 디엔알 반응조의 중앙관제시스템 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 디엔알 반응조를 원격지의 중앙관제센터에서 모니터링하고 관리 및 제어할 수 있는 디엔알 반응조의 중앙관제시스템 및 방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 슬러지 탈질조를 이용하여 저농도 하수의 영양소를 제거하는 디엔알 공법에 의해 침사지 및 유량조정조에서 보내어진 하수를 정수하는 슬러지 탈질조, 혐기조, 무산소조 및 포기조를 적어도 구비하는 디엔알 반응조의 중앙관제시스템에 있어서,
상기 슬러지 탈질조, 혐기조, 무산소조 및 포기조의 상태를 체크 및 검출하는 공정설비센서;
반송슬러지를 상기 슬러지 탈질조로 반송하는 반송슬러지 펌프를 구동하는 반송슬러지 펌프 구동부;
상기 슬러지 탈질조의 슬러지를 교반하는 탈질조 교반기를 구동하는 탈질조 교반기 구동부;
상기 혐기조의 유기물을 혐기조 교반기를 구동하는 혐기조 교반기 구동부;
상기 무산소조의 혼합액을 무산소조 교반기를 구동하는 무산소조 교반기 구동부;
상기 포기조의 혼합액을 상기 무산소조로 내부반송하는 내부순환펌프를 구동하는 내부순환펌프 구동부;
상기 포기조에 공기를 공급하는 포기용 송풍기를 구동하는 포기용 송풍기 구동부;
상기 포기용 송풍기로부터 상기 포기조에 공급되는 공기의 양을 체크하고 이를 조절하는 공기조절밸브;
상기 디엔알 반응조의 각 센서들로부터 출력되는 데이터들을 수신하는 데이터 수신부;
상기 데이터 수신부에서 인가되는 상기 디엔알 반응조 각 공정의 상태 데이터와 각 교반기 구동부 및 각 펌프 구동부들로부터의 신호를 수신하여 각 공정설비의 상태를 모니터링하고, 이상발생 유무를 판단하여 각 공정에 적합한 운전기준을 유지하도록 상기 각 공정설비를 제어하는 제어부;
상기 제어부로부터 모니터링된 각 공정설비의 상태와 이상발생관련 정보를 포함하는 관리자 화면을 출력하는 표시부;
상기 표시부에 출력되는 관리자 화면을 통하여 제어를 위한 키 및 데이터를 입력하는 키입력부; 및
상기 디엔알 반응조의 중앙관제를 위한 프로그램을 저장하며, 상기 디엔알 반응조 각 공정의 운전기준 데이터, 각 센서들로부터 검출된 상태 데이터, 각 교반기 구동부 및 각 펌프 구동부들의 운전상태 신호, 상기 제어부로부터 모니터링된 각 공정설비의 상태와 이상발생관련 정보, 상기 제어부에 의한 이상발생 유무를 판단 및 그에 따른 각 공정설비에 대한 제어처리관련 정보 등을 저장하는 메모리부;로 구성됨을 특징으로 하는 디엔알 반응조의 중앙관제시스템을 제공한다.
이때, 상기 슬러지 탈질조, 혐기조, 무산소조 및 포기조의 상태를 체크 및 검출하는 공정설비센서는 반송슬러지 펌프에 의하여 공급받은 반송슬러지 내의 질산성질소를 내생탈질에 의해 제거하는 슬러지 탈질조의 반송슬러지 체류시간을 체크하고, 상기 내생탈질계수 및 미생물농도를 주기적으로 검출하여 데이터를 출력하는 탈질조 센서;
혐기조건을 형성하고, 상기 슬러지 탈질조로부터 유입된 유기물로부터 인을 방출시키는 혐기조의 상기 유기물이 체류시간을 체크하고, 상기 유기물의 산화-환원전위 및 상기 인 방출시 소모되는 화학적 산소 요구량에 따른 용존산소량을 주기적으로 검출하여 데이터를 출력하는 혐기조 센서;
상기 혐기조로부터 방출된 인을 흡수하여 제거하고, 미 제거된 유기물을 산화시키며, 암모니아성 질소를 질산화시키는 포기조의 혼합액의 체류시간을 체크하고, 상기 혼합액의 용존산소량 및 현탁고형물 농도를 주기적으로 검출하여 데이터를 출력하는 포기조 센서; 및
무산소조건을 형성하고, 상기 포기조로부터 반송되는 질산성 질소를 탈질시켜 질소가스로 제거하는 무산소조의 혼합액의 체류시간을 체크하고, 상기 혼합액의 산화-환원전위 및 내부반송율을 주기적으로 검출하여 데이터를 출력하는 무산소조 센서;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 공정설비센서 및 이와 통신하는 상기 데이터 수신부는 유선 및 무선으로 데이터 통신을 수행함을 특징으로 한다.
또한, 상기 표시부는 상기 공정의 수행상태의 추이를 지속적으로 기록하여 그래프로 표시하는 트랜드창을 더 출력함을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 슬러지 탈질조를 이용하여 저농도 하수의 영양소를 제거하는 디엔알 공법에 의해 침사지 및 유량조정조에서 보내어진 하수를 정수하는 공정설비로 슬러지 탈질조, 혐기조, 무산소조, 포기조를 포함하여 구성되는 디엔알 반응조, 상기 디엔알 반응조의 각 공정설비의 상태를 체크 및 검출하는 공정설비센서, 상기 각 공정설비로 구동전력 및 제어전원을 공급하는 현장 제어배전반 및 상기 공정설비센서로부터 데이터를 수신하고, 상기 현쟁 제어배전반을 통하여 상기 공정설비를 제어하는 중앙관제센터로 이루어지는 디엔알 반응조의 중앙관제방법에 있어서,
상기 공정설비에 전력 및 조작신호를 인가하는 현장 제어배전반에 전원이 공급되는지를 판단하는 단계;
상기 현장 제어배전반에 전원이 인가되면 상기 현장 제어배전반에서 인가되는 전원에 따라 상기 공정설비의 가동상태를 표시하는 단계;
상기 현장 제어배전반의 설정모드가 원격모드인지 로컬모드인지를 판단하고, 원격모드이면 상기 현장 제어배전반에서 설정된 상기 공정설비의 제어모드가 무엇인지 판단하는 단계;
상기 현장 제어배전반의 공정설비 제어모드가 자동/원격모드인지 수동모드인지를 판단하고, 자동/원격모드이면 해당 공정설비에서 설정된 운전모드가 무엇인지 판단하는 단계;
상기 해당 공정설비에서 설정된 운전모드가 자동모드인지 수동모드인지를 판단하고, 자동모드이면 해당 공정설비를 원격으로 관제하기 위한 제어모드를 선택하는 단계;
상기 해당 공정설비를 원격으로 관제하기 위해 자동제어모드를 선택하면 기 설정된 운전기준에 따라 해당 공정을 자동수행하는 단계;
상기 해당 공정의 자동수행상태 및 관련 공정설비의 가동상태를 표시하는 단계; 및
상기 공정설비센서로부터 수신한 데이터를 모니터링하고, 상기 운전기준과 비교/분석하여 이상발생을 판단하면 관리자 화면을 통하여 상기 이상발생을 표시 및 경보하고, 해당 공정설비를 자동제어하는 단계;로 이루어짐을 특징으로 하는 디엔알 반응조의 중앙관제방법을 제공한다.
이때, 상기 해당 공정설비를 원격으로 관제하기 위해 수동제어모드를 선택하면,
해당 공정설비의 현재 가동상태를 표시하는 단계;
상기 해당 공정설비의 운전기준을 설정하는 단계;
상기 설정된 운전기준에 따른 해당 공정 수행상태 및 관련 공정설비 가동상태를 표시하는 단계; 및
상기 공정설비센서로부터 수신한 데이터를 모니터링하고, 상기 운전기준과 비교/분석하여 이상발생을 판단하면 관리자 화면을 통하여 상기 이상발생을 표시 및 경보하고, 관리자의 조작에 따라 해당 공정설비를 제어하는 단계;로 이루어짐을 특징으로 한다.
또한, 상기 현장 제어배전반에 전원이 공급되지 않으면 상기 현장 제어배전반의 전원오프 상태를 관리자화면에 표시하고 이를 경보하는 단계;를 더 구비함을 특징으로 한다.
또한, 상기 현장 제어배전반의 설정모드가 로컬모드이거나, 상기 현장 제어배전반의 공정설비 제어모드가 수동모드이거나, 상기 해당 공정설비에서 설정된 운전모드가 수동모드이면 관리자 화면을 통한 관리자 조작에 따른 해당 공정 수행상태를 표시하는 단계;를 더 구비함을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 디엔알 반응조의 전체 공정설비가 나타나 있는 메인화면을 보인 중앙관제시스템의 관리자 화면으로서, 도시된 바와 같이 침사지 및 유량조정조에서 보내어진 하수를 정수하기 위해 슬러지 탈질조, 혐기조, 무산소조 및 포기조로 구성되는 디엔알 반응조의 각 공정 및 각 공정설비를 하나의 화면으로 모니터링 및 제어할 수 있다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 디엔알 반응조의 전체 공정설비 블록구성도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 디엔알 반응조의 중앙관제시스템 블록구성도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 디엔알 반응조의 중앙관제시스템의 공정설비센서, 중앙관제센터 및 공정설비 간에 수행되는 제어신호 및 데이터 흐름도이다.
이하, 도 2 및 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 디엔알 반응조의 중앙관제시스템의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 디엔알 반응조의 중앙관제시스템(100)은 상기 슬러지 탈질조(110), 혐기조(120), 무산소조(130) 및 포기조(140)의 상태를 체크 및 검출하는 공정설비센서로서 탈질조 센서(112), 혐기조 센서(122), 무산소조 센서(132) 및 포기조 센서(142)를 각 공정설비에 각각 구비한다.
상기 공정설비센서는 도 3의 데이터수신부(40)와 유/무선 통신을 수행하여 해당 공정설비에서 검출한 데이터들을 전송한다. 이를 더욱 구체적으로 도 4를 참조하여 설명하면, 상기 탈질조 센서(112)는 반송슬러지 펌프(150)에 의하여 공급받은 반송슬러지 내의 질산성질소를 내생탈질에 의해 제거하는 슬러지 탈질조(110)의 반송슬러지 체류시간을 체크하고, 상기 내생탈질계수 및 미생물농도를 주기적으로 검출하여 데이터를 출력한다.
상기 혐기조 센서(122)는 혐기조건을 형성하고, 상기 슬러지 탈질조(110)로부터 유입된 유기물로부터 인을 방출시키는 혐기조(120)의 상기 유기물이 체류시간을 체크하고, 상기 유기물의 산화-환원전위 및 상기 인 방출시 소모되는 화학적 산소 요구량에 따른 용존산소량을 주기적으로 검출하여 데이터를 출력한다.
상기 무산소조 센서(132)는 무산소조건을 형성하고, 상기 포기조(140)로부터 반송되는 질산성 질소를 탈질시켜 질소가스로 제거하는 무산소조(130)의 혼합액의 체류시간을 체크하고, 상기 혼합액의 산화-환원전위 및 내부반송율을 주기적으로 검출하여 데이터를 출력한다.
상기 포기조 센서(142)는 상기 혐기조(120)로부터 방출된 인을 흡수하여 제거하고, 미 제거된 유기물을 산화시키며, 암모니아성 질소를 질산화시키는 포기조(140)의 혼합액의 체류시간을 체크하고, 상기 혼합액의 용존산소량 및 현탁고형물 농도를 주기적으로 검출하여 데이터를 출력한다.
한편, 본 발명에 따른 디엔알 반응조의 중앙관제시스템(100)은 디엔알 반응조 각각의 공정에 구비되는 탈질조 교반기(114), 혐기조 교반기(124), 무산소조 교반기(134) 및 내부순환펌프(144)와 반송슬러지 펌프(150), 그리고 포기용 송풍기(146)와 공기조절밸브로부터의 신호를 검출하여 가동상태를 모니터링하고 제어하는 각각의 구동부를 구비한다.
상기 구동부는 반송슬러지를 상기 슬러지 탈질조(110)로 반송하는 반송슬러지 펌프(150)를 구동하는 반송슬러지 펌프 구동부(151), 상기 슬러지 탈질조(150)의 슬러지를 교반하는 탈질조 교반기(114)를 구동하는 탈질조 교반기 구동부(111), 상기 혐기조(120)의 유기물을 혐기조 교반기(124)를 구동하는 혐기조 교반기 구동부(121), 상기 무산소조(130)의 혼합액을 무산소조 교반기(134)를 구동하는 무산소조 교반기 구동부(131), 상기 포기조(140)의 혼합액을 상기 무산소조(10)로 내부반송하는 내부순환펌프(144)를 구동하는 내부순환펌프 구동부(141), 상기 포기조(140)에 공기를 공급하는 포기용 송풍기(146)를 구동하는 포기용 송풍기 구동부(143)를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 포기용 송풍기(146)로부터 상기 포기조(140)에 공급되는 공기의 양을 체크하고 이를 조절하는 공기조절밸브(148)를 구비한다.
또한, 본 발명에 따른 디엔알 반응조의 중앙관제시스템(100)은 상기 디엔알 반응조의 각 센서들로부터 출력되는 데이터들을 수신하는 데이터 수신부(40), 상기 데이터 수신부(40)에서 인가되는 상기 디엔알 반응조 각 공정의 상태 데이터와 각 교반기 구동부 및 각 펌프 구동부들로부터의 신호를 수신하여 각 공정설비의 상태를 모니터링하고, 이상발생 유무를 판단하여 각 공정에 적합한 운전기준을 유지하도록 상기 각 공정설비를 제어하는 제어부(10), 상기 제어부(10)로부터 모니터링된 각 공정설비의 상태와 이상발생관련 정보를 포함하는 관리자 화면을 출력하는 표시부(50), 상기 표시부(50)에 출력되는 관리자 화면을 통하여 제어를 위한 키 및 데이터를 입력하는 키입력부(30) 및 상기 디엔알 반응조의 중앙관제를 위한 프로그램을 저장하며, 상기 디엔알 반응조 각 공정의 운전기준 데이터, 각 센서들로부터 검출된 상태 데이터, 각 교반기 구동부 및 각 펌프 구동부들의 가동상태 신호, 상기 제어부로부터 모니터링된 각 공정설비의 상태와 이상발생관련 정보, 상기 제어부에 의한 이상발생 유무를 판단 및 그에 따른 각 공정설비에 대한 제어처리관련 정보 등을 저장하는 메모리부(20)로 구성된다.
본 발명에 따른 관리자는 원격지의 중앙관제센터에서 상기 관리자 화면을 통하여 디엔알 반응조의 공정 수행상태와 공정설비 가동상태를 확인하고 필요에 따라 운전기준을 수동으로 조정하거나 공정설비의 구동을 정지 및 재 가동하여 공정이 적절한 조건하에서 효율적으로 운용되도록 제어가 가능하다. 상기 관리자 화면은 공정 수행상태 및 공정설비 가동상태 확인창 및 상기 공정의 수행상태의 추이를 지속적으로 그래프로 확인할 수 있는 트랜드(Trend)창을 제공하고, 자동 및 수동모드 선택 및 기기 원격 구동/정지 선택과 각종 표시창을 출력하는 선택버튼을 제공한다.
상기 메모리부(20)는 본 발명에 따른 디엔알 반응조의 중앙관제시스템을 구동하기 위한 디엔알 반응조 중앙관제 프로그램과 관련 데이터 및 정보들을 저장하고, 제어부(10)와 연동하여 입출력을 수행한다.
본 발명이 적용되는 디엔알 반응조는 도 4에 도시된 바와 같이, 슬러지 탈질조(110), 혐기조(120), 무산소조(130) 및 포기조(140)에 구비되는 각종 공정설비센서로부터 디엔알 반응조의 각 공정 수행상태에 대한 검출데이터와 각 공정설비의 가동상태에 대한 검출신호를 수신하여, 상기 검출데이터로부터 디엔알 반응조의 각 공정 수행상태를 모니터링하고, 모니터링 결과에 따라 디엔알 반응조 각 공정설비들의 각 구동부를 제어함으로써, 가동상태를 제어하여 디엔알 반응조 각 공정의 수행상태를 원격지의 중앙관제센터에서 최적의 조건으로 관제하게 된다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 디엔알 반응조의 중앙관제시스템의 제어부 및 메모리부 간에 수행되는 제어 및 데이터 입출력 계층도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디엔알 반응조의 중앙관제방법에 따른 제어흐름도이다.
이하, 도 2, 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 디엔알 반응조의 중앙관제방법을 상세히 설명한다.
우선, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 디엔알 반응조의 중앙관제방법은 상기 메모리부(20)에 저장되어 있는 디엔알 반응조의 중앙관제 프로그램(21)을 구동하여, 각 공정에 대응하는 운전기준 데이터(22)를 설정하고, 디엔알 반응조 각 공정의 수행상태 및 각 공정설비의 가동상태를 나타내는 데이터(23, 24)를 감시/검출하여 이를 상기 각 공정의 운전기준과 비교/분석하여 디엔알 반응조의 모니터링 정보(25)를 산출한다. 그리고 상기 모니터링 정보로부터 디엔알 반응조의 이상발생(관련정보 26)을 판단하고 이에 따른 디엔알 반응조 장애처리(관련 정보 27)를 위한 제어를 수행한다.
상기 설정 및 검출되고 산출되는 데이터 및 정보는 상기 제어부(10)의 제어 하에 상기 메모리부(20)와 연동하여 입/출력된다.
본 발명은 디엔알 공법에 의해 침사지 및 유량조정조에서 보내어진 하수를 정수하는 공정설비로 슬러지 탈질조, 혐기조, 무산소조, 포기조를 포함하여 구성되는 디엔알 반응조, 상기 디엔알 반응조의 각 공정설비의 상태를 체크 및 검출하는 공정설비센서, 상기 각 공정설비로 구동전력 및 제어전원을 공급하는 현장 제어배전반 및 상기 공정설비센서로부터 데이터를 수신하고, 상기 현쟁 제어배전반을 통하여 상기 공정설비를 제어하는 중앙관제센터로 이루어지는 디엔알 반응조의 중앙관제방법에 있어서, 도 6에 도시된 바와 같이 제어부(10)는 201단계에서 상기 공정설비에 전력 및 조작신호를 인가하는 현장 제어배전반에 전원이 공급되는지를 판단한다.
이어, 203단계에서 상기 현장 제어배전반에 전원이 인가되면 상기 현장 제어배전반에서 인가되는 전원에 따라 상기 공정설비의 가동상태를 표시한다. 또한, 상기 현장 제어배전반에 전원이 공급되지 않으면 202단계에서 상기 현장 제어배전반의 전원오프 상태를 관리자화면에 표시하고 이를 경보하는 한다.
상기 제어부(10)는 205단계에서 상기 현장 제어배전반의 설정모드가 원격모드인지 로컬모드인지를 판단하고, 원격모드이면 207단계로 진행하여 상기 현장 제어배전반에서 설정된 상기 공정설비의 제어모드가 무엇인지 판단한다.
상기 제어부(10)는 상기 207단계의 판단에서 상기 현장 제어배전반의 공정설비 제어모드가 자동/원격모드인지 수동모드인지를 판단하여, 자동/원격모드이면 209단계로 진행하여 해당 공정설비에서 설정된 운전모드가 무엇인지 판단한다.
상기 제어부(10)는 상기 209단계의 판단에서 상기 해당 공정설비에서 설정된 운전모드가 자동모드인지 수동모드인지를 판단하고, 자동모드이면 211단계로 진행하여 해당 공정설비를 원격으로 관제하기 위한 제어모드를 선택한다.
상기 제어부(10)는 상기 211단계의 판단에서 해당 공정설비를 원격으로 관제하기 위해 자동제어모드가 선택됨을 판단하면 213단계로 진행하여 기 설정된 운전기준에 따라 해당 공정을 자동수행한다. 그리고, 상기 제어부(10)는 215단계로 진행하여 상기 해당 공정의 자동수행상태 및 관련 공정설비의 가동상태를 표시한다.
한편, 상기 제어부(10)는 217단계의 판단에서 상기 공정설비센서로부터 수신한 데이터를 모니터링하고, 상기 운전기준과 비교/분석하여 이상발생을 판단하면 219단계로 진행하여 관리자 화면을 통하여 상기 이상발생을 표시 및 경보하고, 해당 공정설비를 자동제어한다.
이때, 상기 제어부(10)는 상기 211단계의 판단에서 상기 해당 공정설비를 원격으로 관제하기 위해 수동제어모드가 선택되면 212단계에서 해당 공정설비의 현재 가동상태를 표시한다. 그리고, 상기 제어부(10)는 214단계에서 상기 해당 공정설비의 운전기준을 설정하고, 216단계로 진행하여 상기 설정된 운전기준에 따른 해당 공정 수행상태 및 관련 공정설비 가동상태를 표시한다.
한편, 상기 제어부(10)는 218단계에서 상기 공정설비센서로부터 수신한 데이터를 모니터링하고, 상기 운전기준과 비교/분석하여 이상발생을 판단하면 220단계에서 관리자 화면을 통하여 상기 이상발생을 표시 및 경보하고, 관리자의 조작에 따라 해당 공정설비를 제어한다.
또한, 상기 제어부(10)는 상기 205단계에서 상기 현장 제어배전반의 설정모드가 로컬모드이거나, 상기 207단계에서 상기 현장 제어배전반의 공정설비 제어모드가 수동모드이거나, 상기 209단계에서 상기 해당 공정설비에서 설정된 운전모드가 수동모드이면 관리자 화면을 통한 관리자 조작에 따른 해당 공정 수행상태를 표시한다.
이에 따라, 본 발명이 적용되는 디엔알 반응조는 슬러지 탈질조(110), 혐기조(120), 무산소조(130) 및 포기조(140)에 구비되는 각종 공정설비센서로부터 디엔알 반응조의 각 공정 수행상태에 대한 검출데이터와 각 공정설비의 가동상태에 대한 검출신호를 수신하여, 상기 검출데이터로부터 디엔알 반응조의 각 공정 수행상태를 모니터링하고, 상기 검출신호로부터 디엔알 반응조의 각 공정설비의 가동상태를 모니터링하여, 관리자 화면을 통하여 디엔알 반응조 각 공정의 수행상태와 각 공정설비의 가동상태를 표시하며, 모니터링 결과에 따라 디엔알 반응조 각 공정설비들의 가동상태를 제어하여 디엔알 반응조 각 공정의 수행상태를 원격지의 중앙관제센터에서 최적의 조건으로 관제하게 된다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예를 들어 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 화학약품의 첨가가 없는 순수 생물학적 처리방법으로서 시설비 및 운전유지비가 적게들고, 표준 활성슬러지법의 운전기법을 크게 변형치 않아 기존 운전기술로 충분히 유지가 가능하며, 반송슬러지 처리 공정은 단일 내부순환시설로 시설이 보다 간편하여 유지관리가 용이할 뿐만 아니라 특히, 국내 하수 성상에 적합하고, 처리효율이 매우 우수한 디엔알 공법의 디엔알 반응조의 각 공정설비에 설정된 각 공정에 적합한 각각의 운전기준에 맞춰 효율적인 공정이 수행될 수 있도록 계속적인 각 공정의 수행상태와 각 공정설비의 가동상태의 감시 및 이상유무의 확인 등이 원격지의 중앙관제센터에서 통합적으로 관제할 수 있는 장점이 있다.
뿐만 아니라, 디엔알 반응조의 각 공정 및 각 공정설비를 주기적으로 체크함으로써 디엔알 반응조에 이상 발생 시, 이상이 발생한 공정설비는 무엇이고, 어떠한 이상이 발생하였는지 즉시 파악하여 신속하게 장애처리를 수행할 수 있는 장점이 있다.
특히, 전체적인 공정에 이상발생 시, 이를 즉시 검출하고, 이상발생에 대응하여 이상이 발생한 공정설비를 제어하여 정상적인 운전상태를 빠른 시간내에 회복할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 디엔알 반응조의 전체 공정설비가 나타나 있는 메인화면을 보인 중앙관제시스템의 관리자 화면,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 디엔알 반응조의 전체 공정설비 블록구성도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 디엔알 반응조의 중앙관제시스템 블록구성도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 디엔알 반응조의 중앙관제시스템의 제어부 및 메모리부 간에 수행되는 제어 및 데이터 입출력 계층도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 디엔알 반응조의 중앙관제시스템의 공정설비센서, 중앙관제센터 및 공정설비 간에 수행되는 제어신호 및 데이터 흐름도,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디엔알 반응조의 중앙관제방법에 따른 제어흐름도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10: 제어부 20: 메모리부
30: 키입력부 40: 데이터 수신부
50: 표시부 100: 디엔알 반응조
110: 슬러지 탈질조 111: 탈질조 교반기 구동부
112: 탈질조 센서 114: 탈질조 교반기
120: 혐기조 121: 혐기조 교반기 구동부
122: 혐기조 센서 124: 혐기조 교반기
130: 무산소조 131: 무산소조 교반기 구동부
132: 무산소조 센서 134: 무산소조 교반기
140: 포기조 141: 내부순환펌프 구동부
142: 포기조 센서 143: 포기용 송풍기 구동부
144: 내부순환펌프 146: 포기용 송풍기
148: 공기조절밸브 150: 반송슬러지 펌프
Claims (8)
- 슬러지 탈질조를 이용하여 저농도 하수의 영양소를 제거하는 디엔알 공법에 의해 침사지 및 유량조정조에서 보내어진 하수를 정수하는 슬러지 탈질조, 혐기조, 무산소조 및 포기조를 적어도 구비하는 디엔알 반응조의 중앙관제시스템에 있어서,상기 슬러지 탈질조, 혐기조, 무산소조 및 포기조의 상태를 체크 및 검출하는 공정설비센서;반송슬러지를 상기 슬러지 탈질조로 반송하는 반송슬러지 펌프를 구동하는 반송슬러지 펌프 구동부;상기 슬러지 탈질조의 슬러지를 교반하는 탈질조 교반기를 구동하는 탈질조 교반기 구동부;상기 혐기조의 유기물을 혐기조 교반기를 구동하는 혐기조 교반기 구동부;상기 무산소조의 혼합액을 무산소조 교반기를 구동하는 무산소조 교반기 구동부;상기 포기조의 혼합액을 상기 무산소조로 내부반송하는 내부순환펌프를 구동하는 내부순환펌프 구동부;상기 포기조에 공기를 공급하는 포기용 송풍기를 구동하는 포기용 송풍기 구동부;상기 포기용 송풍기로부터 상기 포기조에 공급되는 공기의 양을 체크하고 이를 조절하는 공기조절밸브;상기 디엔알 반응조의 각 센서들로부터 출력되는 데이터들을 수신하는 데이터 수신부;상기 데이터 수신부에서 인가되는 상기 디엔알 반응조 각 공정의 상태 데이터와 각 교반기 구동부 및 각 펌프 구동부들로부터의 신호를 수신하여 각 공정설비의 상태를 모니터링하고, 이상발생 유무를 판단하여 각 공정에 적합한 운전기준을 유지하도록 상기 각 공정설비를 제어하는 제어부;상기 제어부로부터 모니터링된 각 공정설비의 상태와 이상발생관련 정보를 포함하는 관리자 화면을 출력하는 표시부;상기 표시부에 출력되는 관리자 화면을 통하여 제어를 위한 키 및 데이터를 입력하는 키입력부; 및상기 디엔알 반응조의 중앙관제를 위한 프로그램을 저장하며, 상기 디엔알 반응조 각 공정의 운전기준 데이터, 각 센서들로부터 검출된 상태 데이터, 각 교반기 구동부 및 각 펌프 구동부들의 운전상태 신호, 상기 제어부로부터 모니터링된 각 공정설비의 상태와 이상발생관련 정보, 상기 제어부에 의한 이상발생 유무를 판단 및 그에 따른 각 공정설비에 대한 제어처리관련 정보 등을 저장하는 메모리부;로 구성됨을 특징으로 하는 디엔알 반응조의 중앙관제시스템.
- 제 1항에 있어서, 상기 슬러지 탈질조, 혐기조, 무산소조 및 포기조의 상태를 체크 및 검출하는 공정설비센서는,반송슬러지 펌프에 의하여 공급받은 반송슬러지 내의 질산성질소를 내생탈질에 의해 제거하는 슬러지 탈질조의 반송슬러지 체류시간을 체크하고, 상기 내생탈질계수 및 미생물농도를 주기적으로 검출하여 데이터를 출력하는 탈질조 센서;혐기조건을 형성하고, 상기 슬러지 탈질조로부터 유입된 유기물로부터 인을 방출시키는 혐기조의 상기 유기물이 체류시간을 체크하고, 상기 유기물의 산화-환원전위 및 상기 인 방출시 소모되는 화학적 산소 요구량에 따른 용존산소량을 주기적으로 검출하여 데이터를 출력하는 혐기조 센서;상기 혐기조로부터 방출된 인을 흡수하여 제거하고, 미 제거된 유기물을 산화시키며, 암모니아성 질소를 질산화시키는 포기조의 혼합액의 체류시간을 체크하고, 상기 혼합액의 용존산소량 및 현탁고형물 농도를 주기적으로 검출하여 데이터를 출력하는 포기조 센서; 및무산소조건을 형성하고, 상기 포기조로부터 반송되는 질산성 질소를 탈질시켜 질소가스로 제거하는 무산소조의 혼합액의 체류시간을 체크하고, 상기 혼합액의 산화-환원전위 및 내부반송율을 주기적으로 검출하여 데이터를 출력하는 무산소조 센서;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 디엔알 반응조의 중앙관제시스템.
- 제 1항에 있어서, 상기 공정설비센서 및 이와 통신하는 상기 데이터 수신부는,유선 및 무선으로 데이터 통신을 수행함을 특징으로 하는 디엔알 반응조의 중앙관제시스템.
- 제 1항에 있어서, 상기 표시부는,상기 공정의 수행상태의 추이를 지속적으로 기록하여 그래프로 표시하는 트랜드창을 더 출력함을 특징으로 하는 디엔알 반응조의 중앙관제시스템.
- 슬러지 탈질조를 이용하여 저농도 하수의 영양소를 제거하는 디엔알 공법에 의해 침사지 및 유량조정조에서 보내어진 하수를 정수하는 공정설비로 슬러지 탈질조, 혐기조, 무산소조, 포기조를 포함하여 구성되는 디엔알 반응조, 상기 디엔알 반응조의 각 공정설비의 상태를 체크 및 검출하는 공정설비센서, 상기 각 공정설비로 구동전력 및 제어전원을 공급하는 현장 제어배전반 및 상기 공정설비센서로부터 데이터를 수신하고, 상기 현쟁 제어배전반을 통하여 상기 공정설비를 제어하는 중앙관제센터로 이루어지는 디엔알 반응조의 중앙관제방법에 있어서,상기 공정설비에 전력 및 조작신호를 인가하는 현장 제어배전반에 전원이 공급되는지를 판단하는 단계;상기 현장 제어배전반에 전원이 인가되면 상기 현장 제어배전반에서 인가되는 전원에 따라 상기 공정설비의 가동상태를 표시하는 단계;상기 현장 제어배전반의 설정모드가 원격모드인지 로컬모드인지를 판단하고, 원격모드이면 상기 현장 제어배전반에서 설정된 상기 공정설비의 제어모드가 무엇인지 판단하는 단계;상기 현장 제어배전반의 공정설비 제어모드가 자동/원격모드인지 수동모드인지를 판단하고, 자동/원격모드이면 해당 공정설비에서 설정된 운전모드가 무엇인지 판단하는 단계;상기 해당 공정설비에서 설정된 운전모드가 자동모드인지 수동모드인지를 판단하고, 자동모드이면 해당 공정설비를 원격으로 관제하기 위한 제어모드를 선택하는 단계;상기 해당 공정설비를 원격으로 관제하기 위해 자동제어모드를 선택하면 기 설정된 운전기준에 따라 해당 공정을 자동수행하는 단계;상기 해당 공정의 자동수행상태 및 관련 공정설비의 가동상태를 표시하는 단계; 및상기 공정설비센서로부터 수신한 데이터를 모니터링하고, 상기 운전기준과 비교/분석하여 이상발생을 판단하면 관리자 화면을 통하여 상기 이상발생을 표시 및 경보하고, 해당 공정설비를 자동제어하는 단계;로 이루어짐을 특징으로 하는 디엔알 반응조의 중앙관제방법.
- 제 5항에 있어서, 상기 해당 공정설비를 원격으로 관제하기 위해 수동제어모드를 선택하면,해당 공정설비의 현재 가동상태를 표시하는 단계;상기 해당 공정설비의 운전기준을 설정하는 단계;상기 설정된 운전기준에 따른 해당 공정 수행상태 및 관련 공정설비 가동상태를 표시하는 단계; 및상기 공정설비센서로부터 수신한 데이터를 모니터링하고, 상기 운전기준과 비교/분석하여 이상발생을 판단하면 관리자 화면을 통하여 상기 이상발생을 표시 및 경보하고, 관리자의 조작에 따라 해당 공정설비를 제어하는 단계;로 이루어짐을 특징으로 하는 디엔알 반응조의 중앙관제방법.
- 제 5항에 있어서, 상기 현장 제어배전반에 전원이 공급되지 않으면,상기 현장 제어배전반의 전원오프 상태를 관리자화면에 표시하고 이를 경보하는 단계;를 더 구비함을 특징으로 하는 디엔알 반응조의 중앙관제방법.
- 제 5항에 있어서,상기 현장 제어배전반의 설정모드가 로컬모드이거나, 상기 현장 제어배전반의 공정설비 제어모드가 수동모드이거나, 상기 해당 공정설비에서 설정된 운전모드가 수동모드이면,관리자 화면을 통한 관리자 조작에 따른 해당 공정 수행상태를 표시하는 단계;를 더 구비함을 특징으로 하는 디엔알 반응조의 중앙관제방법.
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