KR100562948B1 - 자외선 소독기의 제어장치 및 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오수의 유량과 탁도에 따른 투과율의 변화를 검출하여 이에 따라 자외선 램프의 강도를 조절함으로써 소독의 효율성 증대와 더불어 원하는 목표 살균치에 경제적으로 도달할 수 있도록 한 자외선 소독기의 제어장치 및 제어방법을 제공한다.

이는 수로에 유입되는 물의 양을 검출하는 유량계; 수로의 인입부에 설치되어 수로로 유입되는 오수의 탁도에 따른 투과율을 검출하기 위한 투과계; 입력되는 구동제어신호에 따라 상기 자외선 램프를 구동하는 구동부; 상기 유량계 및 투과계로부터의 오수의 유량값과 투과율 값에 따라 상기 구동부로 상기 자외선 램프의 출력강도를 조절하기 위한 구동제어신호를 출력하는 제어부를 구비하여 해당 자외선 소독기의 용량에 맞는 적정 램프의 개수를 설정한 후, 수로에 설치된 유량계와 투과계로부터의 유량값과 오수의 탁도에 따른 투과율값을 바탕으로 상기 자외선 램프의 구동을 위한 구동제어신호를 출력하며, 상기 구동제어신호에 따라 상기 자외선 램프를 구동하여 자외선 램프로부터 해당 자외선의 조사가 이루어지도록 함으로써 달성된다.

Description

자외선 소독기의 제어장치 및 제어방법{A CONTROL APPARATUS AND CONTROL METHOD OF ULTRAVIOLET-RAYS DISINFECTOR}

도 1은 본 발명에 적용되는 자외선 모듈을 보여주는 사시도.

도 2는 도 1의 측면도.

도 3은 도 1의 정면도.

도 4는 자외선 모듈이 수로에 설치된 상태를 보여 주는 도.

도 5는 본 발명 자외선 소독기의 제어장치를 나타낸 블록도.

도 6은 본 발명 자외선 소독기의 제어방법을 나타낸 흐름도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 모듈 상부 110,120 : 지지대

130,140 : 자외선 램프 210 : 유량계

220 : 탁도계 230 : 구동부

240 : 강도계 250 : 제어부

300 : 수로

본 발명은 오수의 자외선 소독 장치에 관한 것으로, 특히 수로에 설치된 자외선 소독기를 제어함에 있어서 오수의 유량과 탁도에 따른 투과율의 변화를 검출하여 이에 따라 자외선 램프의 강도를 제어하는 자외선 소독기의 제어장치 및 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 하수 및 폐수를 소독하는 방법에는 가열, 자외선(UV) 조사, 감마선 조사, X선 조사 등의 물리적 방법과 할로겐류 산화제(액체 염소,치아연소산염, 클로라민, 이산화염소 등 각종 염소화합물, 브롬, 수소), 비할로겐 산화제(오존, 과망간산칼륨, 과산화수소), 금속(은이온, 동인은, 철산염), 계면활성제, 이온교환체(이온교환수지, 이온교환막) 등의 화학적 방법이 있다.

그러나 상기 자외선 및 이온 소독 방법 이외의 소독 방법은 잔류 독성에 인한 생태계 파괴, 소독 장치의 운전상 안정성에 문제가 있어서 자외선 소독 방법이 점차적으로 확대되어 가고 있다.

이러한 자외선 소독 장치는 수류와 평행하게 설치된 자외선 램프에서 방사되는 자외선이 수류 내의 미생물에 조사되어 미생물의 DNA 구조를 파괴시켜 살균하게 되는데, 이는 인체에 유해성이 없으며, 지속적인 살균이 가능하고, 설치 및 운전이 용이한 등 다양한 이점이 있다.

그러나 이와 같은 자외선 소독기는 최초 설계시 유량을 미리 예측하여 자외선 램프의 수와 그 램프의 조사량을 결정하게 된다.

그러므로, 이후 탁도의 변화나 유량의 변화에 대해서는 효율적으로 대처하지 못하는 결점이 있다.

예를 들면, 장마때와 같은 우기에 유량이 많고 탁도도 높지 않은 경우나, 또는 유량은 적고 탁도가 높은 경우, 그리고 유량도 많고 탁도가 높은 경우에도 모두 동일한 자외선 램프의 강도에 의하여 소독을 행함으로써 소독의 효율성이 떨어지는 문제점이 있다.

또한, 탁도가 높지 않은데도 불구하고 불필요한 자외선 램프의 구동으로 인한 전력 낭비와 함께 자외선 램프의 수명도 그만큼 짧아지는 문제점이 있는 것이다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점 및 결함을 해소하기 위하여 창안한 것으로, 본 발명은 오수의 유량과 탁도에 따른 투과율의 변화를 검출하여 이에 따라 자외선 램프의 강도를 조절함으로써 소독의 효율성 증대와 더불어 원하는 목표 살균치에 경제적으로 도달할 수 있도록 한 자외선 소독기의 제어장치 및 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자외선 소독기의 제어장치는, 오수가 방출되는 수로에 적어도 하나 이상의 자외선 램프가 설치되어 그 자외 선 램프로부터 조사되는 자외선에 의해 오수를 소독하는 자외선 소독기의 제어장치에 있어서, 상기 수로에 유입되는 물의 양을 검출하는 유량계; 상기 수로의 인입부에 설치되어 수로로 유입되는 오수의 탁도에 따른 투과율을 검출하기 위한 투과계; 입력되는 구동제어신호에 따라 상기 자외선 램프를 구동하는 구동부; 상기 유량계 및 투과계로부터의 오수의 유량값과 투과율 값에 따라 상기 구동부로 상기 자외선 램프의 출력강도를 조절하기 위한 구동제어신호를 출력하는 제어부;를 구비함을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 자외선 소독기의 제어방법은, 오수가 방출되는 수로에 적어도 하나 이상의 자외선 램프가 설치되어 그 자외선 램프로부터 조사되는 자외선에 의해 오수를 소독하는 자외선 소독기의 제어방법에 있어서, 해당 자외선 소독기의 용량에 맞는 적정 램프의 개수를 설정하는 제 1 단계; 상기 수로에 설치된 유량계와 투과계로부터의 유량값과 오수의 탁도에 따른 투과율 값을 바탕으로 상기 자외선 램프의 조사 강도의 조절을 위한 구동제어신호를 출력하는 제 2 단계; 상기 구동제어신호에 따라 상기 자외선 램프를 구동하여 자외선 램프로부터 해당 자외선의 조사가 이루어지도록 하는 제 3 단계;로 수행됨을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 적용되는 자외선 모듈을 나타낸 사시도이고, 도 2는 측면도이며, 도 3은 정면도이다.

이에 도시한 바와 같이, 수평 바 형태의 모듈 상부(100)의 양쪽 하측에 복수의 지지대(110,120)가 각각 연장 형성되어 있고, 그 복수의 지지대(110,120)에는 자외선 램프(130,140)가 수평 방향으로 거치되어 지지된다.

상기 자외선 램프(130,140)는 상기 지지대(110,120)의 양측에 지지되면서 복수의 자외선 램프가 상하 방향으로 적층되어 구비된다.

이러한 자외선 램프(130,140)의 개수는 수로에 유입되는 오수의 유량과 투과율을 감안하여 적절히 설정될 수 있을 것이며, 이에 대해서는 후술한다.

도 4는 자외선 모듈이 수로에 설치된 상태를 나타낸 것으로, 상기에서 설명한 자외선 모듈이 수로(300)의 길이 방향으로 복수 개 나열되어 설치된 상태를 보여주고 있으며, 이 자외선 모듈의 사이를 오수가 흐르면서 발생된 자외선에 의하여 소독된다.

도 5는 본 발명에 따른 자외선 소독기 제어장치를 나타낸 블록도이다.

도시한 바와 같이, 수로에 유입되는 물의 양을 검출하는 유량계(210), 수로의 인입부에 설치되어 수로로 유입되는 오수의 투과율을 검출하기 위한 투과계(210), 제어부(250)에서 입력되는 구동제어신호에 따라 자외선 램프(130-1,130-2,...,130-n)(자외선 램프(140-1,...140-n) 미도시)를 구동하는 구동부(230), 상기 구동부(230)에 의해 구동되는 자외선 램프(130-1,130-2,...,130-n)의 출력에 따른 자외선 강도를 측정하는 강도계(240), 상기 유량계(210) 및 투과계(220)로부터의 오수의 유량값과 투과율 값에 따라 자외선 램프(130-1,130-2,...,130-n)의 출력강도를 조절하기 위한 구동제어신호를 상기 구동부(230)로 출력함과 더불어 상기 강도계(240)로부터 입력되는 자외선 램프(130-1,130-2,...,130-n)의 자외선 강도에 따라 해당 구동제어신호를 출력하는 제어부(250)로 구성된다.

여기서, 상기 구동부(230)는 Ballast이며, 강도계(230)는 자외선 램프(130-1,130-2,...,130-n) 근방에 설치되고, 제어부(250)는 PLC(Programmable Logic Controller)를 사용한다.

이와 같이 구성되는 본 발명을 도 6의 흐름도와 함께 설명한다.

먼저, 오수의 유량과 투과율에 따라 자외선 램프(130-1,130-2,...,130-n)의 출력강도를 조절할 수 있도록 하기 위해서는 해당 자외선 소독 설비의 용량에 맞는 적정 램프의 설정이 이루어져야 한다(S10).

적정 램프의 설정은 유량과 투과율에 따라 행해지게 되는 것으로, 유량과 투과율을 최악의 조건으로 하여 램프 용량에 따른 개수를 설정하게 된다. 여기서, 유량과 투과율이 최악의 조건이라 함은 최대 유량과 최소 투과율을 의미하는 것으로, 이는 해당 자외선 소독 설비 내에 최대 유량과 최소 투과율의 오수가 유입되더라도 이에 대한 적정한 소독이 이루어질 수 있도록 하기 위해서이며, 통상 국내 하수처리장의 경우 투과율은 50 ∼ 90％ 정도이다.

이와 같이 해당 자외선 소독 설비의 용량에 맞는 적정 램프의 설정이 이루어진 후, 해당 설비가 가동되면 상기 유량계(210)와 투과계(220)로부터의 실측 유량값과 투과율값이 제어부(250)로 입력된다(S20).

이에 따라 제어부(250)는 자외선 램프(130-1,130-2,...,130-n)에서 상기 유량계(210)와 투과계(220)로부터 검출된 유량값과 투과율값에 맞는 자외선의 조사가 이루어질 수 있도록 구동부(230)에 해당 구동제어신호를 출력하게 되며(S30), 이에 따라 구동부(230)는 제어부(250)에서 출력된 구동제어신호에 따라 자외선 램프(130-1,130-2,...,130-n)를 구동하게 된다(S40).

여기서, 상기 자외선 램프(130-1,130-2,...,130-n)의 자외선 조사량은 조사 강도 × 접촉 시간(t)으로 상기 제어부(250)는 자외선 램프(130-1,130-2,...,130-n)의 출력강도를 조절하기 위한 구동제어신호 출력시 상기 유량계(210)로부터의 유량값을 기준값으로 하고 투과계(220)로부터의 투과율값을 가중치로 부여하는 복합비례제어방식으로 자외선 램프(130-1,130-2,...,130-n)의 조사강도 조절을 위한 값을 산정하여 자외선 램프(130-1,130-2,...,130-n)의 조사강도를 조절할 수 있도록 한다.

한편, 자외선 램프의 구동이 이루어지면 강도계(240)는 자외선 램프(130-1,130-2,...,130-n)의 출력에 따른 자외선 강도를 측정하여 이를 제어부(250)로 피드백시킨다(S50).

이에 따라 제어부(250)는 유량계(210)와 투과계(220)로부터의 유량값과 투과율을 바탕으로 한 구동부(230)의 구동제어신호 출력시 강도계(240)로부터의 자외선 강도를 고려하여 자외선 램프(130-1,130-2,...,130-n)를 구동하기 위한 구동부(230)의 구동제어신호를 출력하여 적정한 자외선 램프(130-1,130-2,...,130-n)의 구동이 이루어지도록 한다(S60).

이러한 본 발명은 유입되는 오수의 유량과 더불어 오수의 투과율에 따라 자외선 램프(130-1,130-2,...,130-n)의 조사 강도를 조절할 수 있도록 함과 더불어 자외선 램프(130-1,130-2,...,130-n)의 자외선 강도를 측정하여 측정된 자외선 강 도도 자외선 램프(130-1,130-2,...,130-n)의 조사 강도를 조절하는 변수로 사용함으로써 효율적인 소독 및 경제적인 시스템 구동이 가능토록 한 것으로, 같은 유량에서 투과율값이 높은 경우 즉, 물이 맑은 경우에는 자외선 강도가 높아지므로 자외선 램프(130-1,130-2,...,130-n)의 출력을 낮추더라도 필요로 하는 조사량을 얻을 수 있으므로 불필요한 전력소모를 줄일 수 있게 된다.

본 발명은 상기에 기술된 실시 예에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 오수의 유량과 탁도에 따른 투과율을 감안하여 복합비례 제어함으로써 오수를 소독하는 자외선 소독기의 출력을 최적절히 조절할 수 있음으로 오수의 탁도 변화나 유량의 변화에 대해서 적응적으로 대처할 수 있게 된다.

또한, 자외선 램프의 최적절한 구동으로 인해 전력 낭비를 해결함과 아울러 자외선 램프의 수명도 그만큼 길어지게 됨으로써 유지 보수 측면에서 유리한 효과가 있다.

Claims (4)

1. 오수가 방출되는 수로에 적어도 하나 이상의 자외선 램프가 설치되어 그 자외선 램프로부터 조사되는 자외선에 의해 오수를 소독하는 자외선 소독기의 제어장치에 있어서,

   상기 수로에 유입되는 물의 양을 검출하는 유량계;

   상기 수로의 인입부에 설치되어 수로로 유입되는 오수의 탁도에 따른 투과율을 검출하기 위한 투과계;

   입력되는 구동제어신호에 따라 상기 자외선 램프를 구동하는 구동부;

   상기 자외선 램프의 출력에 따른 자외선 강도를 측정하여 제어부로 출력하는 강도계;

   상기 유량계 및 투과계로부터의 오수의 유량값과 투과율 값 및 강도계의 자외선 강도 측정값에 따라 상기 구동부로 상기 자외선 램프의 출력강도를 조절하기 위한 구동제어신호를 출력하는 제어부;를 구비함을 특징으로 하는 자외선 소독기의 제어장치.
2. 삭제
3. 오수가 방출되는 수로에 적어도 하나 이상의 자외선 램프가 설치되어 그 자외선 램프로부터 조사되는 자외선에 의해 오수를 소독하는 자외선 소독기의 제어방법에 있어서,

   해당 자외선 소독기의 용량에 맞는 적정 램프의 개수를 설정하는 제 1 단계;

   상기 수로에 설치된 유량계와 투과계로부터의 유량값과 오수의 탁도에 따른 투과율 값을 바탕으로 상기 자외선 램프의 조사 강도의 조절을 위한 구동제어신호를 출력하는 제 2 단계;

   상기 구동제어신호에 따라 상기 자외선 램프를 구동하여 자외선 램프로부터 해당 자외선의 조사가 이루어지도록 하는 제 3 단계;

   상기 제 3 단계 수행 후, 상기 자외선 램프의 출력에 따른 자외선 강도를 강도계에 의해 측정하여 상기 자외선 램프의 구동을 위한 해당 구동제어신호가 출력되도록 하는 제 4 단계;로 수행됨을 특징으로 하는 자외선 소독기의 제어방법.
4. 삭제

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