KR100594839B1 - 생물 반응조 모니터링 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 생물 반응조에서 처리 중인 하수나 오·폐수의 상태를 모니터링하기 위한 장치에 관한 것이다.

본 발명의 모니터링 장치는, 다수의 폭기조(B)로부터 순차적으로 각 폭기조의 처리수를 샘플링하는 처리수 샘플링 장치와; 샘플링된 처리수를 저장한 후 각 종 처리수 상태값을 측정하는 처리수 저장 챔버 장치와; 저장 챔버 장치에서 처리수 샘플을 공급받은 후 SV30 을 측정하는 장치와; 특정 폭기조의 처리수 샘플에 대한 측정이 완료된 후 각 장치 및 배관에 잔류하는 처리수 샘플을 세척하기 위한 세척 장치와; 상기 처리수 샘플링 장치, 처리수 저장 챔버 장치, SV30 측정 장치 및 세척 장치와 전기적으로 연결되어 각각을 자동 제어하며, 전송받은 측정값을 연산, 기록, 저장 및 디스플레이 하는 중앙 처리 장치로 구성된다.

본 발명의 생물 반응조 모니터링 시스템은, 하수나 오·폐수의 처리 상태를 한 곳에서 관리할 수 있기 때문에 하수나 오·폐수 관리 인원의 획기적인 성력화가 가능하며, 폭기조 관리 장치의 설비 및 운전 비용 절간이 가능한 이점이 있다.

하수, 오·폐수, 처리수, 하수 처리, 폭기조, 생물 반응조

Description

생물 반응조 모니터링 장치{The monitoring apparatus for a bioreactor}

도 1은 본 발명 일실시예 생물 반응조 모니터링 장치의 연결 구성도.

도 2는 실린더의 정지 위치를 보여 주는 테이블의 평면도.

((도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명))

110. 흡입 펌프 120. 폭기조연결배관 130. 매니폴드

140. 공급배관 210. 처리수 저장 챔버 220. 교반기

230. 측정 센서 310. 실린더 320. 테이블

330. 광센서 410. 세척수 탱크 420. 에어 컴프레서

430. 세척 펌프 440. 세척배관 510. 연산제어수단

520. 모니터

B. 폭기조 D. 드레인 배관 S. 처리수 공급관

W. 처리수 샘플

본 발명은 생물 반응조(bioreactor)의 상태를 모니터링하기 위한 장치에 관한 것으로, 더 자세하게는 하수나 오·폐수 등의 처리 과정에서 생물 반응조인 다수의 폭기조에서 처리되고 있는 하수나 오·폐수를 주기적으로 자동 샘플링한 후 샘플로부터 그 처리 상태를 파악할 수 있는 각종 측정값을 자동으로 측정하여 컴퓨터로 기록 관리 및 온라인 전송 처리할 수 있으며, 측정이 완료된 후에는 각종 센서를 자동으로 세척할 수 있도록 함으로써, 처리 중인 하수나 오·폐수에 대한 각종 측정값을 측정하는데 필요로 되는 노동부하를 최소화하고, 측정값에 대한 신뢰도를 향상시킬 수 있을 뿐 만 아니라, 원거리에서도 하수나 오·폐수의 처리 상태를 실시간으로 모니터링 할 수 있도록 한 생물 반응조에 대한 모니터링 장치에 관한 것이다.

산업 기술의 발전과 생활 수준의 향상에 따라 환경 오염에 대한 관심이 높아짐에 따라 각종 오염물의 배출에 대한 규제가 점차 엄격해 지고 있으며, 특히, 각종 오염물 중에서 물과 관련된 오염물은 아무리 관심을 가져도 부족한 바, 물은 모든 생물체의 생명 현상에 필수적이며 기본적인 물질로서 우리나라는 향후 물 부족 국가로 분류되고 있는 만큼 물의 관리는 매우 중요하다.

상기와 같이 중요한 자원인 물의 경우, 그 오염은 크게 두 가지 측면에서 구분될 수 있는 바, 그 하나는 각 산업 현장에서 발생되는 오·폐수 및 하수이며, 다 른 하나는 가정 등에서 배출되는 생활 하수로서, 정상적인 경우 각 산업 현장에서 발생되는 것은 각 공장에서 정화 처리하여 방류하도록 되어 있고, 생활 하수는 국가나 지방자치단체에서 하수 처리장을 설치하여 관리하고 있다.

전술한 바와 같이, 향후 물 부족 국가인 우리나라는 수자원의 효율적 관리를 위해서도 식수원과 생활 용수원이 되는 하천수의 오염을 적극적으로 방지하여야 하기 때문에, 하수나 오·폐수 처리장의 처리 효율은 매우 중요한 실정인 바, 하수나 오·폐수 처리장에서의 처리 과정을 살펴 보면 다음과 같다.

설명에 앞서, 용어상의 편의를 위하여 처리장으로 유입되는 하수나 오·폐수를 "처리대상수"라 하고, 처리장으로 유입된 후 처리 과정 중에 있는 하수 또는 오·폐수를 "처리수"라 하기로 한다.

하수나 오·폐수 처리장으로 유입된 처리대상수는, 침사지→최초 침전지→폭기조→최종 침전지→소독 설비를 순차적으로 통과한 후 방류되는 바, 침사지에서는, 처리대상수와 함께 유입된 흙, 모래 등과 같이 비중이 비교적 큰 물질이 침전되고, 플라스틱이나 병 등과 같이 뷰유하는 물질은 스크린에 의해 걸러지게 되며, 최초 침전지에서는, 침사지로부터 유입된 처리수가 수 시간 체류하면서 침전성 고형물이 침전된다.

그리고, 폭기조에서는 송풍기 등으로부터 공급되는 충분한 공기에 의해 호기성 미생물이 처리수 중의 유기 물질을 영양분으로 하여 배양, 응집되어 플록을 형성하는 곳으로서, 생물 반응조라고도 하며, 최종 침전지에서는, 상기 폭기조에서 이송된 처리수가 수 시간 동안 체류하게 되는 바, 이 과정에서, 침전되기 쉬운 활 성 슬러지는 침전되어 일부는 다시 폭기조로 반송되고, 잉여 오니는 농축조로 보내지며, 깨끗한 상등수는 방류가 이루어진다.

상기와 같이 연속된 일련의 과정을 통하여 이루어지는 처리대상수의 처리 과정에서 가장 중요한 단계는, 처리대상수의 양에 따라 최소 1조에서 대부분의 경우 3∼8조 정도 설치되어 호기성 미생물 배양에 의한 플록이 형성되는 폭기조 처리 과정으로서, 각 폭기조에서 생물학적 반응에 의한 처리수의 처리 과정이 적절히 이루어지고 있는 가를 계속적으로 살펴 보기 위하여서는 폭기조에서 처리 중인 처리수의 MLDO(mixed liquor dissolved oxygen), MLSS(mixed liquor suspeded solid), pH, SV30(sludge volume), 수온, SVI(sludge volume index) 등을 주기적으로 분석, 기록 및 관리하여야 하는 바, 상기의 각종 필수 측정값에 대하여 살펴 보면 다음과 같다.

MLDO 는 폭기조 내의 처리수에 녹아 있는 산소의 양, MLSS 는 폭기조 내의 처리수에 함유된 부유물질의 양, SV30 은 폭기조 내의 처리수 1리터를 30분간 정치시켰을 때 침강된 활성 슬러지의 볼륨 백분율, SVI 는 침전된 고형물 1g이 차지하는 슬러지의 용적 지표(SVI=SV30/MLSS ×1000)를 뜻한다.

폭기조에서 처리 중인 처리수의 분석을 위하여 상기와 같은 각종 측정값을 측정하고 기록 및 관리하는 종래의 방법은, 주로 인력에 의존하고 있는데, 분석을 위하여 처리장에 설치된 다수의 폭기조로부터 분석자가 직접 처리수를 각각 샘플링 한 후 분석실로 운반하여 분석을 함에 따라 운반 과정에서 처리수 샘플에 오염물이 들어갈 수도 있으며, 분석 시간이 길어질 뿐 아니라, 분석자의 숙련도에 따라 분석 값에 오차가 발생되기도 하고, 24시간 연속적인 실험을 할 수가 없기 때문에 정확한 분석값을 얻기가 어렵다.

따라서, 상기와 같이 인력에 의존한 분석법이 갖는 단점을 해결하기 위하여 각 폭기조마다 각각의 측정기를 설치하기도 하나, 그 설치 비용이 상당한 고가일 뿐 아니라, 사람이 직접 각 폭기조의 측정기로 가서 측정값을 확인하고 기록하여야 하는 불편함이 있다.

그리고, 정확한 측정값을 얻기 위해서는 각 폭기조에 설치된 측정기를 주기적으로 세척해 주어야 하나, 사람이 각 측정기를 폭기조로부터 분리하여 직접 세척해야 하기 때문에, 노동 부하의 측면에서, 측정 정밀도를 높이기 위하여 세척 주기를 줄이는데 한계가 있으며, 그에 따라 측정기로부터 얻어지는 측정값의 신뢰도가 떨어지게 될 수 있을 뿐 아니라, 측정기의 수명이 단축될 수도 있게 된다.

즉, 폭기조에서 처리 중인 처리수에 대한 각종 측정값이 수작업 내지는 개별적인 측정기에 의하여 이루어짐으로써, 노동 부하가 증가하고, 측정값의 정확도가 떨어지게 될 뿐 아니라, 측정값의 지속적인 기록 및 분석 관리가 어려우며, 필요시 즉각적인 측정값을 얻기 어렵고, 측정기의 세척 관리가 어려워 노후화가 빠르게 진행되는 문제가 있다.

본 발명은 하수나 오·폐수 처리장 등에서 처리되고 있는 각 단계별 처리수의 상태를 파악하기 위하여 필요로 되는 처리수에 대한 각종 측정값을 측정하고, 이를 기록 관리하는 종래의 장치와 방법이 가지고 있는 제반 문제점들을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 각 처리조로부터의 샘플링, 측정, 기록, 관리는 물론, 원거리에서의 실시간 감시까지도 가능한 모니터링 장치를 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은, 각 폭기조로부터 채취된 처리수가 순차적으로 모여지며 다수의 센서가 구비되어 각종 측정값이 측정되는 챔버와, SV30 자동 측정 장치 및 자동 세척 장치에 의하여 달성된다.

본 발명의 생물 반응조 모니터링 장치는, 다수의 폭기조에서 각각 처리 중인 처리수를 일정 시간 주기로 각각 채취한 후 채취된 각 처리수로부터 각종 측정값을 자동으로 측정한 후 이에 대한 연산, 기록 및 관리가 컴퓨터에 의해 이루어지도록 하되, 한 폭기조의 처리수에 대한 측정이 완료되면 각종 센서와 장치가 자동으로 세척되도록 한 후 다른 폭기조의 처리수에 대한 새로운 측정이 이루어지도록 한 장치이다.

상기와 같이 다수의 폭기조에서 처리 중인 각 처리수의 상태를 자동으로 모니터링 할 수 있도록 하는 본 발명의 장치는, 처리수 샘플링 장치와; 샘플링 된 처리수가 측정을 위하여 일시적으로 저장되는 처리수 저장 챔버 장치와; 채취된 처리수의 SV30을 자동으로 측정하는 SV30 측정 장치와; 각 처리수 샘플에 대한 측정이 완료된 후 각종 장치를 세척하기 위한 세척 장치와; 각종 측정값을 모니터 상에 표 시하여 주며, 필요에 따라 다수의 측정값을 조합 연산하여 새로운 측정값을 계산하는 중앙 처리 장치로 구성된다.

설명에 앞서, 본 발명의 장치는 다수의 배관으로 연결되고, 각각의 배관은 하나로 합류되기도 하며, 한 배관이 다수로 분기되기도 하는 바, 각각의 배관이 개별적으로 또는 함께 작동될 수 있도록 즉, 각 배관에는 본 발명 장치의 동작 상태에 따라 선별적으로 개폐될 수 있도록 피엘씨나 컴퓨터 등과 같은 중앙 연산 장치에 의해 제어되는 각종 자동 밸브가 구비되나, 이러한 밸브류들은, 필요에 따른 각 배관의 개폐를 위한 기본적인 구성 요소로서, 이하의 설명에서는 각 배관의 개폐 및 작동 상태를 설명하되 자동 밸브의 동작 여부에 대한 설명은 생략하기로 한다.

처리수 샘플링 장치는, 각각의 폭기조와 흡입 펌프 및 처리수 저장 챔버를 연결하여 각 폭기조에서 처리되고 있는 처리수 샘플이 폭기조로부터 저장 챕버로 가는 유로의 역할을 하는 처리수유입배관과, 다수의 자동 밸브 및 흡입 펌프 등으로 구성된다.

상기 처리수 샘플링 장치의 처리수유입배관은, 각 폭기조에 연결되는 다수의 폭기조연결배관과, 다수의 폭기조연결배관이 하나로 합류되는 매니폴드와, 매니폴드에서 흡입 펌프를 거쳐 처리수 저장 챔버로 연결되는 처리수 공급배관으로 구성된다.

상기와 같은 배관 구성을 통하여 각 폭기조의 처리수는 순차적으로 저장 챔버로 샘플링 되는 바, 폭기조의 처리수를 샘플링 할 때는 이전 측정 단계에서 사용된 후 각 배관, 매니폴드, 저장 챔버 내부 등에 잔류하게 되는 처리수 샘플을 세척 수 및 압축 공기로서 세척하게 되며, 세척이 완료된 후 새로운 처리수 샘플이 폭기조연결배관과 매니폴드 및 공급배관을 통하여 저장 챔버로 공급된다.

처리수 저장 챔버 장치는, 처리수 챔플이 일시적으로 저장되는 탱크로서 그 내부에 MLSS, MLDO, pH, 수온 등 처리수의 상태에 대하여 필요로 되는 측정값을 측정하기 위한 각종 다수의 측정 센서와, 폭기조로부터 흡입된 처리수를 교반하기 위한 교반기가 구비됨으로써, 흡입된 처리수를 교반하면서 각종 상태값이 측정되는 장치이다.

SV30 측정 장치는, 상기 처리수 저장 챔버로부터 처리수 샘플을 순차적으로 공급받는 다수의 실린더가, 일정한 주기로 정지 및 회전하는 원판상의 테이블 상면에 원호상으로 직립 설치되며, 테이블 외부 어느 일측에 상·하로 왕복 이동 가능한 광센서가 구비된 구조로써, 처리수 샘플을 공급 받은 일측 실린더가 체이블의 회전에 의해 30분 후 광센서가 있는 곳으로 이동하게 되면 광센서가 상·하 방향으로 자동 이동하면서 처리수 샘플이 주입된 실린더를 스캐닝 하여 SV30 을 측정하는 장치로서, 이를 자세히 살펴 보면 다음과 같다.

상기 SV30 은 샘플링 된 처리수를 30분간 방치한 후 측정되는 바, 처리수 샘플이 공급되는 위치에서 광센서의 스캐닝 위치까지 실린더가 이동하는데 30분이 소요되도록 테이블의 속도가 조절되어야 한다.

즉, 정지된 상태에서 처리수 샘플을 공급 받은 실린더가 원호상의 궤적을 따라 이동하기 시작하여 30분 후 정지하게 되는 위치에 광센서가 구비됨으로써, SV30 을 자동적으로 측정할 수 있게 된다.

예를 들어, 6조의 실린더가 테이블 상면에 등간격으로 결합되고, 처리수 샘플을 공급받는 곳과 광센서가 있는 곳이 서로 마주보는 위치이며, 처리수 샘플을 공급받는 곳에서부터 시작하여 테이블 회전 방향으로 60°씩 벌어진 곳의 위치를 각각 1, 2, 3, 4, 5, 6번 이라 하면, 처리수 샘플은 1번 위치에서 공급받게 되고, 상기 1번 위치와 마주 보는 4번 위치에서 SV30 이 측정된다.

이때, 6조의 실린더에는 서로 다른 처리수 샘플이 공급되어야 하는 바, 1번의 위치에서 처리수 샘플을 공급 받은 임의의 실린더는 2, 3번 위치에서 각각 일시 정지한 후 4번 위치로 이동 및 정지한 상태에서 SV30 이 측정되며, SV30 이 측정된 상기 임의의 실린더는 5, 6번 위치에서 각각 일시 정지한 후 1번 위치로 이동하여 정지된 상태에서 다시 처리수 샘플을 공급 받게 된다.

그리고, 상기 임의의 실린더에 주입되었던 처리수 샘플은, 실린더가 이동하여 4번 위치에서 SV30 이 측정된 후 1번 위치에 도달하기전 4, 5, 6, 1번 중의 어느 한 위치에 정지한 상태에서 실린더 외부로 배출되고, 처리수 샘플이 배출된 실린더는 세척이 이루어지게 되는 바, 실린더가 이동하면서 정지할 때 4번 위치에 있게 되는 실린더는 항상 SV30 이 측정되고, 1번 위치에 있게 되는 실린더에는 처리수 샘플이 공급되며, 4번 위치와 1번 위치 사이에서는 처리수 샘플의 배출과 실린더의 세척이 이루어진다.

이때, 상기 처리수 샘플의 배출과 실린더의 세척은 한 곳에서 이루어질 수도 있으며, 각각 다른 곳에서 이루어질 수도 있는 바, 예를 들어, 5, 6번 중의 어느 한 위치에서 배출과 세척이 함께 이루어질 수도 있고, 5번 위치에서 배출된 후 6번 위치에서 세척이 순차적으로 이루어질 수도 있으며, 4번 위치에서 SV30 측정 후 배출 및 세척이 또는 1번 위치에서 배출 및 세척 후 처리수 샘플의 공급이 이루어질 수도 있으나, 처리수 샘플의 공급, SV30 의 측정, 처리수 샘플의 배출 및 실린더 세척의 4과정이 서로 다른 정지 위치에서 각각 이루어지도록 하는 것도 바람직하다.

즉, 처리수 샘플 공급 위치와 SV30 측정 위치 사이에 적어도 2번 이상의 정지 위치를 갖도록 실린더의 수를 6조 이상으로 하는 것이, 상기의 각 과정이 서로 간섭되지 않고 서로 다른 위치에서 독립적으로 이루어질 수 있게 하기 때문에 더욱 바람직할 수 있는 바, 상기의 예와 같이 실린더가 6조인 경우, 1, 4, 5, 6번의 각 정지 위치에서 처리수 샘플 공급, SV30 측정, 처리수 샘플 배출, 실린더 세척의 4과정이 각각 동시에 이루어질 수 있게 된다.

상기와 같이 다수의 실린더가 구비되고, 처리수 샘플 공급 위치와 SV30 측정 위치가 서로 마주보는 경우, 테이블의 회전 각속도는 다음 식 1과 같이 표현 될 수 있다.

여기서, n은 실린더의 수, t는 정지 시간(min)이다.

상기의 식 1은 처리수 샘플 공급 위치와 SV30 측정 위치가 서로 마주보는 경우에 적용할 수 있는 바, 샘플 공급 위치와 SV30 측정 위치를 반드시 180°간격으로 해야하는 것은 아니며, 필요에 따라 변경할 수도 있다.

세척 장치는, 에어 컴프레서와 세척수 탱크 및 배관으로 구성되어 처리수 샘플에 대한 각종 측정이 완료된 후 상기 처리수 샘플링 장치와 처리수 저장 챔버 장치 및 SV30 측정 장치에 잔류하는 처리수 샘플을 세척함으로써, 연속되는 다음 측정 대상의 처리수 샘플과 이전의 처리수 샘플이 혼합되는 것을 방지하는 역할을 한다.

그리고, 중앙 처리 장치는, 상기의 다른 장치들을 자동으로 제어하는 동시에 각종 측정값과 이를 이용한 연산값 등 각종 결과를 디스플레이, 저장, 관리, 분석 및 전송 등을 수행하는 컴퓨터로서, 처리수 샘플링 장치, 처리수 저장 챔버 장치, SV30 측정 장치 및 세척 장치에 전기적으로 연결되어 각종 센서의 측정치를 전송 받는 동시에 연산을 수행하여 모니터 상에 나타내 주며, 각 장치에 구비된 자동 밸브, 모터 등 자동화 기기의 제어를 수행하게 된다.

상기 본 발명의 목적과 기술적 구성을 비롯한 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 고안의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 아래의 설명에 의해 명확하게 이해될 것이다.

도 1에 본 발명 일실시예 생물 반응조 모니터링 장치의 연결 구성도를 도시하였다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 모니터링 장치는, 흡입 펌프(110)와, 각 폭기조(B)에 연결되는 다수의 폭기조연결배관(120)과, 다수의 폭기조연결배관(120)이 하나로 통합되는 매니폴드(130)와, 매니폴드(130)로부터 상기 흡입 펌프(110)를 거쳐 처리수 저장 챔버(210)로 연결되는 처리수 공급배관(140)을 포함하여 구성된 처리수 샘플링 장치와;

상기 처리수 샘플링 장치의 공급배관(140)에 연결되며 하부에 드레인 배관(D)과 SV30 측정용 처리수 공급관(S)이 각각 구비된 처리수 저장 챔버(210)와, 챔버(210) 내부에 설치된 교반기(220)와, 챔버(210) 상부에 결합되어 하단부가 챔버(210) 내부에 채워지는 처리수 샘플(W)에 침적되는 다수의 각종 측정 센서(230)를 포함하여 구성된 처리수 저장 챔버 장치와;

상기 처리수 저장 챔버 장치의 처리수 공급관(S)으로부터 각각 순차적으로 처리수 샘플을 공급받으며 하부에 드레인 배관(D)이 각각 구비된 다수의 실린더(310)와, 다수의 실린더(310)가 상면 원호 상에서 일정 간격씩 직립하여 고정 결합되며 일정한 주기로 회전하는 원판상의 테이블(320)과, 일측 실린더를 따라 상·하 스캐닝이 가능한 광센서(330)를 포함하여 구성된 SV30 측정 장치와;

세척수 탱크(410)와, 에어 컴프레서(420)와, 세척수 탱크(410)로부터 세척부위로 세척수를 공급하기 위한 적어도 하나 이상의 세척펌프(430)와, 처리수 샘플링 장치와, 처리수 저장 챔버 장치와, SV30 측정 장치 및 이들을 각각 연결하여 세척수와 고압 공기의 유로를 제공하는 세척배관(440)을 포함하여 구성된 세척 장치와;

상기 처리수 샘플링 장치, 처리수 저장 챔버 장치, SV30 측정 장치 및 세척 장치를 구성하는 각종 자동 밸브, 모터, 측정 센서와 전기적으로 연결되어 각각을 자동 제어하며, 전송받은 측정값을 연산, 기록, 저장하기 위한 연산제어수단(510)과, 각종 결과가 디스플레이 되는 모니터(520)를 포함한 중앙 처리 장치를 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 매니폴드(130), 처리수 샘플 공급배관(140) 및 각종 장치를 세척하기 위한 세척수로서 공업 용수를 사용할 수도 있고, 이러한 세척수에는 오염물 등이 함유될 수 있으며, 이러한 오염물이 처리수 샘플에 섞임으로써 처리수에 대한 각종 측정값에 영향을 끼칠 수도 있는 바, 세척 장치의 세척배관(440)에 세척수의 각종 이물질을 걸러내기 위한 필터를 장착하는 것도 바람직하다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 장치는, 전술한 바와 같이, 모터를 이용한 자동 밸브가 구비된 다수의 배관으로 연결되고, 각종 광센서(330)와 테이블(320) 구동 모터 등 다수의 자동화 기기가 사용되나, 이러한 자동화 기기는 본 발명을 비롯한 자동화 장치에는 기본적인 구성 요소인 바, 이들에 대한 설명은 생략하고 처리수 샘플의 이송 방향과 각 장치의 연결 구조적인 측면에서 설명하였으며, 특히, 세척 장치에 구비된 세척배관은, 처리수 샘플링 장치의 배관과 달리, 각 장치의 세척 필요 부위에 따라 그 위치와 수가 변화될 수 있는 가변적인 요소가 있기 때문에 연결 구조에 대한 한정 설명은 배제하였다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 장치를 이용한 폭기조의 처리수에 대한 처리 상태를 파악하기 위한 처리수 샘플의 측정 방법을 살펴 보면 다음과 같다.

한 번의 처리수 측정이 완료된 후 각 배관과 챔버(210) 내부 등에 잔류하는 처리수 샘플을, 압축 공기와 함께 분사되는 세척수 또는 단독 분사되는 압축 공기로 세척하며, 세척이 완료된 후 흡입 펌프(110)에 의해 처리수 저장 챔버(210)로 새로운 처리수 샘플이 주입되고, 처리수 샘플의 주입과 함께 챔버(210) 내부의 교반기(220)가 작동하면서 처리수 샘플이 챔버(210) 내부에 채워지게 된다.

그리고, 챔버(210) 내부에 처리수 샘플이 채워진 후 일정 시간이 경과한 시점에서 처리수 샘플에 침적된 각종 측정 센서(230)로부터 각종 측정값 - MLDO, MLSS, pH, 수온 등 - 이 중앙 처리 장치로 전송된다.

또한, 각종 센서(230)에 의한 측정이 완료된 후 처리수 샘플의 일부가 SV30 측정용 처리수 공급관(S)을 통하여 SV30 측정 장치의 한 실린더로 공급되며, 잔여 처리수 샘플은 드레인 배관(D)을 통하여 챔버(210) 외부로 배출된 후 처리수 샘플링 장치와 처리수 저장 챔버 장치의 세척이 이루어진다.

이때, 처리수 샘플이 채워진 SV30 측정 장치의 실린더는 30분 후 광센서(330) 위치에 도달하게 되면 회전판이 정지하면서 광센서(330)가 실린더를 스캐닝 하게 되고, 그 결과를 중앙 처리 장치로 전송하게 되면, 중앙 처리 장치는 SV30 값을 연산하는 동시에 이 SV30 값과 기 전송받은 상기 MLSS 값을 이용하여 SVI 를 연산하여 모니터 상에 보여주게 된다,

그리고, SV30 스캐닝이 완료된 실린더는 하부 드레인 배관(D)을 통하여 처리수 샘플을 배출한 후 세척이 이루어지게 된다.

이때, SV30 측정 장치를 구성하는 회전 테이블(320) 상면에는 다수의 실린더(310)가 고정 결합되며 그 수에 제약은 없으나, 측정 대상 폭기조의 수와 동수로 구성하되 가능한 6조 이상으로 하는 것이 바람직하며, 처리수 샘플을 공급받은 곳에서부터 광센서가 있는 곳까지 실린더가 원호상 궤적을 따라 이동하는데 걸리는 시간은 30분으로 하여야만 정확한 SV30 을 측정할 수 있게 되는 바, SV30 이 측정되는 방법을 살펴 보면 다음과 같다.

도 2에 도시된 바와 같이, 실린더의 수를 6조, 테이블이 60°회전한 후 정지하는 위치를 테이블 회전 방향으로 1, 2, 3, 4, 5, 6 이라 하고, 1번과 4번에서 처리수 샘플의 주입과 광세서 스캐닝이 이루어지며, 1번에 위치하였던 실린더가 이동→2번 위치 정지→이동→3번 위치 정지→이동의 과정을 거쳐 1번에서 4번 위치에 도달하는 시간은 30분이 소요되는 것으로 한다.

테이블(310)이 정지된 상태에서 측정하고자 하는 어느 한 폭기조의 처리수 샘플이 1번에 위치한 실린더에 주입되면, 테이블이 회전하여 1번에 위치하였던 실린더가 2번 위치로 이동하여 정지하면서 6번에 위치하였던 실린더가 1번에 위치하게 되고, 새롭게 1번 위치에 정지한 실린더에 다른 폭기조의 처리수 샘플이 주입되는 방식으로 각 실린더에 순차적으로 처리수 샘플이 주입된다.

그리고, 최초 1번에 위치하였던 실린더가 4번에 위치하게 되면 광센세가 작동하여 침강된 활성 슬러지의 양을 측정하게 되며, 4번 위치에서의 광센서 스캐닝과 1번 위치에서의 처리수 샘플 주입이 완료된 후 4번 위치에 있던 실린더가 5번 위치에 정지하게 되면 SV30 측정이 완료된 처리수 샘플이 실린더 외부로 배출된다.

5번 위치에서 처리수 샘플이 배출된 실린더가 이동하여 6번 위치에 도달하여 정지하게 되면, 세척장치가 가동되어 실린더의 세척이 이루어진 후 1번 위치로 이 동한 후 처리수 샘플을 다시 주입받게 되는 바, 테이블이 정지한 상태에서 1, 4, 5, 6번 위치에서는 각각 처리수 샘플 주입, 침강 활성 슬러지 스캐닝, 처리수 샘플 배출, 실린더 세척의 각 과정이 동시에 이루어지게 되며, 상기와 같은 과정을 통하여 각 폭기조의 처리수에 대한 SV30 이 자동으로 연속 측정된다.

이때, 처리수 샘플 주입, 침강 활성 슬러지 스캐닝, 처리수 샘플 배출, 실린더 세척의 각 과정이 반드시 상기와 같은 방법으로 이루어지도록 할 필요는 없으나, 처리수 샘플 주입 위치에서 광센서 스캐닝 위치까지 실린더가 이동하는데 걸리는 시간은 반드시 30분으로 해야 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 생물 반응조 모니터링 시스템은 폭기조내의 처리수에 대한 상태를 파악하는데 필요로 되는 각종 측정값을 한 곳에서 한 번에 기록 관리 및 모니터링 할 수 있으며, 기타 필요로 되는 데이터를 분석, 저장 및 온라인 전송을 할 수 있어 처리수 관리 인원의 획기적인 성력화가 가능할 뿐 아니라, 한 대의 장치로 다수의 폭기조 측정이 가능하여 종래 측정 장치에 비하여 설치 비용이 절감이 가능한 장점이 있다.

Claims (4)

1. 하수나 오·폐수의 MLDO, MLSS, pH, SV30, 수온, SVI 등을 측정하는 장치에 있어서, 흡입 펌프(110)와, 각 폭기조(B)에 연결되는 다수의 폭기조연결배관(120)과, 다수의 폭기조연결배관(120)에 결합된 매니폴드(130)와, 매니폴드(130)와 흡입 펌프(110)를 연결하는 처리수 공급배관(140)을 포함하여 구성된 처리수 샘플링 장치와; 상기 공급배관(140)에 연결된 저장 챔버(210)와, 챔버(210) 내부의 교반기(220)와, 챔버(210) 상부에서 그 내부로 결합된 각종 측정 센서(230)를 포함하여 구성된 처리수 저장 챔버 장치와; 상기 저장 챔버(210)에서 처리수 샘플을 공급받는 다수의 실린더(310)와, 다수의 실린더(310)가 상면 원호 상에서 일정 간격씩 직립 고정 결합된 원판상 테이블(320)과, 일측 실린더를 따라 상·하 스캐닝이 가능한 광센서(330)를 포함하여 구성된 SV30 측정 장치와; 세척수 탱크(410)와, 에어 컴프레서(420)와, 처리수 샘플링 장치와, 처리수 저장 챔버 장치와, SV30 측정 장치 및 이들 각각으로 연결되는 세척배관(440)을 포함하여 구성된 세척 장치와; 상기 처리수 샘플링 장치, 처리수 저장 챔버 장치, SV30 측정 장치 및 세척 장치를 구성하는 각종 자동 밸브, 모터, 측정 센서와 전기적으로 연결되어 각각을 자동 제어하며, 전송받은 측정값을 연산, 기록, 저장하기 위한 연산제어수단(510)과, 각종 결과가 디스플레이 되는 모니터(520)를 포함한 중앙 처리 장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 생물 반응조 모니터링 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 처리수 저장 챔버(210)의 하부에는 드레인 배관(D)과 SV30 측정용 처리수 공급관(S)이 각각 구비된 것을 특징으로 하는 생물 반응조 모니터링 장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 각 실린더(310)의 하부에는 드레인 배관(D)이 구비된 것을 특징으로 하는 생물 반응조 모니터링 장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 원판상 테이블(320)은, 처리수 샘플을 공급받은 곳에서 광센서가 있는 곳까지의 이동에 30분이 소요되는 속도로 회전 가능한 것을 특징으로 하는 생물 반응조 모니터링 장치.

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