KR100636265B1 - 오존을 이용한 조류 제거장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 오존을 이용한 조류 제거장치는, 정수원수가 침사지, 혼화지/응집지/침전지 및 여과지를 순차적으로 통과하도록 구성된 정수처리 시스템의 조류제거장치로서, 상기 침사지를 통과한 정수원수가 상기 혼화지로 유입되기 전에 상기 침사지 일측에 구비되는 온라인 클로로필-a(chlorophyll-a) 계측기에 의해 상기 정수원수의 조류개체수를 간접적으로 측정하는 클로로필-a가 실시간으로 측정되고, 상기 온라인 클로로필-a 계측기의 일측에 구비되는 오존주입량 제어장치에 의해 상기 측정된 클로로필-a 농도에 따라 오존주입농도 및 오존주입량을 계산하여 상기 오존주입량 제어장치의 일측에 구비되는 오존발생기에 의해 오존을 발생시켜 오존접촉지에 오존을 주입하는 것을 특징으로 하고, 이에 따른 조류 제거방법은 원수 유입유량 측정; 실시간 클로로필-a 농도 측정; 오존주입도 계산; 오존발생기 조절; 및 오존 주입을 하도록 이루어져, 조류발생으로 인해 야기되는 응집/침전공정의 장애와 여과지 폐색 등의 장애를 극복할 수 있는 효과가 있고, 비용을 절감할 수 있으며 유지관리가 용이한 효과가 있다.
오존, 온라인 클로로필-a 계측기, 오존주입량 제어장치, 조류개체수, 오존주입농도.
Description
도1은 본 발명에 따른 오존을 이용한 조류 제거장치의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도.
도2는 본 발명에 따른 온라인 클로로필-a 계측기를 이용하여 실시간으로 조류농도를 측정하고 있는 상태를 데이터 수집 프로그램을 통해 나타낸 예시도.
도3은 본 발명에 따른 오존을 이용한 조류 제거방법을 각 단계별로 나타낸 순서도.
본 발명은 오존을 이용한 조류 제거장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 정수처리장에서 응집/침전공정에 장애를 일으키고 여과지 폐색에 영향을 주는 조류를 오존을 이용하여 효과적으로 제거할 수 있도록 하는 오존을 이용한 조류 제거장치 및 방법에 관한 것이다.
정수처리장에서 조류를 제거하기 위한 방법으로는 전염소를 처리하고 혼화공정에 분말활성탄을 투입하여 전염소 처리에 의해 발생되는 총트리할로메탄(THMs, Trihalomethanes) 등 산화부산물질을 제거하는 방법이 있다.
즉, 염소를 투입하여 조류를 산화시키고, 잉여 염소에 의해 발생될 수 있는 총트리할로메탄 등 산화부산물질을 분말활성탄으로 흡착하여 응집/침전공정에서 침전시키는 방법이다.
그러나, 상기와 같은 방법은 다량의 활성탄 투입을 위해 활성탄 투입기를 별도로 설치해야 하며 침전지에 다량의 침전물이 형성되기 때문에, 경제성 및 유지관리 측면에서 비효율적인 단점이 있다.
또한, 염소를 투입할 경우 발생되는 산화부산물질 중에서 총트리할로메탄은 발암물질로 알려져 있으므로 이를 제거하기 위해서 후단에 활성탄을 투입하여 제거하게 되는데, 염소의 투입량과 활성탄 투입량이 수질에 따라 적절히 주입되지 않을 경우 혼화/응집/침전공정과 여과공정에서 총트리할로메탄 등 산화부산물질이 제대로 제거되지 않아 수질기준을 초과하게 되는 문제점이 있다.
한편, 정수처리장에서의 조류제거를 위한 공지기술로 등록특허공보 제325830호에서는 '생물막 여과에 의한 상수원수 전처리 및 고도 정수 장치'를 개시하고 있고, 등록특허공보 제307253호에서는 '용존공기부상법을 이용한 조류 제거방법'을 개시하고 있으며, 공개특허공보 제2003-53260호에서는 침사지 전단에 염소를 투입하고 강제침전지에 분말활성탄을 포함하는 슬러지층을 유지되도록 하여 조류를 제거하는 방법을 개시하고 있으나, 오존을 이용하여 조류를 제거하는 장치 및 방법에 대해서는 개시된 바가 없다.
본 발명은 상기한 바와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 그 목적은, 정수처리장에서 응집/침전공정에 장애를 일으키고 여과지 폐색에 영향을 주는 조류를 오존을 이용하여 효과적으로 제거할 수 있도록 하는 오존을 이용한 조류 제거장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 오존을 이용한 조류 제거장치는, 정수원수가 침사지, 혼화지/응집지/침전지 및 여과지를 순차적으로 통과하도록 구성된 정수처리 시스템의 조류제거장치로서, 상기 침사지를 통과한 정수원수가 상기 혼화지로 유입되기 전에 상기 침사지 일측에 구비되는 온라인 클로로필-a(chlorophyll-a) 계측기에 의해 상기 정수원수의 조류개체수를 간접적으로 측정하는 클로로필-a 농도가 실시간으로 측정되고, 상기 온라인 클로로필-a 계측기의 일측에 구비되는 오존주입량 제어장치에 의해 상기 측정된 클로로필-a 농도에 따라 오존주입농도 및 오존주입량을 계산하여 상기 오존주입량 제어장치의 일측에 구비되는 오존발생기에 의해 오존을 발생시켜 오존접촉지에 오존을 주입하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 오존주입농도는, 상기 온라인 클로로필-a 계측기에 의해 측정되 는 클로로필-a 농도와, 상기 오존주입량 제어장치에 운전자가 설정한 값의 곱으로 계산되는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 오존주입량은, 상기 오존주입농도와, 정수원수 유입량의 곱으로 계산되는 것이 효과적이다.
또한, 상기 오존접촉지는, 상향류 산기식 또는 인젝터 방식으로 된 것이 바람직하다.
한편, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 오존을 이용한 조류 제거방법은, 정수원수가 침사지, 혼화지/응집지/침전지 및 여과지를 순차적으로 통과하도록 구성된 정수처리방법에 있어서, 유량계를 이용하여 상기 침사지를 통과한 정수원수의 유입량을 측정; 상기 침사지의 일측에 구비되는 온라인 클로로필-a 계측기를 이용하여 상기 정수원수의 클로로필-a 농도를 실시간으로 측정; 상기 온라인 클로로필-a 계측기의 일측에 구비되는 오존주입량 제어장치를 이용하여 상기 실시간으로 측정된 클로로필-a 농도에 따라 오존주입도 계산; 상기 오존주입량 제어장치의 일측에 구비되는 오존발생기를 조절하여 오존을 발생시키는 오존발생기 조절; 및 상기 발생된 오존을 오존접촉지에 주입하도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 오존주입도는 오존주입농도 및 오존주입량을 포함하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오존을 이용한 조류 제거장치를 첨부 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도1 및 도2는 본 발명에 따르는 오존을 이용한 조류 제거장치를 설명하기 위한 도면들로서, 도1은 본 발명에 따른 오존을 이용한 조류 제거장치의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이고, 도2는 본 발명에 따른 온라인 클로로필-a 계측기를 이용하여 실시간으로 조류농도를 측정하고 있는 상태를 데이터 수집 프로그램을 통해 나타낸 예시도이다.
본 발명에 따르는 오존을 이용한 조류 제거장치는, 도1에 나타낸 바와 같이 정수원수가 침사지, 혼화지/응집지/침전지 및 여과지를 순차적으로 통과하도록 구성된 정수처리 시스템에 있어서, 상기 침사지를 통과한 정수원수가 상기 혼화지로 유입되기 전에 상기 침사지 일측에 구비되는 온라인 클로로필-a 계측기(10)에 의해 상기 정수원수의 클로로필-a(chlorophyll-a) 농도가 도2에 나타낸 바와 같이 데이터 수집 프로그램에 의해 실시간으로 측정되고, 상기 온라인 클로로필-a 계측기(10)의 일측에 구비되는 오존주입량 제어장치(20)에 의해 상기 측정된 클로로필-a 농도에 따라 오존주입농도 및 오존주입량을 계산하여 상기 오존주입량 제어장치(20)의 일측에 구비되는 오존발생기(30)에 의해 오존을 발생시켜 정수원수가 혼화지를 통과하기 전에 오존에 접촉하도록 혼화지 일측에 구비되는 오존접촉지에 오존을 주입하도록 되어 있다.
이때, 상기 오존 주입농도는 하기의 수학식1에 나타낸 바와 같이, 상기 온라인 클로로필-a 계측기(10)에 의해 측정되는 클로로필-a 농도와, 상기 오존주입량 제어장치(20)에 운전자가 설정한 값의 곱으로 계산된다.
상기의 클로로필-a(chlorophyll-a)는 녹색식물에 함유하는 녹색의 색소를 말 하는 것으로서, 다른 클로로필-b,c,d와는 다르게 모든 플랑크톤 조류에 존재한다.
이러한 클로로필-a는 모든 조류에서 유기물의 건조한 무게중에서 약1~2%를 구성하므로 조류의 생물체 평가를 위한 우선적 지표가 되며 식물 플랑크톤의 현존량을 알 수 있다.
따라서, 클로로필-a의 양을 파악하여 조류와 그 오염정도를 파악할 수가 있는 것이다.
여기서, Factor는 오존주입량 제어장치(20)에 운전자가 설정한 값으로서, 본 출원인이 12.5로 설정한 경우 조류제거율이 83%로 나타났으며, 상기 Factor를 9.5로 하향 설정한 경우에는 조류제거율이 6%로 감소하였고, 20으로 상향 설정한 경우에도 39%로 감소하였다.
한편, 상기 오존주입량은 하기의 수학식2에 나타낸 바와 같이, 상기 수학식1에 의해 얻어진 오존 주입농도와 정수원수 유입량의 곱으로 계산된다.
아울러, 상기 오존접촉지는 상향류(上向流) 산기식(散氣式) 또는 인젝터(injector) 방식으로 되어 있으며, 상기 오존발생기(30)에서 발생되는 오존이 주입되게 된다.
한편, 도3은 본 발명에 따른 오존을 이용한 조류 제거방법을 각 단계별로 나 타낸 순서도이다.
본 발명에 따른 오존을 이용한 조류 제거방법은, 도3에 나타낸 바와 같이 원수 유입유량 측정(S10); 실시간 클로로필-a 농도 측정(S20); 오존주입도 계산(S30); 오존발생기 조절(S40); 및 오존 주입(S50)을 하도록 이루어진다.
상기 원수 유입유량 측정(S10)은 유량계를 이용하여 침사지를 통과한 정수원수의 유입량을 측정하는 단계이다.
다음 단계로서, 실시간 클로로필-a 농도 측정(S20)을 하게 되는데, 상기 실시간 클로로필-a 농도 측정(S20)은 상기 침사지의 일측에 구비되는 온라인 클로로필-a 계측기(10)를 이용하여 상기 정수원수의 클로로필-a 농도를 도2에 나타낸 바와 같은 데이터 수집 프로그램을 통해 실시간으로 측정하는 단계이다.
다음 단계로서, 오존주입도 계산(S30)을 하게 되는데, 상기 오존주입도 계산(S30)은 상기 온라인 클로로필-a 계측기(10)의 일측에 구비되는 오존주입량 제어장치(20)를 이용하여 상기 실시간으로 측정된 클로로필-a 농도에 따라 상기 수학식1에 나타낸 바와 같이 오존주입농도를 계산(S31)하고, 상기 계산된 오존주입농도에 따라 상기 수학식2에 나타낸 바와 같이 오존주입량을 계산(S32)하는 단계이다.
다음 단계로서, 오존발생기 조절(S40)를 하게 되는데, 상기 오존발생기 조절(S40)은 상기 오존주입량 제어장치(20)의 일측에 구비되는 오존발생기(30)를 조절하여 오존을 발생시키는 단계이다.
마지막 단계로서, 상기 오존발생기 조절(S40)을 하여 발생된 오존을 오존접촉지에 주입(S50)하도록 이루어짐으로써 혼화/응집/침전공정에서의 장애와 여과지 폐색 등의 문제점을 방지할 수 있게 되는 것이다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형, 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 오존을 이용한 조류 제거장치 및 방법에 의하면, 오존주입장치를 이용하여 오존주입농도를 조절하고 유입된 정수원수의 실시간 클로로필-a 농도 변화에 대응하여 조류를 제거함으로써, 조류발생으로 인해 야기되는 응집/침전공정의 장애와 여과지 폐색 등의 장애를 극복할 수 있는 효과가 있다.
또한, 오존을 이용하여 조류를 제거함으로써 염소를 사용하여 발생하는 총트리할로메탄 등 산화부산물질을 생성시키지 않기 때문에, 염소 처리 후에 활성탄을 추가 투입해야 할 필요성이 없어지고, 이에 따라 소요되는 비용을 절감할 수 있으며, 유지관리가 용이한 효과가 있다.
Claims (11)
- 정수원수가 침사지, 혼화지/응집지/침전지 및 여과지를 순차적으로 통과하도록 구성된 정수처리 시스템의 조류제거장치로서,상기 침사지를 통과한 정수원수가 상기 혼화지로 유입되기 전에 상기 침사지 일측에 구비되는 온라인 클로로필-a(chlorophyll-a) 계측기에 의해 상기 정수원수의 클로로필-a 농도가 실시간으로 측정되고, 상기 온라인 클로로필-a 계측기의 일측에 구비되는 오존주입량 제어장치에 의해 상기 측정된 클로로필-a 농도에 따라 오존주입농도 및 오존주입량을 계산하여 상기 오존주입량 제어장치의 일측에 구비되는 오존발생기에 의해 오존을 발생시켜 오존접촉지에 오존을 주입하는오존을 이용한 조류 제거장치.
- 제1항에 있어서,상기 오존주입농도는,상기 온라인 클로로필-a 계측기에 의해 측정되는 클로로필-a 농도와, 상기 오존주입량 제어장치에 운전자가 설정한 값의 곱으로 계산되는오존을 이용한 조류 제거장치.
- 제1항에 있어서,상기 오존주입량은,상기 오존주입농도와, 정수원수 유입량의 곱으로 계산되는오존을 이용한 조류 제거장치.
- 제1항에 있어서,상기 오존접촉지는,상향류(上向流) 산기식(散氣式)으로 된오존을 이용한 조류 제거장치.
- 제1항에 있어서,상기 오존접촉지는,인젝터 방식으로 된오존을 이용한 조류 제거장치.
- 정수원수가 침사지, 혼화지/응집지/침전지 및 여과지를 순차적으로 통과하도록 구성된 정수처리방법의 조류제거방법으로서,유량계를 이용하여 상기 침사지를 통과한 정수원수의 유입량을 측정하는 원수 유입유량 측정;상기 침사지의 일측에 구비되는 온라인 클로로필-a 계측기를 이용하여 상기 정수원수의 클로로필-a 농도를 실시간으로 측정하는 실시간 클로로필-a 농도 측정;상기 온라인 클로로필-a 계측기의 일측에 구비되는 오존주입량 제어장치를 이용하여 상기 실시간으로 측정된 클로로필-a 농도에 따라 오존주입도 계산;상기 오존주입량 제어장치의 일측에 구비되는 오존발생기를 조절하여 오존을 발생시키는 오존발생기 조절; 및상기 발생된 오존을 오존접촉지에 주입하도록 이루어지는오존을 이용한 조류 제거방법.
- 제6항에 있어서,상기 오존주입도는,오존주입농도 및 오존주입량을 포함하는오존을 이용한 조류 제거방법.
- 제7항에 있어서,상기 오존주입농도는,상기 온라인 클로로필-a 계측기에 의해 측정되는 클로로필-a 농도와, 상기 오존주입량 제어장치에 운전자가 설정한 값의 곱으로 계산되는오존을 이용한 조류 제거방법.
- 제7항에 있어서,상기 오존주입량은,상기 오존주입농도와, 정수원수 유입량의 곱으로 계산되는오존을 이용한 조류 제거방법.
- 제6항에 있어서,상기 오존접촉지는,상향류(上向流) 산기식(散氣式)으로 된오존을 이용한 조류 제거방법.
- 제6항에 있어서,상기 오존접촉지는,인젝터 방식으로 된오존을 이용한 조류 제거방법.
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