KR100817243B1 - 수질원격감시시스템 - Google Patents

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KR100817243B1
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천기화
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에스씨종합건설(주)
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Abstract

본 발명은 수질원격감시시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 배출되는 방류수의 수질에 이상이 발생하면 일정한 시간 간격으로 방류수를 취합하여 시료수를 채수하고 취수 입수구를 유입 방류수의 수압으로 세척하여 신빙성을 보장하는 시료수 채수가 가능하게 하는 수질원격감시시스템에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명은, 수질 상태를 검출하는 다수 센서를 이루어지는 수질측정기(100); 방류수의 유량을 검출하는 유량계(300); 방류수를 취수하는 취수펌프(410)와, 취수된 방류수 중 소정량을 측정수로 사용할 수 있도록 상기 수질측정기(100)에 공급하는 취수분배관(420)과, 상기 취수분배관(420)에서 각각 분기 연결되며 취수되는 방류수 중 채취수를 공급받고 상기 채취수를 배수되게 구성되되 상기 채취수의 공급 및 배수를 단속 제어되게 구성되는 다수 임시취수통(430)과, 상기 임시취수통(430)들의 채취수를 혼합하여 시료수로서 보관하는 시료병(440)을 포함하여 구성되는 채수장치(400); 상기 수질측정기(100)에서 검출된 수질 상태 신호 및 상기 유량계(300)에서 검출된 유량 신호를 디지털 데이터로 변환하여 미리 설정된 주기로 평균을 산출하고 산출한 평균 데이터를 저장하고, 수질 상태 데이터 중에 하나 이상이 미리 설정된 기준치를 초과하면 상기 임시취수통(430)들에 일정 시간 간격으로 채취수를 공급받게 한 후 임시취수통(430)들의 채취수를 혼합하여 상기 채수장치(400)의 시료병(440)에 보관하게 하며, 통신망(10)을 통해 자료 요청이 이루어지면 해당 평균 자료를 독출하여 전송하는 자료수집장치(200); 통신망(10)을 통해 상기 자료수집장치(200)에 접속하여 평균 데이터를 요청 및 수신하여 데이터베이스화하는 관제서버(500);를 포함하여 구성된다.
상기 구성으로 본 발명은, 신뢰성을 보장할 수 있는 시료수를 채수하고 그 시료수의 채수시 정확한 수질 상태 데이터를 획득하여 오염물질 총량을 총체적으로 규제할 수 있으며, 입수구의 이물질을 용이하게 제거하여 원활한 채수가 가능하다.
수질원격감시시스템, TMS, 채수, 시료수, 시료병, 방류수, 폐수, 자료수집장치, 관제서버

Description

수질원격감시시스템{Water Quality Telemetering System}
본 발명은 수질원격감시시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 배출되는 방류수의 수질에 이상이 발생하면 일정한 시간 간격으로 방류수를 취합하여 시료수를 채수하고 취수 입수구를 유입 방류수의 수압으로 세척하여 신빙성을 보장하는 시료수 채수가 가능하게 하는 수질원격감시시스템에 관한 것이다.
최근 수질관리시스템은, 일정 규모 이상의 하수종말처리시설·폐수종말처리시설 및 폐수배출사업장에서 배출되는 방류수를 원격감시하여 방류수에 포함되어 배출되는 오염 물질의 총량을 산출하므로서, 산출된 오염물질 총량에 따라 폐수 배출을 규제할 수 있도록 구성된다.
이를 위한 종래 수질관리시스템에 있어서 현장에 설치되는 자료수집장치는, 하수종말처리시설·폐수종말처리시설 또는 폐수배출사업장에서 배출되는 방류수를 취수하여 다종의 센서들로 수질 상태 및 유량을 소정 시간 간격(예를 들면 10초 간격)으로 검출하고, 검출된 신호를 기초하여 일정 시간 간격(예를 들면 5분 간격)으로 평균 자료를 산출하여 중앙 관제서버에 송신한다. 그리고 관제서버는 평균 자료 를 데이터베이스화하여 폐수 배출를 규제할 수 있는 근거자료로 활용한다. 또한, 종래 자료수집장치는 수질 상태가 기준치를 초과하거나 또는 관제서버의 채수 요청 신호가 수신되면 시료수를 채수하여 추후 시료수를 정밀 검사할 수 있게 한다.
그리고, 종래 수질관리시스템은 방류수의 수질을 분석한 후 순간적으로 시료수를 채수하는 방식으로 동작하여, 추후 채수된 시료수를 검사하여 얻게 되는 채수 순간의 정밀한 수질 정보와 데이터베이스화한 평균자료를 근거로 실제 배출된 오염물질 총량을 산출했었다.
하지만, 종래 채수방식으로 이루어진 시료수는 한 순간의 수질 상태 정보만을 제공하므로 실시간으로 변화하는 방류수의 수질 상태를 대표하지는 못하였다. 또한, 수질 상태를 분석한 후 시료수를 채수하는 방식으로 이루어져, 검출한 데이터는 실제 시료수의 채수 시점 데이터와 오차가 발생하는 문제점이 있었다. 이와 같이 대표성이 결여된 시료수만을 채수하는 종래 수질관리시스템은 그 신뢰성을 확보하기 어려워 시스템 구축의 타탕성까지 문제되고 있었다.
또한, 평균자료에 포함된 수질 상태 정보를 보완자료로서 시료수 정보와 결부하여 배출된 오염물질 총량을 추정할 수도 있지만, 이 또한 수질 상태를 검출하는 센서의 측정 오차로 인하여 추정치의 신뢰성을 떨어지게 하는 문제점이 있었다.
더불어, 방류수 배수로에 설치되는 취수 입수구는 배수로에 발생하는 토사 또는 이끼 등의 이물질로 인하여 막히거나 이러한 이물질까지 취수하는 문제점도 있었다. 이러한 이유로 수질관리시스템은 취수를 일시적으로 중단하고 세척수를 입수구로 배출시켜 입수구에 붙어있는 이물질을 제거하도록 구성되지만 이러한 이물 질이 제대로 제거되지 않아 근본적인 해결책이 되지 못하였다.
따라서 본 발명의 목적은, 시료수를 한 순간에 채수하지 않고 검출 시점의 방류수를 대표할 수 있는 방식으로 채수하여 시료수의 신뢰성을 보장할 수 있는 수질원격감시시스템를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 시료수의 취수 시점에 대한 정확한 검출 데이터를 확보하여 시료수의 수질 정보와 그에 따른 검출 데이터를 활용하게 할 수 있는 수질원격감시시스템를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 취수 입수구에 끼이게 되는 이물질을 용이하게 제거할 수 있는 수질원격감시시스템를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 폐수 배출시설에서 배출되는 방류수의 수질을 감시하기 위한 수질원격감시시스템에 있어서, 수질 상태를 검출하는 다수 센서를 포함하는 수질측정기(100); 방류수의 유량을 검출하는 유량계(300); 입수관(401)을 통해 방류수를 취수하는 취수펌프(410)와, 상기 취수펌프(410)에 의해 취수되는 방류수를 공급받으며 취수된 방류수 중 소정량을 측정수로 사용할 수 있도록 상기 수질측정기(100)에 공급하는 취수분배관(420)과, 상기 취수분배관(420)에서 각각 분기 연결되며 취수되는 방류수 중 채취수(취수된 방류수 중 상기 측정수를 제외한 방류수)를 공급받고 상기 채취수를 배수되게 구성되되 상기 채취수의 공급 및 배수를 단속 제어되게 구성되는 다수 임시취수통(430)과, 상기 임시취수통(430)들의 채취수를 혼합하여 시료수로서 보관하는 시료병(440)을 포함하여 구성되는 채수장치(400); 상기 수질측정기(100)에서 검출된 수질 상태 신호 및 상기 유량계(300)에서 검출된 유량 신호를 디지털 데이터로 변환하여 미리 설정된 주기로 평균을 산출하고 산출한 평균 데이터를 저장하고, 통신망(10)을 통해 자료 요청이 이루어지면 해당 평균 자료를 독출하여 전송하고, 수질 상태 데이터 중에 하나 이상이 미리 설정된 기준치를 초과하면 상기 채수장치(400)의 임시취수통(430)들에 일정 시간 간격으로 채취수를 공급받게 하고, 임시취수통(430)들의 채취수를 혼합하여 상기 채수장치(400)의 시료병(440)에 보관하게 하는 자료수집장치(200); 통신망(10)을 통해 상기 자료수집장치(200)에 접속하여 평균 데이터를 요청 및 수신하여 데이터베이스화하는 관제서버(500);를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 자료수집장치(200)는 각 임시취수통(430)의 채취수 획득 시각과 그 시각의 수질 상태 검출 데이터 및 유량 데이터를 별도 저장하며, 상기 관제서버(500)는 상기 자료수집장치(200)로부터 각 임시취수통(430)의 채취수 획득 시각과 그 시각의 수질 상태 검출 데이터 및 유량 데이터를 수신하여 데이터베이스화하는 것을 특징으로 한다.
상기 자료수집장치(200)는, 수질 상태 데이터 모두가 각각 미리 설정된 기준치를 초과하지 않았을 때에는, 어느 하나의 임시취수통(430-1)에 물이 항시 흐르도 록 공급 및 배수를 제어하고 다른 임시취수통(430)들에는 물의 공급 및 배수를 차단하도록 제어하고, 수질 상태 데이터 중에 하나 이상이 미리 설정된 기준치를 초과할 때에, 상기 어느 하나의 임시취수통(430-1)의 공급 및 배수를 차단하여 물을 채취함과 동시에 다른 하나의 임시취수통(430-2)의 공급 및 배수가 가능하게 하여 물이 흐르도록 제어하며 일정 시간이 흐른 후 상기 다른 하나의 임시취수통(430-2)의 공급 및 배수를 차단하여 물을 채취함과 동시에 또다른 하나의 임시취수통(430-3)의 공급 및 배수가 가능하게 하여 물이 흐르도록 제어하는 방법으로, 일정 시간 간격으로 임시취수통(430)들에 물을 채취하게 하며, 각 임시취수통(430)들에 채취수를 채취한 후 각 임시취수통(430)내의 채취수를 합하여 상기 시료병(440)에 취수하고 평상시 수질 상태 검출 데이터를 획득할 때의 상태로 임시취수통(430)들의 공급 및 배수를 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 채수장치(400)는, 다수 임시취수통(430) 모두에 채취수를 채운 시점부터 다수 임시취수통(430)의 채취수를 시료병(440)에 채수 완료하는 시점까지 취수분배관(420)의 소정 유량의 방류수를 배출할 수 있는 바이패스관(450)을 더 구비함을 특징으로 한다.
또한 상기 입수관(401)의 끝단에는,
외측면 중심에 회전축(612a)을 구비한 원판(611a)으로 일단이 막힌 원통형이고, 원통형의 타단(611b)에는 일측단면이 회전축(612b)의 외주연에 고정되고 타측 단면이 원통형 타단(611b)의 내주연에 고정되는 다수의 지지살(613)이 구비되고, 스크류(620)가 회전축(612b)의 내측면에 축이 고정되게 내삽되며, 원통형의 굴곡둘레면(614)에는 다수 입수공(614a)이 형성되는 원통형 걸름망(610);과
양단에 대향하게 배치된 두개의 원형테(631a, 631b)를 다수 지지빗살(634)로 고정하는 형태로 이루어져 상기 원통형 걸름망(610)에 외삽되며, 상기 원형테(631a, 631b)의 중심에는 상기 원통형 걸름망(610)의 회전축(612a, 612b)이 각각 축설되는 회전지지축(633a, 633b)이 구비되되 상기 원통형 걸름망(610)의 타단(611b) 측에는 일측이 원형테(631b)의 내주연에 고정된 다수 지지살(632b)의 타측이 방사상으로 고정되는 형태로 회전지지축(633b)이 구비되어, 상기 원통형 걸름망(610)이 내부에서 회전가능하게 하고, 상기 원통형 걸름망(610)의 타단(611b) 방향의 원형테(631b)가 상기 입수관(401)의 끝단에 연결되게 장착되는 지지틀(630);
로 구성되는 입수구(600)가 연결됨을 특징으로 한다.
따라서, 상기 설명한 바와 같이 본 발명은, 일정한 시간 간격을 두고 다수 임시취수통(430)에 순차적으로 취수하여 시료수를 채수하되 각 임시취수통(430)의 취수 시점의 검출 데이터를 각각 저장하므로, 시료수의 수질 데이터와 자료수집장치에서 획득한 검출 데이터 사이에 발생할 수 있는 오차 문제를 원천적으로 해소할 수 있어, 시료수의 신뢰성을 증대시킬 수 있다.
또한 본 발명은, 수질측정기(100)로 수질 상태를 검출하는 시점에도 임시취 수통(430)에 채취할 방류수를 흐르게 하며 검출 데이터에 따라 채수할 때에 임시취수통(430) 내에 흐르는 방류수를 차단하여 채수하므로, 검출 데이터와 일치하는 시료수를 획득할 수 있다.
또한 본 발명은, 입수구(600)에 유입되는 방류수의 수압 또는 입수구(600)를 통해 방류되는 세척수의 수압으로 원통형 걸름망(610)을 회전시켜 상기 원통형 걸름망(610)에 끼이게 되는 이물질을 용이하게 제거할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수질원격감시시스템의 블록구성도이다.
상기 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 수질원격감시시스템은, 폐수 배출시설에 근접하여 설치되는 수질측정기(100)·자료수집장치(200)·유량계(300) 및 채수장치(400)와 통신망(10)을 통해 상기 자료수집장치(300)과 통신하는 관제서버(500)를 포함하여 구성된다.
상기 수질측정기(100)는 수소이온농도(pH), 용존산소량(DO), 부유물질량(SS), 생물화학적산소요구량(BOD), 화학적산소요구량(COD), 휘발성유기화합물(VOCs), 총질소(T-N), 총인(T-P) 등의 수질 상태를 검출하는 다수 센서들을 포함 하여 구성된다. 이러한 센서들은 일반적으로 시판되는 센서들로서 사용될 수 있다.
상기 유량계(300)는 폐수 배출시설에서 배출되는 방류수의 유량을 검출한다.
상기 채수장치(400)는, 측정수 및 시료수로 사용하기 위해 방류수의 배출로에 설치된 취수관으로 방류수를 취수하며, 취수된 방류수 중 소정량의 방류수가 측정수로 사용될수 있도록 상기 수질측정기(100)에 공급하고 측정수를 제외한 나머지 방류수를 시료수로 사용할 수 있도록 구성된다. 이때 시료수의 취수는, 상기 수질측정기(100)에서 검출된 수질 상태 정보가 미리 설정된 기준치를 초과하면 취수된 방류수 중의 소정량을 시료병에 채수하는 방법으로 이루어진다.
상기 자료수집장치(200)는, 상기 수질측정기(100)에서 검출된 수질 상태 신호 및 상기 유량계(300)에서 검출된 유량 신호를 디지털 데이터로 변환하여 미리 설정된 주기로 평균을 산출하여 대응하는 시각과 함께 저장한다.
또한, 상기 수질측정기(100)는 수질 상태 데이터 중에 하나 이상이 미리 설정된 기준치를 초과하면 상기 채수장치(400)를 제어하여 시료수를 채수하게 하며 시료수를 채수할 때의 시각 데이터·유량 데이터 및 수질 상태 검출 데이터를 별도로 저장한다.
그리고, 상기 수질측정기(100)는, 통신망(10)을 통해 상기 관제서버(500)로부터 데이터 요청 신호를 전송받으면, 저장하고 있던 수질 상태 데이터와 유량 데이터와 시료수 채수시 획득한 데이터를 상기 관제서버(500)에 전송한다.
상기 관제서버(500)는 자료수집장치(200)에 접속하여 저장된 데이터의 전송을 요청하여 자료수집장치(200)로부터 각종 데이터를 수신 저장한다. 즉, 상기 관 제서버(500)는 자료수집장치(500)에 저장된 수질 상태 데이터와 유량 데이터와 시료수 채수시 획득한 데이터를 수신받아 데이터베이스화한다. 이와 같이 데이터베이스화된 데이터는 수질관리를 위한 정보로서 활용되며, 특히 시료수 채수시 획득한 채수 시각 데이터·유량 데이터 및 수질 상태 검출 데이터는 추후에 시료수를 정밀검사할 때에 근거 자료로서 활용된다.
또한, 자료수집장치(200)는 관제서버(500)에 의해 원격 제어되어 작동하도록 구성될 수 있으며, 이에 따라 관제서버(500)가 자료수집장치(200)에 시료수를 채수하도록 신호를 보내면 자료수집장치(200)는 검출된 수질 데이터에 상관없이 시료수를 채수하는 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 채수장치(400)의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 채수장치(400)는, 입수관(401)을 통해 방류수를 정량적으로 취수하는 취수펌프(410)와, 상기 취수펌프(410)에 의해 취수된 방류수를 공급받으며 취수된 방류수 중 소정량을 측정수로 사용할 수 있도록 수질측정기(100)에 공급하고 측정수를 제외한 취수된 방류수를 채취수로 사용하도록 공급하는 취수분배관(420)과, 상기 취수분배관(420)에 각각 분기 연결되며 취수된 방류수 중 채취수를 공급받고 상기 채취수를 배수되게 구성되되 상기 채취수의 공급 및 배수를 단속 제어되게 구성되는 다수 임시취수통(430)과, 상기 임시취수통(430)들의 채취수를 혼합한 시료수를 보관하는 시료병(440)을 포함하여 구성된다.
상기 취수분배관(420)은, 수질측정기(100)에 연통되어 측정수를 공급하고, 다수 분기관을 통해 상기 다수 임시취수통(430)에 연통되어 채취수를 공급한다.
그리고, 상기 각 임시취수통(430)은 채취수의 공급을 단속하기 위한 입수밸브(431)와 공급받은 채취수의 배수를 단속하기 위한 배수밸브(432)를 구비하며, 상기 다수 임시취수통(430)에 구비된 배수밸브(432)들의 배수구는 하나로 취합되어 삼방밸브(433)의 입수구(433a)에 연결된다. 이때 상기 입수밸브(431), 배수밸브(432) 및 삼방밸브(433)의 개폐 동작은 자료수집장치(200)에 의해 제어된다.
또한, 상기 삼방밸브(433)는 제1출수구(433b)를 통해 임시취수통(430)의 채취수를 시료병(440)에 채수 가능하게 하고 제2출수구(433c)를 통해 배수관(402)에 연결되어 임시취수통(430)의 채취수를 방류 가능하게 한다. 이때 상기 삼방밸브(433)는 입수구(433a)를 통해 입수되는 채취수를 시료병(440)에 채수할 것인지 또는 배수관(402)를 통해 방류할 것인지를 자료수집장치(200)에 의해 제어 결정되어 동작한다.
상기와 같이 구성된 채수장치(400)의 동작을 설명하면 다음과 같다.
이때, 자료수집장치(200)는, 수질측정기(100)로부터 입력받은 수질 상태 신호를 디지털 데이터로 변환하고 변환한 수질 상태 데이터를 미리 설정된 기준치와 비교하여 상기 채수장치(400)에 구비된 입수밸브(431)·배수밸브(432) 및 삼방밸브(433)의 동작을 제어한다.
먼저 수질 상태 데이터가 미리 설정된 기준치에 도달하지 않았을 때의 채수장치(400) 동작을 설명한다.
취수펌프(410)는 입수관(401)을 통해 방류수를 취수분배관(420)에 공급한다. 그러면 취수분배관(420)은, 공급받은 방류수 중에 소정량을 자료수집장치(200)에 공급하고, 중도에 구비된 분기관을 통해 임시취수통(430)에 채취수를 공급한다. 이때, 다수 임시취수통(430) 중에 제1 임시취수통(430-1)에는 자료수집장치(200)의 제어로 입수밸브(431-1) 및 배수밸브(432-1)가 개방되어 채취수가 내부를 관통하여 배수되고, 상기 제1 임시취수통(430-1)을 제외한 나머지 임시취수통들(430-2~N)에는 자료수집장치(200)의 제어로 입수밸브들(431-2~N) 및 배수밸브들(432-2~N)이 닫혀 채취수가 내부에 공급되지 않는다. 그리고 삼방밸브(433)는 상기 제1 임시취수통(430-1)의 배수밸브(432-1)를 통해 방류되는 채취수가 제2출수구(433c)를 통해 배수관(402)으로 흐르도록 제어된다.
다음으로 수질 상태 데이터가 미리 설정된 기준치에 도달하였을 때의 채수장치(400) 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 제1 임시취수통(430-1)의 배수밸브(432-1) 및 입수밸브(431-1)는 자료수집장치(200)의 제어로 닫히게 되어 상기 제1 임시취수통(430-1)에 채취수가 남겨지게 된다. 이와 동시에 제2 임시취수통(430-2)의 입수밸브(431-2) 및 배수밸브(432-2)가 자료수집장치(200)의 제어로 열리게 되어 상기 제2 임시취수통(430-2) 내부에 채취수가 흐르게 된다.
그리고, 미리 설정된 일정 시간이 지난 후에 제2 임시취수통(430-2)의 입수밸브(431-2) 및 배수밸브(432-2)는 자료수집장치(200)의 제어로 닫히게 되어, 상기 제2 임시취수통(430-2)의 내부에 채취수가 채수된다. 이와 동시에 제3 임시취수통(430-3)의 입수밸브(431-3) 및 배수밸브(432-3)가 자료수집장치(200)의 제어로 열리게 되어 상기 제3 임시취수통(430-3) 내부에 채취수가 흐르게 된다.
상기와 같은 방법으로 제3~N 임시취수통들(430-3~N)에는 일정 시간 간격으로 채취수가 채수되어, 제N 임시취수통(430-N)에 채취수가 채수된 후에는 입수밸브(431-1~N) 및 배수밸브(432-1~N)가 모두 닫혀있는 상태가 된다.
상기 제1~N 임시취수통들(430-1~N)에 채취수가 채수된 후에는 상기 삼방밸브(433)가 자료수집장치(200)에 의해 제어되어 입수구(433a)와 제1출수구(433b)가 연통되되 입수구(433a)와 제2출수구(433c)는 연통이 차단되게 된다. 그리고, 상기 임시채수통들(430-1~N)의 배수밸브들(432-1~N)이 자료수집장치(200)의 제어에 의해 개방되어, 상기 임시채수통들(430-1~N)에 채수된 채취수가 시료병(440)으로 흐르게 된다.
상기 임시채수통들(430-1~N)의 채취수에 의해 시료병(440)이 채워지게 되면, 자료수집장치(200)는 입수밸브(431)·배수밸브(432) 및 삼방밸브(433)의 개폐상태를 수질 상태 데이터가 미리 설정된 기준치에 도달하지 않았을 때로 변경시킨다. 즉 제1 임시취수통(430)에 채취수가 흐르도록 상기 밸브들(431, 432, 433)들이 제어된다.
상기 도 2에 의하면 상기 채수장치(400)는 취수분배관(420)과 배수관(402) 사이를 밸브(451)의 개폐동작으로 연통 또는 차단 가능하게 하는 바이패스관(450)을 더 구비한다. 즉, 제N 임시취수통(430)에 채취수가 채워지도록 입수밸브(431-N) 및 배수밸브(432-N)가 닫히는 순간에 상기 바이패스관(450)의 밸브(451)가 열려 취수분배관(420)과 배수관(402)이 연통되게 하는 것이다. 그리고, 상기 바이패스관(450)의 밸브(451)는 시료병(440)의 채수가 이루어진 후 제1 임시취수통(430)의 입수밸브(431-1) 및 배수밸브(432-1)가 열릴 때에 닫히게 된다. 이와 같은 상기 바이패스관(450)의 밸브(451) 개폐 동작은, 자료수집장치(200)에 의해 제어되는 것이며, 취수분배관(420)의 방류수 중 채취수로 흐르게 되는 유량을 일정하게 하여 수질측정기(100)에 가압되는 측정수가 일정한 유량을 유지하도록 하는 효과가 있다.
또한, 상기 수질측정기(110)와 연결되는 취수분배관(420) 부위에는 별도의 유량조절수단(미도시)를 더 구비할 수도 있다.
상기 채수장치(400)는 시료병(440)을 다수개 구비하며 밸브(441)에 의해 선택되어 임시취수통들(430-1~N)의 채취수를 채수할 수 있게 된다. 이때, 상기 밸브(441)는 자료수집장치(200)에 의해 제어된다.
또한, 상기 자료수집장치(200)는, 각 임시취수통들(430)에 채취수를 채수하는 시각 데이터와 그 시각에 획득하는 수질 상태 검출 데이터와 유량 데이터를 별 도 저장하고, 관제서버(500)의 데이터 요청시 저장한 상기 데이터를 전송한다.
그리고, 관제서버(500)는 시료병(440)에 채수된 시료수의 채취 데이터(각 임시취수통들(430)의 채취수의 채수 시각, 수질 상태 및 유량에 관련된 데이터)를 데이터베이스화하는 것이다.
즉, 시료병(440)의 시료수는 수질 상태가 설정된 기준치를 초과할 때에 시료수를 채수하되 미리 설정된 일정한 시간 간격으로 소정량을 채수하여 혼합하는 형태로 이루어지며, 혼합되는 각 채취수에 대한 세부적인 채취 데이터는 별도 저장되어 시료병(440)의 시료수를 추후 정밀 검사할 때에 근거자료로서 사용되는 것이다.
이와 같은 시료수 채수방법은 방류수에 대한 시료수의 대표성을 보증하는 장점을 갖는다. 즉, 단 한번에 채수한 시료수가 방류수의 수질 상태를 대표하는 것이 아니라 일정한 시간 간격으로 소정량을 채수하는 방법으로 획득하는 시료수가 방류수의 수질 상태를 대표하는 것이다. 더욱이, 방류수에 대한 규제는 방류된 유량과 그 수질을 고려하여 방류된 오염 물질의 총량으로 규제하는 방법으로 이루어진다. 또한, 방류수의 수질상태가 수시로 변동되는 점을 고려하면, 본 발명에 따라 채수되는 시료수는 방류수의 수질 상태를 더욱 정확하게 파악할 수 있게 하여 수질 관리의 신뢰성을 높일 수 있다.
또한, 상기 도 2에 도시된 바와 같이 상기 채수장치(460)는 삼방밸브(461)에 의해 취수분배관(420)에 연통되어 세척수를 공급할 수 있는 세척수관(460)을 더 구비할 수 있다. 상기 세척수관(460)을 통해 공급받는 세척수는 채수장치(400) 및 수 질측정기(100)를 세척하기 위한 것이다. 또한, 상기 세척수는 입수관(401)을 통해 배출되어 입수관(401) 내부를 세척하기 위한 것이며 이를 위해 취수펌프(410)는 역회전도 가능한 정역회전모터로 구성된다. 이러한 세척수 공급수단은, 주기적으로 실시되도록 제어되는 것이며, 종래 기술로서 구성될 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 입수구(600)의 부분단면 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 입수구(600)의 분해 사시도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 입수구(600)의 사시도이다.
상기 도 3 내지 도 5에 도시된 입수구(600)는 입수관(401)의 끝단에 설치되는 것으로서 방류수가 배출되는 수로 등에 담겨지는 부분이다.
상기 도 3 내지 도 5에 따른 입수구(600)는, 입수관(401) 끝단에 연결되는 지지틀(630)과, 상기 지지틀(630)에 회전가능하게 내삽되며 방류수가 유입되는 원통형 걸름망(610)으로 구성된다.
상기 원통형 걸름망(610)은, 외측면 중심에 회전축(612a)을 구비한 원판(611a)으로 일단이 막힌 원통형이고, 타단(611b)에는 일측단면이 회전축(612b)의 외주연에 고정되고 타측단면이 원통형 타단(611b)의 내주연에 고정되는 다수의 지지살(613)를 구비한다. 또한 상기 원통형 걸름망(610)은, 회전축(612b)의 내측면에 축이 고정되게 내삽되는 스크류(620)를 내부에 구비하며, 원통형의 굴곡둘레면(614)에는 다수 입수공(614a)이 형성되어 있다.
상기 지지틀(630)은, 양단에 대향하게 배치된 두개의 원형테(631a, 631b)를 다수 지지빗살(634)로 고정하는 형태로 이루어져 상기 원통형 걸름망(610)에 외삽되며, 상기 원형테(631a, 631b)의 중심에는 상기 원통형 걸름망(610)의 회전축(612a, 612b)이 각각 축설되는 회전지지축(633a, 633b)을 구비하여 상기 원통형 걸름망(610)이 내부에서 회전가능하게 한다. 특히 상기 지지틀(630)은, 일측이 원형테(631b)의 내주연에 고정된 다수 지지살(632b)의 타측이 방사상으로 고정되는 형태로 이루어지는 회전지지축(633b)을 상기 원통형 걸름망(610)의 타단(611b) 측에 구비한다.
이와 같이, 내부에 원통형 걸름망(610)이 축설된 지지틀(630)은, 상기 원통형 걸름망(610)의 타단(611b) 방향의 원형테(631b)가 상기 입수관(401)의 끝단에 연결되게 장착된다.
이와 같이 구성된 상기 입수구(600)에 있어서, 방류수가 원통형의 걸름망(610)에 구비된 다수 입수공(614a)을 통해 입수관(401)으로 유입될 때에 스크류(620)를 회전시키게 된다. 이때 상기 스크류(620)의 회전축은 상기 원통형 걸름망(610)의 회전축(612b)에 고정되어 있으므로, 상기 원통형의 걸름망(610)은 상기 스크류(620)의 회전력에 의해서 상기 지지틀(630) 내부에서 회전하게 된다.
일반적으로 방류수가 배출되는 수로에는 토사 또는 이끼와 같은 이물질이 있어 입수구는 물론 입수관 내부의 막힘 현상을 유발하게 된다.
하지만, 본 발명에 의한 상기 원통형 걸름망(610)의 굴곡둘레면(614)은 상기 지지틀(630)에 구비된 다수 지지빗살(634)의 내측에서 회전하게 되므로, 상기 굴곡둘레면(614)에 구비된 다수 입수공(614a)에 끼이게 되는 이물질이 상기 지지빗살(634)에 의해 제거되는 것이다.
또한, 삼방밸브(461)의 작동으로 세척수가 세척수관(460)을 통해 유입되고 유입된 세척수가 취수펌프(410)의 역회전으로 입수관(401)을 통해 배출되며, 입수관(401)을 통해 배출되는 세척수는 스크류(620)를 회전시키며 입수공(614a)으로 배출되므로 결국 원통형 걸름망(610)이 회전하게 된다. 이때에는 배출되는 세척수의 유압이 부가되어, 입수공(614a)에 끼인 이물질이 지지빗살(634)에 의해 더욱 용이하게 제거된다.
상기 도 4를 살펴보면, 회전지지축(633a, 633b)의 끝단이 원추형으로 이루어졌음을 알 수 있으며, 상기 회전지지축(633a, 633b)이 축설되는 회전축(612a, 612b)도 원추형 형상에 맞는 홈의 형태로 이루어지게 된다. 이러한 회전축의 결합은 당업자에게 다양한 형태로 이루어질 수 있으므로 그 상세한 설명은 생략한다.
이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내 에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수질원격감시시스템의 블록구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 채수장치의 구성도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 입수구의 부분단면 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 입수구의 분해 사시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 입수구의 사시도
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10 : 통신망 100 : 수질측정기 200 : 자료수집장치
300 : 유량계 400 : 채수장치 401 : 입수관
402 : 배수관 410 : 취수펌프 420 : 취수분배관
430 : 임시취수통 440 : 시료병 450 : 바이패스관
460 : 세척수관 500 : 관제서버
600 : 입수구 610 : 원통형 걸름망 620 : 스크류
630 : 지지틀

Claims (6)

  1. 폐수 배출시설에서 배출되는 방류수의 수질을 감시하기 위한 수질원격감시시스템에 있어서,
    수질 상태를 검출하는 다수 센서를 포함하는 수질측정기(100);
    방류수의 유량을 검출하는 유량계(300);
    입수관(401)을 통해 방류수를 취수하는 취수펌프(410)와, 상기 취수펌프(410)에 의해 취수되는 방류수를 공급받으며 취수된 방류수 중 소정량을 측정수로 사용할 수 있도록 상기 수질측정기(100)에 공급하는 취수분배관(420)과, 상기 취수분배관(420)에서 각각 분기 연결되며 취수되는 방류수 중 채취수(취수된 방류수 중 상기 측정수를 제외한 방류수)를 공급받고 상기 채취수를 배수되게 구성되되 상기 채취수의 공급 및 배수를 단속 제어되게 구성되는 다수 임시취수통(430)과, 상기 임시취수통(430)들의 채취수를 혼합하여 시료수로서 보관하는 시료병(440)을 포함하여 구성되는 채수장치(400);
    상기 수질측정기(100)에서 검출된 수질 상태 신호 및 상기 유량계(300)에서 검출된 유량 신호를 디지털 데이터로 변환하여 미리 설정된 주기로 평균을 산출하고 산출한 평균 데이터를 저장하고, 통신망(10)을 통해 자료 요청이 이루어지면 해당 평균 자료를 독출하여 전송하고, 수질 상태 데이터 중에 하나 이상이 미리 설정된 기준치를 초과하면 상기 채수장치(400)의 임시취수통(430)들에 일정 시간 간격으로 채취수를 공급받게 하고, 임시취수통(430)들의 채취수를 혼합하여 상기 채수 장치(400)의 시료병(440)에 보관하게 하는 자료수집장치(200);
    통신망(10)을 통해 상기 자료수집장치(200)에 접속하여 평균 데이터를 요청 및 수신하여 데이터베이스화하는 관제서버(500);
    를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 수질원격감시시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 자료수집장치(200)는,
    각 임시취수통(430)의 채취수 획득 시각과 그 시각의 수질 상태 검출 데이터 및 유량 데이터를 별도 저장하며,
    상기 관제서버(500)는,
    상기 자료수집장치(200)로부터 각 임시취수통(430)의 채취수 획득 시각과 그 시각의 수질 상태 검출 데이터 및 유량 데이터를 수신하여 데이터베이스화하는 것을 특징으로 하는 수질원격감시시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 자료수집장치(200)는,
    수질 상태 데이터 모두가 각각 미리 설정된 기준치를 초과하지 않았을 때에는, 어느 하나의 임시취수통(430-1)에 물이 항시 흐르도록 공급 및 배수를 제어하 고 다른 임시취수통(430)들에는 물의 공급 및 배수를 차단하도록 제어하고,
    수질 상태 데이터 중에 하나 이상이 미리 설정된 기준치를 초과할 때에, 상기 어느 하나의 임시취수통(430-1)의 공급 및 배수를 차단하여 물을 채취함과 동시에 다른 하나의 임시취수통(430-2)의 공급 및 배수가 가능하게 하여 물이 흐르도록 제어하며 일정 시간이 흐른 후 상기 다른 하나의 임시취수통(430-2)의 공급 및 배수를 차단하여 물을 채취함과 동시에 또다른 하나의 임시취수통(430-3)의 공급 및 배수가 가능하게 하여 물이 흐르도록 제어하는 방법으로, 일정 시간 간격으로 임시취수통(430)들에 물을 채취하게 하며,
    각 임시취수통(430)들에 채취수를 채취한 후 각 임시취수통(430)내의 채취수를 합하여 상기 시료병(440)에 취수하고 평상시 수질 상태 검출 데이터를 획득할 때의 상태로 임시취수통(430)들의 공급 및 배수를 제어하는 것을 특징으로 하는 수질원격감시시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 채수장치(400)는,
    다수 임시취수통(430) 모두에 채취수를 채운 시점부터 다수 임시취수통(430)의 채취수를 시료병(440)에 채수 완료하는 시점까지 취수분배관(420)의 소정 유량의 방류수를 배출할 수 있는 바이패스관(450)을 더 구비함을 특징으로 하는 수질원격감시시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 채수장치(400)의 각 임시취수통(430)은,
    개별 입수밸브(431)에 의해 채취수의 공급이 단속되고, 개별 배수밸브(432)에 의해 공급받은 채취수의 배수가 단속되고, 상기 배수밸브(432)들의 배수구들은 하나로 취합되어 삼방밸브(433)의 입수구에 연결되고 삼방밸브(433)의 제2출수구는 배수관(402)에 연결되고 삼방밸브(433)의 제1출수구는 상기 시료병(440)에 채취수가 취수되게 배관 연결되어 채취수의 배수경로가 단속되게 구성되며,
    상기 각 임시취수통(430)의 입수밸브(431) 및 배수밸브(432)는 상기 자료수집장치(200)에 의해 개폐제어되고 상기 삼방밸브(433)의 배수경로는 상기 자료수집장치(200)에 의해 제어됨을 특징으로 하는 수질원격감시시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 입수관(401)의 끝단에는,
    외측면 중심에 회전축(612a)을 구비한 원판(611a)으로 일단이 막힌 원통형이고, 원통형의 타단(611b)에는 일측단면이 회전축(612b)의 외주연에 고정되고 타측단면이 원통형 타단(611b)의 내주연에 고정되는 다수의 지지살(613)이 구비되고, 스크류(620)가 회전축(612b)의 내측면에 축이 고정되게 내삽되며, 원통형의 굴곡둘 레면(614)에는 다수 입수공(614a)이 형성되는 원통형 걸름망(610);과
    양단에 대향하게 배치된 두개의 원형테(631a, 631b)를 다수 지지빗살(634)로 고정하는 형태로 이루어져 상기 원통형 걸름망(610)에 외삽되며, 상기 원형테(631a, 631b)의 중심에는 상기 원통형 걸름망(610)의 회전축(612a, 612b)이 각각 축설되는 회전지지축(633a, 633b)이 구비되되 상기 원통형 걸름망(610)의 타단(611b) 측에는 일측이 원형테(631b)의 내주연에 고정된 다수 지지살(632b)의 타측이 방사상으로 고정되는 형태로 회전지지축(633b)이 구비되어, 상기 원통형 걸름망(610)이 내부에서 회전가능하게 하고, 상기 원통형 걸름망(610)의 타단(611b) 방향의 원형테(631b)가 상기 입수관(401)의 끝단에 연결되게 장착되는 지지틀(630);
    로 구성되는 입수구(600)가 연결됨을 특징으로 하는 수질원격감시시스템.
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