KR100930803B1 - 여과지의 시동방수 재사용 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 여과지의 역세척 공정 후 시동방수 과정에서 방출되는 여과수를 여과지의 탁도에 따라 회수하여 여과지에 재유입시킴으로써 여과지 탁도를 개선하고 수위를 안정시킬 수 있도록 하는 여과지의 시동방수 재사용 제어방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 여과지의 시동방수 재사용 제어방법은 여과지의 역세척 공정 후 시동방수 되는 물을 재사용하기 위한 시동방수 재사용 제어방법으로, 여과지(2)의 역세척 공정 후 여과지(2)에서 여과되어 유출되는 여과수의 탁도를 측정하는 단계와; 여과지 여과수의 탁도가 기 설정된 상한탁도보다 높은 경우 여과지(2)로부터 유출되는 여과수를 회수하여 여과지(2)로 재유입시키는 단계와; 여과지 여과수의 탁도가 기 설정된 적정탁도로 복귀되면 여과수 회수를 중지하고 여과지 여과수를 정수지(3)에 공급하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

시동방수, 재사용, 회수, 여과지, 수위, 탁도

Description

여과지의 시동방수 재사용 제어방법 {Method for Recycle Control of Filter to Waste Water}

본 발명은 여과지의 시동방수 재사용 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 여과지의 역세척 공정 후 시동방수 과정에서 방출되는 여과수를 여과지의 탁도에 따라 회수하여 여과지에 재유입시킴으로써 여과지 탁도를 개선하고 수위를 안정시킬 수 있도록 하는 여과지의 시동방수 재사용 제어방법에 관한 것이다.

종래 여과지에서는 물의 여과 과정에서 발생하는 침전물을 제거하기 위하여 역세척 공정을 수행한 후 시동방수 공정을 통하여 여과수를 유출하게 되는데, 이 시동방수 공정을 통하여 유출되는 여과수는 배출수 처리과정을 따르게 된다.

도 1은 이러한 종래 여과지에서 시동방수되는 여과수를 유출하는 과정을 나타낸 개념도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 침전지(1)에서 유입배관(11)을 통하여 여과지(2)로 공급되는 물은 여과지(2)에서 여과된 후 유출배관(12)을 통하여 정수지(3)로 공급되게 된다. 통상 여과지(2)의 여과 능력이 떨어지게 되면 여과지(2)에서 역세척 공정을 실시하게 되는데, 상기 역세척 공정은 통상 유출배관(12)을 통하여 배출되는 물을 회수하여 펌프를 이용하여 여과지(2)의 하부로 강제 유입시키거나, 경우에 따라 별도의 역세척수 탱크(도시안됨)로부터 역세척수를 공급받아 펌프를 통하여 여과지(2)의 하부에 강제 유입시키는 방법이 사용되기도 한다.
이러한 역세척 공정을 실시한 후, 탁도가 높은 초기 여과수를 유출배관(12)에 분기되는 배출배관(13)을 통으로 통하여 배출수지(4)로 배출시키는 시동방수 공정을 수행하게 된다.

상기 여과지(2)의 유입배관(11)에는 물의 유입량을 조절하기 위한 유입밸브(6)가 설치되고, 유출배관(12)에는 물의 유출량을 조절하기 위한 유출밸브(7)가 설치되며, 상기 배출배관(13)에는 물의 배출량을 조절하기 위한 배출밸브(8)가 설치된다. 통상, 상기 유입밸브(6)와 유출밸브(7) 및 배출밸브(7)는 전동 엑츄에이터에 의해 개폐되는 전동 밸브로 구현되는데, 이러한 각 밸브(6)(7)(8)는 현장제어반(10)에 의해 동작이 제어된다.

이러한 시동방수 공정을 통하여 깨끗한 여과수를 생산하여 정수지로 공급함으로써 수용가에 보다 높은 품질의 수돗물을 공급할 수 있게 된다.

하지만, 시동방수 공정을 통하여 버려지는 여과수가 배출 처리되어야 할 만큼 수질이 나쁜 물이 아니라면 시동방수 공정에서 여과수를 버리는 것은 물의 낭비하는 결과를 초래하게 된다. 따라서, 시동방수 공정에서 버리지는 여과수를 여과지 환경에 따라 재사용할 수 있도록 하여 물의 낭비를 방지하고 물의 사용 효율을 높일 수 있도록 하는 방법이 요구되었다.

본 발명은 종래 여과지의 시동방수 과정에서 버려지는 여과수의 낭비를 방지하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 여과지의 시동방수 과정에서 버려지는 여과수를 여과지의 탁도에 따라 회수하여 여과지에 재유입시킴으로써 물을 사용 효율을 높일 수 있도록 하는 여과지의 시동방수 재사용 제어방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 여과지의 시동방수 재사용 제어방법은 여과지의 역세척 공정 후 시동방수 되는 물을 재사용하기 위한 시동방수 재사용 제어방법으로서, 여과지의 역세척 공정 후 여과지에서 여과되어 유출되는 여과수의 탁도를 측정하는 단계와; 여과지 여과수의 탁도가 기 설정된 상한탁도보다 높은 경우 여과지로부터 유출되는 여과수를 회수하여 여과지로 재유입시키는 단계와; 여과지 여과수의 탁도가 기 설정된 적정탁도로 복귀되면 여과수 회수를 중지하고 여과지 여과수를 정수지에 공급하는 단계;를 포함하여 이루어진다.

상기 여과지 여과수의 탁도가 기 설정된 적정탁도로 복귀되었는 경우는 여과지에서 유출되는 여과수의 탁도를 측정하여 여과수의 탁도가 기 설정된 적정탁도 이하가 되거나, 여과수 재유입 시간을 측정하여 측정된 여과수 재유입 시간이 적정탁도 회복 시간으로 기 설정된 여과수 재사용 설정시간을 경과하는 경우인 것이 바 람직하다.

상기 여과지로부터 유출되는 여과수를 회수하여 여과지로 재유입시키는 단계는 여과지의 유출배관에 설치된 유출밸브를 폐쇄하고 여과지 유출배관과 유입배관에 연결된 시동방수 회수배관에 설치된 시동방수 밸브를 개방한 후, 시동방수 회수배관에 설치된 시동방수 펌프를 턴온시켜 여과지 유출배관으로부터 시동방수 회수배관에 유입되는 시동방수 여과수를 여과지 유입배관에 공급하여 이루어진다.

상기 시동방수 펌프는 여과지의 수위가 기 설정된 운전수위에 도달하는 경우 감속 구동되며, 상기 시동방수 회수배관에는 시동방수 회수배관을 통과하는 유량을 측정하는 유량계가 설치되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 여과지의 시동방수 재사용 제어방법은 여과지의 시동방수 공정에서 버려지는 여과수를 회수하여 여과지에 재유입시켜 사용함으로써 물의 낭비를 방지할 수 있는 효과가 있다.

특히, 본 발명에 따른 여과지의 시동방수 재사용 제어방법은 여과지의 탁도를 검출하여 탁도가 설정된 기준값을 만족할 때까지 여과수를 회수하여 재사용할 수 있도록 함으로써 각 사업장의 운영여건 및 환경에 따라 시동방수되는 여과수의 재사용을 최적화할 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 여과지의 시동방수 재사용 제어 시스템의 전체적인 제어 흐름도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 여과지(2)에서는 침전지(1)로부터 유입배관(11)을 통하여 공급받는 물을 여과한 후 여과된 여과수를 유출배관(12)을 통하여 정수지(3)에 공급하게 된다. 이 여과지(2)의 유입배관(11) 및 유출배관(12)에는 물의 유입량과 유출량을 조절하기 위한 유입밸브(6) 및 유출밸브(7)가 설치된다.

한편, 본 발명의 실시예에서는 시동방수 재사용 공정을 위하여 여과지(2)의 수위를 측정하기 위한 수위계(21)가 여과지(2) 내에 설치되고, 유출배관(12)에는 유출되는 여과수의 탁도를 측정하는 탁도계(22)가 설치된다.

또한, 여과지(2)에서 종래 시동방수 공정에서 방출되는 여과수를 재사용하기 위한 시동방수 회수배관(14)이 여과지(2)의 유출배관(12)으로부터 분기되어 여과지 유입배관(11)에 연결되는데, 이 시동방수 회수배관(14)에는 여과수 유출배관(12)을 통하여 유출되는 여과수를 여과지 유입배관(11)에 재유입시키기 위한 시동방수 펌프(FTW 펌프)(30)가 설치된다. 또한, 시동방수 회수배관(14)에는 여과지 유입배관(11)에 공급되는 여과수의 유량을 조절하고 측정하는 시동방수 밸브(9) 및 유량계(23)가 설치된다.

상기 여과지 유입밸브(6)와 유출밸브(7), 시동방수 밸브(9) 및 시동방수 펌 프(30)는 현장제어반(10)에 탑재된 시동방수 재사용 제어반(100)에 의해 제어되는데, 이 시동방수 재사용 제어반(100)은 여과지(2)에 설치된 수위계(21)와 유출배관(12)에 설치된 탁도계(22) 및 시동방수 회수배관(14)에 설치된 유량계(23)로부터 각각 수위 데이터와 탁도 데이터 및 유량 데이터를 전송받아 이를 분석하여 각 밸브(6)(7)(9)의 개폐 및 시동방수 펌프(30)의 동작을 제어하게 된다.

한편, 본 발명의 실시예에서는 종래 여과지의 시동방수 공정에서 버려지던 여과수를 회수하여 재사용하도록 하기 때문에 별도의 배출수지 및 배출배관이 생략된다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 시동방수 재사용 제어반의 블록 구성도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 시동방수 재사용 제어반(100)에는 통신부(120), 설정표시부(130), 수위·탁도·유량 검출부(140), 시동방수 재사용 판별부(150), 시동방수 재사용 구동부(160), 오류 검출부(170), 타이머(180), 메모리(190), 중앙제어부(110) 등이 구비되어 있는데, 이러한 각 구성부는 소트프웨어와 하드웨어의 결합을 통하여 구현된다.

상기 통신부(120)는 외부와의 원격 통신을 위한 통신장치로서, 외부의 중앙제어시스템으로부터 제어신호를 입력받고 여과지의 시동방수 재사용 동작 상태를 중앙제어시스템에 전송하는 역할을 수행한다.

상기 설정표시부(130)는 시동방수 재사용을 위한 각 구성부의 동작 환경을 설정하고 표시하는 장치로서, 이 설정표시부(130)를 통하여 운전모드와 여과지 운전수위가 설정되고, 여과지 여과수의 상한탁도와 적정탁도 및 알람탁도가 설정되며, 시동방수 재사용 설정시간 등이 설정된다. 본 발명의 실시예에서 상기 여과지 운전모드에는 여과지(2)의 시동방수 재사용 공정이 자동으로 이루어지도록 하는 자동모드와 운전자에 의해 수동으로 이루어지는 수동모드가 있다. 상기 여과지 운전수위는 여과지(2)가 안정화되는 적정수위를 의미하며, 상기 여과지 여과수의 상한탁도는 시동방수 재사용 공정이 이루어지기 위한 기준탁도이고, 적정탁도와 시동방수 재사용 설정시간은 시동방수 재사용 공정이 종료되는 기준탁도 및 기준시간을 의미한다.

상기 수위·탁도·유량 검출부(140)는 여과지 수위계(21)와 탁도계(22) 및 시동방수 회수배관(14)의 유량계(23)로부터 수위 데이터와 탁도 데이터 및 유량 데이터를 전송받아 수위와 탁도 및 유량을 파악하고 관리하는 장치이다.

상기 시동방수 재사용 판별부(150)는 수위·탁도·유량 검출부(140)로부터 전송되는 수위와 탁도 및 유량 데이터를 분석하여 시동방수 재사용 여부를 판별하는 장치이며, 상기 시동방수 재사용 구동부(160)는 시동방수 재사용 판별부(150)의 제어에 따라 시동방수 펌프(30)와 각 밸브(6)(7)(9)의 구동을 제어하는 장치이다. 본 발명의 실시예에서는 여과지(2)의 역세척 공정 후 여과지(2)의 여과 실시에 따라 여과지(2)에서 유출되는 여과수의 탁도가 상한탁도 이상으로 올라가는 경우 시동방수 재사용 공정이 진행되고, 탁도가 적정탁도로 복귀하면 시동방수 재사용 공정이 종료된다. 또한, 여과지(2)의 수위에 따라 시동방수 펌프(30)의 회전수가 조 절되는데, 예를 들면 여과지 수위가 운전수위 이하에서는 시동방수 펌프(30)의 회전수가 높게 설정되어 고속 구동됨으로써 여과수의 재유입 과정이 빠르게 진행되며, 여과지 수위가 운전수위로 복귀하면 시동방수 펌프(30)의 회전수가 낮게 설정되어 저속 구동됨으로써 안정된 상태에서 여과수의 재유입 과정이 천천히 진행되도록 한다.

상기 오류 검출부(170)는 시동방수 재사용을 위한 각 구성부의 동작을 감시하여 오류를 검출하는 장치로서, 이 오류 검출부(170)는 시동방수 회수배관(14)에 공급되는 유량이 하한값에 도달하는 경우, 시동방수 펌프(30)에 이상이 발생한 경우, 여과지 유출수의 탁도가 알람탁도에 도달하는 경우 등을 감지하게 된다. 이 오류 검출부(170)를 통하여 오류가 검출되면 시동방수 재사용 공정이 정지되고 설정표시부(130)를 통하여 알람신호가 표시된다.

상기 타이머(180)는 시간을 측정하는 장치이고, 메모리(190)는 설정 데이터 및 운영 데이터를 저장하는 장치이며, 중앙제어부(110)는 상기 각 구성부의 동작을 제어하는 장치다.

이하, 상기의 구성으로 이루어지는 여과지의 시동방수 재사용 제어 시스템을 통하여 시동방수 재사용 공정이 이루어지는 과정에 대하여 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따라 여과지의 시동방수 재사용 공정이 이루어지는 흐름도를 나타낸 것이다.

단계 S110 : 먼저, 운전자는 설정표시부(130)를 통하여 운전모드와 시동방수 재사용을 위한 각종 기준값을 설정하게 된다. 본 발명의 실시예에서 상기 운전모드는 자동 모드와 수동 모드로 크게 구분된다.

단계 S120, S121 : 운전모드가 자동이 아닌 수동모드인 경우 운전자는 수동으로 시동방수 재사용 공정을 제어하게 된다.

단계 S130 : 운전모드가 자동모드인 경우, 여과지(2)의 역세척 공정이 수행된 후, 침전지(1)로부터 유입배관(11)을 통하여 여과지(2)로 물이 유입되고, 여과지(2)에서는 유입되는 물을 여과하여 여과수를 유출배관(12)으로 유출하게 되는데, 이때 여과지 유출배관(12)에 설치된 탁도계(22)는 여과지 여과수의 탁도를 검출하여 시동방수 재사용 제어반(100)에 전송하게 된다.

단계 S140 : 시동방수 재사용 제어반(100)은 탁도계(22)로부터 전송되는 여과지(2) 여과수의 탁도를 기 설정된 상한탁도와 비교하게 된다.

단계 S150 : 만약, 여과지(2) 여과수의 탁도가 상한탁도 이상으로 올라가는 경우, 시동방수 재사용 공정을 수행하기 위하여 시동방수 재사용 제어반(100)은 여과지 유출배관(12)에 설치된 유출밸브(7)를 폐쇄하고 시동방수 회수배관(14)에 설치된 시동방수 밸브(9)를 개방하며, 시동방수 펌프(30)를 구동시키게 된다. 이에 따라 여과지 유출배관(12)으로부터 유출되는 여과수는 시동방수 회수배관(14)을 통하여 회수되어 여과지 유입배관(11)으로 공급됨으로써 여과지(2)에 재유입되게 된다. 상기 시동방수 펌프(30)는 여과지(2)를 빠르게 안정시키기 위하여 최초 구동시 고속으로 구동되어 빠른 속도로 여과수를 회수시켜 여과지(2)에 재유입시키게 된다.

단계 S160 : 상기 여과수 회수 및 여과지 재유입과정을 통하여 시동방수 재사용 공정이 수행되는 과정 중에, 수위계(21)는 여과지(2)의 수위를 측정하여 시동방수 재사용 제어반(100)에 전송하고, 시동방수 재사용 제어반(100)은 수위계(21)로부터 전송되는 여과지 수위를 기 설정된 운전수위와 비교하게 된다. 상기 운전수위는 여과지(2)에 구비된 여과사들이 안정화되는 수위로서 운전자에 의해 미리 설정된다.

단계 S161 : 만약, 여과지 수위가 안정화되어 운전수위로 복귀하는 경우, 시동방수 재사용 제어반(100)은 불필요한 전력 소모를 방지하여 위하여 시동방수 펌프(30)를 저속으로 구동하여 여과수를 상대적으로 천천히 회수시켜 여과지(2)에 재유입시키게 된다

단계 S170, S180 : 시동방수 재사용 공정이 수행되면서 여과지 여과수의 탁도가 적정탁도로 복귀되면(단계 S170), 시동방수 밸브(9)를 폐쇄하고 시동방수 펌프(30)를 정지시키며 여과지 유출밸브(7)를 개방하여 시동방수 재사용 공정을 종료함으로써 여과지(2)에서 유출되는 여과수를 정수지(3)로 공급하게 된다(단계 S180). 본 발명의 실시예에서는 탁도가 상한탁도 이상으로 올라가 시동방수 재사용 공정이 진행되는 경우, 시동방수 재사용 공정이 종료되는 시점을 여과지 여과수의 탁도가 적정탁도로 복귀되게 시점으로 파악하게 된다. 이때, 여과지 여과수의 탁도가 적정탁도로 복귀되었는지의 판단은 탁도계(22)를 통하여 측정되는 여과지 여과수의 탁도값이 기 설정된 적정탁도값 이하로 낮아지거나, 여과수 재유입 시간을 측정하여 측정되는 여과수 재유입 시간이 적정탁도 회복 시간으로 기 설정된 여과수 재사용 설정시간을 경과하는 경우 중 어느 하나를 통하여 이루어질 수 있도록 하였다. 이때, 시동방수 재사용 종료 조건으로 시동방수 재사용 설정시간이 이용되는 것은 각 사업장에 따라 환경과 운영여건이 다르기 때문으로 운전자가 각 사업장의 여건에 맞게 선택하여 운용할 수 있도록 하기 위한 것이다. 예를 들면, 역세척 공정의 종료 후 초기 탁도계(22)의 헌팅이 심하여 탁도계(22)에 오류가 발생될 수 있는데 이러한 점을 고려하여 운전자가 현장 사업장에 맞게 판단할 수 있도록 한 것으로, 이 시동방수 재사용 설정시간은 각 사업장의 여과지 탁도가 시동방수 재사용 공정에서 적정탁도 이하로 떨어지는 시간을 미리 측정하여 적용하는 것이 바람직하다.

단계 S190 : 상기의 과정은 시스템이 종료될 때까지 반복 수행된다.

상기의 과정 중 시동방수 회수배관(14)에 공급되는 유량이 하한값에 도달하거나, 여과지 여과수의 탁도가 알람탁도에 도달하는 경우, 또는 시동방수 펌프(30)에 이상이 발생하는 경우 등이 발생하면 오류 검출부(170)를 통하여 오류가 감지되어 상기 시동방수 재사용 공정이 종료된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 여과지의 시동방수 재사용 제어방법은 시동방수 공정에서 여과지의 탁도가 상한탁도 이상으로 올라가는 경우 여과지에서 시동방수되는 물을 회수하여 여과지에 재유입시킴으로써 여과지의 탁도가 적정탁도 이하로 떨어질 수 있도록 하게 된다.

상술한 본 발명의 실시예에서는 현장제어반(10)에 설치된 시동방수 재사용 제어반(100)이 독립적으로 시동방수 재사용 공정을 제어하는 것으로 설명하였지만, 이 시동방수 재사용 제어반(100)은 네트워크를 통하여 연결된 중앙제어시스템에 의해 원격 제어될 수 있으며, 다수의 시동방수 재사용 제어반이 중앙제어시스템에 제어에 의해 연동되어 동작할 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구 범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

도 1은 종래 여과지에서 시동방수되는 여과수를 배출하는 과정을 나타낸 개념도,

도 2는 본 발명에 따른 여과지의 시동방수 재사용 제어 시스템의 전체적인 제어 흐름도,

도 3은 본 발명에 따른 시동방수 재사용 제어반의 블록 구성도,

도 4는 본 발명에 따라 여과지의 시동방수 재사용 공정이 이루어지는 흐름도를 나타낸 것이다.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 침전지 2 : 여과지

3 : 정수지 6 : 유입밸브

7 : 유출밸브 9 : 시동방수 밸브

11 : 유입배관 12 : 유출배관

14 : 시동방수 회수배관 21 : 수위계

22 : 탁도계 23 : 유량계

30 : 시동방수 펌프 10 : 현장제어반

100 : 시동방수 재사용 제어반

Claims (5)

1. 여과지(2)의 역세척 공정 후 수행되는 시동방수 공정을 통하여 여과지(2)에서 유출되는 여과수의 탁도를 측정하는 단계(a)와, 여과지 여과수의 탁도가 기 설정된 상한탁도보다 높은 경우 여과지(2)로부터 유출되는 여과수를 회수하여 여과지(2)로 재유입시키는 단계(b)와, 여과지 여과수의 탁도가 기 설정된 적정탁도로 복귀되면 여과수 회수를 중지하고 여과지 여과수를 정수지(3)에 공급하는 단계(c)를 포함하는 여과지의 시동방수 재사용 제어방법에 있어서,

   상기 여과지(2)로부터 유출되는 여과수를 회수하여 여과지(2)로 재유입시키는 단계(b)는 여과지(2)의 유출배관(12)에 설치된 유출밸브(7)를 폐쇄하고 여과지 유출배관(12)과 유입배관(11)에 연결된 시동방수 회수배관(14)에 설치된 시동방수 밸브(9)를 개방한 후, 시동방수 회수배관(14)에 설치된 시동방수 펌프(30)를 턴온시켜 여과지 유출배관(12)으로부터 시동방수 회수배관(14)에 유입되는 시동방수 여과수를 여과지 유입배관(11)에 공급하여 이루어지되, 상기 시동방수 펌프(30)는 여과지(2)의 수위가 기 설정된 운전수위에 도달하는 경우 감속 구동되는 것을 특징으로 하는 여과지의 시동방수 재사용 제어방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 여과지 여과수의 탁도가 기 설정된 적정탁도로 복귀되는 경우는

   여과지(2)에서 유출되는 여과수의 탁도를 측정하여 여과수의 탁도가 기 설정된 적정탁도 이하가 되거나,

   여과수 재유입 시간을 측정하여 측정된 여과수 재유입 시간이 적정탁도 회복 시간으로 기 설정된 여과수 재사용 설정시간을 경과하는 경우인 것을 특징으로 하는 여과지의 시동방수 재사용 제어방법.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,

   상기 시동방수 회수배관(14)에는 시동방수 회수배관(14)을 통과하는 유량을 측정하는 유량계(23)가 설치되는 것을 특징으로 하는 여과지의 시동방수 재사용 제어방법.

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