일반적으로 정수를 처리할 때는 정수할 원수의 수질에 따라 응집제를 투입하게 된다. 이때 원수 수질의 유량, 탁도 등의 수질인자를 누적 분석한 데이터에 의해 투입할 응집제의 양을 결정하게 된다.
도 1은 통상적인 정수처리공정을 나타낸 공정도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 정수처리공정은 통상 취수장에서 유입되는 원수가 착수정(1), 혼화지(2), 응집지(3), 침전지(4), 여과지(5)를 거쳐 정수된 후 최종적으로 정수지(6)에 도달하게 구성된다. 이때 혼화지(2)에서는 원수에 있는 콜로이드 입자를 제거하기 위해 응집제(7)를 투입하는 공정이 도입되어 있다.
플록현상은 물속에 분산되어 있는 콜로이드 입자(음이온)가 집합되어 커다란 입자를 형성하고 침전되는 현상이다. 정수처리 공정에서는 통상 양이온 응집제를 투입하여 원수 내에서 응집의 원인이 되는 콜로이드 입자상 음이온들을 전기적으로 중화시켜 플록현상을 유도하게 된다.
우선 응집제(7)를 투입하기 전에 원수 샘플을 채취하여 흐름전위 측정기를 통하여 콜로이드 입자(음이온)에 따른 흐름전위를 측정하고, 이를 기반으로 하여 투입해야할 응집제(7)의 적정량을 측정하게 된다.
도 2는 흐름전위 측정기를 간단하게 도시하여 나타낸 단면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 흐름전위 측정기(100)는 상하 왕복 운동하는 측정봉(150)에 의해 원수샘플 이동로(102)를 따라 원수 샘플의 흐름이 발생하고, 이때 생성된 하전입자들의 총 전하량을 측정셀(110) 상하에 설치된 전극(104)에서 측정하여 전기적 값으로 출력한다. 이 출력 값을 통하여 원수에 투입할 응집제의 적정량을 결정하게 된다.
이때 흐름전위 측정기(100)에 공급되는 원수는 정수되지 않은 상태이기 때문에 흐름전위 측정기(100)의 측정셀(110)과 측정봉(150)이 이물질에 의해 오염될 수 있다.
또한 원수 샘플에 양이온 응집제를 투입하여 중화시키면서 응집제의 적정량을 판단하기 때문에 원수의 콜로이드 입자가 응집제와 응집되어 측정셀(110)과 측정봉(150) 표면에 잔류하게 된다. 이때 응집물질이 측정셀(110)과 측정봉(150)에 잔류하게 되면 다음 원수 샘플에서 총전하량을 측정시할 때 오차가 발생하게 된다. 이러한 이유 때문에 한 번의 측정을 시행한 후 반드시 응집물질을 세척해주어야 정 확한 측정이 가능하다.
그러므로 측정셀(110)과 측정봉(150)이 이물질로 인하여 오염되어 있으면 원수에 포함된 콜로이드 입자를 정확하게 측정할 수 없고, 정확한 콜로이드 입자를 측정할 수 없어 투입할 적정량의 응집제를 결정하기 어렵게 된다.
종래에는 정확한 콜로이드 입자를 측정하기 위해서 측정셀(110)과 측정봉(150)을 초음파를 이용하거나 수동으로 세척하는 방식을 이용하였다. 그러나 이러한 방법은 측정셀(110)과 측정봉(150)을 깨끗하게 세척하기 힘들뿐만 아니라 번거로웠다. 또한 수동으로 응집제 측정장치를 정기적으로 정지시킨 후 세척을 해야하기 때문에 시간이 오래 걸리고 비효율적이다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하고자 하는 것으로, 본 발명의 목적은 응집제 투입율 장치에 포함된 흐름전위 측정기의 측정셀과 측정봉을 각각 세척함으로써 원수 샘플에서 콜로이드 입자의 전하량을 정확하게 측정하도록 하는 응집제 투입율장치의 자동세척 장치 및 그 세척 방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로,
정수처리공정에서 응집제의 양을 제어하는 응집제 투입율 장치에 있어서, 응집제 투입율 장치에는, 측정셀 내부로 인입되는 측정봉을 갖는 흐름전위 측정기와;흐름전위 측정기의 상부에 구성되어 측정봉을 취출해 내기 위한 측정봉 취출수단과; 흐름전위 측정기의 일측에 구성되어 세척브러쉬를 갖고 측정셀 내부를 청소하는 브러싱 수단과; 측정봉 취출수단과 브러싱 수단이 결합되어 수평 이동되는 이동수단; 및 흐름전위 측정기의 타측에 구성되어 측정봉을 세척하기 위한 측정봉 세척수단;을 포함하여 형성된 것이 특징이다.
또한 측정봉 취출수단은, 취출실린더와; 취출실린더에 설치되는 취출로드로 구성된 것이 특징이다.
또한 취출실린더는 이동수단의 수평이동로드와 결합되어 고정되는 것이 특징이다.
또한 브러싱 수단은, 브러싱실린더와; 브러싱실린더에 설치되는 브러싱로드 를 포함하여 구성된 것이 특징이다.
또한 브러싱실린더는 이동수단의 수평이동로드와 결합되어 고정되는 것이 특징이다.
또한 이동수단은, 수평이동실린더와; 수평이동실린더에 설치되는 수평이동로드로 구성된 것이 특징이다.
또한 측정봉 세척수단은 원통 형상의 하우징으로 형성된 것이 특징이다.
또한 측정봉 세척수단은 하우징의 둘레에 세척액이나 물이 분사될 수 있도록 다수의 노즐이 형성된 것이 특징이다.
또한 자동세척 장치는 세척브러쉬를 세척하기 위한 브러쉬 세척수단이 더 설치된 것이 특징이다.
또한 브러쉬 세척수단은 원통 형상의 하우징으로 형성된 것이 특징이다.
또한 브러쉬 세척수단은 하우징의 둘레에 세척액이나 물이 분사될 수 있도록 다수의 노즐이 형성된 것이 특징이다.
또한 브러쉬 세척수단은 원통형 하우징 내면에 세척브러쉬를 세척하기 위한 솔이 더 형성된 것이 특징이다.
또한 세척브러쉬는 정역회전이 가능한 모터와 연결되어 회전 가능한 것이 특징이다.
또한 측정봉에는 취출로드와 탈착이 가능하도록 각각 영구자석이 설치된 것이 특징이다.
또한 흐름전위 측정기는 세척이 필요할 때, 전방으로 이동되어 측정봉이 작 동기에서 분리될 수 있도록 가이드 레일을 더 구비한 것이 특징이다.
또한 작동기의 하부 끝단에는 측정봉이 탈착이 가능하도록 영구자석이 설치된 것이 특징이다.
또한 흐름전위 측정기와 측정봉 세척수단 사이의 거리, 브러쉬 세척수단과 흐름전위 측정기 사이의 거리 및 취출실린더와 브러싱실린더 사이의 거리는 상호 동일한 것이 특징이다.
아울러 측정셀과 측정봉을 갖는 흐름전위 측정기의 세척 방법에 있어서, 측정봉이 포함된 흐름전위 측정기를 전방으로 이동시키는 단계와; 취출로드가 하향하여 측정봉과 결합되는 단계와; 취출로드와 브러싱로드를 상향시켜 측정봉과 세척브러쉬를 취출하는 단계와; 취출로드와 브러싱로드를 수평이동한 후 하향시켜 측정봉과 세척브러쉬를 측정봉 세척수단과 측정셀(110)에 각각 인입시키는 단계와; 측정봉 세척수단 내에서 측정봉을 세척하면서 동시에 세척브러쉬가 측정셀을 세척하는 단계와; 세척된 측정봉과 세척브러쉬를 원위치로 복귀시키는 단계; 및 브러쉬 세척수단 내에서 세척브러쉬를 세척하는 단계;로 이루어진 것이 특징이다.
본 발명에 의하면 흐름전위 측정기의 측정셀과 측정봉을 위생적으로 세척하여 원수에 포함된 콜로이드 입자의 전하량을 정확하게 측정할 수 있고, 이에 따라 투입될 응집제의 적정량을 정확히 확인할 수 있어 효과적인 정수처리가 가능하다.
또한 수동으로 측정셀을 세척해야하는 번거로움이 줄어들어 24시간 동작이 가능하다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 사용한다.
또한 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 3은 본 발명인 응집제 투입율 장치의 자동세척 장치를 나타낸 사시도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 정수처리공정에서 응집제의 양을 제어하는 응집제 투입율장치에 있어서, 측정셀(110) 내부로 인입되는 측정봉(150)을 갖는 흐름전위 측정기(100)와; 흐름전위 측정기(100)의 상부에 구성되어 측정봉(150)을 취출해 내기 위한 측정봉 취출수단과; 흐름전위 측정기(100)의 일측에 구성되어 세척브러쉬(220)를 갖고 측정셀(110) 내부를 청소하는 브러싱 수단과; 측정봉 취출수단과 브러싱 수단이 결합되어 수평 이동되는 이동수단; 및 흐름전위 측정기(100)의 타측에 구성되어 측정봉(150)을 세척하기 위한 측정봉 세척수단(300);을 포함하여 응집제 투입율장치의 자동세척 장치가 형성된다.
측정봉 취출수단은 취출실린더(420)에 취출로드(422)가 설치된 것으로 취출실린더(420)를 따라 취출로드(422)가 움직인다. 취출로드(422)는 측정봉(150)과 결합되어 측정봉(150)을 이동시키는 수단이 된다.
브러싱 수단은 측정셀(110)의 내부를 청소하기 위한 세척브러쉬(220)와 세척브러쉬(220)와 결합된 브러싱로드(432)와 브러싱실린더(430)로 구성된다. 브러싱로드(432)는 브러싱실린더(430)를 따라 움직이면서 세척브러쉬(220)를 이동시킨다.
이동수단은 수평이동실린더(400)와 수평이동로드(410)로 구성된다. 취출실린더(420)와 브러싱실린더(430)는 수평으로 이동되는 수평이동로드(410)에 결합되어 측정봉 취출수단과 브러싱 수단이 이동된다.
흐름전위 측정기(100)와 측정봉 세척수단(300) 사이의 거리(L)와 흐름전위 측정기(100)와 브러쉬 세척수단(200) 사이의 거리(L)는 동일하다. 또한 취출실린더(420)와 브러싱실린더(430) 사이의 거리(L)도 상기와 동일하다.
도 4는 도 3에 도시된 브러쉬 세척수단의 단면도이고, 도 5는 도 3에 도시된 측정봉 세척수단의 단면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 세척브러쉬(220)를 세척하기 위한 브러쉬 세척수단(200)이 더 형성되고, 브러쉬 세척수단(200)의 내부에는 솔(222)이 더 형성되어 있어 오염된 세척브러쉬(220)를 깨끗하게 세척한다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 측정봉 세척수단(300)과 브러쉬 세척수단(200)은 원통 형상의 하우징으로 형성되고, 다수의 노즐(230)이 형성되어 있어 세척액이나 물을 이용하여 측정봉(150)과 세척브러쉬(220)의 세척이 가능하다. 또한 세척된 물이 외부로 흐를 수 있도록 배출구(240)가 더 형성되어 있다.
도 13은 자동세척 장치의 작동 과정을 나타낸 흐름도이다. 도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명인 응집제 투입율 장치의 자동세척 장치는 측정셀(110)과 측정봉(150)을 갖는 흐름전위 측정기(100)의 세척 방법에 있어서, 측정봉(150)이 포함된 흐름전위 측정기(100)를 전방으로 이동시키는 단계(S100)와; 취출로드(422)가 하향하여 측정봉(150)과 결합되는 단계(S110)와; 취출로드(422)와 브러싱로드(432)를 상향시켜 측정봉(150)과 세척브러쉬(220)를 취출하는 단계(S120)와; 취출로드(422)와 브러싱로드(432)를 수평이동한 후 하향시켜 측정봉(150)과 세척브러쉬(220)를 측정봉 세척수단(300)과 측정셀(110)에 각각 인입시키는 단계(S130)와; 측정봉 세척수단(300) 내에서 측정봉(150)을 세척하면서 동시에 세척브러쉬(220)가 측정셀(110)을 세척하는 단계(S140)와; 세척된 측정봉(150)과 세척브러쉬(220)를 원위치로 복귀시키는 단계(S150); 및 브러쉬 세척수단(200) 내에서 세척브러쉬(220)를 세척하는 단계(S160);로 이루어진다.
이하 본 발명의 일 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 6에서 도 12는 자동세척 장치의 작동과정을 나타낸 도면들이다.
도 6은 자동세척 장치의 측면도이고, 도 7은 흐름전위 측정기가 전방으로 이동된 상태를 나타낸 측면도이고, 도 8은 흐름전위 측정기의 이동을 나타낸 평면도이다. 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 흐름전위 측정기(100)의 양측에 브러쉬 세척수단(200)과 측정봉 세척수단(300)이 각각 설치된다.
흐름전위 측정기(100)는 원수 샘플을 이용하여 전하량을 측정하는 동안은 후방에 위치하여 있다가 세척이 필요할 때 가이드 레일(120)을 따라 전방으로 이동하게 된다.
이때 측정셀(110)에는 측정봉(150)이 삽입된 상태로 작동기(130)와 분리된다. 작동기(130)의 하단과 측정봉(150)의 상단에는 각각 영구자석이 설치되어 쉽게 탈착이 가능하다.
도 8에 도시된 바와 같이, 흐름전위 측정기(100)는 세척의 필요 여부에 따라 전·후방으로 이동이 가능하게 된다. 또한 세척시 흐름전위 측정기(100)는 측정봉 세척수단(300)과 브러쉬 세척수단(200)이 설치된 위치와 평행한 위치가 되도록 이동된다.
도 9은 측정봉과 취출로드가 결합된 상태를 나타낸 평면도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 분리된 측정봉(150)은 취출실린더(420)를 따라 하향된 취출로드(422)와 결합된다. 이때 취출로드(422)의 하부 끝단에도 영구자석이 설치되어 있어 측정봉(150)과 쉽게 결합된다.
도 10은 측정봉과 세척브러쉬가 위로 올려진 상태를 나타낸 평면도이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 취출로드(422)와 브러싱로드(432)는 취출실린더(420)와 브러싱실린더(430)를 따라 상향되어 측정봉(150)과 세척브러쉬(220)를 위로 취출한다.
도 11은 측정봉과 세척브러쉬가 세척수단과 측정셀로 각각 이동된 상태를 나타낸 평면도이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 취출실린더(420)와 브러싱실린더(430)는 수평이동로드(410)에 볼트로 고정되어 있어 측정봉(150)과 세척브러쉬(220)가 측정봉 세척수단(300)과 측정셀(110)에 각각 인입될 수 있도록 수평이동실린더(400)를 따라 이동하게 된다.
도 12는 측정봉과 측정셀이 세척되는 상태를 나타낸 평면도이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 측정봉 세척수단(300)에 인입된 측정봉(150)은 다수의 노즐(230) 를 통해 분사되는 물이나 세척액으로 인하여 표면에 부착된 이물질이 제거된다.
또한 측정봉(150)의 세척과 동시에 측정셀(110)에 인입된 세척브러쉬(220)는 측정셀(110) 내벽에 부착된 이물질을 제거하게 된다. 이때 세척브러쉬(220)는 정역회전이 가능한 모터(270)와 연결되어 있어 회전되는 세척브러쉬(220)로 인하여 이물질이 제거된다.
세척이 완료된 후 다시 측정봉(150)과 세척브러쉬(220)는 측정봉 세척수단(300)과 측정셀(110)에서 취출된 후 수평이동로드(410)를 따라 원위치로 복귀된다. 즉, 수평이동로드(410)가 수평이동실린더(400)를 따라 이동되면서 측정봉(150)과 세척브러쉬(220)가 측정셀(110)과 브러쉬 세척수단(200)으로 이동된다.
측정봉(150)이 인입된 흐름전위 측정기(100)는 다시 가이드 레일(120)을 따라 후방으로 이동되어 정수처리공정을 계속 진행하게 된다.
브러쉬 세척수단(200)으로 돌아온 세척브러쉬(220)는 측정셀(110)에서 제거된 이물질로 인하여 오염되어 있기 때문에 브러쉬 세척수단(200)에 인입된 후 다수의 노즐(230)에서 분사되는 물이나 세척액으로 세척된다. 이때 모터(270)를 작동시켜줌으로써 깔끔하게 세척브러쉬(220)를 세척할 수 있다.
또한 브러쉬 세척수단(200)의 내벽 둘레에 솔(222)를 더 구성하여 세척브러쉬(220)에 부착된 이물질을 효과적으로 제거할 수 있다.
이러한 자동세척 장치는 응집제 투입율장치가 가동되면 10 ~ 20분마다 1회씩 작동시켜 측정셀(110)과 측정봉(150)의 청결을 유지하는 것이 바람직하다.
또한 1회당 자동세척 장치를 이용한 세척 시간은 1회당 30 ~ 60초 정도인 것이 바람직하다.
도 1은 통상적인 정수처리공정을 나타낸 공정도.
도 2는 흐름전위 측정기를 간단하게 도시하여 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명인 응집제 투입율 장치의 자동세척 장치를 나타낸 사시도.
도 4는 도 3에 도시된 브러쉬 세척수단의 단면도.
도 5는 도 3에 도시된 측정봉 세척수단의 단면도.
도 6은 자동세척 장치의 측면도.
도 7은 흐름전위 측정기가 전방으로 이동된 상태를 나타낸 측면도.
도 8은 흐름전위 측정기의 이동을 나타낸 정면도.
도 9는 측정봉과 취출로드가 결합된 상태를 나타낸 평면도.
도 10은 측정봉과 세척브러쉬가 위로 올려진 상태를 나타낸 평면도.
도 11은 측정봉과 세척브러쉬가 세척수단과 측정셀로 각각 이동된 상태를 나타낸 평면도.
도 12는 측정봉과 측정셀이 세척되는 상태를 나타낸 평면도.
도 13은 자동세척 장치의 작동 과정을 나타낸 흐름도.
* 본 발명의 주요부분에 관한 부호의 설명 *
100 : 흐름측정 전위기 110 : 측정셀
120 : 가이드 레일 130 : 작동기
150 : 측정봉 200 : 브러쉬 세척수단
220 : 세척브러쉬 222 : 솔
230 : 노즐 240 : 배출구
270 : 모터 300 : 측정봉 세척수단
400 : 수평이동실린더 410 : 수평이동로드
420 : 취출실린더 422 : 취출로드
430 : 브러싱실린더 432 : 브러싱로드
L1 : 흐름전위 측정기와 측정봉 세척수단 사이의 거리, 흐름전위 측정기와 브러쉬 세척수단 사이의 거리, 취출실린더와 브러싱실린더 사이의 거리