KR100956810B1 - 산화환원전위 센서를 이용한 수중 산화물 제어방법 및 그 장치 - Google Patents

산화환원전위 센서를 이용한 수중 산화물 제어방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

본원 발명은 산화물을 함유한 물의 산화환원전위 값을 측정하여 산화물량에 대응하는 정확한 환원제 투입량을 제어하는데 적용되는 산화환원전위(ORP)센서 및 상기 산화환원전위 센서를 이용한 수중 산화물 제어방법에 관한 것이다.
이하 본원에서는 산화환원전위를 측정하는 센서부; 상기 센서부에 의해 측정된 산화환원전위 값이 입력되어 산화물의 농도를 표시하고 그 농도에 대응하는 환원제 투입량이 결정되도록 조절되는 제어부; 상기 제어부의 출력신호를 받아 연동되어 작동하는 환원제 투입 정량펌프; 상기 시스템에 전원을 공급하는 전원부; 및 환원제 저장탱크; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수 처리 제어장치와, 살균수나 소독수의 유출구에 산화환원전위 센서가 마련되어 유출되는 살균수나 소독수의 산화환원전위를 측정하는 단계; 산화환원전위센서의 측정결과로부터 산화물의 농도를 측정하여 표시하는 검출단계; 상기 검출결과로 나타난 산화물의 농도값에 따라 대응되는 환원제 투입량이 프로그램에 의해 계산되는 연산제어단계; 상기 연산제어 결과를 근거로 환원제의 투입량을 조절 및 공급하는 공급단계; 를 포함하여 이루어지는 수중 산화물 제어방법에 관한 기술사상이 개시된다.
산화환원전위, 수처리장치, 수질오염

Description

산화환원전위 센서를 이용한 수중 산화물 제어방법 및 그 장치{water-treatment controlling system and the apparatus using ORP sensor}
본원 발명은 산화물을 함유한 수중 산화환원전위 값을 측정하여 산화물을 감소시키기 위한 환원제의 투입량을 제어하는데 적용되는 산화환원전위(ORP) 센서 및 상기 산화환원전위(ORP) 센서를 이용한 수중 산화물 제어방법에 관한 것이다.
산화환원전위(oxidation-reduction potential)란 어떤 물질이 산화되거나 환원되려는 경향의 세기를 나타내는 것으로, 그 측정은 산화환원 가역 평형상태에 있는 수용액에 부반응성 전극을 투입시켜서 발생하는 전위를 측정하는 것으로 줄여서 약자로 ORP라고도 한다.
본원은 일반물이나 바닷물인 해수의 소독을 실시하기 위해 사용하고 있는 염소계나 불소계, 오존 등의 산화물들 중에는 소독실시가 완료된 후에도 수중에 남아 소독효능을 높여주는 효과도 갖지만 동시에 잔류량이 높은 상태로 자연의 하천이나 강, 바다로 방류되어 기존 생태계를 교란할 수 있는 문제점을 갖고 있는 바 이를 해소하고자 하는 과제를 갖고 시작된 발명이다.
본원의 기술사상이 적용되는 분야는 수중에 용존되어 있는 산화물의 농도를 정확히 측정하여 적절한 후속처리를 하기 위한 제어방법으로 사용될 수 있다.
본원의 기술사상이 적용될 수 있는 분야로 하나의 예를 들어 적용분야를 살펴보면, 해상에서 운송하는 화물선박은 유사한 화물의 상호교환을 위하여 왕복 항해하는 특별한 경우를 제외하고는 대부분 편도운항을 하여야 하므로 편도운항을 만재상태로 항해한 후 귀환 항해 시는 선박의 균형, 안전성 및 조종성능 향상 등을 위하여 밸러스트수(담수 또는 해수)를 선내로 유입하여 밸러스트(ballast) 상태로 항해를 수행하게 되는데, 이 때 밸러스트수의 살균, 소독 공정에 본원의 기술사상이 적용될 수 있다.
밸러스트수에는 해양생태계 파괴의 주범이 되고 있는 수중생물과 각종 수인성 질병발생 원인이 되는 세균 등이 포함되어 있어 전 세계적으로 해양오염의 원인물질이 되고 있는 상황이므로 국제해사기구(IMO)에서는 이의 규제법안을 마련하여 실시하고 있다.
상기 밸러스트수를 처리하는 방법 및 장치에 대한 많은 연구가 여러 국가에서 활발히 진행되어 왔으며 그동안 제시된 방법들을 살펴보면, 필터링법, 자외선 소독법, 고온 가열법 등 물리적, 화학적, 전기적인 처리방법이나 그 관련 장치가 연구 및 보급되고 있으나, 대부분의 방법은 물의 전해소독방법으로 차아염소산염 등의 산화물이 용해된 물을 얻고 이를 사용하여 소독수에 함유된 차아염 등의 산화물을 처리 대상수에 투입하여 소독을 실시하는 방식이 사용되고 있다.
또한, 일반적으로 생활속에서 발생되는 오,폐수나 공업용수, 상수원 등의 소 독을 실시하기 위해서도 염소계나 불소계의 산화물들을 사용하여 소독이나 멸균공정을 실시하는 경우가 많고 실시가 완료된 후에는 높은 산화물 함유량을 유지한 상태로 바다나 하천으로 방류되는 경우 생태계에 큰 위해를 줄 수 있기 때문에 대부분의 소독시설에는 최종 방류수질을 측정하여 티오황산나트륨과 같은 환원제를 사용하여 수중에 잔류되어 있는 산화물을 중화시켜 방류시키거나 내보내도록 권장되고 있다.
그러나 산화물 잔량에 따른 적절한 환원제의 투입을 위해서는 방류구 부근에 산화물 측정장치가 마련되고 산화물의 농도를 정밀하게 측정하여 이를 기준으로 환원제의 정밀한 투여량을 결정해 줘야 하나, 종래의 DPD 법 등 비색법에 의한 산화물 측정장비는 그 구성이 복잡하면서 값은 고가임에도 그 측정시간이 온라인 측정장비의 경우 약 3분 정도로 오래 걸려 측정 시간동안 적당량의 환원제 투입에 따른 산화물 제어가 어려운 문제점을 갖고 있었고 배출수의 산화물 농도 변화 등에 따라 환원제 투입량을 변화시켜 주기 위한 즉각적인 대응이 어려운 실정이었다.
또한 기존의 DPD 방법에 의하여 차아염소산염 등 산화제 농도를 측정할 경우 최소 측정농도가 0.05ppm 이상이므로 IMO(국제해사기구) 배출허용기준인 0.02ppm 이하로 배출농도를 제어할 수 없었다.
또한 기존 산화물 측정기는 산화물 자체만을 측정하기 때문에 산화물의 농도는 0 ppm 까지 밖에는 측정이 불가능하게 되며, 만약 이때 산화제 제거를 위한 환원제의 투여농도가 과량으로 들어간 경우가 발생하여도 측정기에서 산화물의 농도 0ppm 만을 인식하는 시스템에서는 과량의 환원제가 투입되었다 할지라도 정상으로 판단되어 운전경비를 높이는 문제점도 갖고 있었다.
본원은 상기와 같은 종래기술의 한계점을 극복하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에서는 수중에서 산화물의 농도변화에 따라 산화환원전위(oxidation-reduction potential)값 측정수치가 비례적으로 변화하는 사실을 확인하여, 이 원리를 이용하고자 하는 기술사상을 갖는 발명이다.
본원은 수중 산화환원전위에 의해 산화물의 농도를 측정하여 산화제 제거를 위한 환원제의 공급량을 조절하기 위한 제어방법으로, 살균수나 소독수의 유출구에 산화환원전위(ORP)센서가 마련되어 유출되는 살균수나 소독수의 산화환원전위를 측정하는 단계; 산화환원전위센서의 측정결과로부터 산화물의 농도를 측정하여 표시하는 검출단계; 상기 검출결과로 나타난 산화물의 농도 값에 따라 대응되는 환원제 투입량이 프로그램에 의해 계산되는 연산제어단계; 상기 연산제어 결과를 근거로 환원제의 투입량을 조절 및 공급하는 공급단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 산화환원전위(ORP)센서를 이용한 제어방법 및 그 장치를 제공하고자 하는 목적을 갖는다.
상기 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본원은 수중 산화물의 농도를 측정하여 환원제의 투입량을 조절하기 위한 제어장치로 산화환원전위(ORP)를 측정하는 ORP 센서부 및 상기 센서부에 의해 측정된 산화환원전위값이 입력되어 산화물의 농 도를 표시하고 그 농도에 대응하는 환원제 투입량이 프로그램에 의해 조절되는 제어부 및 상기 제어부의 출력신호를 받아 연동되는 환원제투입 정량펌프의 작동제어부 및 상기 각 시스템에 전원을 공급하는 전원부 및 환원제저장탱크를 포함하여 이루어지는 수처리 제어장치를 통하여 본원의 목적을 달성할 수 있음을 확인하여 완성된 발명이다
이하 각각의 제어시스템을 이루는 구성요소별로 살펴보면, 산화환원전위(ORP)를 측정하는 센서는 일반적으로 제조 판매되는 ±2000mV 측정범위의 무충전형 ORP 센서가 이용될 수 있다.
현장의 운전 조건상 전극에 KCl보충액 충전이 가능한 경우에는 충젼형 ORP 센서도 이용이 가능할 것이나 관리의 편의성을 위해 기본적으로는 무보충형 ORP 센서를 부착하는 것이 바람직하다.
제어부는 상기 센서부에 의해 측정된 산화환원전위를 신호수신부롤 통해서 입력받아 신호 증폭부를 통해서 증폭한 후, 신호 해석과 제어를 통해 출력신호를 결정하는 코어모듈(CPU) 그리고 화면표시부와 신호송신부로 이루어지는 구성요소를 갖고, 센서에 의해 측정되어진 산화환원전위(ORP)가 증폭기에 의해 증폭되어 코어모듈에 의해 읽혀지고 산화물의 농도로 환산되어 화면표시부에 표시되면서 정량펌프의 작동값을 변경하는 구성으로 제공될 수 있다.
또한 본원에서는 기존 ORP전극이 강산성, 강환원성 물질에 접촉되었을 경우 기억효과에 의해 회복시간이 오래 걸리는 단점을 극복하기 위하여 릴레이를 이용 정기적으로 전극을 접지시켜 잔류전류 등에 의한 기억효과를 상쇄시켜 ORP전극의 측정시간과 오차를 줄이도록 하고자 하였다.
측정된 산화환원전위값과 산화물의 농도 간에는 수중 산화물의 농도 증감 시 산화환원전위도 비례적으로 증감하는 원리와, 산화제 제거 후 환원제의 과량 첨가 시에도 산화물과는 별도 비율로 산화환원전위가 지속적으로 저감하게 되는 원리, 이 두 가지에 의해 수중 산화환원전위를 측정함으로써 간접적으로 산화물의 농도와 과량으로 투입된 환원제의 양을 유추해 낼 수 있게 되는바, 따라서 본원의 산화환원전위(ORP)센서를 이용한 제어장치는 기존 산화물 측정기에 비해 설치비용이 약 40~60%수준으로 약 절반 수준으로 저렴하게 제공할 수 있으면서도 산화물의 농도가 산화환원전위에 의해 즉각적(1분 이내 30초 이내)으로 측정되어지기 때문에 신속하게 환원제의 양을 조절할 수 있으며,
또한 기존의 DPD 방법에 의하여 차아염소산염 등 산화제 농도를 측정할 경우 최소 측정농도가 0.05ppm 이상이므로 IMO(국제해사기구) 배출허용기준인 0.02ppm 이하로 배출농도를 제어할 수 없어서 환원제를 과량 투여하였으나, 본원기술을 적용하는 경우 환원제 투입량을 정밀 조절하여 수생태계 피해를 저감할 수 있으며, 과량의 환원제 투입 시에도 기존의 DPD법에 의한 산화물 측정기와는 다르게 산화환원전위가 지속적으로 감소하는 측정이 가능하게 됨으로 환원제 투입량을 줄여 운전비용을 절감할 수 있게 된다.
따라서 본원에서는 다수의 실험결과에 근거하여 산화환원전위와 산화물 농도의 상관관계 데이터를 마련하고 이 결과들에 근거하여 코어모듈에 프로그램 되어진 대로 산화환원전위 측정에 의해 산화제의 농도값에 따라 환원제 투입량이 변화하고 산화제 제거 후 과량의 환원제 투입 시에는 환원제 투입량이 자동으로 줄어들어 조절될 수 있는 제어부를 갖는다.
상기 제어부의 출력신호는 코어 모듈에서 입력신호와 프로그램에 의해 환원제 투입량이 결정되어지며 RS232등의 통신 케이블과 연결된 정량펌프에서 신호를 받아 정량펌프의 RPM이나 피스톤 왕복속도등이 변화하며 환원제투입량을 조절할 수 있게 된다
기타 상기 각 시스템에 전원을 공급하는 전원부는 ORP 센서부 및 제어부, 정량펌프에 220V 전원을 공급하며 설치 장소 구조에 따라 정량펌프는 개별 전원이 연결되어 이용될 수 있다.
환원제저장탱크는 스텐레스제 재질 또는 PP, PE, 재질 등으로 환원제에 의해 물성이 변화하지 않는 요건을 갖도록 제공될 수 있는 재질은 제한없이 사용될 수 있다.
본원의 산화환원전위(ORP)센서를 이용한 수중 산화물 제어방법 및 제어장치는 기존 산화물 측정센서가 강산성, 강환원성 물질에 접촉 시 기억효과에 의해 변화된 전위차 등에 의해 감응하는 시간이 늘어나는 단점을 극복하기 위하여 릴레이를 이용 정기적으로 전극을 접지시켜 잔류전류 등에 의한 기억효과를 상쇄시켜 오차와 측정에 필요한 반응시간을 줄여 신속하게 측정할 수 있는 효과를 갖는다.
본원의 산화환원전위(ORP)센서를 이용한 제어장치는 기존 산화물 측정기에 비해 설치비용이 약 40~60%수준으로 약 절반 수준으로 저렴하며, 산화물의 농도가 산화환원전위에 의해 즉각적(1분 이내, 30초 이내) 측정되어지기 때문에 신속하게 환원제의 양을 조절할 수 있는 효과를 갖는바, 종래의 DPD 방법 등에 의하여 차아염소산염 등 산화제 농도를 측정할 경우 최소 측정농도가 0.05ppm 이상이므로 IMO(국제해사기구) 배출허용기준인 0.02ppm 이하로 배출농도 제어가 불가능 하였으며측정시간이 3분 정도로 길어서 결과적으로 기준 만족을 위하여 환원제를 과량 투여하여 수생태계 피해를 가져오는 문제점을 해소하고,
과량의 환원제 투입 시에도 기존의 DPD법에 의한 산화물측정기와는 다르게 산화환원전위가 지속적으로 감소하기 때문에 이를 측정하여 환원제 투입량을 줄여 운전비용을 절감하고 오염을 최소화하는 효과를 갖는다.
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본원의 기술사상을 구현하기 위한 실시양태를 도면을 참조하여 설명하고자 하는바, 본 출원의 명세서나 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 될 것이며, 본원의 보호범위는 발명의 기술사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 할 것이며, 또한 본원의 도면을 통하여 제시되는 장치나 수단은 본원의 목적을 달성하기 위한 하나의 적용예에 불과할 뿐이고 본원의 기술사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 할 것이다.한다.
도 1은 본원의 기술사상이 실제적으로 소독/살균수 이송시스템에 적용되어 처리되는 일 실시예 양태의 처리흐름 계통을 나타낸 것으로, 산화환원전위 센서를 이용한 수중 산화물 제어시스템의 구성을 도시한 것이다.
도 1을 참조하여 환원제투입 시스템의 구성을 설명하여 보면, 환원제투입 시스템은 전원부(10); 환원제 저장탱크(20); ORP센서부(30); 제어부(40); 그리고 정량펌프(50)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 전원부(10)는 ORP센서부를 포함하여 제어부(40)와 정량펌프(50) 각각에 적정량의 전력을 공급하고, 상기 환원제 저장용탱크(20)는 산화물 중화에 이용되며 저장될 환원제의 양이 큰 경우에는 시스템 외부에 설치하는 것도 가능하다.
상기 제어부(50)는 ORP 센서부(30)가 감지한 산화환원전위 측정값을 표시하도록 기능하고, 측정된 산화환원전위 측정값을 입력값으로 하여 프로그래밍 되어진 대로 정량펌프(50)의 가동속도를 변화시킴으로써 환원제 투입량을 조절하도록 한다.
상기 정량 펌프(50)는 환원제 저장탱크(20)내의 환원제를 소독수 이송관(60)의 투입구(61)를 통해 투입하게 되며 특히 제어부(40)에 의해 회전속도가 변화 및 조절되어 투입되는 환원제량이 조절되도록 기능한다.
즉 제어부(40)에서 정량펌프(50)의 회전속도(RPM) 또는 피스톤 왕복속도 등을 조절할 수 있도록 함으로써 측정된 산화환원전위 값에 따라 정량펌프에서의 환원제 투입량을 조절할 수 있게 되는 것이다.
이때 상기 정량 펌프(50)와 제어부(40)는 RS232, RS241 등의 통신 케이블을 이용하여 연결할 수 있다.
상기 ORP센서부(30)는 소독수 이송관(60) 끝 배출구(62)의 위치에 설치되며, 배출되는 소독수의 산화환원전위를 측정한다. 상기 ORP센서부는 일반적으로 쓰이는 무보충형 ORP 전극이 이용될 수 있으며, 특히 측정범위 ±2,000mV의 무보충형 ORP 전극이 이용되는 것이 바람직하다.
또한 상기 ORP센서부는 잔류 전위를 제거하기 위해 일정 시간간격으로 릴레이(계전기)를 이용 전기적 접지를 시키는 구성으로 제공되어 센서의 반응속도를 빠르게 함으로써, 짧은 시간 내에 재측정이 용이하게 될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
도 2는 상기 센서부(30)에 의해 측정된 산화환원전위를 표시하는 제어부(40)의 기능을 나타낸 것으로서, 상기 제어부는 OPR센서와 연결되어 ORP센서의 신호를 수신받는 신호수신부(41), 수신받은 산화환원전위값의 신호를 읽기 쉽도록 증폭시키는 신호증폭부(42), 증폭된 신호를 해석하여 적정량의 산화환원제가 투입되고 있는지 여부를 판단하여 출력신호를 결정하도록 제어하는 코어모듈(43)과 농도값을 디스플레이하는 화면표시부(44), 및 출력신호를 정량펌프(50)로 전달하는 신호송신부(45)를 갖는 구성으로 제공될 수 있음을 나타낸 것이다.
즉 ORP센서부(30)에 의해 측정되어진 산화환원전위(ORP)의 신호값을 센서신호수신부(41)를 통해서 수신받으면 신호증폭부(62)에 의해 증폭되어 코어모듈(43)에 의해 읽혀지고 산화물의 농도로 환산되어 화면표시부(44)에 디스플레이되면서 투입량을 조절하도록 하는 출력신호를 신호송신부(45)를 통해 제어부(50)로 전달하는 동작 흐름을 갖게 된다.
이때 소독수의 종류, 상태에 따라 산화환원전위에 따른 적정량의 산화환원제 투입량은 달라질 수 있으며, 이러한 자료를 미리 데이터베이스화하여 메모리부(46)에 저장하여 두고 코어모듈에서 신호를 해석할 수 있는 기준이 될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
도 3은 상기 OPR센서부(30)에 의해 검출된 산화물의 농도 정보를 전달받아 환원제 저장탱크(20)에서 정량펌프(50)를 통해 소독수 이송관(60)의 환원제 투입구(61)로 투입되는 환원제의 양을 조절하는 제어부(40)의 동작 흐름을 나타내는 플로우 차트이다.
정량펌프(50)는 투입구(61)로 미리 지정된 양만큼 환원제를 투입하게 되는데, 이 지정된 양은 일반적으로 적당하다 싶은 정도의 양을 수치로 계산한 값으로 하며 투입구(61)로 투입된 환원제는 소독수 내의 산화물을 제거하면서 ORP의 변화를 일으키게 되며 ORP 센서부(30)를 지나 배출구(62)로 배출된다.
ORP센서부(30)는 환원제가 투입되어 배출되는 소독수의 산화환원전위를 측정하고, 이를 제어부(40)를 통해 값을 환산하여 환원제가 부족하게 투입되었는지 또는 과다하게 투입되었는지를 판단하고 부족하게 투입되었다면 환원제를 더 많이 투입하도록 하고 과다하게 투입되었다면 환원제의 투입량을 감소시키도록 조절함으로써 적절한 환원제 투입량을 조정할 수 있게 된다.
즉, 도 3은 정량펌프(50)의 작동값이 초기에 미리 지정된 값으로 환원제 투입값이 주어진 다음(s101) ORP값을 측정(s102)하여 측정된 ORP 값이 미리 저장되어 있는 해당 소독수의 적정 ORP값보다 크면(s103), 환원제 투입값을 일정부분 증가(s104) 시키고, 측정된 ORP 값이 미리 저장되어 있는 해당 소독수의 적정 ORP값보다 작으면(s105), 환원제 투입값을 일정부분 감소(s106)시키고, 측정되 ORP값이 저장된 ORP값과 동일하면 투입값 변화 없이 작동이 되어지는 것을 나타낸 것이다.
즉 살균수나 소독수의 유출구(62)에 ORP센서(30)가 마련되어 유출되는 살균수 또는 소독수의 산화환원전위를 측정하게 되면, ORP센서의 측정결과를 갖고 산화물의 농도를 측정하여 화면표시부(44)에서 표시하면서, 측정된 산화물의 농도값에 따라 이에 대응되는 환원제 투입량이 적당한지 판단되어지고, 판단결과에 따라 정량 펌프(50)의 회전속도 또는 피스톤 왕복속도값이 증가하거나 감소, 또는 유지되어지며, 상기 제어부(40)에서 변화된 회전속도에 따라 정량펌프(50)의 동작속도가 변화하여 환원제의 투입량을 조절하여 공급함으로써, 적정량의 환원제를 투입할 수 있게 되는 것이다.
이때 환원제 투입값과 적정 ORP값은 소독하고자 하는 대상에 따라 조금씩 차이를 보이게 되는바, 즉 매질에 따라 환원제를 넣었을 때의 잔류염소량 및 ORP값이 차이를 보이게 되므로 소독대상수의 특성에 따라 적절한 값으로 지정되는 것이 바람직하며 도 3에 개시된 프로그램은 하나의 적용예시를 나타내고자 한 것으로 알고리즘을 기본으로 약간씩의 변화를 줄 수 있으며 관로로 유동하는 유체의 농도를 측정하는 것으로 측정 ORP가 높다는 것은 측정되는 물의 산화물이 많다는 것이고 이때에는 환원제의 투입량을 늘려야 하며, 반대의 경우에는 감소시켜야 하는 시스템이다.
도 4는 각 매질별 환원제 투입량에 따른 잔류염소 농도와 ORP 값을 측정한 값을 나타낸 그래프로서, 도 4a는다양한 해수에서 환원제 주입시 주입 누적량이 증가하면서 잔류염소(산화물)농도가 떨어지는 실험 결과를 나타낸 것이고, 도 4b는환원제 투입량에 따른 ORP 값을 측정한 그래프이다.
도 4a의 결과를 통하여 환원제 누적 주입량 약 40㎖에서 산화물은 거의 없어졌고 도 4b의 결과를 통하여 ORP도 안정화 되고 있음을 알 수 있는바, 이때 과량으로 환원제가 들어가면 산화물이 있을 때보다 감소율이 낮아지기는 하나 지속적으로 ORP가 떨어짐으로 이를 측정하여 과량의 환원제가 주입되는 것으로 막을 수 있음을 나타내고 있다.
본원은 수중 산화물의 농도 증감시 산화환원전위도 비례적으로 증감하는 원리와, 산화제 제거 후 환원제 과량 첨가시에도 산화물과는 별도의 비율로 산화환원 전위가 지속적으로 저감하는 두 가지 원리에 의해 수중 산화환원전위를 측정함으로써 간접적으로 산화물의 농도와 과량으로 투입된 환원제의 양을 유추해 낼 수 있으며, 본원에서는 다수의 실험결과에 근거하여 도 4a 및 도 4b와 같은 산화환원전위와 산화물 농도의 상관관계 데이터를 보유하고 있어 이 결과들에 근거하여 코어모듈에 프로그램 되어진 대로 산화환원전위 측정에 의해 산화제가 농도에 따라 환원제 투입량이 변화하고 산화제 제거 후 과량의 환원제 투입시에는 환원제 투입량이 자동으로 줄어들어 조절될 수 있음을 나타내고 있다.
도 1은 환원제 투입 시스템의 구성도.
도 2는 환원제 투입 시스템에서 검출부의 구성도.
도 3은 환원제 투입 시스템에서 제어부의 제어흐름도.
도 4a는 누적티오황산나트륨 투입량에 따른 잔류염소 감소량 그래프
도 4b는 누적티오황산나트륨 투입량에 따른 ORP 감소량 그래프
******** 도면의 주요 부호에 대한 설명 ********
10 : 전원부 20 : 환원제 저장탱크
30 : ORP 센서부 40 : 제어부
41 : 신호수신부 42 : 신호증폭부
43 : 코어모듈 44 : 화면표시부
45 : 신호송신부 46 : 메모리부
50 : 정량펌프 60 : 소독수 이송관
61 : 환원제 투입구 62 : 배출구

Claims (5)

  1. 산화환원전위(ORP)센서를 이용하여 수중 산화물의 농도를 측정하여 환원제의 공급량을 정밀조절하기 위한 제어방법에 있어서,
    살균수나 소독수의 유출구에 산화환원전위(ORP)센서가 마련되어 유출되는 살균수나 소독수의 산화환원전위를 측정하는 단계;
    산화환원전위센서의 측정결과로부터 산화물의 농도를 측정하여 표시하는 검출단계;
    상기 검출결과로 나타난 산화물의 농도 값에 따라 환원제 투입량이 적당한지 판단하는 연산제어단계;
    상기 연산제어 결과를 근거로 환원제의 투입량을 조절 및 공급하는 공급단계;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 산화환원전위(ORP)센서를 이용한 수중 산화물 제어방법.
  2. 살균수나 소독수 이송관(60)에 산화환원전위(ORP)센서가 마련되어 환원제 투입량을 정밀제어하기 위한 수중 산화물 제어장치에 있어서,
    제어장치에 전원을 공급하는 전원부(10);
    환원제가 저장된 환원제 저장탱크(20);
    상기 살균수나 소독수 이송관의 배출구(62)에 설치되어 산화환원전위(ORP)를 측정하는 센서부(30);
    상기 센서부에 의해 측정된 산화환원전위가 증폭기에 의해 증폭되어 코어모듈에 의해 읽혀지고 산화물의 농도로 환산되고 그에 대응하는 환원제 투입량과 이에 해당하는 회전속도가 결정되는 제어부(40);
    상기 제어부로부터 회전속도값을 입력받아 환원제 저장탱크(20)내의 환원제를 소독수 이송관에 투입하는 정량펌프(50); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수중 산화물 제어장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 ORP 센서부(30)는 측정범위 ±2,000mV의 무충전형 ORP센서가 이용되고 릴레이를 이용하여 일정 기간에 한번 씩 전기적으로 접지가 일어나도록 하여 센서의 반응속도를 빠르게 하는 것을 특징으로 하는 수 처리 제어장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
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