KR100964895B1 - 정수처리용 응집제투입률 측정시스템 및 측정방법 - Google Patents

정수처리용 응집제투입률 측정시스템 및 측정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 원수의 탁도, 유기물함량 및 양이온요구량을 각각 측정하고, 이를 이용하여 최적의 응집제투입률을 결정함으로써 급격한 수질변화에 능동적으로 대처할 수 있는 정수처리용 응집제투입률 측정시스템 및 측정방법에 관한 것이다. 이를 위해, 정수장의 착수정으로부터 원수샘플을 채취하는 샘플링부; 원수샘플의 탁도를 측정하는 탁도 측정부; 탁도 측정부를 거친 원수샘플이 임시 저장되는 샘플챔버(300); 샘플챔버(300)로부터 원수샘플을 추출하여 유기물함량을 측정하는 유기물 측정부(400); 샘플챔버(300)로부터 추출된 원수샘플의 유동전위를 측정하는 양이온요구량 측정부; 및 탁도 측정부, 유기물 측정부(400) 및 양이온요구량 측정부에서 각각 측정된 데이터를 전송받아 소정의 연산프로그램에 의해 응집제투입률을 결정하는 연산처리부(600);를 포함하는 것을 특징으로 하는 정수처리용 응집제투입률 측정시스템이 제공된다.
정수장, 응집제, 투입률, 탁도, 유기물, 유동전류계, 적정시약, 디스플레이, 세척

Description

정수처리용 응집제투입률 측정시스템 및 측정방법{System and method to measure feeding rate of coagulant for water purification process}
본 발명은 정수장의 응집제 투입공정시 응집제투입률을 결정하기 위한 측정시스템 및 측정방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원수의 탁도, 유기물함량 및 양이온요구량을 각각 측정하고, 이를 연산처리하여 최적의 응집제투입률을 결정함으로써 급격한 수질변화에 능동적으로 대처할 수 있는 정수처리용 응집제투입률 측정시스템 및 측정방법에 관한 것이다.
상수원의 오염과 고갈로 인해 정수처리의 중요성이 날로 증대되고 있다. 통상적인 정수처리공정은 도 1에서와 같이 정화 대상인 원수(原水)가 정수장의 착수정(1), 혼화지(2), 응집지(3), 침전지(4), 여과지(5)를 거쳐 정수되고, 최종적으로 정수지(6)에 도달함으로써 이루어진다. 이때, 혼화지(2)에서는 원수에 포함된 입자성 오염물질을 제거하기 위해 응집제(coagulant)가 투입되는 공정이 도입된다.
응집제는 원수에 분산되어 있는 콜로이드성 입자를 플록(floc)형태로 응집시 켜 침강을 촉진시키는 약품이다. 이때, 입자성 오염물질은 대부분 음이온이기 때문에 이를 전기적으로 중화시키기 위해 양이온성 응집제가 투입되고 있다. 한편, 응집제 투입공정에서 적정량의 응집제투입률을 결정하는 것이 중요하다. 이는 이후 연속되는 공정에서 입자성 오염물질을 효과적으로 제거하여 정화효율을 높이고, 비용적인 측면에서도 고가의 약품이 낭비되는 것을 방지하기 위함이다.
응집제투입률을 결정하기 위한 종래의 기술로는 Jar-test에 의한 방법, 누적 데이터를 이용하는 방법, 그리고 유동전류계(SCD, streamin current detector)를 이용한 방법이 있다.
Jar-test에 의한 방법은 1일 1 ~ 2회정도 원수의 샘플을 채취하여 소정의 실험을 통해 응집제투입률을 결정하기 때문에 수질변화의 실시간 감시가 불가능하고, 이로 인해 장마철에 고탁도의 원수가 유입되는 것과 같은 급격한 수질변화에 능동적으로 대처할 수 없는 문제점이 있다.
누적 데이터에 의한 방법은 원수의 탁도, 유량, pH, 알칼리도 등의 수질인자를 누적 분석함으로써 응집제투입률을 결정하게 된다. 그러나, 누적 데이터에 의한 방법은 원수의 플록 형성에 간접적으로 영향을 주는 수질인자를 주로 고려하여 데이터의 신뢰성이 떨어질 뿐만 아니라 데이터를 지속적으로 업데이트해야 하는 번거로움이 있다.
유동전류계를 이용하는 방법은 원수에 포함된 입자의 전하량를 측정하고, 피드백 제어함으로써 응집제투입률의 적정여부를 모니터링할 수 있다. 그러나, 종래의 방법은 유동전류계를 혼화지(2), 응집지(3) 후단에 설치하여 운영하기 때문에 원수의 급격한 수질변화에 따라 측정되는 유동전위(streaming potential)값이 크게 변화하여 정확한 응집제투입률을 결정하기 어려운 문제점이 있다. 또한, 유동전류계의 피스톤이 모래, 실트질과 같은 이물질로 인해 마모됨으로써 측정되는 유동전위값의 오차발생이 큰 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하고자 하는 것으로, 본 발명의 목적은 최적의 응집제투입률을 신속하게 결정함으로써 원수의 급격한 수질변화에 능동적으로 대처할 수 있는 정수처리용 응집제투입률 측정시스템 및 측정방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 원수의 수질 및 응집제투입률 변화를 실시간 모니터링할 수 있고, 자동화시스템을 구축하여 응집제 투입공정의 효율화를 이룰 수 있는 정수처리용 응집제투입률 측정시스템 및 측정방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 목적은, 정수장의 착수정으로부터 원수샘플을 채취하는 샘플링부; 원수샘플의 탁도를 측정하는 탁도 측정부; 탁도 측정부를 거친 원수샘플이 임시 저장되는 샘플챔버(300); 샘플챔버(300)로부터 원수샘플을 추출하여 유기물함량을 측정하는 유기물 측정부(400); 샘플챔버(300)로부터 추출된 원수샘플의 유동전위를 측정하는 양이온요구량 측정부; 및 탁도 측정부, 유기물 측정부(400) 및 양이온요구량 측정부에서 각각 측정된 데이터를 전송받아 소정의 연산프로그램에 의해 응집제투입률을 결정하는 연산처리부(600);를 포함하는 것을 특징으로 하는 정수처리용 응집제투입률 측정시스템에 의해 달성될 수 있다.
그리고, 연산처리부(600)와 유선 또는 무선으로 연결되고, 탁도, 유기물함량, 유동전위 또는 양이온요구량에 관한 수질인자 데이터와, 응집제투입률 중 적어 도 하나를 실시간으로 표시하는 제1 디스플레이(710);가 더 구비된다.
그리고, 연산처리부(600)와 유선 또는 무선으로 연결되고, 탁도, 유기물함량, 유동전위 또는 양이온요구량에 관한 수질인자 데이터와, 응집제투입률과, 측정시스템의 동작상태와, 수질인자 데이터와 응집제투입률의 상관관계를 실시간으로 표시하는 제2 디스플레이(720)가 정수장의 제어룸에 더 구비될 수 있다.
그리고, 샘플링부는 원수샘플을 이송하는 제1 펌프(110)와, 돌, 모래, 나무조각을 포함한 크기가 큰 이물질을 걸러내는 제1 필터(120)로 구성된다.
그리고, 탁도 측정부는 원수샘플이 통과하는 수조(210)와, 수조(210)에 내장된 탁도계(220)로 구성된다.
그리고, 샘플챔버(300)는 300μm 이상의 크기를 갖는 이물질을 걸러내는 제2 필터(310)가 더 구비된다.
그리고, 유기물 측정부(400)는 총유기탄소(TOC) 계측기와 자외선(UV) 계측기 중 적어도 하나가 구비된다.
그리고, 양이온요구량 측정부는 샘플챔버(300)로부터 원수샘플을 일정량 추출하여 저장하는 정량 샘플링챔버(510)와, 정량 샘플링챔버(510)로부터 유입된 원수샘플의 유동전위를 측정하는 유동전류계(520)와, 유동전류계(520)에 공급되는 정적시약이 저장된 적정시약 탱크(530)로 구성된다.
또한, 본 발명은 샘플챔버(300), 상기 유기물 측정부(400) 및 상기 양이온요구량 측정부에 각각 설치된 세척수단(810, 820, 830, 840)이 더 구비될 수 있다.
또 다른 카테고리로서 상기와 같은 본 발명의 목적은, 정수장의 착수정으로부터 원수샘플을 채취하여 탁도 측정부로 이송하는 제1 단계(S100); 탁도 측정부가 원수샘플의 탁도를 측정하고, 측정된 데이터를 연산처리부(600)에 전송하는 제2 단계(S200); 원수샘플이 샘플챔버(300)로 이송되는 제3 단계(S300); 유기물 측정부(400)가 샘플챔버(300)에 저장된 원수샘플을 추출하여 유기물함량을 측정하고, 측정된 데이터를 연산처리부(600)에 전송하는 제4 단계(S400); 양이온요구량 측정부가 샘플챔버(300)에 저장된 원수샘플을 추출하여 양이온요구량을 측정하고, 측정된 데이터를 연산처리부(600)에 전송하는 제5 단계(S500); 및 연산처리부(600)가 탁도, 유기물함량 및 양이온요구량에 관한 데이터에 기초한 소정의 연산처리를 통해 응집제투입률을 결정하는 제6 단계(S600);를 포함하는 것을 특징으로 하는 정수처리용 응집제투입률 측정방법에 의해서도 달성될 수 있다.
그리고, 제6 단계(S600) 이후에 제1 디스플레이(710) 또는 제2 디스플레이(720)가 탁도, 유기물함량, 유동전위 또는 양이온요구량에 관한 수질인자 데이터와, 응집제투입률과, 측정시스템의 동작상태와, 수질인자 데이터와 응집제투입률의 상관관계 중 적어도 하나를 실시간으로 표시하는 제7 단계(S700)를 더 포함한다.
그리고, 제5 단계(S500)는 정량 샘플링챔버(510)가 샘플챔버(300)로부터 상기 원수샘플을 일정량 추출하여 저장하는 단계와, 유동전류계(520)가 상기 정량 샘플링챔버(510)로부터 유입된 상기 원수샘플의 유동전위를 측정하는 단계와, 유동전류계(520)에 적정시약을 공급함에 따라 상기 유동전위가 0 mV가 되는 양이온요구량을 측정하는 단계로 이루어진다.
그리고, 본 발명은 제2 단계(S200), 제4 단계(S400) 및 제5 단계(S500) 이후에 세척수단(810, 820, 830, 840)이 샘플챔버(300), 유기물 측정부(400) 및 양이온요구량 측정부를 각각 세척하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 정수처리용 응집제투입률 측정시스템 및 측정방법은 플록 형성의 주요 수질인자인 콜로이드성 입자의 유동전위 측정을 통해 양이온요구량을 측정하며 보조 수질인자인 탁도 및 유기물함량을 측정하고, 이들을 소정의 연산처리를 통해 최적의 응집제투입률을 신속하게 결정할 수 있다. 예를 들면 고탁도의 원수가 순간적으로 대량 유입하는 경우에도 약 10분 이내의 측정이 가능하여 적량의 응집제를 원수에 투입함으로써 원수의 급격한 수질변화에 능동적으로 대처할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 원수의 유동전위, 탁도, 유기물함량, 양이온요구량 및 응집제투입률 변화를 실시간 모니터링할 수 있고, 응집제 투입공정의 오류발생시 즉각적인 대처가 가능하다. 또한, 응집제 투입 및 각 구성요소들의 세척을 자동화하여 응집제 투입공정의 효율화를 이룰 수 있는 이점이 있다.
비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허청구의 범위에 속함은 자명하다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 사용한다.
[응집제의 투입률 측정시스템의 구성]
먼저, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 정수처리용 응집제투입률 측정시스템의 구성에 대하여 살펴본다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 정수처리용 응집제투입률 측정시스템을 나타내는 구성도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 정수처리용 응집제투입률 측정시스템은 크게 샘플링부, 탁도 측정부, 샘플챔버(300), 유기물 측정부(400), 양이온요구량 측정부, 연산처리부(600), 제1 및 제2 디스플레이(710, 720), 그리고 세척수단(810, 820, 830, 840)을 포함하여 구성된다.
샘플링부는 제1 펌프(110)와 제1 필터(120)로 구성된다. 제1 펌프(110)는 정수장의 착수정으로부터 원수샘플을 채취하여 탁도 측정부로 이송하는 역할을 한다. 그리고, 제1 필터(120)는 원수샘플에 포함된 돌, 모래, 나무조각과 같은 크기가 큰 이물질을 걸러내는 역할을 한다.
탁도 측정부는 수조(210)와 탁도계(220)로 구성된다. 수조(210)는 원수샘플이 연속적으로 통과할 수 있는 구조를 갖는다. 그리고, 탁도계(220)는 원수샘플의 탁도를 실시간으로 측정할 수 있도록 수조(210) 내부에 설치된다. 탁도계(220)는 통상 원수샘플에 소정의 빛을 조사하여 산란정도를 측정하거나 흡광도법을 이용하여 빛의 흡수정도를 측정함으로써 원수샘플의 탁도에 관한 데이터를 얻게 된다.
샘플챔버(300)는 소정용량을 갖고, 제1 펌프(110)에 의해 수조(210)를 통과한 원수샘플이 임시 저장되는 곳이다. 샘플챔버(300)는 내부에 300μm 이상의 크기를 갖는 모래, 실트질 입자 등의 이물질을 걸러내기 위한 제2 필터(310)가 더 구비된다. 제2 필터(310)는 앞서 설명한 제1 필터(310)와 함께 원수에 포함된 비교적 크기가 큰 이물질을 걸러내 줌으로써 본 발명에 따른 응집제투입률 측정시스템이 쉽게 파손되거나 측정값의 오차발생을 방지하는 역할을 한다. 한편, 샘플챔버(300)의 하부에는 제1 배수관(320) 및 제1 배수밸브(322)가 구비되고, 제어부(미도시)에 의해 임시저장된 원수샘플을 배수시킬 수 있는 구조를 갖는다.
유기물 측정부(400)는 제2 펌프(410)를 구비하여 샘플챔버(300)로부터 원수샘플을 일정량 추출하고, 원수샘플에 포함된 유기물함량을 측정하는 역할을 한다. 이때, 유기물 측정부(400)는 총유기탄소(TOC) 계측기와 자외선(UV) 계측기 중 어느 하나가 구비될 수 있고, 2가지 계측기가 모두 구비될 수 있다. 총유기탄소 계측기와 자외선 계측기는 각각 이산화탄소량과 자외선 흡수도를 측정함으로써 원수샘플에 포함된 유기물함량에 관한 데이터를 얻게 된다. 본 실시예에 의하면 자외선 계측기는 UV 254 nm의 흡광도를 측정하는 것이 바람직하다. 그리고, 유기물 측정부(400)의 하부에는 제2 배수관(420) 및 제2 배수밸브(422)가 구비되고, 제어부(미도시)에 의해 원수샘플을 배수시킬 수 있는 구조를 갖는다. 한편, 총유기탄소 계 측기와 자외선 계측기는 공지된 계측기를 사용하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
양이온요구량 측정부는 정량 샘플링챔버(510), 유동전류계(520) 및 적정시약 탱크(530)로 구성된다. 정량 샘플링챔버(510)는 제3 펌프(512)에 의해 샘플챔버(300)로부터 일정량 추출된 원수샘플이 임시 저장된다. 그리고, 유동전류계(520)는 측정셀(522), 측정셀(522) 내부에 상하 왕복운동하는 피스톤(524), 측정셀(522)의 상하에 설치된 2개의 전극(미도시), 그리고, 적정시약 투입기(526)가 구비되어 있다. 그리고, 적정시약 탱크(530)는 유동전류계(520)의 적정시약 투입기(526)에 연결된다. 유동전류계(520)의 하부에는 제3 배수관(528) 및 제3 배수밸브(529)가 구비되고, 제어부(미도시)에 의해 원수샘플을 배수시킬 수 있는 구조를 갖는다.
본 실시예에 의하면, 유동전류계(520)는 정량 샘플링챔버(510)로부터 약 15ml의 원수샘플을 정량 공급받아 유동전위(mV)를 측정하게 된다. 이때, 원수샘플에 포함된 음이온성 입자로 인해 측정된 유동전위값은 마이너스(-)값을 갖게 되고, 이를 중화(응집)하기 위해 적정시약 투입기(526)로부터 양이온성 적정시약을 일정간격으로 공급받게 된다. 그리고, 유동전류계(520)는 측정되는 유동전위가 0 mV가 되는 적정시약의 양, 즉 양이온요구량에 관한 데이터를 얻게 된다. 한편, 적정시약은 혼화지의 원수전체투일될 응집제와 동일한 종류의 약품일 수 있고, 다른 종류의 약품일 수 있다. 적정시약은 Poly-dadmac, Alum, Raifix, Polyamine, PAC, PEI, PACS 등이 사용될 수 있다.
연산처리부(600)는 상술된 탁도계(220), 유기물 측정부(400) 및 유동전류계(520)와 전기적으로 연결되고, 측정된 탁도 데이터, 유기물함량 데이터 및 양이온요구량 데이터를 전송받는다. 연산처리부(600)는 소정의 연산프로그램이 내장되어 있고, 상술된 데이터를 연산처리함으로써 응집제투입률을 결정하여 출력하게 된다. 이때, 상술된 데이터들은 A/D변환기(미도시)에 의해 디지털신호로 변환되어 연산처리부(600)에 전송되는 것이 바람직하다. 연산처리부(600)의 연산방법은 후술하기로 한다.
제1 디스플레이(710)는 연산처리부(600)와 유선 또는 무선으로 연결되고, 탁도, 유기물함량, 유동전위, 양이온요구량과 같은 수질인자 데이터와, 응집제투입률 등을 표시한다. 즉, 정수장 내의 현장 작업자는 본 발명의 측정시스템에 구비된 제1 디스플레이(710)를 통해 원수의 수질변화를 실시간으로 모니터링할 수 있다. 한편, 제1 디스플레이(710)는 도 3a에 도시된 바와 같이 유동전류계(520)의 유동전위와 응집제투입률을 표시할 수 있다.
제2 디스플레이(720)는 연산처리부(600)와 유선 또는 무선으로 연결되어 정수장의 제어룸(미도시)에 구비된다. 본 실시예에 의하면 제2 디스플레이(720)는 연산처리부(600)와 통신케이블(RS 232)로 연결되고, 탁도, 유기물함량, 유동전위 또는 양이온요구량에 관한 수질인자 데이터와 응집제투입률을 표시한다. 또한, 본 발명의 측정시스템에 포함된 각 구성요소들의 동작상태를 표시함으로써 제어룸에서 근무하는 작업자가 모니터링할 수 있다. 그리고, 제2 디스플레이(720)는 내장된 소정의 프로그램에 의해 상술된 수질인자 데이터와 응집제투입률의 상관관계를 작 업자가 파악하기 쉽도록 표시하는 것이 바람직하다.
한편, 제2 디스플레이(720)는 도 3b에 도시된 바와 같이 상술된 데이터뿐 아니라 본 발명에 따른 측정시스템 이외의 측정기기(미도시)에서 계측된 데이터값, 예를 들면, pH, 유량, 온도, 알칼리도, 염소요구량 등의 수질 데이터가 표시될 수 있다.
세척수단(810, 820, 830, 840)은 도 2에 도시된 바와 같이 샘플챔버(300), 유기물 측정부(400), 정량 샘플링챔버(510) 및 유동전류계(520)에 각각 설치된다. 세척수단(810, 820, 830, 840)은 제4 펌프(852)에 의해 세척수 탱크(850)로 세척수가 공급되고, 제5 펌프(862)에 의해 세척시약 탱크(860)로부터 세척시약을 공급받는 구조를 갖는다. 세척수단(810, 820, 830, 840)은 기계적인 방법 또는 역세척 방법 등으로 각 구성요소를 세척할 수 있으며, 밸브장치 및 제어방법에 관한 구체적인 설명은 생략한다.
한편, 본 발명에 따른 응집제투입률 측정시스템은 상술된 구성요소들과 전기적으로 연결된 제어부(미도시)가 구비됨으로써 응집제 투입공정 및 각 구성요소들의 세척을 자동화할 수 있다. 응집제 투입공정은 제어부(미도시)가 연산처리부(600)로부터 출력된 응집제투입률에 관한 데이터를 전송받아 응집제 투입장치(미도시)를 제어함으로써 응집제를 응집제투입률에 따라 정수장의 혼화지에 투입함으로써 이루어진다. 이때, 응집제는 앞서 설명한 Poly-dadmac, Alum, Raifix, Polyamine, PAC, PEI, PACS 등 일 수 있다.
[응집제의 투입률 측정방법]
이하, 본 발명의 일실시예에 따른 정수처리용 응집제투입률 측정방법을 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 응집제의 투입률 측정방법의 흐름도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 측정방법은 제1 단계(S100) 내지 제7 단계(S700)를 거치게 된다.
제1 단계(S100)는 정수장의 착수정(미도시)으로부터 원수샘플을 채취하여 탁도 측정부로 이송하게 된다. 구체적으로 제1 펌프(110)에 의해 원수샘플이 탁도 측정부의 수조(210)로 이송되고, 원수샘플에 포함된 돌, 모래, 나무조각과 같은 크기가 큰 이물질은 제1 필터(120)에 의해 걸러지게 된다.
제2 단계(S200)는 수조(210) 내부에 구비된 탁도계(220)가 원수샘플의 탁도를 실시간으로 측정하고, 측정된 탁도 데이터를 디지털신호로 변환하여 연산처리부(600)에 전송하게 된다.
제3 단계(S300)는 제1 펌프(110)에 의해 수조(210)를 통과한 원수샘플이 샘플챔버(300)로 이송되어 임시 저장된다. 이때, 원수샘플은 샘플챔버(300)에 내장된 제2 필터(310)에 의해 모래, 실트질 입자와 같은 300μm 이상의 크기를 갖는 이물질이 걸러지게 된다.
제4 단계(S400)는 제2 펌프(410)에 의해 샘플챔버(300)에 저장된 원수샘플을 추출하여 유기물 측정부(400)로 이송하고, 유기물 측정부(400)가 유기물함량을 측정하게 된다. 그리고, 측정된 유기물함량 데이터를 디지털신호로 변환하여 연산처 리부(600)에 전송하게 된다. 이때, 총유기탄소(TOC) 계측기는 이산화탄소량을 측정하고, 자외선 계측기는 자외선 흡수도(예를 들면 UV 254 nm의 흡광도)를 측정함으로써 원수샘플에 포함된 유기물함량을 측정하게 된다.
제5 단계(S500)는 다음과 같다. 먼저, 정량 샘플링챔버(510)가 제3 펌프(512)에 의해 샘플챔버(300)로부터 원수샘플을 약 15 ml 정도 추출하여 저장하게 된다. 다음으로, 정량 샘플링챔버(510)에 저장된 원수샘플이 유동전류계(520)의 측정셀(522)에 유입되고, 피스톤(524)이 측정셀(522) 내부에서 상하 왕복운동함에 따라 발생된 유동전위를 측정하게 된다. 다음으로, 적정시약 투입기(526)가 측정셀(522)에 일정량의 적정시약을 일정간격으로 공급하게 된다. 예를 들어 적정시약은 1회에 0.05 ml씩 10초간 공급하고, 공급시마다 유동전위를 측정하게 된다. 이때, 유동전류계(520)는 유동전위가 0 mV일 때 공급된 적정시약의 양, 즉 양이온요구량을 측정하게 된다. 그리고, 측정된 양이온요구량 데이터는 디지털신호로 변환되어 연산처리부(600)에 전송된다.
제6 단계(S600)는 연산처리부(600)가 상술된 탁도, 유기물함량 및 양이온요구량에 관한 데이터를 기초하여 소정의 연산처리를 통해 응집제투입률을 결정하게 된다. 이때, 본 발명에 따른 응집제투입률 측정방법에 사용되는 연산방법의 일례는 표 1과 같다.
탁도
x(NTU)		 x < 30 30<x<100 100<x<300 300<x<500 500<x<1000 1000 < x
연산 factor 1 0.9 0.85 0.8 0.75 0.7 0.7
유기물함량
y(ppm)		 y < 1 1 < y < 2 2 < y < 3 3 < y < 4 4 < y < 5 5 < y < 6 6 < y < 7
연산 factor 1 1.1 1.15 1.2 1.25 1.3 1.35
적정시약
요구량		 1 1 1 1 1 1 1
연산식 1×1×1 0.9×1.1
×1		 0.85×1.15
×1		 0.8×1.2
×1		 0.75×1.25
×1		 0.7× 1.3
×1		 0.7×1.35 ×1
표 1에 의하면, 탁도(x)가 30 NTU 이하인 경우부터 1000 NTU 이상인 경우 탁도의 연산 factor는 1 ~ 0.7의 값을 갖는다. 그리고, 유기물함량(y)이 1 ppm 이하인 경우부터 7 이하인 경우 유기물함량의 연산 factor는 1 ~ 1.35의 값을 갖는다. 이때, 플록 형성의 주요 수질인자인 유동전위 측정을 통해 산출되는 양이온요구량을 1로 하고, 이것에 보조 수질인자인 탁도 및 유기물함량의 연산 factor를 곱하는 방식으로 최적의 응집제투입률을 결정하게 된다. 예를 들면, 양이온요구량이 30 ml이고 탁도와 유기물함량의 연산 factor가 각각 0.8과 1.2인 경우 응집제투입률은 30 ml × 0.8 × 1.2 = 28.8 ml이다. 그리고, 유동전류계(520)의 측정셀(522)에 공급된 원수샘플의 양(약 15 ml)과 응집제를 투입하고자하는 원수전체 유량의 비율을 계산하고, 이 값에 응집제투입률을 곱하면 총 투입될 응집제투입량을 산출할 수 있다. 한편, 상술된 연산방법에 있어서 탁도와 유기물함량의 연산 factor는 적정시약과 응집제의 종류에 따라 혹은 데이터 통계 등의 방법에 의하여 최적의 값으로 변경하여 사용할 수 있다.
제7 단계(S700)는 연산처리부(600)로부터 전송받은 탁도, 유기물함량, 유동전위, 양이온요구량, 응집제투입률 등에 관한 데이터를 제1 디스플레이(710)와 제2 디스플레이(720)가 표시하게 된다. 이를 통해 정수장 내의 현장 또는 제어룸에서 작업자가 응집제 투입공정을 실시간 감시할 수 있고, 응집제 투입공정의 오류발생시 즉각적인 대처가 가능하다.
한편, 앞서 설명한 제2 단계(S200), 제4 단계(S400) 및 제5 단계(S500)의 각 단계 이후에 세척수단(810, 820, 830, 840)이 세척수 탱크(850)와 세척시약 탱크(860)로부터 각각 세척수와 세척시약을 공급받아서 기계적인 방법 또는 역세척 방법 등으로 샘플챔버(300), 유기물 측정부(400), 정량 샘플링챔버(510) 및 유동전류계(520)를 각각 세척할 수 있다.
도 1은 통상적인 정수처리공정을 나타내는 흐름도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 정수처리용 응집제투입률 측정시스템을 나타내는 구성도.
도 3a는 제1 디스플레이 화면의 일례을 나타낸 도면.
도 3b는 제2 디스플레이 화면의 일례를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 정수처리용 응집제투입률 측정방법의 흐름도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110 : 제1 펌프 120 : 제1 필터
210 : 수조 220 : 탁도계
300 : 샘플챔버 310 : 제2 필터
400 : 유기물 측정부 410 : 제2 펌프
510 : 정량 샘플링챔버 512 : 제3 펌프
520 : 유동전류계 522 : 측정셀
524 : 피스톤 526 : 적정시약 투입기
530 : 적정시약 탱크 600 : 연산처리부
710 : 제1 디스플레이 720 : 제2 디스플레이
810, 820, 830, 840 : 세척수단
850 : 세척수 탱크 860 : 세척시약 탱크

Claims (13)

  1. 정수장의 착수정으로부터 원수샘플을 채취하여 이송하는 제1 펌프(110)와, 상기 원수샘플에서 돌, 모래, 나무조각을 포함한 크기가 큰 이물질을 걸러내는 제1 필터(120)로 구성된 샘플링부;
    상기 원수샘플이 통과하는 수조(210)와, 상기 수조(210)에 내장된 탁도계(220)로 구성된 탁도 측정부;
    300μm 이상의 크기를 갖는 이물질을 걸러내는 제2 필터(310)가 구비되고, 상기 탁도 측정부를 거친 상기 원수샘플이 임시 저장되는 샘플챔버(300);
    상기 샘플챔버(300)로부터 상기 원수샘플을 추출하여 유기물함량을 측정하는 유기물 측정부(400);
    상기 샘플챔버(300)로부터 상기 원수샘플을 일정량 추출하여 저장하는 정량 샘플링챔버(510)와, 상기 정량 샘플링챔버(510)로부터 유입된 상기 원수샘플의 유동전위를 측정하는 유동전류계(520)와, 상기 유동전류계(520)에 적정시약을 공급하는 적정시약 탱크(530)로 구성된 양이온요구량 측정부; 및
    상기 탁도계(220), 상기 유기물 측정부(400) 및 상기 유동전류계(520)와 전기적으로 연결되고, 상기 유동전류계(520)에서 측정된 양이온요구량을 주요 수질인자로 하고 상기 탁도계(220)와 상기 유기물 측정부(400)에서 각각 측정된 탁도와 유기물함량을 보조 수질인자로 하여 원수의 응집제투입률을 결정하는 연산처리부(600);를 포함하는 것을 특징으로 하는 정수처리용 응집제투입률 측정시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연산처리부(600)와 유선 또는 무선으로 연결되고,
    상기 탁도, 유기물함량, 유동전위 또는 양이온요구량에 관한 수질인자 데이터와, 상기 응집제투입률 중 적어도 하나를 실시간으로 표시하는 제1 디스플레이(710);가 더 구비된 것을 특징으로 하는 정수처리용 응집제투입률 측정시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연산처리부(600)와 유선 또는 무선으로 연결되고,
    상기 탁도, 유기물함량, 유동전위 또는 양이온요구량에 관한 수질인자 데이터와, 상기 응집제투입률과, 측정시스템의 동작상태와, 상기 수질인자 데이터와 상기 응집제투입률의 상관관계를 실시간으로 표시하는 제2 디스플레이(720)가 상기 정수장의 제어룸에 더 구비된 것을 특징으로 하는 응집제투입률 측정시스템.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 유기물 측정부(400)는 총유기탄소(TOC) 계측기와 자외선(UV) 계측기 중 적어도 하나가 구비된 것을 특징으로 하는 정수처리용 응집제투입률 측정시스템.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 샘플챔버(300), 상기 유기물 측정부(400) 및 상기 양이온요구량 측정부에 각각 설치된 세척수단(810, 820, 830, 840)이 더 구비된 것을 특징으로 하는 정수처리용 응집제투입률 측정시스템.
  10. 정수장의 착수정으로부터 원수샘플을 채취하여 탁도 측정부로 이송하는 제1 단계(S100);
    상기 탁도 측정부가 상기 원수샘플의 탁도를 측정하고, 측정된 데이터를 연산처리부(600)에 전송하는 제2 단계(S200);
    상기 원수샘플이 샘플챔버(300)로 이송되는 제3 단계(S300);
    유기물 측정부(400)가 상기 샘플챔버(300)에 저장된 상기 원수샘플을 추출하여 유기물함량을 측정하고, 측정된 데이터를 상기 연산처리부(600)에 전송하는 제4 단계(S400);
    양이온요구량 측정부가 상기 샘플챔버(300)에 저장된 상기 원수샘플을 추출하여 양이온요구량을 측정하고, 측정된 데이터를 상기 연산처리부(600)에 전송하는 제5 단계(S500); 및
    상기 연산처리부(600)가 상기 탁도와 상기 유기물함량에 관한 데이터를 보조 수질인자로 하고, 상기 양이온요구량에 관한 데이터를 주요 수질인자로 한 소정의 연산처리를 통해 원수의 응집제투입률을 결정하는 제6 단계(S600);를 포함하는 것을 특징으로 하는 정수처리용 응집제투입률 측정방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제6 단계(S600) 이후에 제1 디스플레이(710) 또는 제2 디스플레이(720)가 상기 탁도, 유기물함량, 유동전위 또는 양이온요구량에 관한 수질인자 데이터와, 상기 응집제투입률과, 측정시스템의 동작상태와, 상기 수질인자 데이터와 상기 응집제투입률의 상관관계 중 적어도 하나를 실시간으로 표시하는 제7 단계(S700)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정수처리용 응집제투입률 측정방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제 5 단계(S500)는
    정량 샘플링챔버(510)가 상기 샘플챔버(300)로부터 상기 원수샘플을 일정량 추출하여 저장하는 단계와,
    유동전류계(520)가 상기 정량 샘플링챔버(510)로부터 유입된 상기 원수샘플의 유동전위를 측정하는 단계와,
    상기 유동전류계(520)에 적정시약을 공급함에 따라 상기 유동전위가 0 mV가 되는 양이온요구량을 측정하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 정수처리용 응집제투입률 측정방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제2 단계(S200), 제4 단계(S400) 및 제5 단계(S500) 이후에 세척수단(810, 820, 830, 840)이 상기 샘플챔버(300), 상기 유기물 측정부(400) 및 상기 양이온요구량 측정부를 각각 세척하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정수처리용 응집제투입률 측정방법.
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