KR101171836B1 - 마을 상수도 시스템의 원격 관리 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 원수 수질변화에 따른 지능형 침전조가 구비된 마을 상수도 시스템의 원격 모니터링 장치 및 그의 관리 방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 유입되는 원수의 물리화학적 상태에 따라 침전조를 포함하는 마을 상수도 시스템에서 자동으로 정수하고 이를 원격으로 유지 및 관리하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 마을 상수도의 원격 모니터링 및 관리 시스템에 의하면, 마을 상수도시설의 정수처리를 원격 제어에 의해 수행하고, 운행 정보를 무인화된 유무선 정보전송에 의하여 마을상수도 현장 상황을 모니터링하여 환경적인 요건을 극복할 수 있고, 마을 상수도시설의 각종 부대시설의 작동현황, 수질분석치 등을 실시간으로 확인하는 것이 가능하고, 통합관리센터, 단위 행정구역의 관리부서를 통제센터 및 현장관리자의 단말기를 네트워크화 함으로써 관리의 효율성의 극대화시킬 수 있으며, 마을 상수도의 이상 발생시 통합관리센터 및 현장관리자에게 경보 전송하여 즉각적인 조치가 가능하도록 하여 문제 발생시 신속히 대처할 수 있을 뿐만 아니라 마을상수원의 개발시점부터 현재 관리상황까지의 현황파악과 수질항목별, 지역별, 용량별, 기간별 분석 및 수질상태의 추이를 추적 분석함으로써 각종 현황의 조회, 검색 및 분석을 용이하게 할 수 있다.

Description

마을 상수도 시스템의 원격 관리 방법{Remote monitoring process of village waterworks system}
본 발명은 원수 수질변화에 따른 지능형 침전조가 구비된 마을 상수도 시스템의 원격 모니터링 장치 및 그의 관리 방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 유입되는 원수의 물리화학적 상태에 따라 침전조를 포함하는 마을 상수도 시스템에서 자동으로 정수하고 이를 원격으로 유지 및 관리하는 방법에 관한 것이다.
마을 상수도는 급수원인 마을 상수도의 취수장으로부터 취수모터를 이용하여 원수를 물탱크로 공급하고, 물탱크에 저장된 원수를 마을의 각 사용자에게 공급하여 사용할 수 있도록 하는 것으로, 현재 대규모의 정수설비를 갖춘 대도시나 그 인근 마을이 아닌 대부분의 농어촌이나 산간마을에는 이러한 소규모의 자체 마을 상수도 시스템이 운용되고 있다. 마을 상수도를 포함한 수자원은 국가의 매우 주요한 자원으로써, 공익을 우선적으로 고려하여 개발되고 있으며, 경제성 등의 제반요소를 판단하여 장기간의 검토를 거쳐 계획을 수립하고 건설 및 관리하게 된다.
그런데 종래의 마을 상수도 시스템에 있어서는 물탱크의 수위센서나 마을 상수도의 급수모터 등의 관련 설비가 고장이 나게 되더라도 이를 확인하기가 어렵게 되는 등 상수도 관리가 효율적으로 이루어지지 않게 되는 문제가 있었고, 심지어는 급수가 정지된 후에야 비로소 고장수리를 행하게 되어 마을 전체가 장시간 동안 상수도를 이용할 수 없게 되는 불편을 겪게 되는 일도 빈번하였던 바, 현재 마을 상수도의 시설설치 및 운영 관리 전문성이 없는 관리자들이 관리하고 있으나 현재는 매우 노후화 되어 있는 실정이다.
또한 시설의 고장시 관리자의 전문성 결여로 인해 전문업체에 보수를 의뢰하면 수리 완료 시까지 음용수 공급이 되지 않아 지역주민의 불편이 크게 되는 문제가 있었고, 소독의 경우 자동염소 투입기 등이 설치되어 있으나 관리자가 사용방법을 잘 모르고 약액의 소진 시 알람 장치가 없어 지속적인 소독이 불가하게 되는 문제가 있었다.
또한, 상기 마을 상수도는 수원이 계곡수, 용천수, 지하수, 하천수 등으로 매우 복잡하고 다양하여 전문적인 관리가 필요하다. 특히 마을 상수도의 경우에는 시설된 위치가 낙후지역인 관계로 현장관리자가 비전문가인 마을 주민으로 선정되어 져 있어 관리상 많은 문제점을 수반하고 있을 뿐만 아니라 단위 행정구역별로 수백개에 달하는 마을 상수도는 관리하는 관리자의 담당범위를 현실적으로 초과하고, 접근이 용이하지 않아 현실적으로 관리가 어렵고 부적절한 관리가 되고 있는 문제점이 있다.
이러한 마을 상수도 시설은 설치범위가 광범위하고 산간오지에 거주하는 주민들의 건강을 책임지는 매우 중요한 시설이므로 설비에 문제가 발생하는 경우에는 즉시 감지하여 조치가 가능하도록 원격지에서 모니터링하고 제어할 수 있는 시스템이 요구되고 있다.
한국 특허공개 제10-2002-0091418(2002.12.06)호에는 상수도시설의 안전하고 효율적인 원격제어와 관리가 가능하고, 일반 사용자에게는 각자가 원하는 서비스를 제공받을 수 있으며, 관리자에게는 보안이 유지된 상태에서 상수도시설의 상태를 원격지에서 실시간으로 점검하고 관리할 수 있도록 하여 인원 및 경비를 절감하기 위하여 상수도 운영 및 관리시스템이 개시되어 있다. 상기 발명은 상수도시설의 상태정보를 추출하고, 관리자가 입력하는 제어데이터에 의해 원격에서 제어하는 로컬감시제어서버 및 통신서버를 구비한 현장시스템과, 일반 사용자에게 정보를 제공할 수 있는 웹페이지를 운영하고, 관리자의 제어데이터를 현장시스템에 전송하는 중앙서버를 구비하는 중앙관리시스템과, 관리자를 인증하기 위한 보안수단이 구비된 관리자시스템과, 상기 중앙관리시스템에 접속할 수 있는 사용자시스템으로 구성된다.
본 발명자들은 위와 같은 종래 기술에 따른 시스템의 문제점을 극복하고 마을 상수도 시설의 각 장치들을 원격으로 제어함과 동시에 마을 상수도 및 시설에 문제 발생시 통제소 및 현장 관리자에게 경보 전송하여 즉각적인 조치가 가능하도록 하여 즉각적으로 대처할 수 있을 뿐만 아니라 상수원의 개발시점부터 현재 관리상황까지의 현황파악과 수질상태를 지역별, 용량별, 계절별 분석 및 수질상태의 추이를 추적 분석함으로써 각종 현황의 조회, 검색 및 분석이 용이한 마을 상수도 시설의 원격 유지 관리시스템을 제공하고자 예의 연구한 결과 후술하는 바와 같은 원수 수질변화에 따른 지능형 침전조가 구비된 마을 상수도 시스템의 원격 관리 방법에 의해 위와 같은 문제점들이 해소되고 마을 상수도를 효율적으로 운용하는 것이 가능함을 발견하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
따라서, 본 발명의 목적은 취수지(100)에서 취수펌프(110)를 이용하여 원수탱크(120)로 원수를 공급하고, 원수 탱크(210)에 유입된 원수는 제어기(140)의 통제하에 필요한 수질 분석 등 처리절차를 거친 후 침전조(200)를 거쳐 정수탱크(300)에 보관하여 사용자에게 공급되는 마을 상수도에 있어서, 마을 상수도에 설치된 제어기(140)를 통하여 수질 분석 등을 행하여 마을 정수기의 정수처리를 자동 원격 관리하고, 지능형 침전조를 이용하여 수처리를 효율적으로 수행하며, 이러한 처리 과정, 수질 상태와 시설 장치들의 동작 상태를 실시간으로 파악하여 운영할 수 있는 것을 특징으로 하는 지능형 침전조를 구비한 마을 상수도의 원격 모니터링 및 관리 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 마을 상수도의 원격 모니터링 및 관리 시스템에 의하면, 마을 상수도시설의 정수처리를 원격 제어에 의해 수행하고, 운행 정보를 무인화된 유무선 정보전송에 의하여 마을상수도 현장 상황을 모니터링하여 환경적인 요건을 극복할 수 있고, 마을 상수도시설의 각종 부대시설의 작동현황, 수질분석치 등을 실시간으로 확인하는 것이 가능하고, 통합관리센터, 단위 행정구역의 관리부서를 통제센터 및 현장관리자의 단말기를 네트워크화 함으로써 관리의 효율성의 극대화시킬 수 있으며, 마을 상수도의 이상 발생시 통합관리센터 및 현장관리자에게 경보 전송하여 즉각적인 조치가 가능하도록 하여 문제 발생시 신속히 대처할 수 있을 뿐만 아니라 마을상수원의 개발시점부터 현재 관리상황까지의 현황파악과 수질항목별, 지역별, 용량별, 기간별 분석 및 수질상태의 추이를 추적 분석함으로써 각종 현황의 조회, 검색 및 분석을 용이하게 할 수 있다.
뿐만 아니라 마을 상수도 시스템을 효율적으로 구축하여 더욱 깨끗하고 안전한 음용수를 지역 주민에게 공급할 수 있게 되고, 지능형 침전조를 구비함으로써 기계 장치에 대한 부담을 줄여서 시설물 수명을 크게 연장할 수 있다. 따라서, 본 발명의 시스템은 마을 상수도 관리에 필요한 인력 및 비용을 절감할 수 있는 경제적으로 지대한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 침전조가 구비된 마을 상수도 시설 및 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 마을 상수도의 침전조의 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 마을 상수도의 모니터링 시스템의 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 마을 상수도 모니터링 시스템 구성의 상세도.
본 발명은, 일면에 있어서, 취수지(100)에서 취수펌프(110)를 이용하여 원수탱크(120)로 원수를 공급하고, 원수 탱크(120)에 유입된 원수는 제어기(140)의 통제하에 필요한 수질 분석 등을 행하여 마을 정수기의 정수처리를 자동 원격 관리하고, 지능형 침전조를 이용하여 수처리를 효율적으로 수행하며, 이러한 처리 과정, 수질 상태와 시설 장치들의 동작 상태를 실시간으로 파악하여 운영할 수 있는 것을 특징으로 하는 지능형 침전조를 구비한 마을 상수도의 원격 모니터링 및 관리 시스템을 제공한다.
본 발명은, 추가의 일면에 있어서, 원수탱크(120), 침전조(200) 및 정수탱크(300)가 구비된 마을 상수도를 원격 모니터링 장치를 이용하여 관리하는 방법에 있어서,
a) 제어기(140)는 수 처리의 각 단계에서 수질 상태 및 수량을 센서들 및 유량계를 포함하는 계측기를 통하여 분석하고, 취수 펌프(110)의 작동여부, 응집제 투입, 회전믹서의 회전수, 회전믹서의 수명, 필터수명, 정수약품소진여부, 정수약품 투입여부, 수위 조절, 응집된 침전물(230)의 배출여부, 침전조(200)의 세척 필요 여부, 침전처리 여부 및 계기의 이상 여부를 판단하여 이상이 없는 경우에는 입력된 프로그램에 의하여 정수 기능을 수행하는 단계;
b) 제어기(140)는 마을 상수원의 개발시점부터 현재까지의 관리상황과 수질항목별, 지역별, 용량별, 기간별 수질 상태의 추이를 추적 분석하고, 이러한 정보를 포함하는 가동현황과 고장현황을 RF 또는 CDMA 통신망 또는 유무선 인터넷망을 통해 상호 신호 및 데이터를 송수신하여 통합관리센터(400)로 전송하고 통합관리센터(400)의 원격제어를 받는 단계; 및
c) 상기 통합관리센터(400)의 서버는 RF 또는 CDMA 통신망 및 유무선 인터넷망을 통해 상호 신호 및 데이터를 송수신하여 행정기관서버(500) 및 현장관리자의 단말기(600)에 가동 현황 및 점검 포인트를 실시간 통보하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 유입되는 원수의 물리화학적 상태에 따라 지능형 침전조를 이용하여 마을 상수도를 원격 관리하는 방법을 제공한다.
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본 발명에 따른 상기 마을 상수도는
취수 펌프(110)를 통하여 취수지(100)로부터 원수를 공급받아 저장하는 기능을 수행하고, 유입되는 원수의 수질을 측정할 수 있는 탁도센서(121), pH 센서(122). 온도 센서(123), 원수 수위 조절 센서(124) 및 전기전도도 감지 센서(125)가 내부에 구비된 원수탱크(120);
원수 유입관(211)에 연결되어 원수를 공급펌프(130)를 통하여 유입하고 전처리필터(270)에 유입수를 이송하는 이송관을 포함하는 선택 밸브(210), 상부에 위치한 응집제투입부(212), 내부에 설치되어 유입된 원수를 침전시키는 회전믹서(220), 상부측면에 구비되어 침전조(200)를 통과한 처리수가 전처리필터(270)로 통과하게 하는 월류홀(213), 하부에 경사지게 설치되어 침전물(230)을 하강 이동시키는 침전물 경사판(231), 하부측면에 위치하고 역세 펌프(240)에 의해 연통되는 침전물 역세척 밸브(250), 및 최하부에 위치하여 침전물을 배출하는 배출밸브(260)를 포함하여 구성된 침전조(200);
상기 침전조(200)에 순차적으로 연결되어 펌프(290)에 의해 침전수가 이송되는 전처리필터(270) 및 후처리필터(280);
상기 후처리필터(280)에 연결되고 입구에 설치된 유입유량계(310), 내부에 설치되어 수위를 감지하는 정수 수위조절센서(320), 하부에 위치하여 정수된 물을 유출하고 유출량을 측정하는 유출유량계(330), 및 상부에 위치하여 약품투입구를 구비한 잔류염소연동형 정수약품투입기(340)를 포함하여 구성된 정수탱크(300); 및
상기 센서들과 측정 및 투입기(121~125, 212, 310, 320, 330, 340)와 접속되고, 펌프 제어 모듈(510), 선택 밸브를 포함한 각종 밸브의 제어 모듈(520), 원수 및 처리수의 데이터 수집 및 분석 모듈(530), 믹서 제어 모듈(540), 침전조 제어 모듈(550), 응집제 및 잔류염소연동형 정수약품 투입기 제어 모듈(560), 필터 체크 모듈(570), 데이터 송수신모듈 (580) 및 전원 제어 모듈(590)을 포함하는 관리 프로그램이 내장되고, 이와 연동되는 데이터 수집 및 정보처리장치(141), 마을상수도 모니터링 장치(142), RF 또는 CDMA 통신 모뎀을 포함하는 데이터의 유무선 송수신 장치(143), 전원장치(144) 및 프로그래머블로직컨트롤러(145)를 구비하여 원격 마을 상수도 모니터링 장치(350)를 구성하는 제어기(140)
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 추가의 일면에 있어서, 상기 제어기(140)는 원수의 수질을 분석하여 원수의 상태가 양호하면 선택밸브(210)를 통하여 전처리필터(270) 및 후처리 필터(280)를 거쳐 정수 탱크(300)로 바로 유입되게 하고, 침전 처리가 필요한 경우에는 침전조(200)로 원수가 유입되게 하고 응집제가 투여되어 원수에 포함된 이물질을 침전 처리하는 것인 방법을 제공한다.
본 발명은, 다른 추가의 일면에 있어서, 상기 침전조(200)는 하부에 침전물(230)을 저장하는 침전물 저장조(232)가 추가로 구비되고, 상기 침전물 저장조(232)는 침전물 배출도어(미도시) 및 도어락(미도시)의 개폐에 의해 침전물을 밖으로 인출할 수 있도록 설치된 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.
이하, 본 발명의 시스템에 대하여 첨부된 도면을 참고로 하여 더욱 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 침전조가 구비된 마을 상수도 시설 및 시스템의 구성도이다. 도 2는 본 발명에 따른 마을 상수도의 침전조의 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 마을 상수도의 모니터링 시스템의 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 마을 상수도 모니터링 시스템 구성의 상세도이다. 도 1 내지 4를 참조하여 본 발명의 시스템 구성에 대하여 자세히 설명한다.
본 발명에 따른 마을 상수도 장치는 크게 원수탱크(120), 침전조(200), 및 정수탱크(300)로 구성되어 이루어지고, 이들은 각종 관을 통해 연결되며, 제어기(140)의 통제하에 기능을 수행한다.
먼저, 원수탱크(120)는 취수 펌프(110)를 통하여 취수지(100)로부터 원수를 공급받아 저장하는 기능을 수행한다. 원수탱크(120)는 유입되는 원수의 수질을 측정할 수 있는 탁도센서(121), pH 센서(122). 온도 센서(123), 원수 수위 조절 센서(124), 전기전도도 감지 센서(125)가 내부에 설치될 수 있으며, 이들 센서들은 각종 센서와 모터들을 제어하는 제어기(140)에 연결된다.
상기 원수탱크(120)는 주기적으로 세척이 용이하도록 점검구 및 이물질 배출 밸브(미도시)를 설치하는 것이 바람직하다.
침전조(200)는 본 발명의 특징부를 구성하는데 그 형상은 사각형, 원통형 등 특별한 제한이 없다. 침전조(200)의 입구에는 선택밸브(210)가 설치되어 제어기(140)의 통제에 따라 원수 공급 펌프(130)를 통하여 공급된 원수의 상태가 양호하면 전처리필터(270) 및 후처리 필터(280)를 거쳐 정수탱크로 바로 유입되게 하고, 침전 처리가 필요한 경우에는 침전조(200)로 원수가 유입되게 한다. 이를 위하여 선택밸브(210)는 전처리필터(270)에 유입수를 이송하는 이송관을 포함한다.
상기 침전조(200)는 원수유입을 위한 선택 밸브(210)와 이것에 연결된 원수 유입구(211), 응집제투입부(212)가 상부에 위치되고 회전믹서(220)가 내부에 설치되어 유입된 원수를 저속 정방향(우측) 회전시켜 침전물(230)이 효율적으로 응집하강되게 한다. 침전조의 상부측면에는 월류홀(213)이 구비되어 침전조를 통과한 처리수는 전처리필터(270)으로 통과하게 된다. 하부에는 침전물 저장조(232)가 필요에 따라 구비될 수 있고, 그 위에는 침전물 경사판(231)이 설치되어 침전물이 용이하게 이동되게 한다. 상기 경사판(231)의 경사 각도는 특별히 제한할 필요는 없으나 5 ~ 40°이면 충분하다. 침전물 저장조(232)에는 침전물 역세척 밸브(250)를 통하여 역세펌프(240)가 연결된다. 침전조의 최하부는 침전물 배출밸브(250)가 설치되어 침전물을 배출할 수 있다.
상기 침전조(200)에서 이물질들은 응집제와 결합하여 침강하고, 수질의 상태가 양호한 처리수는 월류홀(213)을 통하여 전처리 필터(270)으로 이송된다. 따라서, 수질의 상태를 양호하게 유지하기 위해서는 월류홀(213)은 침전조의 처리수의 자연수압을 고려하여 침전물 저장조(232)에서는 멀리, 즉 가급적 침전조의 상류에 위치하는 것이 바람직하다.
도 2는 본 발명에 따른 마을 상수도의 침전조(200)의 구성도로서, 도 2a는 침전물 저장조가 구비된 침전조의 예이고, 도 2b는 침전물 저장조가 생략된 구조의 일례이다.
본 발명에 따른 침전조(200)는 침전물이 침전물 배출밸브(260)에서 퇴적되어 막힐 우려가 있는 경우에는 침전물의 제거가 용이하도록 침전물 저장조(230)를 설치할 수 있다. 상기 침전물 저장조(232)는 침전물 배출도어(미도시) 및 도어락(미도시)의 개폐에 의해 침전물을 밖으로 인출할 수 있도록 설치될 수 있다. 상기 침전물 저장조(232)는 관리가 용이하고 침전물 저장조(232)의 외부에서 인출이 용이하도록 소형으로 구성해도 좋다. 한편, 침전물 배출밸브가 이물질에 의해 막힐 우려가 적은 경우에는 상기 침전물 저장조를 생략하여 구성할 수 있다. 따라서, 관리자는 필요한 경우에 침전물 배출도어를 오픈하여 수시로 침전물을 배출할 수 있다.
침전조(200)에서 응집된 침전물(230)은 침전물 배출밸브(260)을 통하여 배출할 수 있으며, 이 때 세척이 필요한 경우 역세척 밸브가 개방되어 역세펌프(240)가 가동되어 세척을 수행할 수 있다. 역세 펌프(240)로 공급되는 역세척에 필요한 물은 원수탱크(120) 또는 정수탱크(300)에서 공급될 수 있다.
마을 상수도에서 대부분의 취수원은 침전물이 적은 지하수이기 때문에 침전조가 필요하지 않을 수 있으나, 장마철이나 국지성 호우 등에 의해 지하수에 황토 등이 포함되는 경우에는 원수의 침전 처리가 반드시 필요하게 되고, 취수원 중 저수지나 계곡수에는 침전물이 다량 포함되어 침전조가 반드시 필요하게 된다.
침전 처리된 원수는 펌프(290)에 의해 이송되어 전처리필터(270) 및 후처리필터(280)에 의한 여과 공정을 거쳐 정수탱크로 유입되게 된다. 상기 전처리필터(270) 및 후처리필터(280)는 침전조와 별도로 설치될 수도 있고 침전조와 일체로 설치되어도 좋다. 또한, 도면에 있어서 원수탱크(120), 침전조(200), 전처리필터(270), 후처리필터(280) 및 정수탱크는 수평으로 배열되어 있으나 이는 설명을 용이하게 하기 위하여 평면상으로 배치된 것일 뿐이고, 실제 설치시에는 각 구성 요소의 설치 위치에 고저 변화를 줘서 자연압력에 의해 정수처리수가 이송되게 할 경우 펌프(예, 290)의 압력에 따른 부하를 경제적으로 줄일 수 있으며, 이는 본 발명의 다른 바람직한 실시형태를 구성한다.
필터의 규격 및 재질은 통상적인 것을 사용할 수 있다. 상기 필터는 침전물이 침전조에서 응집되고 침전조의 상부의 깨끗한 물이 월류홀(213)을 통해 이송되므로 사용 수명이 대폭 연장될 수 있다.
원수의 수질에 따라 응집제 투입 및 회전 믹서의 회전수는 제어기(140)에 의해 조절될 수 있고, 원수의 수질의 수질분석 결과 원수의 수질이 양호할 경우 침전조를 거치지 않고 필터에 의해 여과만을 수행하여 정수 탱크(300)로 처리수를 이송하도록 하여 침전조(200)의 사용 수명을 경제적으로 연장할 수 있다.
응집제는 통상의 것을 사용할 수 있으며, 예를 들면 폴리염화알루미늄(PAC)을 사용할 수 있으며, 이는 백색 수산화 알루미늄과 염산을 반응시킨 고염기성 무기 고분자 응집제로서, 탁도제거를 위해 사용되며, LAS(액체 황산알루미늄)에 비하여 투입량이 3 배 적고, 액상 PAC는 LAS 보다 플록 생성이 적고 침강성이 좋으며 슬러지 발생이 없으므로 본 발명의 장치 시스템에 효율적으로 사용될 수 있다.
정수탱크(300)는 후처리 필터(280)에 연결되고, 유입유량계(310)와 정수 수위조절센서(320), 유출유량계(330), 잔류염소연동형 정수약품투입기(340)를 포함하여 구성된다.
상기 정수약품투입기(340)에는 정수탱크(300) 내부의 농도와 연동되어 약품이 투입되며, 약품소진여부, 약품잔여수량이 측정되어 상기 제어기(140)를 통해 제어된다.
제어기(140)는 정수탱크(300)의 유량계(310) 및 수위조절기(320)의 수위 신호를 받아 취수 펌프(110)를 작동시키는 동시에 유입되는 원수의 수질을 체크할 수 있도록 원수 탱크(120) 내에 설치된 탁도센서(121), pH 센서(122). 온도 센서(124), 원수 수위 조절 센서(124), 전기전도도 감지 센서(125)의 신호를 받아 수질 분석 등의 필요한 기능을 수행하게 된다.
제어기(140)는 필요한 기능을 수행하기 위하여 펌프 제어 모듈(510), 선택 밸브를 포함한 각종 밸브의 제어 모듈(520), 원수 및 처리수의 데이터 수집 및 분석 모듈(530), 믹서 제어 모듈(540), 침전조 제어 모듈(550), 응집제 및 잔류염소연동형 정수약품 투입기 제어 모듈(550), 필터 체크 모듈(560), 데이터 송수신모듈 (570), 및 전원 제어 모듈(580)을 포함하는 관리 프로그램이 내장되고, 이와 연동되는 데이터 수집 및 정보처리장치(141), 마을상수도 모니터링 장치(142), RF 또는 CDMA 통신 모뎀을 포함하는 데이터의 유무선 송수신 장치(143), 전원장치(144) 및 프로그래머블로직컨트롤러(145)를 구비하여 마을 상수도 모니터링 장치(350)를 구성할 수 있다.
마을 상수도의 제어기(140)는 원수의 수질 상태, 침전조(200)의 가동 여부, 각종 펌프(110, 130, 240, 290) 및 잔류염소연동형 정수약품투입기(330), 수위조절센서(320)의 이상 발생 여부 및 가동현황과 고장현황을 통합관리센터(400)로 전송하고 필요시 통합관리센터(400)의 원격제어를 받게 된다.
본 발명에 있어서 마을 상수도의 모니터링장치(350)는 원수탱크(120), 침전조(200), 정수 탱크(300)의 내외부 등 임의의 장소에 설치할 수 있으며, RF 또는 CDMA 통신망 또는 유무선 인터넷망을 통해 통합관리센터(400)와 상호 신호 및 데이터를 송수신할 수 있게 된다. 통합관리센터(400)는 서버를 통하여 행정기관서버(500) 및 현장관리자의 단말기(600)에 가동 현황 및 점검 포인트 등을 실시간 통보하고 필요시 점검할 수 있도록 운영될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 유입되는 원수의 물리화학적 상태에 따라 지능형 침전조가 구비된 마을 상수도 시스템에서 자동으로 정수하고 이를 원격 모니터링 장치를 이용한 관리시스템 및 관리 방법에 대하여 설명한다.
본 발명에 따른 마을 상수도 관리 시스템은 정상 작동되는 경우에는 제어기(140)에 의해 원수를 효율적으로 정수하는 기능을 수행하게 되는 데, 먼저 제어기(140)의 명령에 따라, 취수지(100)에서 취수펌프(110)를 통하여 원수탱크(120)로 원수가 공급되고, 원수 탱크(120)에 유입된 원수는 필요한 수질 분석 등의 절차를 거치게 하여 침전조(200), 및 여과기를 통과하여 앞서 자세히 설명한 바와 같은 정수 처리 절차를 거친 후 정수탱크(300)에 보관하여 사용자에게 공급되도록 하고, 마을 상수도의 수질 상태와 시설 장치들의 동작 상태를 실시간으로 파악하여 운영할 수 있도록 마을 상수도 모니터링 장치(350)를 설치할 수 있다.
상기 모니터링 장치(350)는 데이터 수집 및 정보처리장치(141), 영상 장치장치(142), RF 또는 CDMA 통신 모뎀을 포함하는 데이터의 유무선 송수신 장치(143), 전원장치(144) 및 프로그래머블로직컨트롤러(145)를 구비하여 제어기(140)와 연동되게 한다.
상기 마을 상수도의 제어기(140)에는 필요한 기능을 수행하기 위하여 펌프 제어 모듈(510), 선택 밸브를 포함한 각종 밸브의 제어 모듈(520), 센서를 통한 원수 및 처리수의 데이터 수집 및 분석 모듈(530), 믹서 제어 모듈(540), 침전조 제어 모듈(550), 응집제 및 잔류염소연동형 정수약품 투입기 제어 모듈(550), 필터 체크 모듈(560), 데이터 송수신모듈 (570), 및 전원 제어 모듈(580)을 포함하는 관리 프로그램이 내장되어 제어기(140)를 통하여 수집된 정보는 상기 모니터링 장치(350)를 통하여 통합관리센터(400)의 서버와, 상기 통합관리센터와 연동되는 행정기관서버와(500); 현장관리자의 단말기(600)로 송신되어 통합관리센터, 행정기관, 및 현장관리자는 마을 상수도의 운용실태을 실시간 원격적으로 확인할 수 있고, 관리자는 상기 통합관리센터, 행정기관, 및 현장관리자의 서버로부터 상기 마을 상수도의 시설장치가 비정상 작동하는 경우에 이를 확인하여 적절한 조치를 취하는 것이 가능하다.
따라서, 상기 통합관리센터의 서버(400)는 행정기관 통제서버와 각각 연동되어 행정기관의 담당자 또는 현장관리자는 항상 실시간으로 마을 상수도의 현황을 파악할 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 마을 상수도를 원격제어할 수 있음은 물론 마을 상수도 시설에 대한 가동현황, 시설현황, 고장현황 등을 인터넷 또는 단말기 등을 통해 언제라도 모니터링할 수 있으며, 시설의 고장이 발생하면 현장관리자에게 문자메시지 등의 입력된 정보를 통해 통보할 수 있게 되어 유지 관리를 효율적으로 수행할 수 있다.
또한 특정 마을 상수도에 문제가 발생한 경우에는 현장관리자에게 현장관리자 단말기를 통해 직접 유선 또는 무선으로 통보하여 문제점을 최단시간에 해결할 수 있도록 한다. 다시 말해 현장관리자는 상시로 해당 마을 상수도에 상주할 필요가 없이 문제가 발생되는 경우에만 상기 통합관리센터의 서버 또는 행정기관 통제서버를 통해 마을 상수도를 관리함으로써 마을 상수도의 관리와 운용을 최소한의 인원으로 효과적으로 수행할 수 있게 된다.
상기와 같이 본 발명은 정상적으로 작동되는 경우에는 제어기에 의해 원격제어가 가능하고, 해당 장치가 오동작하거나 고장인 경우에는 작동여부를 파악하여 현장관리자의 단말기를 통해 현장관리자에게 통보하여 즉각적으로 수리할 수 있도록 한다. 또한 관리현황으로 시설의 보수이력과, 정기보수일 및 예상보수시설을 데이타화함으로써 효과적으로 최소한의 인원으로 관리할 수 있게 된다.
100: 취수지 110: 취수펌프
120: 원수탱크 121: 탁도센서
122: pH 센서 123: 온도 센서
124: 원수 수위 조절 센서 125: 전기전도도 감지 센서
127: 전처리필터 130: 공급펌프
140: 제어기 141: 데이터 수집 및 정보처리장치
142: 모니터링 장치 143: 유무선 송수신 장치
144: 전원장치 145: 프로그래머블로직컨트롤러
200: 침전조 210: 선택 밸브
211: 원수 유입관 212: 응집제투입부
213: 월류홀 220: 회전믹서
230: 침전물 231: 침전물 경사판
240: 역세 펌프 250: 역세척 밸브
260: 배출밸브 270: 전처리필터
280: 후처리필터 290: 펌프
300: 정수탱크 310: 유입유량계
320: 정수 수위조절센서 330: 유출유량계
340: 정수약품투입기 350: 상수도 모니터링 장치
400: 통합관리센터 510: 펌프 제어 모듈
520: 밸브의 제어 모듈 530: 데이터 수집 및 분석 모듈
540: 믹서 제어 모듈 550: 침전조 제어 모듈
560: 정수약품 투입기 제어 모듈 570: 필터 체크 모듈
580: 데이터 송수신모듈 590: 전원 제어 모듈
500: 행정기관서버 600: 현장관리자의 단말기

Claims (3)

  1. 원수탱크(120), 침전조(200) 및 정수탱크(300)가 구비된 마을 상수도를 원격 모니터링 장치를 이용하여 관리하는 방법에 있어서,
    a) 제어기(140)는 수 처리의 각 단계에서 수질 상태 및 수량을 센서들 및 유량계를 포함하는 계측기를 통하여 분석하고, 취수 펌프(110)의 작동여부, 응집제 투입, 회전믹서의 회전수, 회전믹서의 수명, 필터수명, 정수약품소진여부, 정수약품 투입여부, 수위 조절, 응집된 침전물(230)의 배출여부, 침전조(200)의 세척 필요 여부, 침전처리 여부 및 계기의 이상 여부를 판단하여 이상이 없는 경우에는 입력된 프로그램에 의하여 정수 기능을 수행하는 단계;
    b) 제어기(140)는 마을 상수원의 개발시점부터 현재까지의 관리상황과 수질항목별, 지역별, 용량별, 기간별 수질 상태의 추이를 추적 분석하고, 이러한 정보를 포함하는 가동현황과 고장현황을 RF 또는 CDMA 통신망 또는 유무선 인터넷망을 통해 상호 신호 및 데이터를 송수신하여 통합관리센터(400)로 전송하고 통합관리센터(400)의 원격제어를 받는 단계; 및
    c) 상기 통합관리센터(400)의 서버는 RF 또는 CDMA 통신망 및 유무선 인터넷망을 통해 상호 신호 및 데이터를 송수신하여 행정기관서버(500) 및 현장관리자의 단말기(600)에 가동 현황 및 점검 포인트를 실시간 통보하는 단계;
    를 포함하되,
    상기 제어기(140)는 원수의 수질을 분석하여 원수의 상태가 양호하면 원수를 선택밸브(210)를 통하여 전처리필터(270) 및 후처리 필터(280)를 거쳐 정수 탱크(300)로 바로 유입되게 하고, 침전 처리가 필요한 경우에는 침전조(200)로 원수가 유입되게 하여 응집제가 투여되어 원수에 포함된 이물질을 침전 처리하며,
    상기 마을 상수도는 취수 펌프(110)를 통하여 취수지(100)로부터 원수를 공급받아 저장하는 기능을 수행하고, 유입되는 원수의 수질을 측정할 수 있는 탁도센서(121), pH 센서(122). 온도 센서(123), 원수 수위 조절 센서(124) 및 전기전도도 감지 센서(125)가 내부에 구비된 원수탱크(120);
    원수 유입관(211)에 연결되어 원수를 공급펌프(130)를 통하여 유입하고 전처리필터(270)에 유입수를 이송하는 이송관을 포함하는 선택 밸브(210), 상부에 위치한 응집제투입부(212), 내부에 설치되어 유입된 원수를 침전시키는 회전믹서(220), 상부측면에 구비되어 침전조(200)를 통과한 처리수가 전처리필터(270)로 통과하게 하는 월류홀(213), 하부에 경사지게 설치되어 침전물(230)을 하강 이동시키는 침전물 경사판(231), 하부측면에 위치하고 역세 펌프(240)에 의해 연통되는 침전물 역세척 밸브(250), 및 최하부에 위치하여 침전물을 배출하는 배출밸브(260)를 포함하여 구성된 침전조(200);
    상기 침전조(200)에 순차적으로 연결되어 펌프(290)에 의해 침전수가 이송되는 전처리필터(270) 및 후처리필터(280);
    상기 후처리필터(280)에 연결되고 입구에 설치된 유입유량계(310), 내부에 설치되어 수위를 감지하는 정수 수위조절센서(320), 하부에 위치하여 정수된 물을 유출하고 유출량을 측정하는 유출유량계(330), 및 상부에 위치하여 약품투입구를 구비한 잔류염소연동형 정수약품투입기(340)를 포함하여 구성된 정수탱크(300); 및
    상기 센서들과 측정 및 투입기(121~125, 212, 310, 320, 330, 340)과 접속되고, 펌프 제어 모듈(510), 선택 밸브를 포함한 각종 밸브의 제어 모듈(520), 원수 및 처리수의 데이터 수집 및 분석 모듈(530), 믹서 제어 모듈(540), 침전조 제어 모듈(550), 응집제 및 잔류염소연동형 정수약품 투입기 제어 모듈(560), 필터 체크 모듈(570), 데이터 송수신모듈 (580) 및 전원 제어 모듈(590)을 포함하는 관리 프로그램이 내장되고, 이와 연동되는 데이터 수집 및 정보처리장치(141), 마을상수도 모니터링 장치(142), RF 또는 CDMA 통신 모뎀을 포함하는 데이터의 유무선 송수신 장치(143), 전원장치(144) 및 프로그래머블로직컨트롤러(145)를 구비하여 원격 마을 상수도 모니터링 장치(350)를 구성하는 제어기(140)
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유입되는 원수의 물리화학적 상태에 따라 지능형 침전조를 이용하여 마을 상수도를 정수 처리하고 그 처리 정보를 원격 관리하는 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 침전조(200)는 하부에 침전물(230)을 저장하는 침전물 저장조(232)가 추가로 구비되고, 상기 침전물 저장조(232)는 침전물 배출도어 및 도어락의 개폐에 의해 침전물을 밖으로 인출할 수 있도록 설치된 것을 특징으로 하는 방법.
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