KR101576019B1 - 이중화 센싱 방식을 구비한 오폐수 처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이중화 센싱 방식을 구비한 오폐수 처리 장치에 관한 것으로서, 오폐수 처리조; 상기 오폐수 처리조에 수용된 오폐수의 수위를 검출하는 센서; 오폐수 처리조 내에 설치되며, 제어에 의해 오폐수 처리조 내에 수용된 오폐수를 배출시키는 둘 이상의 펌프; 및 상기 센서의 검출값에 따라 상기 펌프의 구동을 제어하는 제어유닛; 을 포함하며, 상기 센서는 독립된 제1, 2단위센서로 구성되며, 상기 제어유닛은 상기 제1, 2단위센서의 검출값 중 수위가 높게 검출된 단위센서의 검출값을 기반으로 상기 펌프의 구동을 제어하는 것을 특징으로 한다.
이에 의해, 독립적으로 설치된 센서로부터 처리조 내의 수위를 검출함으로써 신뢰적인 수위 검출이 구현되므로 센서의 오작동에 의한 오버 플로우 현상을 방지할 수 있다.
또한, 센서에 의한 수위 검출에 따른 펌프 구동 제어를 순차적으로 구현함으로써 펌프 구동 전력을 최소화시킴과 동시에 펌프의 수명을 증대시킬 수 있다.
또한, 오폐수 수위에 따라 펌프의 구동 제어를 실시간, 선택적으로 구현함으로써 오폐수 유량변동에 적극적으로 대응할 수 있다.

Description

이중화 센싱 방식을 구비한 오폐수 처리 장치{WASTEWATER TREATMENT APPARATUS WITH DUAL SENSING WAY}

본 발명은 이중화 센싱 방식을 구비한 오폐수 처리 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 오폐수 처리 장치는 여과나 침강방식으로 부유물, 모래, 협잡물 등의 고형물을 제거하기 위한 스크린이나 침사지 등이 설치된 물리적 처리시설과 반응, 응집 등을 이용하여 무기물 등의 고형물을 응집, 침전시켜 제거하는 화학적 처리시설과 질산화반응과 탈질반응 등을 이용하여 유기물, 질소 및 인을 처리하기 위한 생물학적 처리시설 등으로 나눌 수 있으며, 관련 종래기술로는 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0792030호(2008.01.04. 공고)가 있었다.

여기서, 종래기술은 Time-Based SBR(Sequencing Batch Reactor) 운전 방식이 적용되고 있으며, 처리조 내에서 수행되는 반응제어시간이 고정적으로 적용되어 안정적 폐수 배출이 어렵다는 문제점이 있었다.

또한, 처리 장치의 운전시간이 증가될수록 이물질이 필터에 습착되어 유입되는 오, 폐수가 줄어들고 이에 의해 펌프량이 감소된다는 문제점이 있었으며, 수위를 검출하는 센서에 섬유질 이물질이 부착될 경우, 센서는 낮은 수위로 인식하고, 이에 의해 처리조 내의 오폐수가 오버 플로우(Over Flow)되는 현상이 자주 발생된다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 개선하기 위하여 창작된 것으로써, 본 발명의 목적은, 독립적으로 설치된 센서로부터 처리조 내의 수위를 검출함으로써 신뢰적인 수위 검출이 구현되는 기술을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 센서에 의한 수위 검출에 따른 펌프 구동 제어를 순차적으로 구현한 기술을 제공하는 데 있다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 오폐수 처리조; 상기 오폐수 처리조에 수용된 오폐수의 수위를 검출하는 센서; 오폐수 처리조 내에 설치되며, 제어에 의해 오폐수 처리조 내에 수용된 오폐수를 배출시키는 둘 이상의 펌프; 및 상기 센서의 검출값에 따라 상기 펌프의 구동을 제어하는 제어유닛; 을 포함하며, 상기 센서는 독립된 제1, 2단위센서로 구성되며, 상기 제어유닛은 상기 제1, 2단위센서의 검출값 중 수위가 높게 검출된 단위센서의 검출값을 기반으로 상기 펌프의 구동을 제어하는 이중화 센싱 방식을 구비한 오폐수 처리 장치에 의해 달성될 수 있다.

여기서, 상기 제1단위센서는 상기 오폐수 처리조의 하부로부터 상부로 순차적으로 설치되는 제1, 2, 3, 4센서노드를 포함하며, 상기 제2단위센서는 상기 제1, 2, 3, 4센서노드와 각각 동일한 높이에 설치되는 제5, 6, 7, 8센서노드를 포함한다.

또한, 상기 제1, 5센서노드는 저수위 구간에서의 오폐수 수위 검출을 수행하며, 상기 제2, 6센서노드는 중수위 구간에서의 오폐수 수위 검출을 수행하며, 상기 제3, 7센서노드는 고수위 구간에서의 오폐수 수위 검출을 수행하며, 상기 제4, 8센서노드는 위험수위 구간에서의 오폐수 수위 검출을 수행하되, 각 센서노드는 해당 수위 구간에서 수면 부력에 따라 이동한 위치 정보를 검출하는 위치 감지 센서로 마련된다.

여기서, 상기 제어유닛은 상기 센서의 검출값에 따라 둘 이상의 펌프 구동을 순차적으로 제어하는 펌프구동제어부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 펌프구동제어부는, 상기 저수위 구간에서 오폐수 수위를 검출할 경우, 펌프의 구동을 차단시키며, 상기 중수위 구간에서 오폐수 수위를 검출할 경우, 둘 이상의 펌프 중 어느 하나의 펌프를 선택하여 구동시키며, 상기 고수위 구간에서 오폐수 수위를 검출할 경우, 둘 이상의 펌프를 정속으로 구동시키며, 상기 위험수위 구간에서 오폐수 수위를 검출할 경우, 둘 이상의 펌프를 최대속으로 구동시키도록 마련된다.

여기서, 상기 펌프구동제어부는 둘 이상의 펌프 중 어느 하나의 펌프를 구동시키는 시간이 미리 설정된 시간을 초과할 경우, 구동 중인 펌프의 동작을 중지시키고 차순의 펌프를 구동시키도록 마련된다.

또한, 상기 펌프구동제어부는 둘 이상의 펌프 중 어느 하나의 펌프를 선택하여 구동시킬 경우, 직전에 동작된 펌프를 선택에서 제외시키도록 마련된다.

한편, 상기 제어유닛은 상기 위험수위 구간에서의 오폐수 수위가 검출될 경우, 알람 신호를 출력한다.

본 발명에 의해, 독립적으로 설치된 센서로부터 처리조 내의 수위를 검출함으로써 신뢰적인 수위 검출이 구현되므로 센서의 오작동에 의한 오버 플로우 현상을 방지할 수 있다.

또한, 센서에 의한 수위 검출에 따른 펌프 구동 제어를 순차적으로 구현함으로써 펌프 구동 전력을 최소화시킴과 동시에 펌프의 수명을 증대시킬 수 있다.

또한, 오폐수 수위에 따라 펌프의 구동 제어를 실시간, 선택적으로 구현함으로써 오폐수 유량변동에 적극적으로 대응할 수 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 오폐수 처리 장치의 구성을 나타낸 개략도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하기로 한다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어는 사전적인 의미로 한정 해석되어서는 아니되며, 발명자는 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절히 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예 및 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 존재할 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1 은 본 발명에 따른 오폐수 처리 장치의 구성을 나타낸 개략도이다.

도 1 을 참조하면, 본 발명에 따른 오폐수 처리 장치는, 오폐수 처리조(10), 센서(20), 펌프(30), 제어유닛(40)을 포함한다.

오폐수 처리조(10)는 내부에 오폐수를 일시적으로 저장하는 저장공간을 제공하며, 일측 및 타측에 오폐수 유입관 및 오폐수 유출관을 구비하고, 수용된 오폐수의 수위를 검출하기 위한 센서(20), 오폐수 유출관에 연동되며 오폐수의 배출을 위한 구동력을 제공하는 펌프(30) 등의 구성이 설치되는 공간을 제공한다.

센서(20)는 오폐수 처리조(10)에 수용된 오폐수의 수위를 검출하는 구성으로 본 발명에서는 센싱 방식을 이중화시키기 위하여 센서(20)를 두개의 독립된 제1, 2단위센서(22, 24)로 구성하였다.

펌프(30)는 오폐수 처리조(10) 내에 설치되며 제어유닛(40)의 제어에 의해 오폐수를 배출시키는 역할을 수행하는 구성으로 둘 이상의 펌프(30)로 마련될 수 있으며, 이하에서는 설명을 명확하게 하기 위하여 펌프(30)를 제1펌프(32)와 제2펌프(34)로 나누어서 설명함을 밝혀둔다.

제어유닛(40)은 센서(20)의 검출값에 따라 펌프(30)의 구동을 제어하는 역할을 수행하며, 그 외 오폐수 처리 장치의 전반적인 제어를 담당한다.

본 발명에 따른 오폐수 처리 장치는 센서(20)를 독립된 제1, 2단위센서(22, 24)로 구성하고 각 단위센서마다 복수의 센서노드를 가짐으로써 오폐수의 수위 레벨별 측정이 가능하도록 하였다. 또한, 각 단위센서의 센서노드들이 각각 동일한 레벨에서 수위를 측정하도록 마련하여 하나의 단위센서에서의 오작동이 발생하여도 수위검출을 통한 오폐수 배출이 구현되도록 구성하였다.

구체적으로, 센서(20)는 독립된 제1, 2단위센서(22, 24) 구성되며, 제어유닛(40)은 제1, 2단위센서(22, 24)의 검출값 중 수위가 높게 검출된 단위센서의 검출값을 기반으로 펌프(30)의 구동을 제어하도록 마련된다.

여기서, 도 1 에서와 같이, 제1단위센서(22)는 오폐수 처리조(10)의 하부로부터 상부로 순차적으로 설치되는 제1, 2, 3, 4센서노드(P1, P2, P3, P4)를 포함하며, 제2단위센서(24)는 제1, 2, 3, 4센서노드(P1, P2, P3, P4)와 각각 동일한 높이에 설치되는 제5, 6, 7, 8센서노드(P5, P6, P7, P8)를 포함한다.

또한, 제1, 5센서노드(P1, P5)는 저수위(DL) 구간에서의 오폐수 수위 검출을 수행하며, 제2, 6센서노드(P2, P6)는 중수위(ML) 구간에서의 오폐수 수위 검출을 수행하며, 제3, 7센서노드(P3, P7)는 고수위(HL) 구간에서의 오폐수 수위 검출을 수행하며, 제4, 8센서노드(P4, P8)는 위험수위(OL) 구간에서의 오폐수 수위 검출을 수행한다. 여기서, 각 센서노드(P1~P8)는 해당 수위 구간에서 수면 부력에 따라 이동한 위치 정보를 검출하는 위치 감지 센서로 마련된다.

즉, 제1, 2단위센서(22, 24)에서 독립적으로 오폐수 처리조(10) 내의 오폐수 수위를 검출하고 이를 제어유닛(40)으로 송출하면, 제어유닛(40)은 각 단위센서로부터 전송된 검출값을 파악하고 이 중 높은 수위에 대한 검출값을 기반으로 펌프(30)를 구동시킴으로써 오폐수 처리조(10) 내의 오폐수 수위를 조절하게 되는 것이다.

한편, 본 발명에 따른 오폐수 처리 장치는, 오폐수 처리조(10) 내에 설치된 복수의 펌프(30)를 오폐수 수위에 따라 순차적, 선택적으로 구동 제어함으로써 펌프(30) 구동 전력을 최소화시킴과 동시에 펌프(30)의 수명을 증대시킬 수 있다.

구체적으로, 제어유닛(40)은 센서(20)의 검출값에 따라 제1, 2펌프(32, 34) 구동을 순차적으로 제어하는 펌프구동제어부(미도시)를 더 포함한다.

여기서, 펌프구동제어부는 저수위(DL) 구간에서 오폐수 수위를 검출할 경우, 모든 펌프(30)의 구동을 차단시키며, 중수위(ML) 구간에서 오폐수 수위를 검출할 경우, 제1, 2펌프(32, 34) 중 어느 하나의 펌프(예를 들면 제1펌프)를 선택하여 구동시키며, 고수위(HL) 구간에서 오폐수 수위를 검출할 경우, 제1, 2펌프(32, 34)를 정속으로 구동시키며, 위험수위(OL) 구간에서 오폐수 수위를 검출할 경우, 제1, 2펌프(32, 34)를 최대속으로 구동시키도록 마련된다.

즉, 센서(20)의 검출값에 의해 판단된 오폐수의 수위에 따라 제1, 2펌프(32, 34)의 구동을 선택적으로 구동시킴으로써 소모전력의 효율성을 높임과 동시에 오폐수 수위 및 유량 변동에 대응하는 오폐수 배출량을 조절할 수 있게 되는 것이다.

또한, 펌프구동제어부는 둘 이상의 펌프(30) 중 어느 하나의 펌프를 구동시키는 시간이 미리 설정된 시간을 초과할 경우, 구동 중인 펌프의 동작을 중지시키고 차순의 펌프를 구동시키도록 마련된다.

예를 들면, 오폐수 수위 검출이 중수위(ML)에 있어 제1펌프(32)를 통해 오폐수 배출을 수행하고 있을 경우(유입되는 오폐수와 배출되는 오폐수의 양이 대략 동일하여 오폐수 수위 변화가 없는 경우), 제1펌프(32)를 구동시킨지 일정 시간 이상이 초과하면 펌프구동제어부는 제1펌프(32)의 구동을 정지시킴과 동시에 제2펌프(34)를 구동시켜 각 펌프(32)의 구동 시간을 어느 정도 대응시킴으로써 펌프의 수명을 증대시킬 수 있는 것이다.

또한, 펌프구동제어부는 둘 이상의 펌프 중 어느 하나의 펌프를 선택하여 구동시킬 경우, 직전에 동작된 펌프를 선택에서 제외시키도록 마련될 수 도 있다.

즉, 펌프구동제어부는 수위의 변화에 따라 펌프의 구동을 선택해야하는 경우, 가장 최근에 구동되었던 펌프를 선택하지 않고 이를 순차적으로 적용하여 구동된지 오래된 순서부터 펌프를 선택하여 해당 펌프를 구동시킴으로써 펌프의 수명 증대를 구현할 수 있는 것이다.

예를 들면, 최초 중수위(ML)에 수위가 검출되어 제1펌프(32)가 구동되고, 이후 유입량이 증가하여 고수위(HL)로 수위가 검출되면, 제1, 2펌프(32, 34)가 동시에 구동되며, 배출량이 증가하여 다시 중수위(ML)로 수위가 검출되면 펌프구동제어부는 제1펌프(32)를 선택에서 제외시키고 제2펌프(34)를 선택하여 구동시킴으로써 복수의 펌프에 대해 각 펌프가 대략적으로 균일한 구동 시간을 가지도록 함으로써 펌프의 수명 증대가 구현되는 것이다.

한편, 제어유닛(40)은 위험수위(OL) 구간에서의 오폐수 수위가 검출될 경우, 알람 신호를 관리자에게 출력함으로써 적극적인 대응으로 오버 플로우 현상을 방지할 수 있고, 상기 알람 신호는 스피커에 의한 경고음, 램프 점멸에 의한 경고신호, 관리자와 연동된 모바일 기기 등으로의 메세지 송신 등의 상황을 알리는 다양한 신호 송신 및 출력으로 알람 신호의 출력이 구현될 수도 있음은 물론이다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 이중화 센싱 방식을 구비한 오폐수 처리 장치는, 독립적으로 설치된 센서로부터 처리조 내의 수위를 검출함으로써 신뢰적인 수위 검출이 구현되므로 센서의 오작동에 의한 오버 플로우 현상을 방지할 수 있다.

또한, 센서에 의한 수위 검출에 따른 펌프 구동 제어를 순차적으로 구현함으로써 펌프 구동 전력을 최소화시킴과 동시에 펌프의 수명을 증대시킬 수 있다.

또한, 오폐수 수위에 따라 펌프의 구동 제어를 실시간, 선택적으로 구현함으로써 오폐수 유량변동에 적극적으로 대응할 수 있다.

이상, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 기술적 사상은 이러한 것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술적 사상과 하기 될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 실시가 가능할 것이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10 : 오폐수 처리조
20 : 센서
22 : 제1단위센서 24 : 제2단위센서
30 : 펌프
32 : 제1펌프 34 : 제2펌프
40 : 제어유닛
P1 내지 P8: 제1센서노드 내지 제8센서노드
DL : 저수위
ML : 중수위
HL : 고수위
OL : 위험수위

Claims (8)

1. 오폐수 처리조;
   상기 오폐수 처리조에 수용된 오폐수의 수위를 검출하는 센서;
   오폐수 처리조 내에 설치되며, 제어에 의해 오폐수 처리조 내에 수용된 오폐수를 배출시키는 둘 이상의 펌프; 및
   상기 센서의 검출값에 따라 상기 펌프의 구동을 제어하는 제어유닛; 을 포함하며,
   상기 센서는 독립된 제1, 2단위센서로 구성되며, 상기 제어유닛은 상기 제1, 2단위센서의 검출값 중 수위가 높게 검출된 단위센서의 검출값을 기반으로 상기 펌프의 구동을 제어하고,
   상기 제1단위센서는 상기 오폐수 처리조의 하부로부터 상부로 순차적으로 설치되는 제1, 2, 3, 4센서노드를 포함하며, 상기 제2단위센서는 상기 제1, 2, 3, 4센서노드와 각각 동일한 높이에 설치되는 제5, 6, 7, 8센서노드를 포함하고,
   상기 제1, 5센서노드는 저수위 구간에서의 오폐수 수위 검출을 수행하며, 상기 제2, 6센서노드는 중수위 구간에서의 오폐수 수위 검출을 수행하며, 상기 제3, 7센서노드는 고수위 구간에서의 오폐수 수위 검출을 수행하며, 상기 제4, 8센서노드는 위험수위 구간에서의 오폐수 수위 검출을 수행하되, 각 센서노드는 해당 수위 구간에서 수면 부력에 따라 이동한 위치 정보를 검출하는 위치 감지 센서로 마련되며,
   상기 제어유닛은 상기 센서의 검출값에 따라 둘 이상의 펌프 구동을 순차적으로 제어하는 펌프구동제어부를 더 포함하고,
   상기 펌프구동제어부는 둘 이상의 펌프 중 어느 하나의 펌프를 구동시키는 시간이 미리 설정된 시간을 초과할 경우, 구동 중인 펌프의 동작을 중지시키고 차순의 펌프를 구동시키도록 마련되는 것을 특징으로 하는
   이중화 센싱 방식을 구비한 오폐수 처리 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 펌프구동제어부는,
   상기 저수위 구간에서 오폐수 수위를 검출할 경우, 펌프의 구동을 차단시키며,
   상기 중수위 구간에서 오폐수 수위를 검출할 경우, 둘 이상의 펌프 중 어느 하나의 펌프를 선택하여 구동시키며,
   상기 고수위 구간에서 오폐수 수위를 검출할 경우, 둘 이상의 펌프를 정속으로 구동시키며,
   상기 위험수위 구간에서 오폐수 수위를 검출할 경우, 둘 이상의 펌프를 최대속으로 구동시키도록 마련되는 것을 특징으로 하는
   이중화 센싱 방식을 구비한 오폐수 처리 장치.
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 펌프구동제어부는 둘 이상의 펌프 중 어느 하나의 펌프를 선택하여 구동시킬 경우, 직전에 동작된 펌프를 선택에서 제외시키도록 마련되는 것을 특징으로 하는
   이중화 센싱 방식을 구비한 오폐수 처리 장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 제어유닛은 상기 위험수위 구간에서의 오폐수 수위가 검출될 경우, 알람 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는
   이중화 센싱 방식을 구비한 오폐수 처리 장치.

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