KR101645540B1 - 정수 처리용 응집제 주입 방법 및 이를 이용한 정수 처리 장치 - Google Patents

정수 처리용 응집제 주입 방법 및 이를 이용한 정수 처리 장치 Download PDF

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Abstract

응집 플록의 크기 및 크기분포를 이용하여 응집제의 주입량을 자동으로 제어할 수 있는 정수 처리용 응집제 주입 방법 및 이를 이용한 정수 처리 장치가 개시된다. 상기 정수 처리용 응집제 주입 방법은, 원수의 탁도값에 상응하는 함량(OV0)의 응집제를 원수에 투입하는 단계; 탁도에 따른 응집제가 투입된 혼합수에 포함되어 있는 플록의 현재 플록크기값을 얻고, 이를 기준플록값(FS0)으로 설정하는 단계; 원수에 투입되는 응집제의 함량(OV1)을 원수의 탁도값에 상응하는 초기 응집제 함량(OV0)으로부터 약품감소 설정값(△p) 만큼 감소시켜 투입하고, 플록대기시간(t) 이후에, 혼합수에 포함된 플록의 현재 플록크기값(FS1)을 얻는 단계; 상기 기준플록값(FS0)으로부터 플록설정값(f)을 뺀 값(= FS0 - f)을 플록 하한값으로 하고, 상기 기준플록값(FS0)을 플록 상한값으로 하는 플록크기분포(△W)를 산출하고, 상기 플록크기분포(△W)의 하한값과 현재 플록크기값(FS1)을 비교하고, 그 결과에 따라 응집제 주입량(OV2)을 조절하는 단계를 포함한다.

Description

정수 처리용 응집제 주입 방법 및 이를 이용한 정수 처리 장치{Method for feeding coagulant for water-purification and apparatus for water-purification using the same}
본 발명은 정수 처리용 응집제 주입 방법 및 이를 이용한 정수 처리 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 응집 플록(floc)의 크기 및 크기분포를 이용하여 응집제의 주입량을 자동으로 제어할 수 있는 정수 처리용 응집제 주입 방법 및 이를 이용한 정수 처리 장치에 관한 것이다.
하천수, 호수 또는 저수지 물 등의 원수를 정수하여, 사용 목적에 적합하도록 수질을 개선하는 방법으로서, 원수에 응집제(coagulant)를 투입하여, 원수 중의 유기물, 미생물 등의 미립자나 현탁 물질을 덩어리 상태, 즉, 플록(floc) 상태로 응집시켜 제거하는 방법이 널리 사용되고 있다. 정수장에 유입되는 원수의 탁도, pH 및 색도는 수시로 변하기 때문에, 원수의 부하변동에 따라 응집제를 유동적으로 조절하여 투입할 필요가 있다.
이러한 응집제를 투입하는 방법에는 수동 또는 자동 방법이 있다. 수동에 의한 방법은, 쟈테스트(jar-test)를 통하여 응집제의 투입량을 조절하는 것으로서, 여러 개의 용기(비이커 등)에 적당량의 원수를 채우고, 여기에 응집제를 서로 다른 농도로 투입하여 일정시간 동안 응집 반응시켜 침전시킨 후, 상등수의 탁도와 색도를 분석한 결과를 토대로 최적 투입량을 결정하고 있다. 이와 같은 쟈테스트는 한 번 수행하는데 약 1 시간 정도가 소비되며, 무엇보다 정확성이 떨어진다는 문제가 있다. 즉, 쟈테스트는 실험실에서 간이로 응집제를 주입하여 최적 주입량을 산출하는 것으로서, 테스트 후 탁도값과 색도값의 차이로 인하여, 정확한 응집제의 주입량을 결정하기가 쉽지 않다. 또한, 정수장의 혼화조건과 실험실 내에서 실시하는 실험의 혼화조건은 현저히 다르기 때문에, 쟈테스트를 통해서 결정한 응집제의 최적 투입량은 현장에서 에러가 크게 발생된다는 문제가 있다. 뿐만 아니라, 최적의 상태로 응집제 주입이 이루어지지 않으면 처리수가 불량해지며, 처리 비용이 상승하는 문제가 있다. 한편, 원수의 부하변동이 클수록 응집제의 적절한 투입이 어려워, 유사시에는 적정 주입량보다 과량의 응집제를 투입하여야 하는데, 이는 결국, 응집제 비용 및 슬러지 처리비용을 증가시키고, 무엇보다 수처리 효율이 감소하는 문제점이 있다.
다음으로, 응집제를 정량 투입하는 자동화 방법에는, 대한민국 특허등록 10-1104581호(응집플록 최적화를 통한 수처리 장치) 등에 개시된 바와 같은 다수의 응집제 공급 제어 방법이 존재한다. 하지만, 이와 같은 방법들은 주로 하수 또는 폐수 처리에 적용될 수 있는 것으로서, 하수 또는 폐수의 경우 유입 성상이 거의 일정하여, 시간이 흐르더라도 원수의 탁도값이 거의 동일하게 유지되므로, 상기와 같은 방법에 의하더라도 수처리 시 응집제를 효율적으로 공급하는 것이 가능하다. 하지만, 하수나 폐수 처리가 아닌 정수 처리의 경우, 처리되는 물은 강물 또는 댐(dam) 등으로부터 끌어오는 물이 사용되므로, 비나 눈 또는 바람 등에 의한 기상 변화 시에는 물의 탁도가 변하게 되는 등, 시간이 흐름에 따라 물의 탁도가 수시로 변동(부하변동)될 수 있기 때문에, 하수 또는 폐수 처리에 이용되는 응집제 공급 제어 방식을 정수 처리에 적용하는 것이 용이하지 않다.
따라서, 하수나 폐수 처리가 아닌 정수 처리 시에도 적용하여, 시간이 흐름에 따라 물의 탁도가 수시로 변동하더라도, 이를 스스로 감지하여 응집제의 공급량을 제어할 수 있고, 또한, 화학적 처리방법의 단점인 슬러지(sludge)의 발생을 최소화하고, 응집제 주입량의 최적화를 통해 처리비용을 절감함으로써 수처리 효율을 향상시킬 수 있는 응집제 주입 방법의 개발이 요구되고 있다.
본 발명의 목적은, 플록 크기에 따라 응집제 주입량을 조절하여, 응집제의 사용량 및 슬러지 발생을 감소시킬 수 있는 정수 처리용 응집제 주입 방법 및 이를 이용한 정수 처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 정수 처리 시 물의 탁도가 변동하더라도, 이를 감지하여 응집제의 주입량을 제어할 수 있는 정수 처리용 응집제 주입 방법 및 이를 이용한 정수 처리 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, (1) 원수의 탁도값을 실시간 분석하여, 원수의 탁도값에 상응하는 함량(OV0)의 응집제를 원수에 투입하는 단계; (2) 플록 크기 측정 장치를 이용하여, 탁도에 따른 응집제가 투입된 혼합수에 포함되어 있는 플록의 현재 플록크기값을 얻고, 이를 기준플록값(FS0)으로 설정하는 단계; (3) 원수에 투입되는 응집제의 함량(OV1)을 원수의 탁도값에 상응하는 초기 응집제 함량(OV0)으로부터 소정의 약품감소 설정값(△p) 만큼 감소시켜(OV1= OV0 - △p) 투입하고, 소정의 플록대기시간(t) 이후에, 혼합수에 포함된 플록의 현재 플록크기값(FS1)을 얻는 단계; (4) 상기 기준플록값(FS0)으로부터 플록설정값(f)을 뺀 값(= FS0 - f)을 플록 하한값으로 하고, 상기 기준플록값(FS0)을 플록 상한값으로 하는 플록크기분포(△W)를 산출하고, 상기 플록크기분포(△W)의 하한값과 현재 플록크기값(FS1)을 비교하는 단계; 및 (5) 상기 플록크기분포(△W)의 하한값(FS0 - f) 보다 현재 플록크기값(FS1)이 크거나 같으면((FS0 - f) ≤ FS1), 응집제 주입량(OV2)을 다시 약품감소 설정값(△p) 만큼 감소시키고, 반대로, 상기 플록크기분포(△W)의 하한값(FS0 - f) 보다 현재 플록크기값(FS1)이 작으면((FS0 - f) > FS1), 응집제 주입량(OV2)을 약품감소 설정값(△p) 만큼 증가시키는 단계를 포함하며, 상기 혼합수에 포함된 플록의 현재 플록크기값(FS1)을 얻는 단계로 돌아가, 플록 크기에 따른 응집제 투입량 조절 과정을 반복하는 것인, 정수 처리용 응집제 주입 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은, 응집제가 저장되어 있는 응집제 탱크; 상기 응집제 탱크로부터 공급되는 응집제와 원수가 혼합되는 혼화지; 상기 혼화지로부터 공급되는 혼합수가 저속 교반되어, 불순물이 응집된 플록이 생성되는 응집지; 상기 응집지로부터 플록이 포함된 혼합수가 유입되며, 응집 플록이 침전되는 침전지; 침전된 응집 플록을 여과하여, 정수된 물을 얻는 여과지; 상기 응집제 탱크의 응집제를 상기 혼화지(20)로 주입하는 응집제 주입펌프; 상기 응집지로부터 응집 플록이 포함된 혼합수의 샘플을 인출하여, 플록의 크기 및 플록 크기 분포를 실시간으로 측정하는 플록 크기 측정 장치; 및 상기 플록 크기 측정 장치에서 얻은 플록의 상태에 따라, 상기 응집제 주입펌프를 제어하여, 응집제 탱크로부터 혼화지로 공급되는 응집제의 주입량을 조절하는 제어부를 포함하며, 상기 정수 처리용 응집제 주입 방법이 수행되는 정수 처리 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 정수 처리용 응집제 주입 방법 및 이를 이용한 정수 장치는, 플록 크기에 따라 응집제 주입량을 조절하여, 응집제의 사용량 및 슬러지 발생을 감소시킬 수 있을 뿐 만 아니라, 정수 처리 시 물의 탁도가 변동하더라도, 이를 감지하여 응집제의 주입량을 제어할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 정수 처리용 응집제 주입 방법이 적용될 수 있는 정수 처리 장치의 개략도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정수 처리용 응집제 주입 방법을 설명하기 위한 플로우챠트.
도 3은 본 발명에 따라 정수 처리용 응집제를 주입하는 경우에 있어서, 운전 조건의 일 예를 보여주는 제어 화면의 사진
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 정수 처리용 응집제 주입 방법이 적용될 수 있는 정수 처리 장치의 개략도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용될 수 있는 정수 처리 장치는, 응집제가 저장되어 있는 응집제 탱크(10), 상기 응집제 탱크(10)로부터 공급되는 응집제와 원수가 혼합되는 혼화지(20), 상기 혼화지(20)로부터 공급되는 혼합수가 저속 교반되어, 불순물이 응집된 플록(floc)이 생성되는 응집지(30), 상기 응집지(30)로부터 플록이 포함된 혼합수가 유입되며, 응집 플록이 침전되는 침전지(40), 및 침전된 응집 플록을 여과하여, 정수된 물을 얻는 여과지(50)를 포함하며, 상기 응집제 탱크(10)의 응집제는 응집제 주입펌프(12)에 의하여 상기 혼화지(20)로 주입될 수 있다. 또한, 상기 정수 처리 장치는, 응집지(30)로부터 응집 플록이 포함된 혼합수의 샘플을 인출하여, 플록의 크기(FSV, floc size value), 플록 크기 분포 등을 실시간으로 측정하는 플록 크기 측정 장치(60) 및 상기 플록 크기 측정 장치(60)에서 얻은 플록의 상태, 원수의 유량, 탁도, 입자 계수 등에 따라, 상기 응집제 주입펌프(12)를 제어하여, 응집제 탱크(10)로부터 혼화지(20)로 공급되는 응집제의 주입량을 조절하는 제어부(70)를 더욱 포함한다.
상기 응집제는, 원수 중의 유기물, 미생물 등의 미립자나 현탁 물질을 덩어리 상태, 즉, 플록(floc) 상태로 응집시키는 화학 약품으로서, 황산알루미늄, 폴리염화알루미늄(poly aluminium chloride: PAC), 폴리염화수산화황산알루미늄(Poly aluminium hydroxy chloro sulfate: PAHCS) 등의 알루미늄(Al)계 응집제와 폴리황산철, 염화철 등의 철(Fe)계 응집제가 일반적으로 사용되고 있으며, 본 발명의 정수 처리에 있어서는 PAC, PAHCS 등의 알루미늄계 응집제가 바람직하게 사용된다. 한편, 응집제를 투입하여 플록을 생성하는 원리를 설명하면 다음과 같다. 물속에 부유하는 입자의 표면은 대부분 음(-)전하를 띠고 있으며, 여기에 양(+)전하를 띄는 금속을 첨가하면 입자 표면에 중성화가 일어나게 되며, 입자의 표면 포텐셜이 0에 도달하게 되면 입자간에 서로 반발하는 힘이 떨어지고 인력이 발생하여 플록으로 성장하기 시작한다. 수처리 과정에 있어서 가장 중요한 점은, 우수한 플록의 성장을 유도하는 것인데, 플록 성장이 제대로 이루어지지 않으면 응집 공정 후 침전불량으로 이어져, 수처리 효율이 저하될 수 있다. 이와 같은 화학적 처리방법으로 부유물질을 제거하는 경우, 0.1 마이크로미터 크기의 입자까지 응집시켜 제거할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정수 처리용 응집제 주입 방법을 설명하기 위한 플로우챠트이고, 도 3은 본 발명에 따라 정수 처리용 응집제를 주입하는 경우에 있어서, 운전 조건의 일 예를 보여주는 제어 화면의 사진이다. 본 발명에 따른 정수 처리용 응집제 주입 방법은 응집된 플록 크기값(FSV) 및 플록 크기 분포(△W)를 이용하여 응집제의 주입량을 자동 조절(제어)한다. 도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 정수 처리용 응집제 주입 방법에 의하면, 먼저, 원수의 탁도값을 실시간(온라인) 분석하여, 원수의 탁도값에 상응하는 함량(OV0)의 응집제를 원수에 투입한다(S 10). 상기 원수의 탁도값은 3분간의 평균값일 수 있다. 통상적으로, 각 정수장에는 원수의 탁도에 따른 응집제의 종류 및 투입량을 규정한 탁도 조견표가 마련되어 있으므로, 이러한 탁도 조견표를 참조하여, 온라인 계측기로 측정된 원수의 탁도 및 원수의 유량에 따라 응집제의 종류 및 투입량을 결정할 수 있다. 예를 들면, 탁도 조견표를 참조하여, 측정된 원수의 탁도에 따라, 응집제의 종류 및 투입량을 수동으로 제어부(70, 도 1 참조)에 입력할 수 있다. 다른 방법으로는, 상기 원수의 탁도 및 그에 따른 응집제의 종류 및 투입량 정보를 제어부(70, 도 1 참조)에 미리 입력하고, 원수의 유량, 탁도, 입자 계수 등의 측정값에 따라, 응집제 주입 펌프(12)를 자동 제어하여 응집제의 주입량을 자동 조절할 수 있다. 즉, 응집제의 주입 모드를 수동 모드에서 자동 모드로 전환하면, 제어부(70)에 입력된 조견표에 의해 원수 탁도에 해당하는 응집제가 원수에 자동 주입된다.
도 3에 도시된 예에서, 원수 탁도에 따른 응집제의 종류별 투입량이 미리 제어부(70)에 입력되어 있고, 예를 들면, 원수 탁도가 5 NTU (Nephelo-metric Turbidity Unit)일 경우, 응집제가 폴리염화수산화황산알루미늄(PAHCS)이면 응집제 투입값(즉, 응집제의 농도)은 12 ppm이며, 응집제가 폴리염화알루미늄(PAC)이면, 응집제 투입값은 9 ppm이다. 이때, 상기 응집제의 주입량은 원수의 유량에 연동되어 자동으로 조절될 수 있으며, 예를 들어, 원수의 유입 유량이 증가하면, 응집제가 보다 많이 주입되고, 원수의 유입 유량이 감소하면, 응집제의 주입량이 감소하여, 원수 중의 응집제 농도를 유지시킨다. 도 3에 도시된 예에서, 원수 탁도는 6.6 NTU이며, 원수 유량은 5453 m3/h이고, 원수 탁도에 따른 응집제의 자동 투입값(농도)은 12.4 ppm 이며, 상기 자동 투입값 및 원수 유량을 고려한 실제 응집제 투입량은 72.4 Kg/h 이다.
다음으로, 플록 크기 측정 장치(60)를 이용하여, 탁도에 따른 응집제가 투입된 혼합수에 포함되어 있는 플록의 현재 플록크기값(FSV, floc size value)을 얻고, 이를 기준플록값(FS0)으로 설정한다(S 20). 상기 플록크기값은 3분 동안 매 3초 마다 플록 크기를 측정하고(총 60회), 이를 평균하여 산출할 수 있다. 구체적으로, 응집지(30)에서 성장하는 플록 혼합수의 샘플을 플록 크기 측정 장치(60)의 광센서, 바람직하게는 LED 광센서를 통과시키면서, 혼합수의 광투과도(DC)와 공간변동량(AC)으로부터 RMS(root mean square)값을 도출하고, 도출된 RMS로부터 플록크기값(FSV)을 실시간으로 산출할 수 있다. 이러한 플록 크기 측정 장치(60)의 구성 및 동작은 본 출원인의 특허등록 10-0549170호 "수처리용 응집플록 성장 측정장치", 특허등록 10-1104581호 "응집플록 최적화를 통한 수처리 장치" 등에 상세히 개시되어 있으며, 상기 문헌의 내용은 참조로서 본 명세서에 포함된다. 도 3에 도시된 예에서, 응집제가 투입된 혼합수의 기준플록값(FS0)은 0.74 FSV이며, 여기서 1 FSV는 대략 3 mm의 크기에 해당한다.
다음으로, 원수에 투입되는 응집제의 함량(즉, 응집제의 농도, OV1)을 원수의 탁도값에 상응하는 초기 응집제 함량(OV0)으로부터 소정의 약품감소 설정값(△p) 만큼 감소시켜(즉, OV1= OV0 - △p) 투입하고(S 30), 소정의 플록대기시간(t) 이후에, 혼합수에 포함된 플록의 현재 플록크기값(FS1)을 얻는다(S 32). 상기 현재 플록크기값(FS1)은 직전 3분 동안 매 3초 마다 플록 크기를 측정하고(총 60회), 이를 평균하여 산출할 수 있다. 상기 약품감소 설정값(△p)은 원수에 투입되는 응집제의 농도를 변경시키기 위한 것이며, 원수에 대한 응집제 농도의 변화량으로서 통상 0.1 내지 0.5 ppm 이다. 상기 약품감소 설정값(△p)이 너무 작으면, 원수에 투입되는 응집제의 농도 변화가 너무 느려, 응집제의 투입량 조절에 과도한 시간이 소요되며, 상기 약품감소 설정값(△p)이 너무 크면, 원수에 투입되는 응집제의 농도 변화가 너무 커서, 응집제의 농도 조절이 어려운 단점이 있다. 상기 플록대기시간(t)은 응집제 투입량 변화에 따라 플록 크기가 충분히 변화하며, 응집제의 투입 간격을 조절하기 위한 대기 시간으로서, 통상 10 내지 60분이다. 상기 플록대기시간(t)이 너무 짧으면, 투입한 응집제의 효과가 충분히 플록 크기에 반영되지 못하고, 너무 길면, 응집제의 투입량 조절에 과도한 시간이 소요되어 비효율적이다. 상기 약품감소 설정값(△p) 및 플록대기시간(t)은 사용자에 의해 미리 설정되어, 제어부(70)에 입력된다. 도 3에 도시된 예에서, 상기 약품감소 설정값(△p)은 0.2 ppm이고, 플록대기시간(t)은 13 분이며, 현 시점의 플록크기는 0.75 FSV이고, 3분 동안의 플록크기를 평균한 현재 (평균) 플록크기값(FS1)은 0.67 FSV이다.
다음으로, 단계 S 20에서 측정된 기준플록값(FS0)으로부터 플록설정값(f)을 뺀 값(= FS0 - f)을 플록 하한값으로 하고, 기준플록값(FS0)을 플록 상한값으로 하는 플록크기분포(△W)를 산출하고, 상기 플록크기분포(△W)의 하한값과 현재 플록크기값(FS1)을 비교한다(S 40). 즉, (FS0 - f) ≤ △W ≤ (FS0) 이 되고, 응집지(30)의 응집 플록 크기를 연속 모니터링하여 플록크기분포(△W)의 하한값과 현재 플록크기값(FS1)을 얻고, 이를 비교한다. 상기 플록설정값(f)은 허용 가능한 플록크기값의 최소 한계를 설정하기 위한 것으로서, 탁도에 따른 응집제가 투입된 혼합수에 포함되어 있는 플록의 플록크기값, 즉, 기준플록값(FS0)과 허용 가능한 최소 플록크기값의 차이에 해당하며, 예를 들면, 기준플록값(FS0)의 10 내지 30%에 해당하는 값이다. 여기서, 상기 플록설정값(f)이 너무 작으면, 응집제 주입량을 효과적으로 감소시킬 수 없고, 상기 플록설정값(f)이 너무 크면, 플록이 원활히 형성되지 않거나, 정수 효과가 저하될 우려가 있다. 도 3에 도시된 예에서, 상기 플록설정값(f)은 0.1 FSV이고, 기준플록값(FS0)은 0.74 FSV이므로, 플록크기분포(△W)의 플록 하한값은 0.64 FSV이고, 플록 상한값은 0.74 FSV이다.
다음으로, 상기 플록크기분포(△W)의 하한값과 현재 플록크기값(FS1)을 비교하여, 탁도값을 기준으로 주입한 응집제 투입량에 대해 과량, 과소, 적정 주입량 여부를 판단하여 응집제 주입 펌프(12)를 자동제어한다(S 52 ~ S 58). 즉, 설정된 플록대기시간(t)이 지나면, 플록대기시간 이전에 측정된 기준플록값(FS0)으로부터 플록설정값(f)을 뺀 값(즉, 플록크기분포(△W)의 하한값, FS0 - f)과 현재 측정된 플록크기값(FS1)을 비교하여 응집제 주입량의 증감여부를 제어한다. 구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 플록크기분포(△W)의 하한값(FS0 - f) 보다 현재 플록크기값(FS1)이 크거나 같으면((FS0 - f) ≤ FS1, S 52), 응집제 주입량(OV2)을 다시 약품감소 설정값(△p) 만큼 감소시킨다(S 54). 반대로, 플록크기분포(△W)의 하한값(FS0 - f) 보다 현재 플록크기값(FS1)이 작으면((FS0 - f) > FS1, S 56), 응집제 주입량(OV2)을 약품감소 설정값(△p) 만큼 증가시킨다(S 58). 즉, 현재 측정된 평균플록값인 플록크기값(FS1)이 플록크기분포(△W)의 하한선 이하로 벗어나면 응집제 주입량이 증가되고, 플록크기분포(△W)의 하한선 위에 있으면 응집제 주입량이 감소된다.
다음으로, 정수장으로 유입되는 원수의 탁도값(SV1)을 실시간(온라인) 측정하여(S 60), 원수의 탁도값(SV1)이 탁도 기준치를 벗어나지 않는 경우, 소정의 플록대기시간(t) 이후, 혼합수에 포함된 플록의 현재 플록크기값(FS1)을 얻는 단계(S 32)로 돌아가, 플록 크기에 따른 응집제 투입량 조절 과정을 반복하며, 이 때, 이전 응집제 조절 단계의 현재 플록크기값(FS1)이 새로운 응집제 조절 단계의 기준플록값(FS0)이 된다. 반대로, 측정된 원수의 탁도값(SV1)이 탁도 기준치를 벗어나는 경우, 원수의 탁도값에 상응하는 함량(OV0)의 응집제가 원수에 투입되는 단계(S 10)로 돌아가, 먼저 원수의 탁도값에 의해 응집제 투입량이 변경 또는 결정되고(S 10), 그 후 플록값의 변화에 의해 응집제 투입량이 다시 최적화된다(S 20 ~ S 58). 상기 탁도값(SV1)의 변화를 판단하는 탁도 기준치는, 탁도 조견표에서, 응집제의 투입량이 변화하는 원수의 탁도 범위일 수 있다. 예를 들어, 도 3에서, PAHCS 응집제의 경우, 탁도가 5 ~ 8 NTU 범위에서 변동되면, 응집제 투입량이 13 ppm으로 유지되나, 탁도가 5 ~ 8 NTU을 벗어나면, 응집제 투입량도 변경되어야 한다. 이와 같은 탁도의 변동은 탁도 기준치를 30초 이상 연속적으로 벗어날 경우에만 유효한 것으로 설정하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 정수 처리용 응집제 주입 방법에 있어서는, 외부 요인으로 인해 현재 플록크기값(FS1)이 급격히 감소하여, 소정의 플록 최소 설정값(FSV LOW 설정값) 이하로 되는 경우, 사용자에게 경보를 보내며, 플록크기값(FS1)에 의한 응집제 투여량 제어(플록 제어모드)를 중단시키고, 탁도 조견표에 의해 응집제 투여량을 제어하는 탁도 모드로만 운영할 수 있다(S 70). 이때, 플록크기값(FS1)이 플록 최소 설정값 이상으로 복귀하면, 경보가 자동 해지되고, 다시 플록 제어모드로 운전할 수 있다. 도 3에 도시된 예에서, 상기 플록 최소 설정값(FSV LOW 설정값)은 0.1 FSV이다. 또한, 도 3에 있어서, 응집제 감소량 3.2 L/h는 탁도 모드로 운영한 경우와 비교하여, 플록 제어 모드로 운영한 경우의 응집제 주입량의 감소량을 나타내는 것이다.
본 발명에 따른 정수 처리용 응집제 주입 방법에 있어서는, 유입 원수 조건 변화와 이에 상응하는 플록크기값(FS1)의 변동사항을 실시간 분석하여 응집제 주입량을 실시간으로 최적화할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 플록크기값(FS1)을 이용하여 응집제 투여량을 조절하는 것 외에, 침전지(40) 침전 효율에 따라 응집제 투여량을 추가 보정하거나, 응집지(30)의 플록크기분포(△W)를 분석하여 응집지(30)의 교반속도를 자동 제어할 수도 있다.
이상, 구체적인 실시예를 참조하여, 본 발명에 따른 정수 처리용 응집제 주입 방법 및 정수 장치의 구조 및 동작을 설명하였으나, 본 발명은 상술한 구체적인 실시예에 한정되지 않고, 하기 청구범위에 기재된 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다.

Claims (5)

  1. 원수의 탁도값을 실시간 분석하여, 원수의 탁도값에 상응하는 함량(OV0)의 응집제를 원수에 투입하는 단계;
    플록 크기 측정 장치를 이용하여, 탁도에 따른 응집제가 투입된 혼합수에 포함되어 있는 플록의 현재 플록크기값을 얻고, 이를 기준플록값(FS0)으로 설정하는 단계;
    원수에 투입되는 응집제의 함량(OV1)을 원수의 탁도값에 상응하는 초기 응집제 함량(OV0)으로부터 소정의 약품감소 설정값(△p) 만큼 감소시켜(OV1= OV0 - △p) 투입하고, 소정의 플록대기시간(t) 이후에, 혼합수에 포함된 플록의 현재 플록크기값(FS1)을 얻는 단계;
    상기 기준플록값(FS0)으로부터 플록설정값(f)을 뺀 값(= FS0 - f)을 플록 하한값으로 하고, 상기 기준플록값(FS0)을 플록 상한값으로 하는 플록크기분포(△W)를 산출하고, 상기 플록크기분포(△W)의 하한값과 현재 플록크기값(FS1)을 비교하는 단계; 및
    상기 플록크기분포(△W)의 하한값(FS0 - f) 보다 현재 플록크기값(FS1)이 크거나 같으면((FS0 - f) ≤ FS1), 응집제 주입량(OV2)을 다시 약품감소 설정값(△p) 만큼 감소시키고, 반대로, 상기 플록크기분포(△W)의 하한값(FS0 - f) 보다 현재 플록크기값(FS1)이 작으면((FS0 - f) > FS1), 응집제 주입량(OV2)을 약품감소 설정값(△p) 만큼 증가시키는 단계를 포함하며,
    상기 혼합수에 포함된 플록의 현재 플록크기값(FS1)을 얻는 단계로 돌아가고, 이전 응집제 조절 단계의 현재 플록크기값(FS1)을 새로운 응집제 조절 단계의 기준플록값(FS0)으로 설정하고, 플록 크기에 따른 응집제 투입량 조절 과정을 반복하는 것인, 정수 처리용 응집제 주입 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 플록크기분포(△W)의 하한값과 현재 플록크기값(FS1)을 비교하여, 응집제 주입량을 조절한 후, 원수의 탁도값(SV1)을 측정하여, 원수의 탁도값(SV1)이 탁도 기준치를 벗어나는 경우, 원수의 탁도값에 상응하는 함량(OV0)의 응집제가 원수에 투입되는 단계로 돌아가, 원수의 탁도값에 의해 응집제 투입량이 변경되는 단계를 더욱 포함하는, 정수 처리용 응집제 주입 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 현재 플록크기값(FS1)이 급격히 감소하여, 소정의 플록 최소 설정값 이하로 되는 경우, 플록크기값(FS1)에 의한 응집제 투여량 제어를 중단시키고, 탁도 조견표에 의해 응집제 투여량을 제어하는 것인, 정수 처리용 응집제 주입 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 약품감소 설정값(△p)은 원수에 투입되는 응집제 농도의 변화량으로서, 0.1 내지 0.5 ppm 이며, 상기 플록대기시간(t)은 응집제의 투입 간격을 조절하기 위한 대기 시간으로서 10 내지 60분이고, 상기 플록설정값(f)은 상기 기준플록값(FS0)의 10 내지 30%에 해당하는 값인 것인, 정수 처리용 응집제 주입 방법.
  5. 응집제가 저장되어 있는 응집제 탱크; 상기 응집제 탱크로부터 공급되는 응집제와 원수가 혼합되는 혼화지; 상기 혼화지로부터 공급되는 혼합수가 저속 교반되어, 불순물이 응집된 플록이 생성되는 응집지; 상기 응집지로부터 플록이 포함된 혼합수가 유입되며, 응집 플록이 침전되는 침전지; 침전된 응집 플록을 여과하여, 정수된 물을 얻는 여과지; 상기 응집제 탱크의 응집제를 상기 혼화지(20)로 주입하는 응집제 주입펌프; 상기 응집지로부터 응집 플록이 포함된 혼합수의 샘플을 인출하여, 플록의 크기 및 플록 크기 분포를 실시간으로 측정하는 플록 크기 측정 장치; 및 상기 플록 크기 측정 장치에서 얻은 플록의 상태에 따라, 상기 응집제 주입펌프를 제어하여, 응집제 탱크로부터 혼화지로 공급되는 응집제의 주입량을 조절하는 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는, 원수의 탁도값을 실시간 분석하여, 원수의 탁도값에 상응하는 함량(OV0)의 응집제를 원수에 투입하고; 상기 플록 크기 측정 장치를 이용하여, 탁도에 따른 응집제가 투입된 혼합수에 포함되어 있는 플록의 현재 플록크기값을 얻고, 이를 기준플록값(FS0)으로 설정하며; 원수에 투입되는 응집제의 함량(OV1)을 원수의 탁도값에 상응하는 초기 응집제 함량(OV0)으로부터 소정의 약품감소 설정값(△p) 만큼 감소시켜(OV1= OV0 - △p) 투입하고, 소정의 플록대기시간(t) 이후에, 혼합수에 포함된 플록의 현재 플록크기값(FS1)을 얻고; 상기 기준플록값(FS0)으로부터 플록설정값(f)을 뺀 값(= FS0 - f)을 플록 하한값으로 하고, 상기 기준플록값(FS0)을 플록 상한값으로 하는 플록크기분포(△W)를 산출하고, 상기 플록크기분포(△W)의 하한값과 현재 플록크기값(FS1)을 비교하여, 상기 응집제 주입 펌프를 자동 제어하여, 상기 응집제 주입량의 증감여부를 제어하는 것인, 정수 처리 장치.
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