KR101700890B1 - 단계별 하수처리 진단방법을 구현하기 위한 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 단계별 하수처리 진단방법을 구현하기 위한 시스템에 관한 것으로, 소규모 마을 단위 하수처리장에 PLC와 인터페이스 되는 PC기반의 제어시스템을 구축함으로써 저비용으로 운전 관리 시스템을 구성할 수 있고, 운전자가 원격제어도 가능하고 수동/자동 운전도 가능하며 저비용 운영이 가능할 뿐만 아니라 조정조, 교반조 및 처리조에서 하수, 혼화수, 처리수의 누출이 발생한 경우에도 누출수가 저류조에 저류되어 지중으로 유입되지 않게 되므로 토양과 지하수의 오염을 방지할 수 있으며, 저류된 누출수는 곧바로 조정조, 교반조 및 침전조로 환수시킴으로써 즉각적으로 운전을 정지하지 않고 정상적인 하수처리 공정을 진행할 수 있게 되며, 관리자는 연계된 대규모 하수처리장을 포함하는 하수처리시설 전반의 상황을 파악한 후 운전정지 및 보수시점을 결정할 수 있어 효율적인 운용이 가능하게 한 것이다.
Description
본 발명은 하수처리 분야 기술 중에서, 단계별 하수처리 진단방법을 구현하기 위한 시스템에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 하수처리시설의 각 조에서 하수의 누출이 발생하는 경우 누출발생상황을 관리자에게 알리고, 누출이 발생한 상태에서도 정상적인 하수처리공정이 가능하며, 누출된 하수가 지하로 유입되는 것을 최소화하여 토양과 지하수의 오염을 최소화할 수 있고, 누출이 발생하더라도 즉각적으로 운전을 정지하지 않고 정상적인 운전이 가능하며, 연계된 대규모 하수처리장을 포함하는 하수처리시설 전반의 상황을 파악한 후 운전정지 및 보수시점을 결정할 수 있게 하여 효율적인 운용이 가능하도록 한 단계별 하수처리 진단방법을 구현하기 위한 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 하수처리장은 대규모 집단 하수처리장과 개인 하수처리장으로 운영되고 있다. 개인 하수처리장은 공장이나 축사 등에서 독립적으로 운영되고 있으며, 대규모 집단 하수처리장은 생활하수를 모아서 집단적으로 처리하고 있다.
소규모 마을단위의 하수처리는 별도로 이루어지지 않고 있는 형편이며, 하수를 집단 하수처리장까지 하수관로를 통해 이송하여 처리하도록 하고 있다.
따라서 하수관로의 설치와 관리에 많은 비용이 소요되고 있으며, 소규모 마을단위 생활하수처리시설을 하는 경우에도 그 관리와 처리시스템이 대규모 하수처리장의 설비를 그대로 이용하고 있는 실정이다.
그러므로 소규모 마을 하수처리를 위하여 대용량의 처리 시스템을 구축해야 하므로 많은 비용이 소요되고, 관리 및 운영에 많은 인력과 비용을 부담하여야 하는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 종래 선행기술로서 대한민국 등록실용신안 제20-0329691호(2003.09.30. 등록)의 "마을 하수처리장의 자동화 제어반 시스템"(이하, '선행기술1'이라 함)이 있다.
상기 선행기술1은 마을 단위에 원수유입펌프와 원수유입관으로부터 유입되는 원수의 유량을 조정하는 조정조; 조정조에서 조정되어 원수이송펌프와 원수이송관을 통해 유입되는 원수와 약품탱크로부터 약품공급펌프 및 약품공급관을 통해 유입되는 약품을 교반하는 교반조; 교반조로부터 혼화수이송관을 통해 유입도는 혼화수를 침전처리하여 상등수를 배수하는 침전조를 포함하는 소규모 마을 하수처리장을 설치하고, 하수처리 시스템 조작 및 검지수단과 자동/수동 운전조작 제어용 PLC수단과, 메인처리수단과, 통신모뎀과, 다이얼모뎀과,프린트 수단과, 모니터 및 키 조작수단을 구비하여, 저비용으로 운전 관리가 가능하고 운전자가 원격제어할 수 있도록 한 기술을 개시하고 있다.
이러한 종래의 하수처리시설에서는 원수유입관과 조정조, 원수이송관과 교반조, 혼화수이송관과 침전조에 누출이 발생할 경우 하수처리공정이 원활하게 이루어지지 않게 될 뿐만 아니라 누출된 하수 또는 혼화수 등이 지하로 유입되어 토양과 지하수를 오염시키는 문제점이 있다.
또한 종래 선행기술로서 대한민국 등록특허 제10-1036278호(2011.05.16. 등록) "하수, 폐수 및 침출수처리장치의 누수 안전진단장치"(이하, '선행기술2'라 함)이 있다.
상기 선행기술2는 하수처리시설의 배관과 배관이 맞닿는 이음 부분에 밀봉부재, 고정부재, 완충부재를 장착하여 결합력과 함께 밀봉력을 높임과 아울러 배관을 케이스로 감싸고 감지부를 설치하여 누수를 감지하여 누수발생 위치를 쉽게 색출하여 보수할 수 있도록 하는 장치를 개시하고 있다.
그러나 상기 선행기술2는 배관과 배관 사이 또는 배관에서의 누수를 감지하여 대처할 수 있으나, 하수처리시설을 구성하는 각 조에서의 누수에 대해서는 감지가 이루어지지 않아 하수처리시설 전체에 대한 누수감지에 대하여 대처할 수 없는 문제점이 있다.
또한 상기 선행기술2는 누수가 발생하는 경우 보수가 완료되는 시점까지 하수처리공정을 진행할 수 없으며, 누수된 하수가 지하로 유입되어 토양과 지하수를 오염시키게 되는 문제점이 있다.
따라서 하수 또는 혼화수의 누수가 발생하는 경우에도 누수발생경보를 발령하고, 하수처리공정의 중단 또는 보수를 시작하기 전까지는 누수된 하수가 지하로 유입되는 것을 최소화하면서 하수처리공정을 진행하여 하수처리공정이 원활하게 이루어질 수 있으며, 하수의 누수에 따른 토양과 지하수의 오염을 최소화할 수 있도록 하는 기술의 개발이 요구되고 있다.
따라서 본 발명의 목적은 하수처리시설의 각 조에서 하수의 누출이 발생하는 경우 누출발생상황을 관리자에게 알리고, 누출이 발생한 상태에서도 정상적인 하수처리공정이 가능하며, 누출된 하수가 지하로 유입되는 것을 최소화하여 토양과 지하수의 오염을 최소화할 수 있고, 누출이 발생하더라도 즉각적으로 운전을 정지하지 않고 정상적인 운전이 가능하며, 연계된 대규모 하수처리장을 포함하는 하수처리시설 전반의 상황을 파악한 후 운전정지 및 보수시점을 결정할 수 있게 하여 효율적인 운용이 가능하도록 한 단계별 하수처리 진단방법을 구현하기 위한 시스템을 제공하려는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은 조정조의 상류측에 하수를 유입시키는 하수유입관이 연결되고, 상기 하수유입관에 하수유입펌프가 설치되고, 상기 조정조와 교반조는 하수이송관으로 연결되며, 하수이송관에는 하수이송개폐밸브가 설치되며, 상기 교반조와 침전조가 혼화수이송관으로 연결되고, 상기 혼화수이송관에 혼화수이송개폐밸브가 설치되고, 약품탱크에는 약품투입관이 연결되고, 상기 약품투입관에는 약품투입개폐밸브가 설치되는 단계별 하수처리 진단방법을 구현하기 위한 시스템에 있어서, 하수 처리 시스템의 각종 장비와 탱크의 상태를 조작 및 검지하기 위한 하수처리 시스템 조작 및 검지수단과; 상기 조작 및 검지수단을 자동 제어하여 운전정보를 검출하고, 자동/수동 운전조작 제어를 하는 PLC수단과; 상기 PLC수단을 통해서 상기 조작 및 검지수단의 검지정보를 분석하여 이를 사용자 인터페이스를 통해 모니터링 할 수 있도록 관리자에게 제공함과 아울러 자동운전 및 수동운전 조작제어를 하는 메인처리수단과; 상기 메인처리수단의 제어를 통해서 인터넷과 연결하여 상위 관리 시스템 인 대규모 하수처리장 관리 시스템으로 전송하는 통신모뎀과; 상기 메인처리수단의 제어에 의해 관리자 개인 휴대단말기로 관리 정보를 제공하는 다이얼모뎀과; 운전 정보를 프린트하기 위한 프린트 수단과; 모니터 및 키 조작수단을 구비하며, 상기 메인 처리수단은, 상기 PLC수단과 정보를 입/출력하기 위한 PLC인터페이스부와; 상기 PLC인터페이스부를 통해 입력된 운전 검지정보를 분석하여 기준치 이상시 경보를 하고 운전 기록을 전송 및 저장 관리하기 위한 검지정보 분석모듈과; 관리자가 수동운전/자동운전을 설정함에 따라 상기 운전 제어명령을 발생시켜 상기 PLC인터페이스부를 통해서 전송하는 하수처리제어모듈과; 하수처리 운전정보를 분석하기 위한 각종 기준정보와 자동/수동 운전 제어를 위한 정보들을 저장하여 관리함과 아울러 운전기록 정보를 저장관리하는하수처리 정보 데이터베이스와; 모니터를 통해 사용자가 운전 기록을 확인하거나 자동/수동 운전제어를 하고 각 설정치등을 조작할 수 있도록 인터페이스 시키는 사용자 인터페이스 모듈과; 상기 검지정보 분석모듈에서 운전정보를 분석한 정보를 가공하여 상기 통신 모뎀을 통해서 상위 시스템으로 전송하는 정보 전송모듈과; 상기 검지정보 분석모듈에서 분석된 정보에 의해 관리자에게 통보할 정보가 발생되거나 긴급상황 발생시 상기 다이얼모뎀을 통해서 관리자에게 정보를 통보하는 관리자 통보모듈을 포함하며, 상기 조정조의 하수와 교반조의 혼화수 및 침전조의 처리수가 누출되는 경우, 누출된 하수와 혼화수 및 처리수를 저류하는 누출수저류장치와; 상기 누출수저류장치에 저류된 하수와 혼화수 및 처리수를 각각 조정조, 교반조 및 침전조로 환수시키는 누출수환수장치를 더 포함하고, 상기 누출수저류장치는 상기 조정조의 전후벽부와 바닥부를 감싸며 조정조에서 누출되는 누출하수를 저류하는 누출하수저류조와, 상기 교반조의 전후벽부와 바닥부를 감싸며 교반조에서 누출되는 누출혼화수를 저류하는 누출혼화수저류조 및, 상기 침전조의 전후벽부와 바닥부를 감싸며 침전조에서 누출되는 누출처리수를 저류하는 누출처리수저류조를 포함하여 구성되며, 상기 누출수환수장치는 상기 조정조의 수위검지센서와, 상기 교반조의 수위검지센서 및 침전조의 수위검지센서와, 상기 하수유입관에 설치되어 유입되는 하수유량을 검지하는 하수유입유량계와, 상기 하수이송관에 설치되어 이송되는 하수유량을 검지하는 하수이송유량계와, 상기 혼화수이송관에 설치되어 이송되는 혼화수의 유량을 검지하는 혼화수이송유량계와, 상기 침전조에 연결된 방류관에 설치되어 방류되는 처리수의 유량을 검지하는 처리수방류유량계와, 상기 누출하수저류조의 바닥에 연결되어 상기 조정조의 상단으로 연장되는 누출하수환수관과, 상기 누출혼화수저류조의 바닥에 연결되어 상기 교반조의 상단으로 연장되는 누출혼화수환수관과, 상기 누출처리수저류조의 바닥에 연결되어 상기 침전조의 상단으로 연장되는 누출처리수환수관과, 상기 누출하수환수관에 설치되는 누출하수환수펌프와, 상기 누출혼화수환수관에 설치되는 누출혼화수환수펌프와, 상기 누출처리수환수관에 설치되는 누출처리수환수펌프를 포함하며, 상기 메인처리수단이 상기 조정조의 수위검지센서의 수위검지값과 하수유입유량계의 유량검지값, 상기 교반조의 수위검지센서의 수위검지값과 하수이송유량계의 유량검지값과, 상기 침전조의 수위검지센서의 수위검지값과 혼화수이송유량계와 처리수방류수유량계의 유량검지값에 따라 상기 누출하수환수펌프와 누출혼화수환수펌프 및 누출처리수환수펌프를 제어하도록 구성됨을 특징으로 하는 단계별 하수처리 진단방법을 구현하기 위한 시스템을 제공한다.
본 발명의 단계별 하수처리 진단방법을 구현하기 위한 시스템에 의하면 소규모 마을 단위 하수처리장에 PLC와 인터페이스 되는 PC기반의 제어시스템을 구축함으로써 저비용으로 운전 관리 시스템을 구성할 수 있고, 운전자가 원격제어도 가능하고 수동/자동 운전도 가능하며 저비용 운영이 가능할 뿐만 아니라 조정조, 교반조 및 처리조에서 하수, 혼화수, 처리수의 누출이 발생한 경우에도 누출수가 저류조에 저류되어 지중으로 유입되지 않게 되므로 토양과 지하수의 오염을 방지할 수 있으며, 저류된 누출수는 곧바로 조정조, 교반조 및 침전조로 환수시킴으로써 즉각적으로 운전을 정지하지 않고 정상적인 하수처리 공정을 진행할 수 있게 되며, 관리자는 연계된 대규모 하수처리장을 포함하는 하수처리시설 전반의 상황을 파악한 후 운전정지 및 보수시점을 결정할 수 있어 효율적인 운용이 가능하게 된다.
도 1 내지 도 7은 본 발명에 의한 단계별 하수처리 진단방법을 구현하기 위한 시스템의 바람직한 실시예를 보인 것으로,
도 1은 본 발명이 적용되는 하수처리장의 계통도,
도 2는 제어 시스템 구성도,
도 3은 메인처리부의 구성도,
도 4는 약품 투입량 그래프로 표시한 운전상태 보고서를 예시한 도면,
도 5는 컨트롤 상태 보고서를 예시한 도면,
도 6은 시간경과에 따른 슬러지량, 처리량, 약품량, 전력량 등등을 표시한 보고서를 예시한 도면,
도 7은 본 발명에 의한 누출수저류장치와 누출수환수장치가 포함된 하수처리장의 계통도이다.
도 1은 본 발명이 적용되는 하수처리장의 계통도,
도 2는 제어 시스템 구성도,
도 3은 메인처리부의 구성도,
도 4는 약품 투입량 그래프로 표시한 운전상태 보고서를 예시한 도면,
도 5는 컨트롤 상태 보고서를 예시한 도면,
도 6은 시간경과에 따른 슬러지량, 처리량, 약품량, 전력량 등등을 표시한 보고서를 예시한 도면,
도 7은 본 발명에 의한 누출수저류장치와 누출수환수장치가 포함된 하수처리장의 계통도이다.
이하, 본 발명에 의한 단계별 하수처리 진단방법을 구현하기 위한 시스템을 첨부도면에 예시한 바람직한 실시예에 따라서 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 7은 본 발명에 의한 단계별 하수처리 진단방법을 구현하기 위한 시스템의 바람직한 실시예를 보인 것이다.
본 실시예에 따른 단계별 하수처리 진단방법을 구현하기 위한 시스템이 적용되는 하수처리시설은 도 1에 도시한 바와 같이, 조정조(10)와, 교반조(20), 침전조(30) 및 약품탱크(40)를 포함한다.
조정조(10)의 상류측에는 하수를 유입시키는 하수유입관(11)이 연결되고, 상기 하수유입관(11)에는 하수유입펌프(12)가 설치된다.
상기 조정조(10)와 교반조(20)는 하수이송관(21)으로 연결되며, 하수이송관(21)에는 하수이송개폐밸브(22)가 설치된다.
하수유입관(11)과 하수유입펌프(12)를 통해 하수가 유입되면, 조정조(10)에서 하수 중의 부유물을 걸러내고 약품 처리할 수 있도록 조정하게 되며, 교반조(20)로 이송되는 유량을 조정하게 된다.
상기 교반조(20)와 침전조(30)는 교반조(20)와 침전조(30)를 연결하는 위어(weir) 또는 배관으로 연결할 수 있다.
상기 교반조(20)와 침전조(30)를 배관으로 연결하는 경우에는 교반조(20)와 침전조(30)가 혼화수이송관(31)으로 연결되고, 상기 혼화수이송관(31)에 혼화수이송개폐밸브(32)가 설치된다.
상기 약품탱크(40)에는 약품투입관(41)이 연결되고, 상기 약품투입관(41)에는 약품투입개폐밸브(42)가 설치된다.
상기 조정조(10)와 교반조(20)와 침전조(30) 및 약품탱크(40)에는 각각 수위를 감지하기 위한 수위감지센서(13, 23, 33, 43)가 설치된다.
상기 하수이송개페밸브(22)와 혼화수이송개폐밸브(32) 및 약품투입개폐밸브(42)로서는 솔레노이드 밸브를 사용할 수 있다.
하수처리시설은 하수유입관(11)을 통하여 유입되는 하수는 조정조(10)에서 유량이 조정되며, 조정조(10)에서 하수이송관(21)을 통해 교반조(20)에 유입된 하수와 약품탱크(40)에서 약품투입관(41)을 통해 교반조(20)에 투입된 약품은 교반조(20)에서 교반되어 하수와 약품이 골고루 혼화된다. 약품은 약품투입밸브(43)를 통해서 약품투입시기와 투입량이 조절될 수 있다.
교반조(20)에서 하수와 약품이 혼화된 혼화수는 혼화수이송관(41)을 통해 침전조(30)로 유입되고, 침전조(30)에서 침전처리된 후, 상등수는 하천 등의 방류수계로 방류되고, 침전조(30)에 침전된 슬러지는 통상적인 슬러지처리수단에 의하여 처리되고 폐기 처리된다.
교반조(20)와 침전조(30) 외에 미생물에 의해 처리하는 처리수단(처리조) 등을 더 포함할 수도 있다.
본 발명에 의한 제어 시스템은 도 2에 도시한 바와 같이, 마을 하수 처리 시스템의 각 모터나 밸브 등의 조작수단들과 수위나 각종 레벨을 검지하는 검지수단들이 구비되는 하수처리 조작 및 검지부(100)와; 그 조작 및 검지부(100)의 검지수단들을 자동 제어하여 운전정보를 검출하고, 자동/수동 운전조작 제어를 하는 PLC(200)와, 상기 PLC(200)를 통한 조작 및 검지부(100)의 검지정보에 따라 하수 처리 시스템을 제어하는 제어반 시스템(300)을 포함한다.
상기 제어반 시스템(300)은 상기 PLC(200)를 통한 상기 조작 및 검지부(100)의 검지정보를 분석하여 이를 사용자 인터페이스를 통해 모니터링 할 수 있도록 관리자에게 제공함과 아울러 자동운전 및 수동운전 조작제어하는 메인처리부(310)와, 상기 메인처리부(310)의 제어를 통해서 인터넷과 연결하여 상위 관리 시스템 인 대규모 하수처리장 관리 시스템(410)으로 전송하는 통신모뎀(320)과; 상 기 메인처리부(310)의 제어에 의해 관리자 개인 휴대단말기(420)로 관리 정보를 제공하는 다이얼모뎀(330)과, 운전 정보를 프린트하기 위한 프린터(340) 및 사용자 인터페이스를 위한 모니터(350) 및 키 조작수단(360)을 구비하여 구성된다.
상기 메인 처리부(310)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 PLC(200)와 정보를 입/출력하기 위한 PLC인터페이스부(311)와, 상기 PLC인터페이스부(311)를 통해 입력된 운전 검지정보를 분석하여 기준치 이상시 경보를 하고, 운전 기록을 전송 및 저장 관리하기 위한 검지정보 분석모듈(312)과; 관리자가 수동운전/자동운전을 설정함에 따라 그 운전 제어명령을 발생시켜 상기 PLC인터페이스부(311)를 통해서 하수처리 시스템의 제어장치들을 제어하도록 명령을 전송하는 하수처리제어모듈(313)과; 하수처리 운전정보를 분석하기 위한 각종기준정보와 자동/수동 운전 제어를 위한 정보들을 저장하여 관리함과 아울러 운전기록 정보를 저장관리하는 하수처리 정보 데이터베이스(314)와; 모니터(350)를 통해 사용자가 운전 기록을 확인하거나 자동/수동 운전제어를 하고 각 설정치등을 키 조작부(360)를 통해 조작할 수 있도록 인터페이스 시키는 사용자 인터페이스 모듈(315)과; 상기 검지정보 분석모듈(312)에서 운전정보를 분석한 정보를 가공하여 상기 통신 모뎀(320)을 통해서 상위 시스템으로 전송하는 정보 전송모듈(316)과; 상기 검지정보 분석모듈(312)에서 분석된 정보에 의해 관리자에게 알림정보가 발생되거나 긴급상황 발생시 상기 다이얼모뎀(330)을 통해서 관리자에게 정보를 통보하는 관리자 통보모듈(317)을 포함하여 구성된다.
이와 같이 구성된 본 발명은, 조작 및 검지부(100)를 통해서 하수 처리 시스템을 운전제어하고, 운전상태를 검출하게 되며, 이러한 기능들은 PLC(200)를 통해서 이루어진다. 본 발명에서는 PC기반의 제어시스템에서 사용자 인터페이스와 함께 운전 제어를 하게 되는데, 이는 PLC인터페이스부(311)를 통해 PLC(200)와 인터페이스되고, 검지정보 분석모듈(312)에서 운전상태를 검지하고 검지된 정보를 분석한다.
검지정보 분석모듈(312)은 데이터베이스(314)에 저장된 각종 설정치와 검지값들을 비교하고, 운전 시퀀스와 비교하여 분석하게 되며, 검지된 정보는 사용자 인터페이스 모듈(315)을 통해서 모니터(350)에 운전 상태를 표시하여 관리자가 이를 보고 운전제어를 할 수 있도록 한다.
그리고 자동/수동 제어모드를 선택하어 제어를 하게 되면, 하수 처리 제어모듈(313)에서 제어명령을 발생하여 제어를 하게 된다.
이와 같은 본 발명은, 운전방법도 수동과 자동운전 방법으로 구분하여 구성한다. 수동운전시(M-Mode)에는 마을에서 발생되는 하수에 대한 처리과정 전반에 대하여 사람에 의하여 운전조작기능부여하고, 자동운전시(A-Mode)에는 하수 처리과정에 대한 PLC 프로그램에 의해 시퀀스를 부여하여 세팅(Setting)운전 또는 프로그램에 대한 운전 조작 기능을 부여한다.
자동운전과 수동운전은 키 조작부(360)를 통해 선택할 수 있도록 하고, 각 운전 모드의 설정치는 데이터베이스(314)에 저장하여두고 PLC(200)의 자동운전 프로그램에 의해 자동운전을 제어할 수 있도록 하며, 수동운전에서는 설정치를 사용자가 메인처리부(310)의 제어를 이용하여 수동운전제어하게 되는 것이다.
또한, 현장에서 운전하고자 할 때에는 자체 조작반에서 스위치를 로칼로 전환하고, 운전하고자 하는 설비를 수동으로 운전 할 수 있으며, 리모트(remote)로 전환시에는 본 발명의 메인처리 시스템(예; PC)에 세팅되어진 프로그램에 의해 운전을 실시한다.
검지정보분석 모듈(312)에서 각 운전 상태정보를 검지하여 이를 분석하게 되는데 각종 임계치와 설정시간등등을 이용하여 비교분석하게 되는 것이다. 그리고 운전 시퀀스에 따라 제때에 해당되는 검지값들이 검출되는지 등을 분석하게 되는 것이다. 운전과정에서 처리 또는 운전시 문제 발생시에는 경고장, 중고장을 구분하여 황색, 적색 등으로 하여 일반 PC 운영 중에도 상부에 표시되고 경보가 발할 수 있도록 한다.
또한, 경보 발생시 PC 근처에 사람이 없다면 관리자 통보모듈(317)을 통해서 다이얼모뎀(330)을 구동하여 프로그램에 의해 기 지정된 사람의 휴대폰 또는 전화나 별도의 지정하는 곳에 경보가 발생하였음을 알리도록 한다.
사용자 인터페이스(315)와 PLC인터페이스부(311) 및 통신모뎀(320)등의 시스템 구조는, 산업용 네트워크 프로토콜의 표준으로 자리 잡은 TCP/IP를 기반으로 서버/클라이언트 구조로 지원한다. 시스템 구축 솔루션으로는 시리얼, 이더넷, 등의 네트워크를 모두 지원하며, 모뎀, 터미날 서버, 멀티 포트, 재전송기등의 다양한 방식 중에서 사용자 환경에 적합한 최적의 방안으로 시스템을 구축할 수 있고, PLC, SLC, RTU등 통신 기능을 내장하고 모든 제어 및 감시하고자 하는 기기들과 접속될 수 있도록 한다.
엔지니어링 환경으로는 포인트 및 공정도를 생성하기 위한 엔지니어링 도구들이 별도로 제공되어 통합환경 내에서 쉽고 빠르게 시스템을 구축할 수 있도록 한다,
경보 및 이벤트 히스토리는, 색상, 경보음, 음성(TTS) 등을 통한 경보기능이 지원되며, 모든 경보는 별도의 경보관리화면을 통해 발생 순서, 우선 순위별로 관리되어야 하고, 컨트롤러, 오퍼레이터 등에 의해 일어나는 중요 사항들은 이벤트로 기록 되도록 한다.
데이터베이스(314)에 기록되거나, 프린터에 출력되는 정보는, 마이크로소프트의 엑셀(Excel)프로그램과 DDE(DYNAMIC DATA EXCHANGE)를 통해 데이터를 교환할 수 있어야 하고 각종 보고서 작성, 출력 기능이 있도록 FER(FREE FORMAT REPORT)를 제공한다.
도 4 내지 도 6은 본 발명에 의해 제공되는 운전상태 보고서의 일예를 보인 예시도이다.
즉, 도 4 같이 약품 투입량은 약품 종류별로 시간에 따라 투입 중량을 그래프로 표시한다. 도 5와 같이 컨트롤 상태는 이를 도표와 그래픽으로서 비율을 칼라색상으로 현상태 표시를 하도록 한다. 그리고 도 6과 같이 보고서는 시간경과에 따른 슬러지량, 처리량, 약품량, 전력량 등등을 표시하여 쉽게 알 수 잇도록 한다. 이는 사용자 인터페이스부(315)를 통해서 모니터에 표시하면서, 이러한 정보를 데이터베이스에 기록하여 저장관리한다.
통신모뎀(320)의 네트워크 API(Application Programming Interface)는, 다른 네트워크상에서 연결된 플랫폼에서 실행되는 응용 프로그램은 네트워크 API를 통해 손쉽게 실시간 데이터베이스에 액세스 할 수 있어야 한다, API는 고급 프로그램언어인 C언어를 바탕으로 사용하도록 한다.
사용자 인터페이스 모듈(315)을 통해서 그래픽이 표시되고 있는 동안에는 테그 데이터만 전송되고 표시되고 있지 않거나 사용하지 않는 데이터는 생신되지 않도록 구성한다. 주요 통신망에 대해서도 구성도를 그래픽으로 표시하여 상태를 한눈에 알 수 있도록 한다. 시스템의 주요설비에 대해서는 조작상태를 그래픽으로 구성하여 단계별 고장 소개 및 인원파악이 되도록 한다.
또한 본 발명은 상기 조정조(10)의 하수와 교반조(20)의 혼화수 및 침전조(30)의 처리수가 누출되는 경우, 누출된 하수와 혼화수 및 처리수를 저류하는 누출수저류장치와; 상기 누출수저류장치에 저류된 하수와 혼화수 및 처리수를 각각 조정조(10), 교반조(20) 및 침전조(30)로 환수시키는 누출수환수장치를 더 포함한다(도 7 참조).
상기 누출수저류장치는 상기 조정조(10)의 전후벽부와 바닥부를 감싸며 조정조(10)에서 누출되는 누출하수를 저류하는 누출하수저류조(510)와, 상기 교반조(20)의 전후벽부와 바닥부를 감싸며 교반조(20)에서 누출되는 누출혼화수를 저류하는 누출혼화수저류조(520) 및, 상기 침전조(30)의 전후벽부와 바닥부를 감싸며 침전조(30)에서 누출되는 누출처리수를 저류하는 누출처리수저류조(530)를 포함하여 구성된다.
상기 누출하수저류조(510)와 누출혼화수저류조(520) 및 누출처리수저류조(530)는 조정조(10)와 교반조(20) 및 침전조(30)와 함께 콘크리트 구조물로 구성할 수 있다.
상기 누출수환수장치는 상기 조정조(10)의 수위검지센서(13)에 의한 조정조수위검지값을 활용한다.
상기 누출수환수장치는 상기 조정조(10)의 수위검지센서(13)와, 상기 교반조(20)의 수위검지센서(23) 및 침전조(30)의 수위검지센서(33)와, 상기 하수유입관(11)에 설치되어 유입되는 하수유량을 검지하는 하수유입유량계(610)와, 상기 하수이송관(21)에 설치되어 이송되는 하수유량을 검지하는 하수이송유량계(620)와, 상기 혼화수이송관(31)에 설치되어 이송되는 혼화수의 유량을 검지하는 혼화수이송유량계(630)와, 상기 침전조(30)에 연결된 방류관(34)에 설치되어 방류되는 처리수의 유량을 검지하는 처리수방류유량계(640)와, 상기 누출하수저류조(510)의 바닥에 연결되어 상기 조정조(10)의 상단으로 연장되는 누출하수환수관(650)과, 상기 누출혼화수저류조(520)의 바닥에 연결되어 상기 교반조(20)의 상단으로 연장되는 누출혼화수환수관(660)과, 상기 누출처리수저류조(530)의 바닥에 연결되어 상기 침전조(30)의 상단으로 연장되는 누출처리수환수관(670)과, 상기 누출하수환수관(650)에 설치되는 누출하수환수펌프(680)와, 상기 누출혼화수환수관(660)에 설치되는 누출혼화수환수펌프(690)와, 상기 누출처리수환수관(670)에 설치되는 누출처리수환수펌프(700)를 포함하며, 상기 메인처리부(310)가 상기 조정조(10)의 수위검지센서(13)의 수위검지값과 하수유입유량계(610)의 유량검지값, 상기 교반조(20)의 수위검지센서(23)의 수위검지값과 하수이송유량계(620)의 유량검지값과, 상기 침전조(30)의 수위검지센서(33)의 수위검지값과 혼화수이송유량계(630)와 처리수방류수유량계(640)의 유량검지값에 따라 상기 누출하수환수펌프(680)와 누출혼화수환수펌프(690) 및 누출처리수환수펌프(700)를 제어하도록 구성된다.
본 발명에 의한 하수처리시설이 가동되면, 상기 수위검지센서(13, 23, 33)가 각각 조정조(10), 교반조(20) 및 침전조(30)의 수위를 검지하며, 하수유입관(11)에 설치된 하수유입유량계(610)와 하수이송유량계(620) 및 혼화수이송유량계(630)가 유입 및 이송되는 유량을 검지하게 된다.
상기 수위검지값과 유량검지값은 PLC(200)를 통해 메인처리부(310)의 검지정보 분석모듈(312)에 전달되어 저장된 각종 수위검지값 및 유량검지값들을 비교하고, 상기 수위검지값과 유량검지값은 사용자 인터페이스 모듈(315)을 통해 모니터(350)에 표시되어 관리자가 이를 보고 조정조(10), 교반조(20) 및 침전조(30)의 누출 여부를 확인하고, 대처할 수 있도록 한다.
예컨대, 어느 한 시점(t1)과 정해진 시간(예컨대, 1시간) 후의 시점(t2)에서의 조정조(10)의 수위검지값을 L11, L12, 교반조(20)의 수위검지값을 L21, L22, 침전조(30)이 수위검지값을 L31, L32, 그리고 조정조(10)의 하수유입유량검지값을 F11, F12, 교반조(20)의 하수이송유량검지값을 F21, F22, 침전조(30)의 혼화수이송유량검지값을 F31, F32, 방류관(34)에서 방류되는 처리수방류유량검지값을 F41, F42라고 할 때, 두 시점(t1, t2)에서의 각 조의 수위변화로 누출여부를 판단할 수 있다.
즉, F11 = F12 = F21 = F22일 경우, L11 ≤ L12이면, 메인처리부(310)의 검지정보 분석모듈(312)는 조정조(10)에서의 하수누출이 발생하지 않은 것으로 판단하고, L11 > L12이면, 메인처리부(310)의 검지정보 분석모듈(312)는 조정조(10)에서의 하수누출이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
또한 F21 = F22 = F31 = F32일 경우, L21 ≤ L22이면, 메인처리부(310)의 검지정보 분석모듈(312)는 교반조(20)에서의 혼화수누출이 발생하지 않은 것으로 판단하고, L21 > L22이면, 메인처리부(310)의 검지정보 분석모듈(312)는 교반조(20)에서의 혼화수누출이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
또한 F31 = F32 = F41 = F42일 경우, L31 ≤ L32이면, 메인처리부(310)이 검지정보 분석모듈(312)는 침전조(30)에서의 처리수 누출이 발생하지 않은 것으로 판단하고, L31 > L32이면, 메인처리부(310)의 검지정보 분석모듈(312)는 침전조(30)에서의 처리수누출이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
또한 상기 누출하수저류조(510), 누출혼화수저류조(520) 및 누출처리수저류조(530)에는 각각 누출하수, 누출혼화수, 노출처리수의 누출유량을 직접적으로 확인하기 위하여 수위검지계(511, 521, 531)를 설치할 수도 있다.
조정조(10)에서 누출된 누출하수와 교반조(20)에서 누출된 누출혼화수 및 침전조(30)에서 누출된 누출처리수는 곧바로 지중으로 유입되지 않고, 각각 누출하수저류조(510)와 누출혼화수저류조(520) 및 누출처리수저류조(530)에 각각 저류되므로 누출된 하수, 혼화수 및 처리수에 의한 토양 및 지하수 오염을 방지할 수 있게 된다.
즉, 하수 처리 제어모듈(313)는 어느 한 시점(t1)과 정해진 시간(예컨대, 1시간) 후의 시점(t2)에서의 조정조(10)의 수위검지값(L11, L12), 교반조(20)의 수위검지값(L21, L22), 침전조(30)이 수위검지값(L31, L32), 그리고 조정조(10)의 하수유입유량검지값(F11, F12), 교반조(20)의 하수이송유량검지값(F21, F22), 침전조(30)의 혼화수이송유량검지값(F31, F32), 방류관(34)에서 방류되는 처리수방류유량검지값(F41, F42)에 따라 누출하수환수펌프(680), 누출혼화수환수펌프(690) 및 누출처리수환수펌프(700)에 대한 가동제어명령을 발생하고 이에 따라 누출하수환수펌프(680), 누출혼화수환수펌프(690) 및 누출처리수환수펌프(700)가 가동되어 각각 누출하수저류조(510)와 누출혼화수저류조(520) 및 누출처리수저류조(530)에 저류된 누출하수, 누출혼화수 및 누출처리수는 누출하수환수관(650), 누출혼화수환수관(660) 및 누출처리수환수관(670)을 통하여 각각 조정조(10), 교반조(20) 및 침전조(30)에 환수된다.
여기서 누출하수저류조(510)과 누출혼화수저류조(520) 및 누출처리주저류조(530)에 저류된 누출하수와 누출혼화수 및 누출처리수가 장시간 체류하는 경우에는 누출하수, 누출혼화수 및 누출처리수가 누출하수저류조(510), 누출혼화수저류조(520), 누출처리주저류조(530) 내에서 부패하여 처리수질의 악화를 초래하며, 악취를 발생시키게 되는 문제점이 있게 되는바, 본 발명에서는 누출하수저류조(510)과 누출혼화수저류조(520) 및 누출처리주저류조(530)에 저류된 누출하수와 누출혼화수 및 누출처리수를 각각 조정조(10), 교반조(20) 및 침전조(30)로 환수시킴으로써 수질악화와 악취발생을 방지할 수 있게 되는 것이다.
아울러 검지정보 분석모듈(312)은 사용자 인터페이스 모듈(315)을 통해서 모니터(350)에 각각 하수누출, 혼화수누출 및 처리수누출이 발생하였음을 표시하여 관리자가 이를 보고 대처할 수 있도록 한다.
또한 누출하수와 누출혼화수 및 누출처리수는 누출하수저류조(510) 누출혼화수저류조(520) 및 누출처리수저류조(530)에 저류되었다가 곧바로 조정조(10), 교반조(20) 및 침전조(30)로 환수되기 때문에 누출이 발생한 조정조(10), 교반조(20) 및 처리조(30)를 즉각적으로 보수하지 않더라도 각 조정조(10), 교반조(20) 및 처리조(30)의 수위가 정상수위보다 낮아지는 일은 없기 때문에 즉각적으로 운전을 정지시킬 필요가 없으며, 관리자가 연계되어 있는 대규모 하수처리장(미도시)을 포함하여 하수처리시설 전반의 상황을 파악한 후 운전정지 시점을 결정할 수 있다.
이상에서 설명한 실시예들은 그 일 예로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 조정조 20 : 교반조
30 : 침전조 40 : 약품탱크
13, 23, 33 : 수위검지센서 100 : 하수처리 조작 및 검지부
200 : PLC 300 : 제어반 시스템
311 : PLC인터페이스부 312 : 검지정보 분석모듈
313 : 하수처리제어모듈 314 : 데이터베이스
315 : 사용자인터페스모듈 316 : 정보전송모듈
317 : 관리자 통보모듈 320 : 통신모뎀
330 : 다이얼모뎀 340 : 프린터
350 : 모니터 360 : 키 조작부
410 : 대규모하수처리장 관리시스템 420 : 관리자 휴대단말기
510 : 누출하수저류조 520 : 누출혼화수저류조
530 : 누출처리수저류조 610 : 하수유입유량계
620 : 하수이송유량계 630 : 혼화수이송유량계
640 : 처리수방류유량계 650 : 누출하수환수관
660 : 누출혼화수환수관 670 : 누출처리수환수관
680 : 누출하수환수펌프 690 : 누출혼화수환수펌프
700 : 누출처리수환수펌프
30 : 침전조 40 : 약품탱크
13, 23, 33 : 수위검지센서 100 : 하수처리 조작 및 검지부
200 : PLC 300 : 제어반 시스템
311 : PLC인터페이스부 312 : 검지정보 분석모듈
313 : 하수처리제어모듈 314 : 데이터베이스
315 : 사용자인터페스모듈 316 : 정보전송모듈
317 : 관리자 통보모듈 320 : 통신모뎀
330 : 다이얼모뎀 340 : 프린터
350 : 모니터 360 : 키 조작부
410 : 대규모하수처리장 관리시스템 420 : 관리자 휴대단말기
510 : 누출하수저류조 520 : 누출혼화수저류조
530 : 누출처리수저류조 610 : 하수유입유량계
620 : 하수이송유량계 630 : 혼화수이송유량계
640 : 처리수방류유량계 650 : 누출하수환수관
660 : 누출혼화수환수관 670 : 누출처리수환수관
680 : 누출하수환수펌프 690 : 누출혼화수환수펌프
700 : 누출처리수환수펌프
Claims (1)
- 조정조의 상류측에 하수를 유입시키는 하수유입관이 연결되고, 상기 하수유입관에 하수유입펌프가 설치되고, 상기 조정조와 교반조는 하수이송관으로 연결되며, 하수이송관에는 하수이송개폐밸브가 설치되며, 상기 교반조와 침전조가 혼화수이송관으로 연결되고, 상기 혼화수이송관에 혼화수이송개폐밸브가 설치되고, 약품탱크에는 약품투입관이 연결되고, 상기 약품투입관에는 약품투입개폐밸브가 설치되는 단계별 하수처리 진단방법을 구현하기 위한 시스템에 있어서,
하수 처리 시스템의 각종 장비와 탱크의 상태를 조작 및 검지하기 위한 하수처리 시스템 조작 및 검지수단과; 상기 조작 및 검지수단을 자동 제어하여 운전정보를 검출하고, 자동/수동 운전조작 제어를 하는 PLC수단과; 상기 PLC수단을 통해서 상기 조작 및 검지수단의 검지정보를 분석하여 이를 사용자 인터페이스를 통해 모니터링 할 수 있도록 관리자에게 제공함과 아울러 자동운전 및 수동운전 조작제어를 하는 메인처리수단과; 상기 메인처리수단의 제어를 통해서 인터넷과 연결하여 상위 관리 시스템 인 대규모 하수처리장 관리 시스템으로 전송하는 통신모뎀과; 상기 메인처리수단의 제어에 의해 관리자 개인 휴대단말기로 관리 정보를 제공하는 다이얼모뎀과; 운전 정보를 프린트하기 위한 프린트 수단과; 모니터 및 키 조작수단을 구비하며,
상기 메인 처리수단은, 상기 PLC수단과 정보를 입/출력하기 위한 PLC인터페이스부와; 상기 PLC인터페이스부를 통해 입력된 운전 검지정보를 분석하여 기준치 이상시 경보를 하고 운전 기록을 전송 및 저장 관리하기 위한 검지정보 분석모듈과; 관리자가 수동운전/자동운전을 설정함에 따라 운전 제어명령을 발생시켜 상기 PLC인터페이스부를 통해서 전송하는 하수처리제어모듈과; 하수처리 운전정보를 분석하기 위한 각종 기준정보와 자동/수동 운전 제어를 위한 정보들을 저장하여 관리함과 아울러 운전기록 정보를 저장관리하는 하수처리 정보 데이터베이스와; 모니터를 통해 사용자가 운전 기록을 확인하거나 자동/수동 운전제어를 하고 각 설정치등을 조작할 수 있도록 인터페이스 시키는 사용자 인터페이스 모듈과; 상기 검지정보 분석모듈에서 운전정보를 분석한 정보를 가공하여 상기 통신 모뎀을 통해서 상위 시스템으로 전송하는 정보 전송모듈과; 상기 검지정보 분석모듈에서 분석된 정보에 의해 관리자에게 통보할 정보가 발생되거나 긴급상황 발생시 상기 다이얼모뎀을 통해서 관리자에게 정보를 통보하는 관리자 통보모듈을 포함하며,
상기 조정조의 하수와 교반조의 혼화수 및 침전조의 처리수가 누출되는 경우, 누출된 하수와 혼화수 및 처리수를 저류하는 누출수저류장치와; 상기 누출수저류장치에 저류된 하수와 혼화수 및 처리수를 각각 조정조, 교반조 및 침전조로 환수시키는 누출수환수장치를 더 포함하고,
상기 누출수저류장치는 상기 조정조의 전후벽부와 바닥부를 감싸며 조정조에서 누출되는 누출하수를 저류하는 누출하수저류조와, 상기 교반조의 전후벽부와 바닥부를 감싸며 교반조에서 누출되는 누출혼화수를 저류하는 누출혼화수저류조 및, 상기 침전조의 전후벽부와 바닥부를 감싸며 침전조에서 누출되는 누출처리수를 저류하는 누출처리수저류조를 포함하여 구성되며,
상기 누출수환수장치는 상기 조정조의 수위검지센서와, 상기 교반조의 수위검지센서 및 침전조의 수위검지센서와, 상기 하수유입관에 설치되어 유입되는 하수유량을 검지하는 하수유입유량계와, 상기 하수이송관에 설치되어 이송되는 하수유량을 검지하는 하수이송유량계와, 상기 혼화수이송관에 설치되어 이송되는 혼화수의 유량을 검지하는 혼화수이송유량계와, 상기 침전조에 연결된 방류관에 설치되어 방류되는 처리수의 유량을 검지하는 처리수방류유량계와, 상기 누출하수저류조의 바닥에 연결되어 상기 조정조의 상단으로 연장되는 누출하수환수관과, 상기 누출혼화수저류조의 바닥에 연결되어 상기 교반조의 상단으로 연장되는 누출혼화수환수관과, 상기 누출처리수저류조의 바닥에 연결되어 상기 침전조의 상단으로 연장되는 누출처리수환수관과, 상기 누출하수환수관에 설치되는 누출하수환수펌프와, 상기 누출혼화수환수관에 설치되는 누출혼화수환수펌프와, 상기 누출처리수환수관에 설치되는 누출처리수환수펌프를 포함하며, 상기 메인처리수단이 상기 조정조의 수위검지센서의 수위검지값과 하수유입유량계의 유량검지값, 상기 교반조의 수위검지센서의 수위검지값과 하수이송유량계의 유량검지값과, 상기 침전조의 수위검지센서의 수위검지값과 혼화수이송유량계와 처리수방류수유량계의 유량검지값에 따라 상기 누출하수환수펌프와 누출혼화수환수펌프 및 누출처리수환수펌프를 제어하도록 구성됨을 특징으로 하는 단계별 하수처리 진단방법을 구현하기 위한 시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160086748A KR101700890B1 (ko) | 2016-07-08 | 2016-07-08 | 단계별 하수처리 진단방법을 구현하기 위한 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1020160086748A KR101700890B1 (ko) | 2016-07-08 | 2016-07-08 | 단계별 하수처리 진단방법을 구현하기 위한 시스템 |
Publications (1)
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| KR101700890B1 true KR101700890B1 (ko) | 2017-02-13 |
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ID=58156296
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| KR1020160086748A KR101700890B1 (ko) | 2016-07-08 | 2016-07-08 | 단계별 하수처리 진단방법을 구현하기 위한 시스템 |
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| Country | Link |
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| KR (1) | KR101700890B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108694804A (zh) * | 2018-08-06 | 2018-10-23 | 奎克化学（中国）有限公司 | 一种集中报警监控系统 |
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2016
- 2016-07-08 KR KR1020160086748A patent/KR101700890B1/ko active IP Right Grant
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