KR101808638B1 - 정수장 여과지의 역세척 시기 결정 장치 및 그에 의한 역세척 시기의 결정 방법 - Google Patents

정수장 여과지의 역세척 시기 결정 장치 및 그에 의한 역세척 시기의 결정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 정수장 여과지의 역세척 시기 결정 장치 및 그에 의한 역세척 시기의 결정 방법에 관한 것이고, 구체적으로 수두 압력에 기초하여 배출 관로의 압력을 측정하여 역세척 시기를 결정하는 정수장 여과지의 역세척 시기 결정 장치 및 그에 의한 역세척 시기의 결정 방법에 관한 것이다. 정수장 여과지의 역세척 시기 결정 장치 및 그에 의한 역세척 시기의 결정 방법은 여과지의 수위 또는 압력을 측정하는 여과지 압력 측정 유닛(12); 여과지에 연결되어 여과된 물을 배출시키는 배출 관로의 유량을 측정하는 유량 측정 유닛(13); 및 압력 측정 유닛(12) 및 유량 측정 유닛(13)으로부터 전송된 정보에 기초하여 역세척 시기의 도달 여부를 결정하는 여과 레벨 결정 유닛(14)을 포함한다.

Description

정수장 여과지의 역세척 시기 결정 장치 및 그에 의한 역세척 시기의 결정 방법{An Apparatus for Determining a Backwashing Time of a Filter Basin of a Sedimentation Plant and a Method for Determining the Same}
본 발명은 정수장 여과지의 역세척 시기 결정 장치 및 그에 의한 역세척 시기의 결정 방법에 관한 것이고, 구체적으로 수두 압력에 기초하여 배출 관로의 압력을 측정하여 역세척 시기를 결정하는 정수장 여과지의 역세척 시기 결정 장치 및 그에 의한 역세척 시기의 결정 방법에 관한 것이다.
상수도 물의 공급을 위한 정수장은 상수원수의 취수를 위한 취수장, 물과 정수 약품을 혼합시키는 혼화지, 응집 과정을 통하여 이물질을 침전시켜 제거하는 침전지, 침전수를 모래층의 여과막 사이를 통과시키면서 불순물을 제거하는 여과지 및 불순물이 제거된 정수를 저장하는 정수지로 이루어질 수 있다. 이와 같은 정수 시설 중 여과지에서 불순물이 활성탄에 의하여 제거될 수 있고, 활성탄은 일정 기간 동안 사용되면 재사용을 위하여 활성탄 자체에 축적된 이물질이 제거되어야 한다. 활성탄의 불순물 제거를 위하여 정수 과정에서 물의 흐름과 반대되는 방향으로 물을 강제로 투입하여 역세척이 이루어져야 한다. 그리고 역세척은 모래층 또는 활성탄층의 여과 성능이 저하가 되는 경우 진행되어야 한다. 그러나 여과지를 형성하는 모래층 또는 활성탄층은 여과지의 아래쪽에 위치하므로 정확하게 역세척 시기를 결정하기 어렵다는 문제점을 가진다.
특허등록번호 제10-0735149호는 원수에 포함된 현탁물질을 체거름시키기 위한 여과재층을 형성하는 복수의 여과지와, 상기 여과지를 구획하는 분리벽을 사이에 마련되어 상기 여과지에서 공급되는 정수를 집수하거나 정수지로 이송시키도록 된 평탄형 수로를 포함하고, 상기 수로를 따라 역세척수 및 역세척공기가 공급되며, 상기 역세척수 및 역세척공기가 공급되는 수로의 상층에는 분리 구획된 압력순환통로를 형성하고, 상기 압력순환통로에서의 압력순환작용에 의해 여과지의 바닥으로부터 역으로 공급되는 역세척수 및 역세척공기가 유공블럭의 역세척수 통로와 역세척 공기 통로를 통하여 균일한 압력으로 공급되도록 하는 여과지의 역세척수 균등분배시스템에 대하여 개시한다.
특허공개번호 제10-2014-0112192호는 역세척 공기 공급관에 별도로 보조 공기 공급관을 연결하고, 상기 보조 공기 공급관을 통하여 여과지의 외벽 내측으로 측벽을 관통하여 여과지 내 외벽에 고정된 공기 분사관에 설치된 복수의 공기 분사구에 공기를 공급하여, 공기압에 의하여 오염된 역세척수를 퇴수구로 배출하는 역세척수의 배출 방법에 대하여 개시한다.
상기 선행기술은 정수장 여과지의 역세척과 관련된 기술에 대하여 개시하지만 역세척 시기를 결정하는 방법에 대하여 개시하지 않는다. 역세척 시기는 예를 들어 배출수의 탁도 분석 또는 입도 분석에 의하여 결정될 수 있지만 이러한 방법은 탁도 또는 입도가 여과 성능을 정확하게 나타내지 못하면서 오차 범위가 크다는 단점을 가진다. 그러므로 정확하게 역세척 시기를 결정할 수 있는 방법이 개발될 필요가 있지만 상기 선행기술은 이에 대하여 개시하지 않는다.
본 발명은 선행기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.
선행기술 1: 특허등록번호 제10-0735149호((주)디아이엔바이로, 2007년07월03일 공고) 여과지의 역세척수 균등분배시스템 선행기술 2: 특허공개번호 제10-2014-0112192호(주식회사 거성개발, 2014년09월23일 공개) 여과지의 역세척수 배출 방법 및 장치
본 발명의 목적은 배출 관로를 흐르는 배출수의 유속 또는 유량을 측정하여 여과지의 역세척 시기를 결정하는 정수장 여과지의 역세척 시기 결정 장치 및 그에 의한 역세척 시기의 결정 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 정수장 여과지의 역세척 시기 결정 장치 및 그에 의한 역세척 시기의 결정 방법은 여과지의 수위 또는 압력을 측정하는 여과지 압력 측정 유닛; 여과지에 연결되어 여과된 물을 배출시키는 배출 관로의 유량을 측정하는 유량 측정 유닛; 및 압력 측정 유닛 및 유량 측정 유닛으로부터 전송된 정보에 기초하여 역세척 시기의 도달 여부를 결정하는 여과 레벨 결정 유닛을 포함한다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 유량 측정 유닛은 초음파 탐지 유닛이 된다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 여과지 압력 측정 유닛은 여과지의 수위를 측정하는 레이저 센서 또는 초음파 센서가 되고, 여과지의 수위를 일정하게 유지하기 위한 밸브 조절 유닛을 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 여과지의 수위가 측정되는 단계; 측정된 수위가 유지되도록 유입 밸브가 조절되는 단계; 여과지의 수두 압력이 결정되는 단계; 결정된 수두 압력에 따라 배출 관로의 유량이 측정되는 단계; 측정된 유량에 기초하여 역세척 시기의 도달 여부가 결정되는 단계; 및 역세척 신호가 전송되는 단계를 포함하고, 상기 수위의 측정에 의하여 여과 층에 가해지는 압력이 결정되고, 상기 배출 관로의 유량은 상기 측정된 수위에 기초하여 결정된다.
본 발명에 따른 결정 장치는 정수장의 여과지에 설치되어 여과지의 역세척 시기가 정확하게 결정될 수 있도록 한다. 본 발명에 따른 결정 방법은 정밀한 범위에서 초음파 탐지 유닛에 의하여 유속을 측정하는 것에 역세척 시기를 정확하게 결정할 수 있도록 한다. 또한 본 발명에 따른 결정 장치는 역세척 시기가 자동으로 결정되도록 하는 것에 의하여 정수장의 여과지의 역세척 공정의 자동화가 가능하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 역세척 시기 결정 장치의 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 역세척 시기 결정 장치의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 역세척 시기 결정 장치에 적용되는 유량 측정 기기의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 역세척 시기 결정 장치에 적용되는 여과지의 여과 소재의 높이 측정을 위한 기기의 실시 예를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 역세척 시기 결정 방법의 실시 예를 도시한 것이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 역세척 시기 결정 장치의 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 역세척 시기 결정 장치는 여과지의 수위 또는 압력을 측정하는 여과지 압력 측정 유닛(12); 여과지에 연결되어 여과된 물을 배출시키는 배출 관로의 유량을 측정하는 유량 측정 유닛(13); 및 압력 측정 유닛(12) 및 유량 측정 유닛(13)으로부터 전송된 정보에 기초하여 역세척 시기의 도달 여부를 결정하는 여과 레벨 결정 유닛(14)을 포함한다.
본 발명에 따른 결정 장치는 정수장에 설치되는 다양한 구조를 가지는 여과지에 적용될 수 있고, 모래 여과 층 또는 활성탄 여과 층을 가지거나 다양한 소재로 이루어진 여과 층을 가질 수 있다. 여과 층은 여과지의 아래쪽 부분에 형성될 수 있고, 여과를 위한 물은 여과 층의 위쪽을 통하여 유입될 수 있다. 그리고 여과 층에 의하여 여과되어 정수된 물은 여과 층의 아래쪽에 형성된 배출 관로를 통하여 정수장으로 이송될 수 있다. 역세척은 물과 공기에 의하여 이루어질 수 있고, 여과가 되는 방향과 반대 방향으로 물과 공기를 역류시키는 방식으로 이루어질 수 있다. 여과지는 다양한 구조로 만들어질 수 있고, 침전지로부터 여과지로 물을 유입시키는 유입 관로, 여과지로부터 정수지로 물을 배출시키는 배출 관로 또는 역세척을 위한 물과 공기의 유동 경로는 다양한 방법으로 형성될 수 있다.
여과지 압력 측정 유닛(12)은 여과지의 수위 또는 배출 관로의 압력을 측정할 수 있다. 예를 들어 여과지 압력 측정 유닛(12)은 여과지의 수두 압력을 측정하고 여과지에서 배출 관로가 형성된 위치에 기초하여 배출 관로에 작용하는 압력을 산출할 수 있다. 여과지 압력 측정 유닛(12)은 레이저 센서 또는 초음파 센서와 같은 것이 될 수 있고, 주기적으로 여과지의 수두 압력을 측정할 수 있다. 그리고 여과지 압력 측정 유닛(12)에 의하여 측정된 수위는 예를 들어 유량 조절 유닛으로 전송될 수 있다. 유량 조절 유닛은 PID(Propositional Integral Derivative) 제어 방식으로 유입 관로의 유입 밸브를 제어하여 여과지의 수위가 일정 수준으로 유지되도록 할 수 있다.
유량 측정 유닛(13)은 배출 관로의 유량 또는 유속을 측정하는 기능을 가질 수 있고, 여과지 압력 측정 유닛(12)과 연동되어 작동될 수 있다. 예를 들어 여과지 압력 측정 유닛(12)에 의하여 압력이 측정되고, 유입 밸브를 PID 제어 방식으로 일정한 수준으로 유지하면서 유량 측정 유닛(13)에 의하여 배출되는 여과된 물의 유량 또는 유속이 측정될 수 있다. 유량 측정 유닛(13)은 예를 들어 클램프-온 초음파 센서와 같은 것이 될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 유량 측정 유닛(13)은 배출 도관의 둘레 면에 설치될 수 있고, 여과지 압력 측정 유닛(12)에 의하여 측정된 여과지의 수두 압력 또는 수위에 따른 유량을 측정할 수 있다. 여과 소재의 여과 성능의 높은 경우 또는 여과 소재에 이물질의 축적 수준이 낮은 경우 동일 수위에서 여과 소재에 이물질의 축적 수준이 높은 경우에 비하여 유량이 많을 수 있다. 그리고 동일 수위에서 유량 측정 유닛(13)에서 측정된 유량은 여과 소재의 이물질 축적 수준을 나타낼 수 있다.
여과지 압력 측정 유닛(12) 및 유량 측정 유닛(13)에 의하여 탐지된 수위 또는 유량은 신호 처리 유닛(11)으로 전송될 수 있다. 신호 처리 유닛(11)은 전송된 신호를 처리하여 여과 레벨 결정 유닛(14)으로 전송할 수 있다. 여과 레벨 결정 유닛(14)은 역세척 시기 결정 장치의 전체 작동을 제어하는 제어 유닛의 일부를 형성할 수 있다. 여과 레벨 결정 유닛(14)은 수위 또는 압력에 따른 유량의 기준 데이터를 가질 수 있고, 기준 데이터와 유량 측정 유닛(13)에 측정된 값을 비교하여 현재 여과 소재의 여과 성능을 결정할 수 있다. 그리고 결정된 값에 기초하여 세척 시기에 도달했는지 여부를 결정할 수 있다.
아래에서 이와 같이 여과 레벨 결정 유닛(14)에 의하여 세척 시기가 결정되는 과정에서 대하여 구체적으로 설명된다.
도 2는 본 발명에 따른 역세척 시기 결정 장치의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 레이저 센서 또는 초음파 센서와 같은 수위 탐지 유닛(22)에 의하여 수위가 탐지되어 압력 산출 유닛(25)으로 전송될 수 있다. 압력 산출 유닛(25)은 측정된 수위에서 여과지의 서로 다른 높이에서 압력을 산출할 수 있다. 여과지가 다수 개의 구간으로 분리되어 있고, 각각의 구간이 하나의 배출 도관에 연결되어 있는 경우 각각의 구간에 수위 탐지 유닛(22)이 배치될 수 있고, 각각의 수위 탐지 유닛(22)에서 탐지된 값이 압력 산출 유닛(25)으로 전송될 수 있다. 압력 산출 유닛(25)은 각각의 탐지 유닛(25)에서 전송된 값에 기초하여 여과지의 서로 다른 높이에서 압력을 산출할 수 있다. 압력 산출 유닛(25)에서 산출된 값은 제어 유닛(21)으로 전송될 수 있고, 제어 유닛(21)은 신호 처리 유닛 또는 여과 레벨 결정 유닛을 포함할 수 있다. 제어 유닛(21)은 압력 산출 유닛(25)으로부터 전송된 값에 기초하여 밸브 조절 유닛(23)의 작동을 조절할 수 있다. 구체적으로 배출 관로에서 유량 측정이 미리 결정된 수위에서 이루어지도록 여과지로 유입되는 유량이 조절될 수 있다. 밸브 조절 유닛(23)은 PID 제어 방식으로 제어될 수 있고, 구체적으로 밸브 조절 유닛(23)은 미리 결정된 수위에 대한 정보를 기초로 유입 밸브(24)의 개폐를 제어할 수 있다. 수위 탐지 유닛(22)에서 탐지된 정보가 계속적으로 밸브 조절 유닛(23)으로 전송될 수 있고, 밸브 조절 유닛(23)은 미리 결정된 수위가 되도록 유입 밸브(24)의 개폐를 조절할 수 있다. 그리고 밸브 조절 유닛(23)에 의하여 수위가 미리 결정된 상태에서 예를 들어 초음파 센서와 같은 유속 측정 유닛(26)에 의하여 배출 도관의 유속이 측정될 수 있다. 측정된 유속 또는 유량이 여과지 압력 산출 유닛(27)으로 전달될 수 있다. 여과지 압력 산출 유닛(27)은 여과지의 다양한 수위가 배출 도관에 미치는 압력에 대한 데이터를 가질 수 있고, 그에 따른 배출 도관의 유속에 대한 데이터를 가질 수 있다. 그리고 유속에 대한 정보에 기초하여 여과 층의 압력을 산출할 수 있다. 여과 층의 압력은 여과 층에 축적된 이물질의 양 또는 여과 층의 여과 능력을 나타낼 수 있다. 여과지 압력 산출 유닛(27)에 의하여 산출된 여과지의 압력 또는 유속 측정 유닛(26)에 의하여 탐지된 정보가 제어 유닛(21)으로 전송될 수 있다. 그리고 제어 유닛(21)은 전송된 정보에 기초하여 역세척 시기의 도달 여부를 판단하고 이에 대한 정보를 역세척 작동 유닛(28)으로 전송할 수 있다. 이와 같이 본 발명에 따른 역세척 시기 결정 장치는 일정 수위에서 배출 도관을 통하여 배출되는 유량의 차이를 탐지하는 것에 의하여 역세척 시기를 결정하는 것을 특징으로 한다. 그리고 이를 위하여 배출 도관의 유량 측정이 정확하게 이루어질 필요가 있다.
도 3은 본 발명에 따른 역세척 시기 결정 장치에 적용되는 유량 측정 기기의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 배출 도관(31)의 둘레 면에 초음파 유량 센서(32a, 32b)가 배치될 수 있고, 초음파 유량 센서(32a, 32b)는 하나의 배치 플레이트(323)에 배치될 수 있다. 배치 플레이트(323)에 서로 분리되어 배치 소켓(322a, 322b)이 배치될 수 있고, 배치 소켓(322a, 322b)의 적어도 하나는 배치 플레이트(323)에 이동 가능하도록 배치될 수 있다. 서로 분리되어 배치된 배치 소켓(322a, 322b)에 1 초음파 유량 센서(32a) 및 2 초음파 유량 센서(32b)가 배치될 수 있고, 예를 들어 2 초음파 유량 센서(32b)가 배치된 배치 소켓(322b)은 1 초음파 유량 센서(32a)가 배치된 배치 소켓(322a)에 대하여 이동 가능한 구조를 가질 수 있다.
여과 층을 통과한 물은 배출 도관(31)을 통하여 유입 방향(F)으로 유입될 수 있고, 1 초음파 유량 센서(32a)로부터 송신 초음파(TS)가 송신되어 배출 도관(31)의 벽면에서 반사되어 반사 초음파(RS)가 되어 2 초음파 유량 센서(32b)에 의하여 수신될 수 있다. 그리고 다시 2 초음파 유량 센서(32b)로부터 1 초음파 유량 센서(32a)로 초음파가 송신되어 수신될 수 있다. 그리고 펄스 전파 시간 방식, 위상 차 방식, 도플러 방식 또는 이동 시간 차 방식으로 유속 또는 유량이 측정될 수 있다. 초음파 유량 센서(32a, 32b)는 방향 조절이 가능한 구조로 만들어질 수 있고, 배출 도관(31)의 둘레 면의 다양한 위치에 배치될 수 있다. 또한 배출 도관(31)은 사각형 단면 또는 원형 단면과 같이 다양한 단면 구조를 가질 수 있다. 다양한 유량 탐지 유닛에 의하여 배출 도관의 유량 또는 유속이 측정될 수 있다.
역세척 과정이 진행되기 전 또는 역세척 과정 중 모래 여과 층 또는 활성탄 층과 같은 여과 층의 계면의 위치가 측정되는 것이 유리하다. 이와 같은 여과 소재 층의 계면 측정을 위하여 초음파 탐지 유닛이 적용될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 역세척 시기 결정 장치에 적용되는 여과지의 여과 소재의 높이 측정을 위한 기기의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 서로 다른 측정 부재(41a, 41b)의 서로 다른 높이에 배치되는 다수 개의 초음파 송신 소자(431 내지 43N)와 초음파 수신 소자(441 내지 44N)가 배치될 수 있고, 각각의 초음파 송신 소자(431 내지 43N) 및 초음파 수신 소자(441 내지 44N)는 서로 다른 높이에 배치될 수 있다. 초음파 송신 유닛(431 내지 43N) 및 초음파 수신 유닛(441 내지 43N)은 침전지의 서로 다른 높이에 배치될 수 있고, 이를 위하여 초음파 송신 유닛(431 내지 43N) 및 초음파 수신 유닛(441 내지 43N)은 각각 동일하거나 서로 다른 구조를 가지는 측정 부재(41a, 41b)의 서로 다른 높이에 배치될 수 있다.
각각의 측정 부재(41a, 41b)는 여과지의 바닥면으로부터 수면의 위쪽으로 노출될 수 있을 정도의 길이를 가진 선형 구조가 될 수 있고, 초음파의 송신 및 수신이 가능하도록 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 그리고 초음파 송신 소자(431 내지 43N) 및 초음파 수신 소자(441 내지 44N)가 측정 부재(41a, 41b)의 아래쪽으로부터 위쪽으로 미리 결정된 높이에 배치될 수 있다. 여과지 수위(WL)의 아래쪽에 여과 소재 계면(CL)이 형성될 수 있고, 여과지 수위(WL) 또는 여과 소재 계면(CL)은 변할 수 있다. 측정 부재(41a, 41b)의 아래쪽 끝은 여과지 바닥(FB)에 위치하도록 배치될 수 있고, 각각의 초음파 송신 소자(431 내지 43N) 및 초음파 수신 소자(441 내지 44N)는 각각의 측정 부재(41a, 41b)의 아래쪽 끝으로부터 위쪽으로 1 내지 N 높이(LV1 내지 LVN)에 배치될 수 있고, 여과 소재 계면(CL)은 1 내지 N 높이(LV1 내지 LVN) 사이에 위치할 수 있다. 각각의 초음파 송신 소자(431 내지 43N) 및 초음파 수신 소자(441 내지 44N)는 동일하거나 또는 유사한 높이에 배치될 수 있지만 이에 제한되지 않고 초음파의 송신 및 수신이 가능한 다양한 위치에 배치될 수 있다.
측정 부재(41a, 41b)는 속인 빈 튜브 형상이 될 수 있고, 각각의 초음파 송신 소자(431 내지 43N) 및 초음파 수신 소자(441 내지 44N)는 측정 부재(41a, 41b)의 내부에 배치된 신호 케이블 또는 전력 케이블과 같은 케이블(CA)에 의하여 초음파 신호 처리 유닛(45)과 전기적으로 연결될 수 있다. 초음파 신호 처리 유닛(45)은 각각의 초음파 송신 소자(431 내지 43N) 또는 초음파 수신 소자(441 내지 44N)에서 신호의 송신 또는 수신을 제어하고, 신호의 수신 감도를 확인할 수 있다. 그리고 초음파 신호 처리 유닛(45)에서 처리된 신호는 제어 유닛(21)으로 전송될 수 있고, 제어 유닛(21)은 초음파 수신 소자(441 내지 44N)에서 신호의 수신 여부에 따라 여과 소재 계면(CL)의 높이를 산출할 수 있다.
초음파 송신 소자(431 내지 43N) 또는 초음파 수신 소자(441 내지 44N)는 다양한 높이에 배치될 수 있고, 초음파 송신 소자(431 내지 43N)와 초음파 수신 소자(441 내지 44N)는 서로 다른 높이 및 서로 다른 개수로 측정 부재(41a, 41b)에 배치될 수 있다.
역세척 시기 결정 장치는 여과 소재 계면 높이 측정을 위한 모듈을 포함하거나 포함하지 않을 수 있다. 역세척 시기 결정 장치는 역세척 장치의 일부를 형성할 수 있고, 여과 소재 계면 높이 측정을 위한 모듈이 또한 역세척 장치의 일부를 형성할 수 있다. 그리고 역세척 시기 결정 장치 및 여과 소재 계면 높이 측정을 위한 모듈은 서로 전기적으로 연결되어 작동될 수 있고, 이에 의하여 역세척 장치의 자동화가 가능하게 된다.
도 5는 본 발명에 따른 역세척 시기 결정 방법의 실시 예를 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, 정수장 여과지의 역세척 시기의 결정 방법은 여과지의 수위가 측정되는 단계(P41); 측정된 수위가 유지되도록 유입 밸브가 조절되는 단계(P52); 여과지의 수두 압력이 결정되는 단계(P53); 결정된 수두 압력에 따라 배출 관로의 유량이 측정되는 단계(P54); 측정된 유량에 기초하여 역세척 시기의 도달 여부가 결정되는 단계(P56); 및 역세척 신호가 전송되는 단계(P58)를 포함하고, 상기 수위의 측정에 의하여 여과 층에 가해지는 압력이 결정되고, 상기 배출 관로의 유량은 상기 측정된 수위에 기초하여 결정된다.
정수장의 수위는 레이저 센서 또는 초음파 센서와 같은 수위 측정 유닛에 의하여 측정될 수 있고, 주기적으로 측정되어 제어 유닛으로 전송될 수 있다. 제어 유닛은 배출 관로의 유속 측정이 이루어지는 과정에서 유지되어야 하는 수위를 결정할 수 있고, 그에 기초하여 제어 유닛은 예를 들어 PID 방식으로 유입 밸브의 개폐를 조절할 수 있다(P52). 유입 밸브의 조절에 의하여 여과지의 수위가 일정하게 유지되는 상태에서 여과지의 수두 압력이 측정되어 결정될 수 있다(P53). 이와 같이 수두 압력이 결정되면, 배출 관로의 유속이 측정될 수 있다(P54). 배출 관로의 유속은 위에서 설명된 것처럼, 배출 관로의 유량 측정은 예를 들어 클램프-온(clamp-on) 초음파 센서와 같은 탐지 유닛에 의하여 측정될 수 있다. 배출 관로의 유량에 대한 정보는 제어 유닛으로 전송될 수 있고, 제어 유닛은 유속 및 압력 데이터베이스에 기초하여 측정된 수위에서 여과 소재의 여과 성능에 따른 배출 관로의 유량이 산출될 수 있다. 유속 및 압력 데이터베이스는 정해진 수위에서 여과 성능에 따른 배출 관로의 유량에 관련된 데이터를 포함할 수 있고, 제어 유닛은 측정된 수위와 배출 관로의 수량에 대한 정보를 유속 및 압력 데이터베이스의 데이터와 비교할 수 있다(P55). 그리고 현재 여과지의 여과 층이 역세척 시기에 도달했는지 여부가 판단될 수 있다(P56). 만약 역세척 시기가 도달되지 않았다면(NO), 다시 수두 압력이 결정될 수 있다(P53). 이에 비하여 역세척 시기에 도달하였다면(YES), 역세척 신호가 역세척 작동 장치로 전송될 수 있다(P58). 그리고 역세척 장치가 작동될 수 있다. 필요에 따라 도 4에서 설명된 여과 소재의 계면 측정 장치에 의하여 결정된 높이가 역세척 작동 개시 신호와 함께 제어 유닛을 경유하여 역세척 장치로 전송될 수 있다.
역세척 시기 결정은 다양한 탐지 유닛에 의한 정보에 기초하여 이루어질 수 있고, 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 결정 장치는 정수장의 여과지에 설치되어 여과지의 역세척 시기가 정확하게 결정될 수 있도록 한다. 본 발명에 따른 결정 방법은 정밀한 범위에서 초음파 탐지 유닛에 의하여 유속을 측정하는 것에 역세척 시기를 정확하게 결정할 수 있도록 한다. 또한 본 발명에 따른 결정 장치는 역세척 시기가 자동으로 결정되도록 하는 것에 의하여 정수장의 여과지의 역세척 공정의 자동화가 가능하도록 한다.
위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
11: 신호 처리 유닛 12: 여과지 압력 측정 유닛
13: 유량 측정 유닛 14: 여과 레벨 결정 유닛
21: 제어 유닛 22: 수위 탐지 유닛
23: 밸브 조절 유닛 24: 유입 밸브
25: 압력 산출 유닛 26: 유속 측정 유닛
27: 여과지 압력 산출 유닛 28: 역세척 작동 유닛
31: 배출 도관 32a: 1 초음파 유량 센서
32b: 2 초음파 유량 센서 41a, 41b: 측정 부재
43N, 431, 432, 433: 초음파 송신 소자, 초음파 송신 유닛
44N, 441, 442, 443: 초음파 수신 소자, 초음파 수신 유닛
45: 초음파 신호 처리 유닛 322a, 322b: 배치 소켓
323: 배치 플레이트 CA: 케이블
CL: 여과 소재 계면 F: 유입 방향
FB: 여과지 바닥 LV1 내지 LVN: 1 내지 N 높이
RS: 반사 초음파 TS: 송신 초음파
WL: 여과지 수위

Claims (4)

  1. 여과지의 수위 또는 압력을 측정하는 여과지 압력 측정 유닛(12);
    여과지에 연결되어 여과된 물을 배출시키는 배출 관로의 유량을 측정하는 유량 측정 유닛(13); 및
    압력 측정 유닛(12) 및 유량 측정 유닛(13)으로부터 전송된 정보에 기초하여 역세척 시기의 도달 여부를 결정하는 여과 레벨 결정 유닛(14)을 포함하고,
    상기 여과지 압력 측정 유닛(12)은, 상기 여과지의 수위를 측정하기 위하여 상기 여과지의 바닥면으로부터 수면의 위쪽으로 노출되는 선형 구조의 서로 다른 측정 부재(41a, 41b) 각각의 서로 다른 높이에 배치되는 다수 개의 초음파 송신 소자(431 내지 43N)와 초음파 수신 소자(441 내지 44N)가 배치되는 것을 특징으로 하는 정수장 여과지의 역세척 시기 결정 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 유량 측정 유닛(13)은 초음파 탐지 유닛이 되는 것을 특징으로 하는 정수장 여과지의 역세척 시기 결정 장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 여과지의 수위를 일정하게 유지하기 위한 밸브 조절 유닛(23)을 더 포함하는 정수장 여과지의 역세척 시기 결정 장치.
  4. 삭제
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