KR102053335B1 - 무동력·무인 채수장치 및 채수방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무동력·무인 채수장치 및 채수방법에 관한 것으로, 수처리장의 각 공정별 수처리조에 저장되어 있는 수질을 개선하기 위해 공기를 공급하는 폭기시설의 에어공급관으로부터 공기의 일부를 바이패스시키기 위해 연결단은 수처리조에 저장되는 수질의 수면보다 높은 위치에 형성되도록 에어공급관에 연결되어 있으며, 배출단은 수처리조에 저장되어 있는 수질의 수중에 침지되도록 설치되어 수면을 향해 상향으로 절곡 형성되는 에어바이패스관과; 하단은 상기 에어바이패스관의 배출단을 감싸도록 설치되고, 상부 배출단은 상기 에어바이패스관의 배출단으로 배출되는 공기와 함께 시료가 부상하도록 유도하여 채수용기에 저장될 수 있도록 연결 설치되는 에어리프트관과; 상기 에어리프트관으로 공기와 함께 부상하는 시료를 배출 및 차단할 수 있도록 상기 에어바이패스관에 장설되어 외부의 신호에 의해 자동으로 개폐작동을 하도록 구성되어 있는 전자밸브와; 상기 에어리프트관의 상부 배출단이 연결되며, 상기 채수용기의 주입구에 나사조립으로 착탈가능하게 조립되는 여과캡을 포함하고 있으며, 상기 여과캡에는 에어리프트관의 상부 배출단으로 배출되는 시료와 함께 배출되는 부유물질을 여과하는 여과지와, 상기 여과지를 지지하는 지지망체 및 상기 여과지와 지지망체를 인출하기 위한 여과지 인출구를 더 포함하도록 구성된 것을 특징으로 하는 발명이다.

Description

무동력·무인 채수장치 및 채수방법{Non-powered unmanned watering system and method}

본 발명은 무동력·무인 채수장치 및 채수방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수처리장에서 각 공정별 수질변화 및 수질분석을 확인하기 위하여 각 수처리조에 저장되어 있는 시료를 자동으로 안전하게 정량씩 채수할 수 있도록 구성된 무동력·무인 채수장치 및 채수방법에 관한 것이다.

일반적으로 하수처리장, 폐수처리장, 분뇨처리장, 정수처리장 등등의 수처리장에서는 각 공정별 수질변화를 확인하기 위해 각 수처리조에 저장되어 있는 시료를 주기적으로 채수하는 작업을 실시하고 있다.

종래 수처리장 현장에서의 시료 채수작업은 운영인력이 각 공정별 반응조 등을 순회하면서 수동으로 직접 채수하고 있으며, 수처리장의 규모가 커 각 공정별 수처리조 등이 넓은 간격으로 배치되어 있을 경우에는 순회통로의 폭이 넓고 길이가 길어져 운영인력이 통행하기에는 편리하지만 순회통로의 길이가 길어 순회하는데 많은 시간이 소요된다는 것이 단점으로 나타나고 있으며, 수처리장의 규모가 작아 각 공정별 수처리조 등이 좁은 간격으로 되어 있을 경우에는 순회통로의 폭이 좁고 길이가 짧게 형성되어 있게 되므로 순회시간이 짧아지는 이점이 있는 반면에, 순회통로의 폭이 좁은 관계로 운영인력이 각 공정별 수처리조 사이에 형성되어 있는 좁은 순회통로를 순회하는 데에는 많은 불편이 뒤따르게 된다는 것이 단점으로 나타나게 된다.

또한 종래에는 수처리장의 각 공정별로 형성되어 있는 반응조, 산기조 등의 각 수처리조에 저장되어 있는 시료의 수심 깊이에 따라 채수용기를 이용하여 채수하는 방법이 각기 다르다. 예를 들어, 수심이 낮은 경우에는 운영인력이 채수용기의 손잡이 등을 손으로 잡고 직접 수동으로 시료를 채수하게 되며, 수심이 깊을 경우에는 일정한 길이의 끈이나 막대기 등을 채수용기에 연결 및 고정하여 수처리조의 외부에서 저장되어 있는 수질의 수중에 채수용기를 투입하여 수동으로 시료를 채수하게 된다.

그러나, 상기와 같이 수처리장의 각 공정별 수처리조에 저장되어 있는 수질을 운영인력이 직접 채수용기를 이용하여 시료를 채수하게 될 경우에는 여러가지 문제점이 발생할 수 있게 된다. 즉,

첫째 : 수처리장의 각 공정별 수처리조 사이의 통로가 비좁은 경우에는 운영인력이 그 비좁은 통로를 순회하는 도중에 실족하거나 또는 비좁은 통로에서 직접 채수작업을 하는 도중에 실족하게 되는 등의 안전사고가 발생할 수 있으며,

둘째 : 막대기나 연결줄에 채수용기를 연결하여 채수작업을 하게 될 경우, 막대기 또는 연결줄 끝부분에 연결되어 있는 채수용기의 연결상태가 정확하게 고정되어 있지 못하고 느슨해지거나 헐거워지게 될 경우에는 채수작업을 제대로 할 수 없게 되어 채수효율이 떨어지게 되며,

셋째 : 막대기 및 연결줄에 매달은 채수용기의 연결부분이 느슨하거나 헐거워져 채수작업 도중에 채수용기가 막대기 또는 연결줄에서 분리될 경우에는 채수용기가 수처리조에 가라앉게 되므로 각종 배관의 막힘 현상이나 펌프의 막힘 현상을 유발할 수 있으며,

넷째 : 막대기 또는 연결줄에 채수용기를 매달고 채수작업 도중에 채수용기가 분리되는 현상이 나타나게 될 경우 이를 목격한 운영인력이 채수용기가 분리되어 탈락하는 것을 막기 위한 순간적인 이상 행동으로 인해 운영인력이 수처리조에 막대기 또는 연결줄을 놓치거나 자신이 수처리조에 빠지게 되는 안전사고가 발생할 수 있으며,

다섯째 : 각 공정별 수처리조에서 시료를 채수하기 위하여 운영인력이 난간이나 벽에 기대어 채수작업을 하는 도중에 운영인력의 실수로 인해 난간에서 떨어지는 안전사고가 발생할 수 있게 된다.

상기와 같이 운영인력이 각 공정별 수처리조 사이사이에 형성되어 있는 비좁은 통로를 순회하면서 채수용기를 이용하여 시료를 직접 채수하게 될 경우에는 여러 가지 안전사고가 발생할 수 있으며, 이로 인해 수질의 채수작업을 정확하게 수행할 수 없을 뿐 아니라 채수효율도 떨어지는 등의 문제점이 있다.

한편, 각 공정별 수처리조가 지상에 노출되어 있는 상태로 형성되어 있을 경우에는 운영인력이 각 수처리조에 형성되어 있는 수동밸브를 이용하여 채수작업을 진행하게 되는데, 이때 수동밸브에서 배출되는 수질이 운영인력의 피부 내지 의복에 튀는 일이 종종 발생하게 되며, 이로 인해 채수작업을 수행하는 운영인력이 오염된 수질에 피해를 보게 된다는 것이 문제점으로 지적되고 있다.

등록특허공보 제10-0830242호(2008. 05. 16. 공고) 등록특허공보 제10-1084306호(2011. 11. 17. 공고) 등록실용신안공보 제20-0275842호(2002. 05. 17. 공고)

본 발명에 의하면 하수처리장, 폐수처리장 등등의 수처리장에 설치된 각 공정별 수처리조에 저장되어 있는 수질에 공기를 공급하기 위한 폭기시설인 에어공급관으로 공급되는 공기를 수처리조에 저장되어 있는 수중에 침지되도록 설치된 에어리프트관으로 배출시키는 방법으로 상기 수처리조에 저장되어 있는 시료가 에어리프트관으로 배출되는 공기와 함께 부상하여 지상에 있는 채수용기 속으로 투입 저장되도록 함으로써 상기 수처리장의 각 공정별 수처리조에 저장되어 있는 시료를 동력을 사용하지 않고도 안전하고 정확하게 자동으로 시료를 채수할 수 있도록 하는 무동력·무인 채수장치 및 방법을 제공할 수 있도록 하는데 목적을 두고 발명한 것이다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 추구하기 위한 수단으로서,

본 발명의 무동력·무인 채수장치는,

수처리장의 각 공정별 수처리조에 저장되어 있는 수질 변화를 확인할 수 있도록 하기 위해 일정량의 시료를 채수할 수 있도록 구성되는 채수장치에 있어서,

상기 채수장치는,

상기 수처리장의 각 공정별 수처리조에 저장되어 있는 수질을 개선하기 위해 공기를 공급하는 폭기시설의 에어공급관으로부터 공기의 일부를 바이패스시키기 위해 연결단은 수처리조에 저장되는 수질의 수면보다 높은 위치에 형성되도록 에어공급관에 연결되어 있으며, 배출단은 수처리조에 저장되어 있는 수질의 수중에 침지되도록 설치되어 수면을 향해 상향으로 절곡 형성되는 에어바이패스관과;

하단은 상기 에어바이패스관의 배출단을 감싸도록 설치되고, 상부 배출단은 상기 에어바이패스관의 배출단으로 배출되는 공기와 함께 시료가 부상하도록 유도하여 채수용기에 저장될 수 있도록 연결 설치되는 에어리프트관과;

상기 에어리프트관으로 공기와 함께 부상하는 시료를 배출 및 차단할 수 있도록 상기 에어바이패스관에 장설되어 외부의 신호에 의해 자동으로 개폐작동을 하도록 구성되어 있는 전자밸브와;

상기 에어리프트관의 상부 배출단이 연결되어 있으며, 상기 채수용기의 주입구에 나사조립으로 착탈가능하게 조립되는 여과캡을 포함하고 있으며,

상기 여과캡에는 에어리프트관의 상부 배출단으로 배출되는 시료와 함께 배출되는 부유물질을 걸러내어 획득하는 여과지와, 상기 여과지를 지지하는 지지망체 및 상기 여과지와 지지망체를 인출하기 위한 여과지 인출구를 더 포함하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 무동력·무인 채수방법은,

수처리장의 각 공정별 수처리조에 저장되어 있는 수질 변화를 확인할 수 있도록 하기 위해 일정량의 시료를 채수할 수 있도록 구성되는 채수방법에 있어서,

상기 채수방법은,

상기 수처리장의 각 공정별 수처리조에 저장되어 있는 수질을 개선하기 위해 공기를 공급하는 폭기시설의 에어공급관으로부터 공기의 일부를 바이패스시키기 위해 상기 에어공급관에 에어바이패스관을 연결하여 상기 에어바이패스관에 의해 바이패스된 공기를 수처리조에 저장된 수질의 수중에 공급하는 에어바이패스공정;

상기 에어바이패스공정에서 에어바이패스관에 의해 바이패스된 공기를 수처리조에 저장되어 있는 수질에 침지되도록 설치된 에어리프트관의 하단 속으로 배출시켜 상기 에어바이패스관의 배출단으로 배출되는 공기와 함께 상기 수처리조에 저장되어 있는 시료를 부상시키는 에어리프트공정;

상기 에어리프트공정에서 에어리프트관을 따라 공기와 함께 부상하는 시료를 채수용기에 저장하는 시료저장공정;

으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 시료저장공정은 채수용기에 저장되는 시료의 중량을 계량하는 무게센서와, 상기 무게센서로부터 신호를 받아 에어바이패스관을 개폐하는 전자밸브를 이용하여 상기 채수용기에 시료가 설정된 중량으로 저장되기 전에는 상기 무게센서가 에어바이패스관을 개방하여 상기 에어바이패스관의 배출단으로 배출되는 공기와 함께 부상하는 시료가 에어리프트관을 통해 채수용기에 저장되도록 하며, 상기 채수용기에 시료가 설정된 중량으로 저장되면 상기 전자밸브가 폐쇄작동되어 에어바이패스관을 차단하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 시료저장공정은 채수용기에 저장되는 시료의 저장량에 따라 상기 채수용기 내부의 압력을 측정하는 압력측정기와, 상기 압력측정기의 신호를 받아 에어바이패스관을 개폐하는 전자밸브를 이용하여 상기 채수용기에 시료가 설정량으로 저장되기 전에는 상기 전자밸브가 에어바이패스관을 개방하여 상기 에어바이패스관의 배출단으로 배출되는 공기와 함께 부상하는 시료가 에어리프트관을 통해 채수용기에 저장되도록 하며, 상기 채수용기에 시료가 설정된 량으로 저장되면 상기 전자밸브가 폐쇄작동되어 에어바이패스관을 차단하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 시료저장공정은 에어바이패스관으로부터 배출되는 공기와 함께 부상하는 시료가 에어바이패스관을 통해 채수용기에 저장되도록 하며, 상기 에어리프트관의 일측에 연결되어 에어리프트관으로 공급되는 시료의 일부를 바이패스시키는 시료바이패스관과, 상기 시료바이패스관으로 바이패스되는 시료를 저장하도록 구성된 시료저장탱크를 추가 구성하며, 상기 시료저장탱크에 장착되어 시료의 저장량을 감지하는 볼탭감지기와, 상기 볼탭감지기의 신호를 받아 에어바이패스관을 자동으로 개폐하는 전자밸브를 이용하여 상기 채수용기에 시료가 설정된 량으로 저장되기 전에는 상기 전자밸브가 에어바이패스관을 개방하여 상기 에어바이패스관의 배출단으로 배출되는 공기와 함께 부상하는 시료가 에어리프트관을 통해 채수용기에 저장되도록 하며, 상기 채수용기에 시료가 설정된 량으로 저장되면 상기 전자밸브가 폐쇄작동되어 에어바이패스관을 차단하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면 하수처리장, 폐수처리장, 분뇨처리장, 정수처리장 등등의 수처리장에서 각 공정별 수처리조에 저장되어 있는 수질의 변화상태를 확인하기 위한 채수작동이 자동으로 진행되므로 각 공정별 수처리조에 저장되어 있는 시료를 채수하는 작업에 운영인력이 직접 관여하지 않으면서 별도의 동력을 사용하지 않고도 무동력·무인으로 채수작업이 이루어지므로 채수작업에 소요되는 시간을 절약할 수 있도록 하는 효과와 함께 안전사고를 미연에 방지할 수 있도록 하는 효과가 있으며, 또한 채수용기와 에어리프트관이 맞물리는 부분에 여과지를 장착하여 시료와 함께 배출되면서 여과되는 부유물질을 수거할 수 있으므로, SS(Suspended Solids) 분석이나 SBOD, SCOD 등의 용해성 성분의 분석 또는 분석을 위해 별도의 부유물질 여과과정이 필요한 수질 분석항목에 대해서는 실험실에서 추가적으로 여과과정을 실행하지 않아도 시료채수와 함께 동시에 부유물질 여과가 이루어질 수 있으므로 수질변화와 부유물질 분석을 위한 전처리과정을 동시에 진행할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 채수장치의 전체 구성도이며,
도 2는 본 발명의 채수용기와 에어리프트관의 연결상태 확대도이고,
도 3은 본 발명의 채수용기에 저장되는 시료를 무게센서와 전자밸브를 이용하여 채수하는 방법을 나타낸 실시예이며,
도 4는 본 발명의 채수용기에 저장되는 시료를 압력측정기와 전자밸브를 이용하여 채수하는 방법을 나타낸 실시예이고,
도 5는 본 발명의 채수용기에 저장되는 시료를 볼탭감지기와 전자밸브를 이용하여 채수하는 방법을 나타낸 실시예이며,
도 6은 본 발명의 채수용기의 주입구에서 여과캡을 분리하고 여과지와 이에 여과된 부유물질을 인출하는 과정으로 나타낸 도면이다.

본 발명에 의한 무동력·무인 채수장치 및 채수방법에 대한 구체적인 실시예를 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 무동력·무인 채수장치에 대하여 설명하기로 한다.

도면부호 1은 수처리조를 나타내는 것으로, 상기 수처리조(1)에는 하수처리장, 폐수처리장 등등의 수처리장 현장에서 각 공정별로 처리되는 수질이 저장된다.

상기 수처리조(1)에는 공기를 이용하여 저장되어 있는 수질의 반응상태 등으로 수질을 변화시킬 수 있도록 하기 위한 폭기시설이 설치되어 있다.

상기한 폭기시설은 외부로부터 공급되는 공기를 수처리조(1)에 저장되어 있는 수질에 공급하기 위한 에어공급관(2)이 수처리조(1)의 일측 지상에 배관 및 설치되어 있으며, 또한 상기 에어공급관(2)은 수처리조(1)의 내부 바닥에 일정간격으로 설치되어 있는 복수의 산기관(21)이 연결되는 구조로 배관되도록 구성된다.

상기 산기관(21)에는 에어공급관(2)으로 공급되는 공기를 수질의 수중으로 고르게 분사시키기 위한 다수의 분사노즐공(부호 생략)이 형성되어 있다.

상기 에어공급관(2)의 상부 일측에는 외부로부터 공급되는 공기의 일부를 바이패스하여 수처리조(1)에 저장되어 있는 수질에 공급하기 위한 에어바이패스관(3)이 연결되어 있으며, 상기 에어바이패스관(3)의 연결단(31)은 수처리조(1)의 상측에 지상으로 노출되는 에어공급관(2)의 일측에 연결되어 있으며, 배출단(32)은 수처리조(1)에 저장되어 있는 수질 속으로 잠겨있도록 설치된 상태에서 수면(W)을 향해 공기를 배출시킬 수 있도록 상향으로 절곡 형성되어 있다.(도 1 참조)

또한 상기 에어바이패스관(3)에는 연결단(31)으로 바이패스되는 공기의 흐름을 자동으로 개폐하기 위한 전자밸브(33)와 수동으로 개폐하기 위한 수동밸브(34)가 병렬로 설치되어 있다.

상기 수처리조(1)에는 하단(41)이 수중에 침지된 상태에서 상기 에어바이패스관(3)의 배출단(32)을 감싸도록 설치되어 상기 배출단(32)에서 배출되는 공기와 함께 수질이 부상하도록 안내하는 에어리프트관(4)이 설치되어 있다.

또한 상기 에어리프트관(4)의 상부 배출단(42)은 수처리조(1)의 상부에 고정 설치되는 채수용기(5)의 주입구(51)에 착탈가능하게 연결할 수 있도록 구성되어 있으며, 이를 위해 상기 에어리프트관(4)의 상부 배출단(42)은 채수용기(5)의 주입구(51)에 나사조립되는 여과캡(6)에 연결되는 구조로 구성되어 있다.(도 2 참조)

상기 여과캡(6)의 내부에는 에어리프트관(4)을 통해 시료와 함께 배출되는 부유물질(S)을 걸러내어 획득하기 위한 여과지(61)와 상기 여과지(61)를 지지하는 지지망체(62)가 각각 착탈가능하게 삽입 설치되어 있으며, 상기 여과지(61)와 지지망체(62)는 여과캡(6)의 상부로 노출되도록 설치되는 여과지 인출구(63)에 의하여 인출할 수 있도록 구성되어 있다.

또한 상기 여과지 인출구(63)에는 여과캡(6)의 상부를 관통하도록 설치되어 여과지(61) 및 지지망체(62)를 하강시키기 위한 복수의 승강바(64)가 구비되어 있으며, 상기 복수의 승강바(64) 각각의 하단에는 고무패킹(65)이 부착되어 있다.

상기 여과지 인출구(63)는 여과캡(6)의 상부에서 승강가능하게 설치되어 있으므로, 상기 에어리프트관(4)에서 공기와 함께 부상하여 배출되는 시료에 포함되어 있는 부유물질(S)을 여과하는 여과지(61)를 편리하게 인출할 수 있도록 하강시키는 작용을 한다. 즉, 도 6에 실선부분과 가상선 부분으로 도시되어 있는 바와 같이 채수용기(5)의 주입구(51)에서 나사풀림하여 여과캡(6)을 분리한 다음 상기 여과캡(6)의 상부로 노출되어 있는 여과지 인출구(63)를 눌러주는 작동으로 하강시키게 되면 복수의 승강바(64)가 부유물질(S)이 여과되어 있는 여과지(61)를 여과캡(6)의 하측으로 이동시키게 되어 상기 여과지(61)를 여과캡(6) 하측으로 쉽고 빠르게 인출할 수 있게 된다.

다음, 본 발명의 무동력·무인 채수방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.

수처리장의 각 공정별 수처리조(1)에 저장되는 수질을 개선하기 위해 외부의 공기를 공급하는 폭기시설의 에어공급관(2)에서 공기의 일부를 바이패스시키는 에어바이패스관(3)을 이용하여 상기 수처리조(1)의 수중으로 공급하는 에어바이패스공정과, 상기 에어바이패스공정에서 에어바이패스관(3)에 의해 바이패스된 공기를 상기 수처리조(1)에 저장된 수질의 수중에 침지되도록 설치된 에어리프트관(4)의 하단(41) 속으로 배출시켜 상기 에어바이패스관(3)의 배출단(32)으로 배출되는 공기와 함께 수처리조(1)에 저장되어 있는 시료를 부상시키는 에어리프트공정과, 상기 에어리프트공정에서 공기와 함께 부상하는 시료를 채수용기(5)에 저장하는 시료저장공정으로 구성된다.

상기 시료저장공정은 무게센서(7), 압력측정기(8), 볼탭감지기(9) 등을 이용하는 실시예로 구분할 수 있다.

도 3의 도시와 같이 무게센서(7)를 이용한 실시예에 대하여 설명한다.

상기 수처리조(1)의 상부에 고정 설치되는 채수용기(5)에 저장되는 시료의 저장량을 계량하는 무게센서(7)가 상기 채수용기(5)를 지지하도록 구성하는 한편, 상기 무게센서(7)는 채수용기(5)에 저장되는 시료의 저장량이 설정된 수위에 이르게 되면 에어바이패스관(3)을 자동으로 개폐하는 전자밸브(33)를 폐쇄작동시키도록 하며, 이와는 달리 상기 채수용기(5)에 저장되는 시료의 저장량이 설정된 수위에 못미치게 될 때에는 상기 에어바이패스관(3)에 설치되어 있는 전자밸브(34)가 개방작동된 상태를 유지하고 있도록 구성되어 있다.

따라서 수처리장의 각 공정별 수처리조(1)에 저장되어 있는 수질을 채수용기(5)에 채수하는 작업을 자동으로 진행하고자 할 때에는 상기 전자밸브(33)와 함께 에어바이패스관(3)에 병렬로 설치되어 있는 수동밸브(34)는 폐쇄된 상태가 되도록 폐쇄 조작하고. 이어서, 상기 수처리조(1)의 상부에 고정 설치되어 있는 있는 무게센서(7) 위에 올려놓은 채수용기(5)의 용량 크기에 따라 시료를 채수할 수 있는 저장량을 설정하고, 이에 맞추어 무게센서(7)의 계량수치를 설정한 다음, 상기 무게센서(7) 위에 있는 채수용기(5)에 저장되는 시료의 저장량이 무게센서(7)에 미리 설정해 놓은 계량수치에 이르게 되면 상기 무게센서(7)는 에어바이패스관(3)에 장설되어 있는 전자밸브(33)에 폐쇄작동 신호를 보내게 되며, 이에 따라 상기 전자밸브(33)가 폐쇄작동하여 에어바이패스관(4)을 차단하게 되므로 상기 에어바이패스관(3)으로는 공기의 공급이 중단되며, 이로 인해 에어리프트관(4)으로 공기가 공급되지 않게 되어 시료가 부상하지 못하게 되므로 채수용기(5)에는 시료가 더 이상 저장되지 않게 된다.

한편, 상기 무게센서(7)에 계량되는 채수용기(5)에 저장되는 시료의 저장량이 설정된 수위에 이르기 전까지는 상기 에어바이패스관(3)에 장설되어 있는 전자밸브(33)는 개방작동된 상태를 유지하고 있도록 구성되어 있으므로 에어바이패스관(3)의 배출단(32)으로 배출되는 공기가 에어리프트관(4)으로 공급되므로, 상기 에어리프트관(4)을 통해서는 에어바이패스관(3)으로부터 배출되는 공기와 함께 시료가 계속 부상하여 채수용기(5)에 저장되는 상태가 되며, 이때 상기 에어리프트관(2)의 상부 배출단(42)을 통해서는 수처리조(1)에 저장되는 시료 속에 포함되어 있는 부유물질(S)이 시료와 함께 배출되는 상태가 된다.

따라서, 상기 에어리프트관(4)의 상부 배출단(42)을 통해 시료와 함께 배출되는 부유물질(S)은 여과지(61)에 여과되고, 상기 여과지(61)를 통과하는 시료만 채수용기(5)에 저장된다.(도 2 참조)

상기와 같이 채수용기(5)에 저장되는 시료가 설정된 수위까지 저장되는 상태가 되면 전자밸브(33)가 폐쇄작동하게 되므로 더 이상 에어리프트관(4)으로는 시료가 공급 및 저장되지 않게 되며, 상기 채수용기(5)를 에어리프트관(4)에서 분리하고자 할 때에는 채수용기(5)의 주입구(51)에 나사조립되어 있는 여과캡(6)을 나사풀림하여 상기 채수용기(5)를 에어리프트관(4)이 연결되어 있는 여과캡(6)에서 분리하는 방법으로 분리하게 된다.

그런데, 상기 채수용기(5)와 분리된 여과캡(6)의 내측에 삽입되어 있는 여과지(61)가 시료에서 여과된 부유물질(S)과 함께 상기 여과캡(6)의 내부에 부착되어 있게 된다.

상기와 같이 채수용기(5)와 분리된 여과캡(6)의 내부에 부유물질(S)을 걸러내는 여과지(61)가 여과캡(6) 내면에 부착되어 있을 경우에는 상기 여과캡(6)의 상부로 노출되어 있는 여과지 인출구(63)을 눌러주게 되면 복수의 승강바(64)가 부유물질(S)이 부착되어 있는 여과지(61)와 지지망체(62)를 하강시키게 되므로 수처리장의 운영인력은 채수용기(5)에 저장된 시료와 함께 여과지(61)에 여과된 부유물질(S)을 동시에 얻을 수 있게 되므로 시료 채수작업과 병행하여 부유물질(S)을 획득하는 과정을 별도로 실행하지 않아도 되는 효과가 있다.

도 4의 도시와 같이 압력측정기(8)를 이용한 실시예에 대하여 설명한다.

상기 수처리조(1)에 고정 설치되는 채수용기(5)에 공기와 함께 시료를 저장할 수 있도록 수처리조(1)의 상측으로 노출되도록 설치되는 에어바이패스관(3)에는 전술한 실시예(도 3 참조)와 마찬가지로 수동으로 개폐하는 수동밸브(34)와 자동으로 개폐작동하는 전자밸브(33)가 각각 병렬로 설치되어 있으며, 또한 상기 에어리프트관(4)에는 압력측정기(8)가 설치되어 있다.

상기 압력측정기(8)는 에어배이패스관(3)에 수동밸브(34)와 병렬로 설치되어 있는 상기전자밸브(33)를 자동으로 개폐시킬 수 있도록 구성되어 있다.

즉, 상기 압력측정기(8)는 채수용기(5)에 저장되는 시료의 저장량에 따라 변화하는 채수용기(5)의 내부 압력을 측정하는 동시에 상기 채수용기(5)에 시료가 설정된 수위로 저장되었을 경우, 그때의 압력을 측정하여 전자밸브(33)를 폐쇄작동시키도록 구성되어 있으며, 이와는 달리 상기 채수용기(5)에 저장되는 시료의 저장량이 설정된 수위에 못미칠 경우에는 그때의 압력을 측정하여 상기 전자밸브(33)가 개방작동된 상태를 유지하고 있도록 구성되어 있으며, 또한 상기 채수용기(5)에 시료가 설정된 저장량의 수위로 저장되기까지는 상기 전자밸브(33)가 개방작동된 상태를 계속 유지하고 있도록 구성되어 있다.

한편, 도 4의 실시예에서는 채수용기(5)에 시료와 함께 저장되는 공기압을 배출시키기 위하여 상기 에어리프트관(4)의 상부 배출단(42) 측에 공기압배출관(43)을 연결하고, 상기 공기압배출관(43)에는 공기압을 배출시키기 위한 에어벤트(44)가 장설되어 있다. 상기한 에어벤트(44)는 채수용기(5) 및 에어리프트관(2)의 상부 배출단(42) 내부에 공기압이 설정된 압력 이상일 경우에는 공기압을 자동으로 배출하도록 구성된 안전장치이다.

상기 도 4의 실시예에서 채수용기(5)에 시료가 설정된 량으로 저장되었을 때에는 전자밸브(33)의 폐쇄작동으로 에어바이패스관(4)을 차단하는 작용과, 상기 채수용기(5)에서 분리되는 여과캡(6) 내부에 삽입 설치되어 있는 여과지(61)와 상기 여과지(61)에 여과된 부유물질(S)을 상기 여과캡(6)에서 분리 인출하는데 따른 작용은 전술한 도 3의 실시예와 같으므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

도 5의 도시와 같이 볼탭감지기(9)를 이용한 실시예에 대하여 설명한다.

상기 수처리조(1)의 상측에는 채수용기(5)와 함께 볼탭감지기(9)가 장착되어 있는 시료저장탱크(91)가 별도로 고정 설치되어 있으며, 상기 볼탭감지기(9)는 시료저장탱크(91)에 저장되는 수질의 수면을 따라 상,하로 움직이는 부구(92)에 승강작동에 따라 에어바이패스관(3)에 설치되어 있는 전자밸브(33)를 자동으로 개폐작동시키도록 구성되어 있다.

또한 상기 수처리조(1)의 상측으로 노출되도록 설치되는 에어바이패스관(3)의 상측에는 전술한 실시예(도 3 참조)와 마찬가지로 수동으로 개폐하는 수동밸브(34)와 상기 볼탭감지기(9)로부터 보내지는 신호에 의하여 자동으로 개폐작동하는 전자밸브(33)가 각각 병렬로 설치되어 있다.

또한 상기 에어바이패스관(3)에는 전자밸브(33)와 상부 배출단(42) 사이에 시료바이패스관(93)이 연결되어 있으며, 상기 시료바이패스관(93)의 끝단은 시료저장탱크(91)에 삽입되어 에어리프트관(4)으로 배출되는 시료의 일부를 상기 시료저장탱크(91)에 저장하도록 구성되어 있다.

상기 채수용기(5)와 시료저장탱크(91) 각각은 에어리프트관(4)을 따라 공기와 함께 부상하는 시료가 저장되도록 구성되어 있으며, 또한 상기 채수용기(5)와 시료저장탱크(91) 각각에는 시료가 비례적으로 저장되도록 구성되어 있다. 예를 들어, 상기 채수용기(5)와 시료저장탱크(91) 각각에 저장되는 시료의 저장비율은 1:1 또는 1:2∼1:5 등의 비율로 저장될 수 있도록 구성할 수 있다.

상기 볼탭감지기(9)는 시료바이패스관(93)을 통해 시료저장탱크(91)에 저장되는 시료의 저장량에 따라 상,하로 승강작동을 하는 부구(92)에 의하여 에어바이패스관(3)에 설치되어 있는 전자밸브(33)를 자동으로 개폐하도록 구성되어 있다.

또한 상기 볼탭감지기(9)는 채수용기(5)에 저장되는 시료의 저장량을 기준하여 전자밸브(33)를 개폐하도록 구성된다. 예를 들어, 상기 볼탭감지기(9)는 채수용기(5)에 저장되는 시료가 설정된 수위로 저장되었을 경우에는 전자밸브(33)를 폐쇄작동시키도록 구성되어 있으며, 이와는 달리 상기 채수용기(5)에 저장되는 시료가 설정된 수위에 미치지 못하는 상태일 경우에는 전자밸브(33)를 개방작동시키도록 구성되어 있다.

상기와 같이 볼탭감지기(9)는 채수용기(5)에 저장된 시료의 저장량과 비례하여 시료저장탱크(91)에 저장되는 시료의 수면에 떠있는 부구(92)의 위치에 따라 전자밸브(33)를 개폐작동시키도록 구성되어 있는 것이다.

따라서 상기 채수용기(5)에 저장되는 시료가 설정된 수위로 저장되었을 때에는 상기 시료저장탱크(91)에 장착되어 있는 볼탭감지기(9)가 전자밸브(33)를 폐쇄작동시키게 되므로, 이에 따라 상기 에어바이패스관(3)이 폐쇄되므로 채수용기(5)에 시료가 저장되는 작동이 중단되며, 상기 채수용기(5)에 저장되는 시료가 설정된 수위에 미치지 못할 때에는 전자밸브(33)는 개방작동된 상태를 유지하고 있게 되므로 에어바이패스관(3)으로 공급되는 공기가 에어리프트관(4)의 하단(41)으로 계속 공급되는 상태가 되며, 상기 에어리프트관(4)의 하단(41)으로 공급되는 공기와 함께 부상되는 시료가 채수용기(5)에 설정된 수위로 저장될 때까지 계속해서 저장되는 상태를 유지하게 된다.

한편, 상기 도 5의 실시예 역시 상기 채수용기(5)에 저장되는 시료가 설정된 수위에 이르게 되어 시료가 저장되는 작동이 중단되면, 상기 채수용기(5)를 에어리프트관(4)에서 분리하는 작용 및 상기 채수용기(5)에서 분리된 여과캡(6) 내부의 여과지(61)에 의해 여과된 부유물질(S)을 수거하는데 따른 작용은 전술한 실시예와 같으므로, 이에 대한 설명은 생략한다.

이와 같이 구성된 본 발명은 하수처리장, 폐수처리장, 분뇨처리장, 정수처리장 등등의 수처리장의 각 공정별 수처리조(1)에 저장되어 있는 수질변화를 확인하기 위해 주기적으로 시료채수를 실시함에 있어 상기 수처리조(1)의 상부 일측에 채수용기(5)를 고정 설치한 다음 상기 채수용기(5)에 수처리조(1)에 저장되어 있는 수질을 자동으로 채수할 수 있으며, 또한 상기 채수용기(5)에는 설정된 수위로 시료가 저장되도록 채수할 수 있다.

상기 수처리조(1)에 저장되어 있는 수질 속으로 공기를 공급하기 위해 에어공급관(2)으로 공급되는 공기의 일부가 에어바이패스관(3)의 연결단(31)을 통해 바이패스되어 수처리조(1)에 저장되어 있는 수질 속에 삽입되어 있는 배출단(32)에서 수면(W)을 향해 배출되는데, 이때 상기 수처리조(1)의 수중으로 침지되도록 설치된 에어리프트관(4)의 하단(41)이 상기 에어바이패스관(3)의 배출단(32)을 감싸고 있는 상태이므로 상기 배출단(32)의 배출되는 공기는 수질과 함께 에어리프트관(4)을 따라 부상하게 된다.

상기와 같이 에어공급관(2)에 연결된 에어바이패스관(3)으로 바이패스되는 공기를 이용하여 수처리조(1)에 저장되어 있는 시료를 채수하고자 할 때에는 상기 에어바이패스관(3)에 병렬로 장설되어 있는 수동밸브(34)는 수동으로 폐쇄작동시키는 한편, 전자밸브(33)는 채수용기(5)에 수질샘플이 저장되지 아니한 상태에서는 자동으로 개방작동된 상태를 유지하고 있도록 구성되어 있다.

따라서 상기 에어공급관(2)으로 공급되는 공기는 에어바이패스관(3)에 의해 바이패스되어 수중에 잠긴 상태로 설치되어 있는 배출단(32)을 통해 수면(W)을 향해 배출되는데, 이때 상기 에어바이패스관(3)의 배출단(32)은 에어리프트관(4)의 하단(41) 속으로 삽입된 상태이므로 상기한 배출단(32)으로 배출되는 공기는 시료와 함께 상기 에어리프트관(4)을 따라 함께 부상하여 상부 배출단(42)이 연결되어 있는 채수용기(5)의 주입구(51)를 통해 상기 채수용기(5)에 저장된다.

상기 채수용기(5)에 저장되는 시료를 설정된 수위까지 채수하는 시료저장공정은 무게센서(7), 압력측정기(8). 볼탭감지기(9) 등을 이용하여 채수하게 된다.

먼저, 도 3의 도시와 같이 무게센서(7)를 이용하여 채수용기(5)에 설정된 수위로 채수하는 시료저장공정에 대하여 설명하기로 한다.

상기 무게센서(7)는 채수용기(5)에 저장되는 시료가 설정된 수위로 저장되기 전까지는 전자밸브(33)가 개방된 상태를 유지하게 되므로 에어리프트관(4)을 따라 공기와 함께 부상하는 시료는 상기 채수용기(5)에 저장되는데, 이때 상기 채수용기(5)에 저장되는 시료가 설정된 수위로 저장되기 전까지는 상기 에어바이패스관(4)에 장설되어 있는 전자밸브(33)는 개방작동된 상태를 유지하게 되어 에어바이패스관(4)의 배출단(32)으로 배출되는 공기와 함께 부상하는 시료는 채수용기(5)에 계속 저장되는 상태를 유지하게 되며, 상기 채수용기(5)에 저장되는 시료가 설정된 수위에 도달하게 될 때에는 상기 무게센서(7)가 전자밸브(33)를 자동으로 폐쇄작동시키게 되므로, 이에 따라 상기 에어바이패스관(3)의 배출단(32)으로는 공기가 배출되지 않게 되며, 이에 따라 상기 에어리프트관(4)의 하단(41)을 통해 공기의 공급이 차단되어 에어리프관(4)에는 공기 및 시료가 부상하지 못하게 되므로 채수용기(5)에는 더 이상 시료가 저장되지 않게 된다.

다음, 도 4의 도시와 같이 압력측정기(7)를 이용하여 채수용기(5)에 설정된 수위로 시료를 채수하는 시료저장공정에 대하여 설명하기로 한다.

상기 압력측정기(8)는 에어리프트관(4)의 상부 배출관(44) 상측에 장설되어 채수용기(5)에 시료가 저장되는 수위에 따라 상기 채수용기(5)의 내부 압력을 측정하여 에어바이패스관(3)에 설치되어 있는 전자밸브(33)를 자동으로 개폐하도록 구성되어 있으며, 상기 압력측정기(8)는 채수용기(5)에 저장되는 시료의 저장량이 설정된 수위에 미치지 못하는 상태일 때에는 전자밸브(33)를 개방작동시키게 되며, 이와 같이 전자밸브(33)가 개방된 상태에서는 에어바이패스관(4)을 통해 공급되는 공기와 함께 부상하는 시료가 채수용기(5)에 계속 저장되는 상태가 되며, 상기 채수용기(5)에 저장되는 시료가 설정된 수위로 저장되었을 때에는 상기 압력측정기(8)가 전자밸브(33)를 폐쇄작동시키게 되며, 이에 따라 상기 에어바이패스관(4)이 차단되므로 상기 에어리프트관(4)으로는 공기의 공급 및 시료의 부상이 차단된 상태가 된다. 따라서 상기 채수용기(5)에는 더 이상 시료가 저장되지 않게 된다.

다음, 도 5의 도시와 같이 볼탭감지기(9)를 이용하여 채수용기(5)에 설정된 수위로 시료를 채수하는 시료저장공정에 대하여 설명하기로 한다.

상기 볼탭감지기(9)는 수처리조(1)의 상부 일측에 채수용기(5)와는 별도로 고정 설치되어 있는 시료저장탱크(91)에 장착되어 있으며, 또한 상기 볼탭감지기(9)는 채수용기(5)에 저장되는 시료의 저장량과 비례하여 시료저장탱크(91)에 저장되는 시료의 저장량에 따라 상,하로 움직이는 부구(92)에 의해 전자밸브(33)를 자동으로 개폐시키도록 구성되어 있으며, 특히 상기 볼탭감지기(9)는 채수용기(5)에 저장되는 시료의 저장량을 기준하여 전자밸브(44)를 자동으로 개폐시키도록 구성되어 있으므로, 상기 볼탭감지기(9)는 채수용기(5)에 저장되는 시료가 설정된 수위에 미치지 못할 경우에는 전자밸브(33)를 개방작동시키게 되므로 에어리프트관(4)을 따라 공기와 함께 부상하는 시료는 채수용기(5)에 저장되는 작동이 계속 이루어지게 되며, 상기 채수용기(5)에 저장되는 시료가 설정된 수위에 도달하는 상태로 저장되면, 곧바로 상기 볼탭감지기(9)가 전자밸브(33)를 폐쇄작동시키게 된다.

따라서 상기 전자밸브(33)의 폐쇄작동에 의해 에어바이패스관(3)이 폐쇄된 상태가 되면 에어리프트관(4)으로 공기가 공급되지 않게 되며, 이에 따라 상기 에어리프트관(4)에는 공기 및 시료가 부상하지 않게 되므로 채수용기(5)에는 더 이상 시료가 저장되지 않게 된다.

상기와 같은 시료저장공정으로 채수용기(5)에 시료가 설정된 수위로 저장되었을 때에는 상기 채수용기(5)를 에어리프트관(4)에서 분리하기 위하여 주입구(51)에 나사조립되어 있는 여과캡(6)을 도 6에 도시되어 있는 바와 같이 나사풀림하게 되는데, 이때 상기 여과캡(6) 내부에 장착되어 있는 여과지(61)에 여과된 부유물질(S)이 여과캡(6)의 내면에 부착되어 있게 되므로 여과지(61) 및 지지망체(62)도 여과캡(6) 내부에 부착된 상태를 유지하게 된다.( 도 6의 실선부분 참조)

따라서 상기와 같이 채수용기(5)의 주입구(51)에 나사조임되어 있는 여과캡(6)의 내부에 장착되어 있는 여과지(61)에 부착되어 있는 부유물질(S)을 인출하고자 할 때에는 먼저, 상기 여과캡(6)을 채수용기(5)의 주입구(51)에서 나사풀림하여 채수용기(5)와 분리하고, 이어서 상기 여과캡(6)의 상부로 돌출되어 있는 여과지 인출구(63)를 눌러주게 되면 복수의 승강바(64)가 여과캡(6) 내부에 장착되어 있는 여과지(61) 및 지지망체(62)를 여과캡(6) 밑으로 밀어내게 되므로 여과지(61)와 지지망체(62) 및 여과지(61)에 부착되어 있는 부유물질(S)을 여과캡(6)에서 쉽게 인출할 수 있게 된다.

상기에서 설명한 바와 같이 본 발명은 수처리장의 각 공정별 수처리조(1)에 저장되어 있는 시료를 자동으로 채수용기(5)에 설정된 수위로 채수할 수 있을 뿐 아니라 시료에 고르게 분포되어 시료와 함께 채수용기(5)로 유입되는 부유물질(S)도 획득할 수 있으므로 별도의 부유물질(S) 획득을 위한 별도의 획득과정을 실시하지 않아도 부유물질(S)을 획득할 수 있게 되는 효과가 있는 것이다.

1 : 수처리조 2 : 에어공급관
3 : 에어바이패스관 31 : 연결단
32 : 배출단 33 : 전자밸브
34 : 수동밸브 4 : 에어리프트관
41 : 하단 42 : 상부 배출단
43 : 공기압배출관 44 : 에어벤트
5 : 채수용기 51 : 주입구
6 : 여과캡 61 : 여과지
62 : 지지망체 63 : 여과지 인출구
64 : 승강바 65 : 고무패킹
7 : 무게센서 8 : 압력측정기
9 : 볼탭감지기 91 : 시료저장탱크
92 : 부구 93 : 시료바이패스관

Claims (5)

1. 수처리장의 각 공정별 수처리조(1)에 저장되어 있는 수질을 개선하기 위해 공기를 공급하는 폭기시설의 에어공급관(2)으로부터 공기의 일부를 바이패스시키기 위해 연결단(31)은 수처리조(1)에 저장되는 수질의 수면보다 높은 위치에 형성되도록 에어공급관(2)에 연결되어 있으며, 배출단(32)은 수처리조(1)에 저장되어 있는 수질의 수중에 침지되도록 설치되어 수면을 향해 상향으로 절곡 형성되는 에어바이패스관(3)과, 하단(41)은 상기 에어바이패스관(3)의 배출단(32)으로 배출되는 공기와 함께 시료가 부상하도록 유도하여 채수용기(5)에 저장될 수 있도록 연결 설치되는 에어리프트관(4)과, 상기 에어리프트관(4)으로 공기와 함께 부상하는 시료를 배출 및 차단할 수 있도록 상기 에어바이패스관(3)에 장설되어 외부의 신호에 의해 자동으로 개폐작동을 하도록 구성되어 있는 전자밸브(33) 및 상기 에어리프트관(4)으로 배출되는 시료에 포함되어 있는 부유물질(S)을 획득하기 위한 여과지를 구비하고 있도록 구성되는 채수장치에 있어서,
   상기 에어리프트관(4)의 상부 배출단(42)에 연결되며, 상기 채수용기(5)의 주입구(51)에 나사조립으로 착탈가능하게 조립되는 여과캡(6)을 포함하고 있으며,
   상기 여과캡(6)에는 채수용기(5)의 주입구(51) 상단에 지지되도록 설치되어 에어리프트관(4)의 상부 배출단(42)으로 배출되는 시료와 함께 배출되는 부유물질(S)을 획득하는 여과지(61)와 이를 지지하는 지지망체(62) 및 상기 여과지(61)와 지지망체(62)를 여과캡(5) 내부에서 외부 하측으로 밀어내는 복수의 승강바(64)가 형성되어 있는 여과지 인출구(63)를 더 포함하도록 구성되어 상기 여과지(61)에 부착되어 있는 부유물질(S)을 여과캡(6)에서 쉽게 인출할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 무동력·무인 채수장치.
   
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