KR102086256B1 - 혼화 장치 - Google Patents

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KR102086256B1
KR102086256B1 KR1020180128484A KR20180128484A KR102086256B1 KR 102086256 B1 KR102086256 B1 KR 102086256B1 KR 1020180128484 A KR1020180128484 A KR 1020180128484A KR 20180128484 A KR20180128484 A KR 20180128484A KR 102086256 B1 KR102086256 B1 KR 102086256B1
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최재호
김태균
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서울특별시
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

본 발명은 제1저장소; 상기 제1저장소 후단에 배치된 제2저장소; 상기 제1저장소에서 상기 제2저장소로 유입되는 액체의 유입 유량을 측정하고, 상기 제1저장소에 저장된 액체의 온도를 측정하고, 상기 제1저장소에 저장된 액체의 제1높이와 상기 제2저장소에 저장된 액체의 제2높이를 측정하는 측정부; 상기 제1저장소와 상기 제2저장소 사이에 배치되고, 위치가 조절되는 위어; 및 상기 측정된 액체의 온도에 기초하여 상기 제1저장소에 저장된 액체의 점도 및 밀도를 산출하고, 상기 제2높이와 상기 제2저장소의 면적에 기초하여 상기 제2저장소의 액체의 체적을 산출하고, 상기 측정된 제1높이와 제2높이에 기초하여 상기 제1저장소와 상기 제2저장소 간의 낙차를 산출하고, 상기 위어를 제어하는 제어부; 를 포함하고, 상기 제어부는 상기 측정된 액체의 유입 유량, 상기 산출된 액체의 점도 및 밀도, 상기 산출된 상기 제2저장소에 저장된 액체의 체적, 및 상기 산출된 낙차에 기초하여 상기 제2저장소의 액체의 속도 경사를 산출하고, 상기 산출된 속도 경사와 기설정된 타겟 값을 비교한 결과에 기초하여 상기 위어의 위치를 조절하는 혼화 장치를 개시한다.

Description

혼화 장치{mixing apparatus}
본 발명은 혼화 장치에 관한 것이다.
혼화 장치는 정수처리공정에서 응집제를 처리수와 순간적으로 균일하게 혼화시키는 장치를 말한다. 일반적으로 혼화지 내의 교반 강도는 속도 경사(G값)를 기준으로 평가한다.
속도 경사는 교반을 위하여 투입하는 에너지와 혼화지 내 유체의 점도와 혼화지 부피 간의 상호 관계를 나타낸 값이다. G값은 혼화 효율을 결정하는 주요인자로서, G값이 클수록 교반이 강하게 일어난 것을 의미한다.
일반적으로 수류식 혼화는 위어 하류에 난류를 발생시켜 응집제를 균일하게 혼화시키는 방법이다. 그러나 수류식 혼화는 난류의 정도가 처리 수량에 좌우되기 때문에, 혼화 강도를 조절할 수 없다.
일반적으로 혼화지의 체적 및 위어(weir) 높이는 혼화지 건설 시 고정되어 변동이 불가하기 때문에, 이들을 변경하여 혼화 강도를 조절할 수 없다.
또한, 수온 및 유량에 따라 G값이 변하므로 혼화 강도를 일정하게 유지시킬 수가 없다.
하지만, 혼화에 사용되는 응집제 종류, 처리수 수질에 따라 최적 혼화 강도는 다를 수 있으므로 최적 수질 관리를 위해서는 혼화 강도를 조정할 필요가 있다.
낙차를 일정하게 유지할 경우, 혼화 시에 수질 및 유량의 변화에 따라 혼화 강도를 일정하게 유지시킬 수 없는 문제가 있으며, 또한 유입 유량이 적은 경우 혼화 강도가 낮아지고, 수온이 낮아지는 동절기에 혼화강도가 크게 요구될 때에 조절할 수 있는 방법이 없는 문제가 있다.
등록번호 10-0989889
본 발명은 착수정과 혼화지의 수질정보에 따라, 상기 착수정과 혼화지 사이의 위어의 위치를 조절하여 혼화지 상의 혼화강도가 일정하게 유지되도록 실시간으로 제어하는 것이 가능한 혼화 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 혼화 장치는 제1저장소; 상기 제1저장소 후단에 배치된 제2저장소; 상기 제1저장소에서 상기 제2저장소로 유입되는 액체의 유입 유량을 측정하고, 상기 제1저장소에 저장된 액체의 온도를 측정하고, 상기 제1저장소에 저장된 액체의 제1높이와 상기 제2저장소에 저장된 액체의 제2높이를 측정하는 측정부; 상기 제1저장소와 상기 제2저장소 사이에 배치되고, 위치가 조절되는 위어; 및 상기 측정된 액체의 온도에 기초하여 상기 제1저장소에 저장된 액체의 점도 및 밀도를 산출하고, 상기 제2높이와 상기 제2저장소의 면적에 기초하여 상기 제2저장소의 액체의 체적을 산출하고, 상기 측정된 제1높이와 제2높이에 기초하여 상기 제1저장소와 상기 제2저장소 간의 낙차를 산출하고, 상기 위어를 제어하는 제어부; 를 포함하고, 상기 제어부는 상기 측정된 액체의 유입 유량, 상기 산출된 액체의 점도 및 밀도, 상기 산출된 상기 제2저장소에 저장된 액체의 체적, 및 상기 산출된 낙차에 기초하여 상기 제2저장소의 액체의 속도 경사를 산출하고, 상기 산출된 속도 경사와 기설정된 타겟 값을 비교한 결과에 기초하여 상기 위어의 위치를 조절한다.
상기 제1저장소와 상기 제2저장소 사이에는 격벽이 배치되고, 상기 위어는 상기 격벽의 상하 방향으로 위치가 조절되고, 상기 제어부는 상기 위어의 위치를 조절하여 상기 제1저장소와 상기 제2저장소 간의 낙차를 조절할 수 있다.
상기 산출된 속도 경사가 상기 기설정된 타겟 값보다 작은 경우, 상기 제어부는 상기 위어의 높이를 높여 상기 낙차를 증가시킬 수 있다.
상기 산출된 속도 경사가 상기 기설정된 타겟 값보다 큰 경우, 상기 제어부는 상기 위어의 높이를 낮추어 상기 낙차를 감소시킬 수 있다.
상기 제어부는 상기 산출된 속도 경사가 상기 기설정된 타겟 값과 동일하게 될 때까지 상기 위어를 높이를 기설정된 높이만큼 순차적으로 이동시킬 수 있다.
상기 위어는 상기 제2저장소의 선단에서 후단 방향인 좌우 방향으로 위치가 조절되고, 상기 제어부는 상기 위어의 위치를 조절하여 상기 제2저장소에 저장된 액체의 체적을 조절할 수 있다.
상기 산출된 속도 경사가 상기 기설정된 타겟 값보다 작은 경우, 상기 제어부는 상기 위어를 우측으로 이동시켜 상기 제2저장소에 저장된 액체의 체적을 감소시킬 수 있다.
상기 산출된 속도 경사가 상기 기설정된 타겟 값보다 큰 경우, 상기 제어부는 상기 위어를 좌측으로 이동시켜 상기 제2저장소에 저장된 액체의 체적을 증가시킬 수 있다.
상기 제어부는 상기 산출된 속도 경사가 상기 기설정된 타겟 값과 동일하게 될 때까지 상기 위어를 좌우 방향에서 기설정된 위치만큼 순차적으로 이동시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 위어 하류에 혼화 강도를 용이하게 조절하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 수온, 계절, 수질, 응집제 종류, 유량변화에 맞추어서 탄력적으로 속도경사를 제어할 수 있어서 최적의 환경하에서 최적의 혼화 효율을 갖출 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 수질정보를 실시간으로 수신하여 혼화강도가 일정하게 유지될 수 있어서, 자동화에 유리하고 경제적으로 운영하는 것이 가능하다.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 혼화 장치를 나타낸 예시도이고,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 혼화 장치를 나타낸 예시도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결 방안을 명확하게 하기 위한 발명의 구성을 본 발명의 바람직한 실시 예에 근거하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하되, 도면의 구성요소들에 참조번호를 부여함에 있어서 동일 구성요소에 대해서는 비록 다른 도면상에 있더라도 동일 참조번호를 부여하였으며 당해 도면에 대한 설명 시 필요한 경우 다른 도면의 구성요소를 인용할 수 있음을 미리 밝혀둔다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 혼화 장치를 나타낸 예시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 혼화 장치(100)는 유량 측정부(110), 온도 측정부(120), 높이 측정부(130), 응집제 주입부(140), 위어(weir, 150), 액츄에이터(160) 및 제어부(170)를 포함할 수 있다.
먼저, 유량 측정부(110)는 제1저장소(101)로부터 제2저장소(102)로 유입되는 액체의 유량을 측정하며, 측정된 결과에 따른 유량 정보를 제어부(170)로 전송할 수 있다.
한편, 제1저장소(101)는 "착수정"으로 표현될 수 있고, 제2저장소(102)는 "혼화지"로 표현될 수 있고, 이하 제1저장소는 착수정(101)으로 표현하고, 제2저장소는 혼화지(102)로 표현한다.
온도 측정부(120)는 착수정(101)에 저장된 액체(예컨대, 물)의 온도(예컨대, 수온)을 측정하고, 측정된 결과에 따른 온도 정보를 제어부(170)로 전송한다. 여기서 온도 측정부(120)는 "수온 측정부"로 대체하여 표현될 수 있고, 온도 정보는 "수온 정보"로 대체하여 표현될 수 있다.
높이 측정부(130)는 착수정(101)에 저장된 액체(예컨대, 물)의 제1높이와 혼화지(102)에 저장된 액체(예컨대, 물)의 제2높이를 측정하고, 측정된 제1높이와 제2높이를 제어부(170)로 전송한다. 여기서 높이 측정부(130)는 "수위 측정부"로 대체하여 표현될 수 있고, 제1높이는 "제1수위"로 대체하여 표현될 수 있고, 제2높이는 "제2수위"로 대체하여 표현될 수 있다.
예컨대, 높이 측정부(130)는 착수정(101)에 저장된 액체의 제1높이를 측정하는 제1높이 측정부(132), 및 혼화지(102)에 저장된 액체의 제2높이를 측정하는 제2높이 측정부(134)를 구비할 수 있다.
예컨대, 높이 측정부(130)는 착수정(101)에 설치되는 복수 개의 제1높이 측정부들 및 혼화지(102)에 설치되는 복수 개의 제2높이 측정부들을 포함할 수 있다.
그리고 높이 측정부(130)는 복수 개의 제1높이 측정부들에 의하여 측정된 복수의 제1높이 값들의 평균을 착수정(101)의 제1높이로 산출할 수 있고, 복수 개의 제2높이 측정부들에 의하여 측정된 복수의 제2높이 값들의 평균을 혼화지(102)의 제2높이로 산출할 수 있다.
위어(150)는 착수정(101)과 혼화지(102) 사이에 위치하는 격벽(103)에 배치되고, 액츄에이터(160)에 의하여 상하 방향으로 수직 이동될 수 있다.
위어(150)는 격벽(103)에 배치되어 착수정(101)과 혼화지(102) 간의 액체(예컨대, 물)의 이동을 조절하여 착수정(101)과 혼화지(102) 간의 낙차를 제어하는 역할을 수행할 수 있다.
즉, 위어(150)의 수직 이동에 의하여, 격벽(103) 상에서의 차단벽의 높이가 제어될 수 있고, 착수정(101)과 혼화지(102) 간의 낙차(hT = 제1높이 - 제2높이)가 조절될 수 있다.
도 1의 실시 예에서는 위어(150)와 격벽(103)이 별도의 구성인 것을 예로 하나, 이에 한정되는 것은 아니며, 격벽(103)이 위어(150)를 포함할 수 있으며, 액츄에이터(160)에 의하여 격벽(103)의 상하 방향으로의 높이가 조절될 수 있고, 이로 인하여 착수정(101)과 혼화지(102) 간의 낙차(hT = 제1높이 - 제2높이)가 조절될 수도 있다.
제어부(170)는 높이 측정부(130)에서 전송된 제1높이와 제2높이에 기초하여 낙차(hT = 제1높이 - 제2높이)를 산출한다.
한편, 도 1에서는 제어부(170)는 제어시스템으로 표현될 수 있으며, 이는 제어부(170)를 포함하는 개념으로서 제어시스템은 기록을 위한 DB나 통신모듈 등이 포함될 수 있다.
제어부(170)는 이미 알고 있는 혼화지(102)의 면적(또는 단면적)과 혼화지(102)의 액체의 제2높이에 기초하여 혼화지(102)의 체적(V)을 산출할 수 있다.
또한, 제어부(170)는 유량 측정부(110)의 유량값(Q)과 혼화지(102)의 액체의 체적(V)에 기초하여 혼화지(102)로 유입된 액체의 혼화지(102)에서의 체류시간(t)을 산출(t= V/Q)할 수 있다.
제어부(170)는 온도 측정부(120)로부터 제공되는 온도 정보에 기초하여 다음의 [표 1]을 통해 착수정(101)에 저장된 액체(물)의 점도 및 밀도를 산출한다.
[표 1]은 수온에 따른 물의 점도 및 밀도를 나타낸다.
수온 점도(μ) 밀도(ρ)
(℃) CP (kg/m3)
0 1.792 999.839
5 1.519 999.964
10 1.310 999.699
15 1.146 999.099
20 1.009 998.204
25 0.895 997.045
30 0.800 995.647
또한, 제어부(170)는 혼화지(102)로 유입되는 액체의 유량(Q), 액체의 점성 및 밀도, 낙차(hT), 및 혼화지(102)의 액체의 체적(V)에 기초하여 혼화지(102)의 속도 경사(G)를 산출할 수 있다.또한, 제어부(170)는 액체의 점도 및 밀도, 낙차(hT), 및 혼화지(102)로 유입된 액체의 혼화지(102)에서의 체류 시간(t)에 기초하여 액체의 속도 경사(G)를 산출할 수 있다.
예컨대, 제어부(170)는 다음의 [수학식 1]에 의하여 혼화지(102)의 액체의 속도 경사(G)를 산출할 수 있다.
Figure 112018105760394-pat00001
Q는 혼화지(102)로의 액체의 유입 유량(㎥/s)을 나타내고, ρ는 액체의 밀도를 나타내고, g = 중력가속도(9.8m/s2)를 나타내고, hT는 낙차(m)를 나타내고, V는 낙차 후의 혼화지(102)의 액체의 체적(㎥)을 나타내고, μ는 액체의 점도(Nㆍs/㎡, N = ㎏ㆍm/s2)를 나타내고, t는 유입된 액체의 혼화지(102)에서의 액체의 체류 시간(s)을 나타낸다(t= V/Q).
제어부(170)는 산출된 속도 경사(G)와 미리 설정된 타겟 값(target value)을 비교하고, 비교된 결과에 따라 액츄에이터(160)를 제어하여 위어(150)의 높이를 조절함으로써, 낙차를 조절할 수 있다.
즉, 제어부(170)는 액체의 수온 또는/및 혼화지(102)로 유입되는 유량(Q)의 변화에 의하여 액체의 속도 경사(G)가 미리 설정된 타겟 값과 다르게 될 때, 위어(150)의 높이를 조절하여 낙차(hT)를 조절함으로써, 액체의 속도 경사를 타겟 값으로 일정하게 유지시킬 수 있으며, 이로 인하여 혼화 강도를 일정하게 유지시킬 수 있다.
제어부(170)는 산출된 속도 경사가 미리 설정된 타겟 값(또는 타겟 값 범위)보다 작은 경우, 위어(150)의 높이를 높여 낙차를 증가시킬 수 있다.
예컨대, 산출된 속도 경사가 미리 설정된 타겟 값(또는 타겟 값 범위)보다 작은 경우, 제어부(170)는 산출된 속도 경사가 미리 설정된 타겟 값과 동일하거나 또는 타겟 값 범위 내에 들어올 될 때까지 위어(150)의 높이를 미리 설정된 높이(예컨대, 0.05미터 또는 0.1미터)만큼 순차적으로 높일 수 있다.
반면에, 제어부(170)는 산출된 속도 경사가 미리 설정된 타겟 값(또는 타겟 값 범위)보다 큰 경우, 위어(150)의 높이를 낮추어 낙차를 감소시킬 수 있다.
예컨대, 산출된 속도 경사가 미리 설정된 타겟 값(또는 타겟 값 범위)보다 큰 경우, 제어부(170)는 산출된 속도 경사가 미리 설정된 타겟 값과 동일하거나 또는 타겟 값 범위 내에 들어올 될 때까지 위어(150)의 높이를 미리 설정된 높이(예컨대, 0.05미터 또는 0.1미터)만큼 순차적으로 감소시킬 수 있다.
수류식 혼화에서 속도 경사는 낙차(hT)에 비례한다. 따라서, 앞서 설명한 바대로, 혼화지의 체적 및 위어 높이는 혼화지 건설 시 고정되어 변동이 불가하지만 본 발명에서는 낙차(hT)를 변경하여 혼화 강도를 조절하는 것이 가능하다.
또한, 혼화에 사용되는 응집제 종류, 처리수 수질에 따라 최적 혼화 강도는 다를 수 있으므로 최적 수질 관리를 위해서는 혼화 강도를 조정할 필요가 있다. 또한 수온, 유량에 따라 G값이 변하므로 혼화 강도를 일정하게 유지시킬 수가 없는 문제가 있게 되는데, 이를 설명하면 다음과 같다.
[표 1]을 참조하면 온도가 올라갈수록 물은 점도가 떨어지고, 밀도가 낮아진다.
[표 2]는 수온 및 유량에 따른 정수장의 G값의 변화를 나타낸다.
Q
(m3/s)		 0℃
G(S-1)		 10℃
G(S-1)		 20℃
G(S-1)		 30℃
G(S-1)
0.972 396 463 527 592
1.111 423 495 564 632
1.250 449 525 598 671
1.389 473 554 630 707
1.528 497 581 661 742
1.667 519 607 691 775
1.806 540 631 719 806
1.944 560 655 746 837
이때 정수장의 낙차(hT)는 0.5m이고, 낙차 후 혼화지의 용적(또는 체적)은 16.94(m3)이다.
표 2를 참조하면, 수온이 0℃ ~ 30℃?일 때, 수온에 따라 점도 및 밀도가 변하기 때문에, 취수 유량에 따라 정수장의 G값이 변하며, 이로 인하여 수온에 따른 정수장의 혼화 강도가 일정치 않다.
상술한 바와 같이, 이러한 수온, 유량, 수질, 응집제 종류에 따라 속도경사(G값)를 달리 대응할 수 있어야 하는데, 이는 위어(150)에 연결된 액츄에이터(160)를 제어를 통해 자동적/실시간으로 일정하게 유지시킬 수 있게 되는 것이다.
즉, 제어부(170)에서는 착수정(101)에 저장된 수온을 측정하고, 측정된 수온에 따라 물의 밀도 및 점도를 산출한 후에, 산출된 물의 밀도 및 점도에 의하여 현재의 G값을 산출하고, 산출된 G값과 미리 설정된 타겟 G값을 비교하고, 비교한 결과에 기초하여, 현재의 G값을 타겟 G값으로 맞추기 위한 낙차를 산출하고, 산출된 낙차에 기초하여 위어(150)의 높이를 조절함으로써 취수 유량에 따른 정수장의 혼화 강도를 실시간으로 그리고 자동적으로 일정하게 유지시킬 수 있다.
위어에서의 낙차가 너무 커 다량의 공기 혼입으로 스컴 발생이 많아질 때 낙차를 줄여 공기 혼입을 줄이려고 해도 낙차를 줄일 수 있는 방법이 없다.
이런 경우에는, 높낮이 조절이 가능한 위어(150) 및 위어(150)의 높낮이를 제어하는 제어부(170)를 구비함으로써, 상황에 따라 낙차(hT)를 조절하여 혼화 강도 조절이 가능하므로 수질, 수온, 유량 변화에 능동적으로 대처할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 혼화 장치를 나타낸 예시도이다.
다음은 도 2를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 혼화 장치(200)를 설명한다.
도 2에 따른 혼화 장치(200)는 도 1에 따른 혼화 장치(200)와 위어(250)의 의 구성이 상이하다. 따라서, 다음에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 혼화 장치(200)의 위어(250)와 제어부(170)에 대해서만 상세히 설명하고, 다른 구성에 대해서는 상세한 설명은 생략한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 혼화 장치(200)는 유량 측정부(110), 온도 측정부(120), 높이 측정부(130), 응집제 주입부(140), 위어(250), 액츄에이터(160) 및 제어부(170)를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 혼화 장치(200)의 위어(250)는 착수정(101)과 혼화지(102) 사이에 배치되고, 액츄에이터(160)에 의하여 좌우 방향으로 수평 이동될 수 있다.
여기서, 좌우 방향은 혼화지(102)의 선단과 후단을 연결하는 가상의 수평 방향이다.
위어(250)는 좌우 방향으로 위치 이동 될 수 있어, 혼화지(102)에 저장된 액체의 체적을 제어하는 역할을 수행할 수 있다.
즉, 위어(250)의 수평 이동에 의하여, 혼화지(102)의 체적이 제어될 수 있고, 혼화지(102)에 저장된 액체의 체적이 조절될 수 있다.
제어부(170)는 액츄에이터(160)를 제어하여 수평 방향에서의 위어(250)의 위치를 제어할 수 있고, 이로 인하여 혼화지(102)에 저장된 액체의 체적이 조절될 수도 있다.
제어부(170)는 산출된 속도 경사(G)와 미리 설정된 타겟 값(target value)을 비교하고, 비교된 결과에 따라 액츄에이터(160)를 제어하여 위어(250)의 수평 위치를 조절함으로써, 혼화지(102)에 저장된 액체의 체적(V)을 조절할 수 있다.
즉, 제어부(170)는 액체의 수온 또는/및 혼화지(102)로 유입되는 유량(Q)의 변화에 의하여 액체의 속도 경사(G)가 미리 설정된 타겟 값과 다르게 될 때, 위어(250)의 수평 위치를 조절하여 혼화지(102)에 저장된 액체의 체적(V)을 조절함으로써, 액체의 속도 경사를 타겟 값으로 일정하게 유지시킬 수 있으며, 이로 인하여 혼화 강도를 일정하게 유지시킬 수 있다.
한편, 제어부(170)는 산출된 속도 경사가 미리 설정된 타겟 값(또는 타겟 값 범위)보다 작은 경우, 위어(250)를 우측으로 이동 시켜, 혼화지(102)에 저장된 액체의 체적(V)을 감소시킬 수 있다.
예컨대, 산출된 속도 경사가 미리 설정된 타겟 값(또는 타겟 값 범위)보다 작은 경우, 제어부(170)는 산출된 속도 경사가 미리 설정된 타겟 값과 동일하거나 또는 타겟 값 범위 내에 들어올 될 때까지 위어(250)를 우측으로 미리 설정된 피치(예컨대, 0.05미터 또는 0.1미터)만큼 순차적으로 이동시킬 수 있다.
반면에, 제어부(170)는 산출된 속도 경사가 미리 설정된 타겟 값(또는 타겟 값 범위)보다 큰 경우, 위어(250)를 좌측으로 이동 시켜, 혼화지(102)에 저장된 액체의 체적(V)을 증가시킬 수 있다.
예컨대, 산출된 속도 경사가 미리 설정된 타겟 값(또는 타겟 값 범위)보다 큰 경우, 제어부(170)는 산출된 속도 경사가 미리 설정된 타겟 값과 동일하거나 또는 타겟 값 범위 내에 들어올 될 때까지 위어(250)를 좌측으로 미리 설정된 피치(예컨대, 0.05미터 또는 0.1미터)만큼 순차적으로 이동시킬 수 있다.
수류식 혼화에서 속도 경사는 혼화지(102)에 저장된 액체의 체적(V)에 반비례한다. 따라서, 앞서 설명한 바대로, 혼화지의 체적 및 위어 높이는 혼화지 건설 시 고정되어 변동이 불가하지만 본 발명에서는 혼화지의 체적(V)을 변경하여 혼화 강도를 조절하는 것이 가능하다.
한편, 도시하지 않았지만, 액츄에이터(160)를 통해 좌우로 이동되는 위어(250)는 혼화지(102)를 구성하는 적어도 하나의 격벽 중 하나일 수 있다.
여기서, 혼화지(102)를 구성하는 하나의 격벽은 서로 대향하는 한 쌍의 격벽 또는 바닥벽일 수 있으며, 위어(250)는 위치가 제어되어 혼화지(102)의 체적을 증가 또는 감소시킬 수 있는 적어도 하나의 격벽일 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
100, 200: 혼화 장치
110: 유량 측정부 120: 온도 측정부
130: 높이 측정부 140: 응집제 주입부
150, 250: 위어 160: 액츄에이터
170: 제어부

Claims (9)

  1. 제1저장소;
    상기 제1저장소 후단에 배치된 제2저장소;
    상기 제1저장소에서 상기 제2저장소로 유입되는 액체의 유입 유량을 측정하고, 상기 제1저장소에 저장된 액체의 온도를 측정하고, 상기 제1저장소에 저장된 액체의 제1높이와 상기 제2저장소에 저장된 액체의 제2높이를 측정하는 측정부;
    상기 제1저장소와 상기 제2저장소 사이에 배치되고, 위치가 조절되는 위어; 및
    상기 측정된 액체의 온도에 기초하여 상기 제1저장소에 저장된 액체의 점도 및 밀도를 산출하고, 상기 제2높이와 상기 제2저장소의 면적에 기초하여 상기 제2저장소의 액체의 체적을 산출하고, 상기 측정된 제1높이와 제2높이에 기초하여 상기 제1저장소와 상기 제2저장소 간의 낙차를 산출하고, 상기 위어를 제어하는 제어부; 를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 측정된 액체의 유입 유량, 상기 산출된 액체의 점도 및 밀도, 상기 산출된 상기 제2저장소에 저장된 액체의 체적, 및 상기 산출된 낙차에 기초하여 상기 제2저장소의 액체의 속도 경사를 산출하고,
    상기 산출된 속도 경사와 기설정된 타겟 값을 비교한 결과에 기초하여 상기 위어의 위치를 조절하는 혼화장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1저장소와 상기 제2저장소 사이에는 격벽이 배치되고,
    상기 위어는 상기 격벽의 상하 방향으로 위치가 조절되고,
    상기 제어부는 상기 위어의 위치를 조절하여 상기 제1저장소와 상기 제2저장소 간의 낙차를 조절하는 혼화장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 산출된 속도 경사가 상기 기설정된 타겟 값보다 작은 경우,
    상기 제어부는 상기 위어의 높이를 높여 상기 낙차를 증가시키는 혼화장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 산출된 속도 경사가 상기 기설정된 타겟 값보다 큰 경우,
    상기 제어부는 상기 위어의 높이를 낮추어 상기 낙차를 감소시키는 혼화장치.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 산출된 속도 경사가 상기 기설정된 타겟 값과 동일하게 될 때까지 상기 위어를 높이를 기설정된 높이만큼 순차적으로 이동시키는 혼화 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 위어는 상기 제2저장소의 선단에서 후단 방향인 좌우 방향으로 위치가 조절되고,
    상기 제어부는 상기 위어의 위치를 조절하여 상기 제2저장소에 저장된 액체의 체적을 조절하는 혼화장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 산출된 속도 경사가 상기 기설정된 타겟 값보다 작은 경우,
    상기 제어부는 상기 위어를 우측으로 이동시켜 상기 제2저장소에 저장된 액체의 체적을 감소시키는 혼화장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 산출된 속도 경사가 상기 기설정된 타겟 값보다 큰 경우,
    상기 제어부는 상기 위어를 좌측으로 이동시켜 상기 제2저장소에 저장된 액체의 체적을 증가시키는 혼화장치.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 산출된 속도 경사가 상기 기설정된 타겟 값과 동일하게 될 때까지 상기 위어를 좌우 방향에서 기설정된 위치만큼 순차적으로 이동시키는 혼화 장치.
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