KR102091738B1 - 양극성 제올라이트로 구성된 흡착여재를 이용하는 수처리공정의 수질분석 기반 자동제어시스템 - Google Patents

양극성 제올라이트로 구성된 흡착여재를 이용하는 수처리공정의 수질분석 기반 자동제어시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 양극성 제올라이트로 구성된 흡착여재를 이용하는 수처리공정의 수질분석 기반 자동제어시스템에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 양극성 제올라이트로 구성된 흡착여재를 이용하는 수처리공정의 수질분석 기반 자동제어시스템은, 수처리공정을 위해 투입되는 오폐수의 수질데이터를 측정 및 분석하기 위한 수질측정조; 상기 수질측정조를 통과한 오폐수를 저장하는 오폐수 저장조; 상기 오폐수 저장조에 저장된 오폐수가 유입되면 물리화학적 반응을 일으키도록 유도하는 반응조를 구비하여 플럭을 발생시켜 배출시키는 수처리공정을 수행하는 전처리부; 상기 오폐수 저장조와 상기 전처리부에서 선택적으로 유입되는 오폐수를 양전하와 음전하를 모두 띄는 양극성 제올라이트로 구성된 흡착여재를 이용하여 양이온 및 음이온이 포함된 다양한 오염물질에 대해 수처리공정을 수행할 수 있는 흡착여재 처리부; 및 상기 수질측정조에서 측정 및 분석한 수질데이터 값을 사전에 설정된 오폐수처리 용량에 대응되는 수용가능한 데이터값과 비교하여 상기 오폐수 저장조에 저장된 오폐수에 대해 상기 전처리부와 상기 흡착여재 처리부를 순차적으로 통과시키는 수처리공정을 수행하게 하거나 상기 흡착여재 처리부를 통해 단독으로 수처리공정을 수행하게 자동으로 제어하는 수처리 공정 자동제어부;를 구비할 수 있다.
따라서, 본 발명은, 수처리공정을 위해 사용하는 처리수의 수질을 사전에 설정된 수용가능한 데이터값과 비교분석하여 양전하와 음전하를 모두 띄는 양극성 제올라이트로 구성된 흡착여재의 오폐수 처리용량에 대응되게 수처리과정을 제어함으로써 단위공정별 자동제어가 가능한 양극성 제올라이트로 구성된 흡착여재를 이용하는 수처리공정의 수질분석 기반 자동제어시스템을 제공하는 효과가 있다.

Description

양극성 제올라이트로 구성된 흡착여재를 이용하는 수처리공정의 수질분석 기반 자동제어시스템 { Auto Control System for Water Treatment Process by analyzing water quality }
본 발명은 양극성 제올라이트로 구성된 흡착여재를 이용하는 수처리공정의 수질분석 기반 자동제어시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 수처리공정을 위해 사용하는 처리수의 수질을 사전에 설정된 수용가능한 데이터값과 비교분석하여 양전하와 음전하를 모두 띄는 양극성 제올라이트로 구성된 흡착여재의 오폐수 처리용량에 대응되게 수처리과정을 제어함으로써 단위공정별 자동제어가 가능한 양극성 제올라이트로 구성된 흡착여재를 이용하는 수처리공정의 수질분석 기반 자동제어시스템에 관한 것이다.
일반적으로 중금속에 의한 토양과 지하수 오염문제에 대응하기 위하여 수처리 공정상 특정물질의 제거를 목적으로 한 흡착여재가 활용되고 있다.
종래기술에 따른 흡착여재를 이용하는 수처리공정에서는 하나의 흡착여재에서 한가지 종류의 오염물질만 처리할 수 있기 때문에 양이온성 오염물질과 음이온성 오염물질이 동시에 존재하는 경우에 오염물질별로 각각 서로 다른 흡착여재를 설치하는 번거로움이 있었다.
또한, 종래기술에 따른 흡착여재를 이용하는 수처리공정에서는 처리수의 오염상태를 일일이 체크하지 않고 전체 공정을 진행하기 때문에 처리공정에 따른 시간과 그에 따른 처리비용을 줄이는데 어려움이 있었다.
뿐만 아니라, 종래기술에 따른 흡착여재를 이용하는 수처리공정에서는 흡착여재를 세척하기 위하여 역세수를 역류시키는 방법을 사용하였으나, 이와 같이, 역세수를 역류시켜 흡착여재를 세척하는 경우에 흡착여재에 흡착된 탁질의 분리 효율이 낮고 분리된 탁질은 신속하게 제거되지 않아 역세척 시간이 오래걸리는 문제점이 있었다.
따라서, 양이온성 오염물질과 음이온성 오염물질을 동시에 처리할 수 있으면서 처리공정에 따른 시간과 비용을 줄이고 효율좋은 역세척 방법을 제공할 수 있는 현실적이고도 적용이 가능한 흡착여재를 이용하는 수처리공정에 관한 기술이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
등록특허공보 KR 10-0583005호(등록일 2006.05.17.)
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은, 수처리공정을 위해 사용하는 처리수의 수질을 사전에 설정된 수용가능한 데이터값과 비교분석하여 양전하와 음전하를 모두 띄는 양극성 제올라이트로 구성된 흡착여재의 오폐수 처리용량에 대응되게 수처리과정을 제어함으로써 단위공정별 자동제어가 가능한 양극성 제올라이트로 구성된 흡착여재를 이용하는 수처리공정의 수질분석 기반 자동제어시스템을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 실시예에 따른 양극성 제올라이트로 구성된 흡착여재를 이용하는 수처리공정의 수질분석 기반 자동제어시스템은, 수처리공정을 위해 투입되는 오폐수의 수질데이터를 측정 및 분석하기 위한 수질측정조; 상기 수질측정조를 통과한 오폐수를 저장하는 오폐수 저장조; 상기 오폐수 저장조에 저장된 오폐수가 유입되면 물리화학적 반응을 일으키도록 유도하는 반응조를 구비하여 플럭을 발생시켜 배출시키는 수처리공정을 수행하는 전처리부; 상기 오폐수 저장조와 상기 전처리부에서 선택적으로 유입되는 오폐수를 양전하와 음전하를 모두 띄는 양극성 제올라이트로 구성된 흡착여재를 이용하여 양이온 및 음이온이 포함된 다양한 오염물질에 대해 수처리공정을 수행할 수 있는 흡착여재 처리부; 상기 수질측정조에서 측정 및 분석한 수질데이터 값을 사전에 설정된 오폐수처리 용량에 대응되는 수용가능한 데이터값과 비교하여 상기 오폐수 저장조에 저장된 오폐수에 대해 상기 전처리부와 상기 흡착여재 처리부를 순차적으로 통과시키는 수처리공정을 수행하게 하거나 상기 흡착여재 처리부를 통해 단독으로 수처리공정을 수행하게 자동으로 제어하는 수처리 공정 자동제어부;를 구비할 수 있다.
상기 수질측정조는, 상기 수질데이터를 구성하는 수온, PH농도(수소이온농도), 유량, 탁도, 유해중금속, TOC(총유기탄소)를 오폐수로부터 측정하여 측정값을 상기 수처리 공정 자동제어부로 전송하는 수질분석측정기;를 구비할 수 있다.
상기 오폐수 저장조는, 상기 전처리부에서 발생되는 플럭의 생성저하를 방지하기 위하여 일정온도 이상 수온을 유지할 수 있도록 온도조절이 가능한 히터장치;를 내장할 수 있다.
상기 전처리부는, 상기 수질측정조에서 측정된 PH농도 측정값에 대응하여 오폐수의 교반속도 및 PH농도 조절용 시약의 투입량을 조절함으로써 상기 오폐수 저장조에서 유입되는 오폐수의 PH농도를 중성수치에 근접하게 조정하는 전처리용 PH조정조와; 상기 수질측정조에서 측정한 수질데이터값에 대응하는 상기 수처리 공정 자동제어부의 제어에 따라 상기 전처리용 PH조정조를 통과하는 오폐수에 응집제를 투입하여 물리화학적 반응을 유발하면서 플럭을 생성하기 위한 복수개의 반응조; 및 상기 복수개의 반응조를 통과하는 오폐수에서 물리화학적 반응이 일어나는데 필요한 체류시간을 확보하여 플럭을 하부로 침전시켜 제거하는 침전조;를 구비할 수 있다.
상기 복수개의 반응조와 상기 침전조는 각각, 하부에 상기 플럭이 일정이상 높이로 쌓이게 되면 상기 수처리 공정 자동제어부에 신호를 보내 하부밸브를 작동시켜 플럭을 슬러지 저장조로 배출시킬 수 있는 플럭영상장치;를 더 구비할 수 있다.
상기 흡착여재 처리부는, 상기 수질측정조에서 측정된 PH농도 측정값에 대응하여 상기 수처리 공정 자동제어부의 제어에 의해 오폐수의 교반속도 및 PH농도 조절용 시약의 투입량을 조절함으로써, 유입되는 오폐수의 PH농도를 중성수치에 근접하게 조정하는 흡착여재 처리용 PH조정조와; 상기 흡착여재 처리용 PH조정조를 통과하는 오폐수에 대해 양극성 제올라이트로 구성된 이중 구조의 흡착여재를 이용해 상기 수질측정조에서 측정 및 분석된 수질데이터값에 따라 일차 또는 이차의 흡착여재를 통과하는 수처리공정을 선택적으로 수행하는 흡착탑; 및 상기 수처리 공정 자동제어부의 제어에 따라 상기 흡착탑을 통과한 처리수의 수질데이터를 측정 및 분석하여, 처리수의 수질농도 값 또는 수질측정값이 기준치에 미달할 경우 상기 흡착여재 처리용 PH조정조로 처리수를 보내고 처리수의 수질농도 값 또는 수질측정값이 기준치를 만족할 경우 처리수를 방류하는 처리수 저장조;를 구비할 수 있다.
상기 흡착탑은, 유입되는 오폐수가 양극성 제올라이트로 구성된 1차 흡착여재를 기준으로 상측에서 하측으로 하향류를 형성하며 하단에 처리수가 배출되는 배출밸브가 형성되는 1차 흡착조와; 상기 1차 흡착조를 통과한 처리수가 선택적으로 유입되기 위한 유입구가 하부 일측으로 형성되며 양극성 제올라이트로 구성된 2차 흡착여재를 기준으로 하측에서 상측으로 상향류를 형성하며 상부 타측에 처리수가 배출되는 배출밸브가 형성되는 2차 흡착조; 및 상기 수질측정조에서 측정 및 분석된 수질데이터값에 따라 상기 1차 흡착조를 통과한 처리수가 상기 2차 흡착조로 선택적으로 유입되도록 상기 유입구에 배치되는 전동밸브;를 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 양극성 제올라이트로 구성된 흡착여재를 이용하는 수처리공정의 수질분석 기반 자동제어시스템은, 상기 수질측정조에서 측정 및 분석된 수질데이터값에 따라 상기 1차 흡착조에서 오폐수를 단독으로 처리 가능할 경우에 상기 전동밸브는 닫히고 상기 1차 흡착여재를 하부방향으로 통과한 처리수가 상기 1차 흡착조의 배출밸브를 통해 처리수 저장조로 이동하고, 상기 수질측정조에서 측정 및 분석된 수질데이터값에 따라 상기 1차 흡착조에서 오폐수를 단독으로 처리하기 어려울 경우에 상기 1차 흡착조의 배출밸브가 닫히고 상기 전동밸브가 열리면서 상기 1차 흡착여재를 통과한 처리수가 상기 2차 흡착조로 이동하여 상기 2차 흡착여재를 상부방향으로 통과한 다음 상기 2차 흡착조의 배출밸브를 통해 처리수 저장조로 이동할 수 있다.
상기 흡착탑은, 역세척시 상기 1차 흡착조의 1차 흡착여재와 2차 흡착조의 2차 흡착여재를 통과하는 탁질의 역세수를 흡입하는 역세수 흡입장치를; 구비할 수 있다.
상기 역세수 흡입장치는, 상기 1 차 흡착조의 경우에는 상기 1차 흡착여재를 기준으로 상측에 배치되고, 상기 2차 흡착조의 경우에는 상기 2차 흡착여재를 기준으로 하측에 배치되며, 여재가 유입되는 것을 방지하기 위한 여재유입방지막;을 구비하고, 발포성 탄산수를 역세수로 사용하여 역세척 효과를 증가시킬 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은, 수처리공정을 위해 사용하는 처리수의 수질을 사전에 설정된 수용가능한 데이터값과 비교분석하여 양전하와 음전하를 모두 띄는 양극성 제올라이트로 구성된 흡착여재의 오폐수 처리용량에 대응되게 수처리과정을 제어함으로써 단위공정별 자동제어가 가능한 양극성 제올라이트로 구성된 흡착여재를 이용하는 수처리공정의 수질분석 기반 자동제어시스템을 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 양극성 제올라이트로 구성된 흡착여재를 이용하는 수처리공정의 수질분석 기반 자동제어시스템의 개략적인 전체구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 전처리부를 구성하는 반응조와 침전조의 플럭영상장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 흡착여재 처리부를 구성하는 흡착탑을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 3의 흡착탑에 설치된는 역세수 흡입장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 종래기술과 본 발명에 따른 수처리공정을 비교설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 흡착여재를 구성하는 양극성 제올라이트의 중금속 제거효율을 나타내는 도면이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 양극성 제올라이트로 구성된 흡착여재를 이용하는 수처리공정의 수질분석 기반 자동제어시스템의 개략적인 전체구성도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 양극성 제올라이트로 구성된 흡착여재를 이용하는 수처리공정의 수질분석 기반 자동제어시스템은 수질측정조(100), 오폐수 저장조(200), 전처리부(300), 흡착여재 처리부(400), 및 수처리 공정 자동제어부(500)를 구비할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 수질측정조(100)는, 수처리공정을 위해 투입되는 오폐수의 수질데이터를 측정 및 분석할 수 있으며, 상기 수질데이터를 구성하는 수온, PH농도(수소이온농도), 유량, 탁도, 유해중금속, TOC(총유기탄소)를 오폐수로부터 측정하여 측정값을 상기 수처리 공정 자동제어부로 전송하는 수질분석측정기(미도시)를 구비할 수 있다.
이때, 상기 수질분석측정기는, 오폐수 저장조(200)에 투입되는 오폐수의 수질을 분석하기 위한 용도로 사용되며, 후술하는 처리수 저장조(430)에도 설치되어 양극성 제올라이트로 구성된 흡착여재를 이용한 수처리 공정을 수행한 이후의 처리수에 대한 수질을 분석하기 위한 용도로 사용될 수 있다.
또한, 상기 오폐수 저장조(200)는, 상기 수질측정조(100)를 통과하여 본 발명의 실시예에 따른 수처리 과정을 위한 오폐수를 저장하며, 도면에 도시된 바와 같이, 상기 전처리부(300)에서 발생되는 플럭의 생성저하를 방지하기 위하여 일정온도 이상 수온을 유지할 수 있도록 온도조절이 가능한 히터장치(210)를 내장할 수 있다.
또한, 상기 전처리부(300)는, 상기 오폐수 저장조(200)에 저장된 오폐수가 유입되면 물리화학적 반응을 일으키도록 유도하는 반응조(320)를 구비하여 플럭을 발생시켜 배출시키는 수처리공정을 수행할 수 있다.
도면을 참조하여, 더욱 상세하게 설명하면, 상기 전처리부(300)는, 전처리용 PH조정조(310)와 복수개의 반응조(320) 및 침전조(330)를 구비할 수 있다.
여기서, 상기 전처리용 PH조정조(310)는, 상기 수질측정조(100)에서 측정된 PH농도 측정값에 대응하여 오폐수의 교반속도 및 PH농도 조절용 시약의 투입량을 조절함으로써 상기 오폐수 저장조에서 유입되는 오폐수의 PH농도를 중성수치에 근접하게 조정할 수 있다.
또한, 상기 복수개의 반응조(320)는, 상기 수질측정조(100)에서 측정한 수질데이터값에 대응하는 상기 수처리 공정 자동제어부(500)의 제어에 따라 상기 전처리용 PH조정조(310)를 통과하는 오폐수에 응집제를 투입하여 물리화학적 반응을 유발하면서 플럭을 생성할 수 있다.
또한, 상기 침전조(330)는, 상기 복수개의 반응조(320)를 통과하는 오폐수에서 물리화학적 반응이 일어나는데 필요한 체류시간을 확보하여 플럭을 하부로 침전시켜 제거할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 전처리부를 구성하는 반응조와 침전조의 플럭영상장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도면을 참조하면, 상술한 상기 복수개의 반응조(320)와 상기 침전조(330)는 각각, 하부에 상기 플럭이 일정이상 높이로 쌓이게 되면 상기 수처리 공정 자동제어부(500)에 신호를 보내 하부밸브(302)를 작동시켜 플럭을 슬러지 저장조로 배출시킬 수 있는 플럭영상장치(301)를 더 구비할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서, 상기 흡착여재 처리부(400)는, 상기 오폐수 저장조(200)와 상기 전처리부(300)에서 선택적으로 유입되는 오폐수를 양전하와 음전하를 모두 띄는 양극성 제올라이트로 구성된 흡착여재를 이용하여 양이온 및 음이온이 포함된 다양한 오염물질에 대해 수처리공정을 수행할 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 도 3 내지 도 6을 통해 후술하기로 한다.
한편, 본 발명의 실시예에서 상기 수처리 공정 자동제어부(500)는, 상기 수질측정조(100)에서 측정 및 분석한 수질데이터 값을 사전에 설정된 오폐수처리 용량에 대응되는 수용가능한 데이터값과 비교하여 상기 오폐수 저장조(200)에 저장된 오폐수에 대해 상기 전처리부(300)와 상기 흡착여재 처리부(400)를 순차적으로 통과시키는 수처리공정을 수행하게 하거나 상기 흡착여재 처리부(400)를 통해 단독으로 수처리공정을 수행하게 자동으로 제어할 수 있다.
또한, 상기 수처리 공정 자동제어부(500)는, 상기 수질측정조(100)와 오폐수저장조(200), 전처리부(300), 및 흡착여재처리부(400) 각각의 단위공정을 자동으로 제어하는 역할을 수행하며, 상술한 바와 같이, 오폐수 저장조(200)에서 유입되는 오폐수를 수질측정조(100)의 측정값에 따라 전처리부(300)를 통한 수처리과정을 생략하고 흡착여재 처리부(400)를 통한 수처리과정을 수행하게 할 수 있다.
뿐만 아니라, 상기 수처리 공정 자동제어부(500)는, 상기 오폐수 저장조(200)에 구비되는 히터장치(210)의 온도를 제어할 수 있고, 상기 전처리부(300)를 구성하는 전처리용 PH조정조(310)에 투입되는 PH조절 시약 투입량과 오폐수의 교반속도를 제어할 수 있으며, 반응조(320)와 침전조(330)에 구성되는 플럭영상장치(301)를 제어하여 플럭의 응집상태를 모니터링 하고 교반속도 및 응집제 주입량도 자동제어 할 수 있다.
게다가,상기 수처리 공정 자동제어부(500)는, 후술하는 흡착여재 처리부(400)에서, 흡착탑(420) 유입전에 양극성 제올라이트로 구성된 흡착여재의 오폐수 처리능력을 고려하여 수질조건을 산정하고 폐수의 수온을 포함한 상기 수질데이터를 사전 설정값으로 등록하며, 시스템 동작과정에서 지속적인 데이터축적을 통해 설정값을 보정하여 시스템 동작조건을 최적화 할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에서, 상기 수처리 공정 자동제어부(500)를 이용하여 수처리 공정을 아래의 세가지 공정으로 다양하게 처리할 수 있다.
-본 발명의 실시예에 따른 수처리 공정
1) 오폐수저장조 -> 전처리부 -> 흡착탁 처리
2) 오폐수저장조 ->흡착탑의 1차 흡착조 처리
3) 오폐수저장조 ->흡착탑의 1차 흡착조 처리 -> 흡착탑의 2차 흡착조 처리
즉, 본 발명의 실시예에서는, 수질측정조(100)에서 수질 분석결과 흡착탑(420)에서 직접처리가 가능한 오폐수의 경우에 상술한 바와 같이, 전처리 공정을 생략하고 오폐수저장조(100)에서 흡착여재 처리부(400)로 오폐수를 바로 유입시켜 처리할 수 있으며, 또한, 흡착여재 처리부(400)를 구성하는 흡착탑(420)의 1차 흡착조(421)와 2차 흡착조(422)를 수질 분석결과에 따라 선택적으로 사용할 수 있다.
아래 도 3 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따라 흡착여재 처리부(400)를 이용한 수처리 과정을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 앞서 상술한 도 1의 흡착여재 처리부(400)는, 흡착여재 처리용 PH조정조(410)와, 흡착탑(420), 및 처리수 저장조(430)를 구비할 수 있다.
여기서, 상기 흡착여재 처리용 PH조정조(410)는, 상기 수질측정조(100)에서 측정된 PH농도 측정값에 대응하여 상기 수처리 공정 자동제어부(500)의 제어에 의해 오폐수의 교반속도 및 PH농도 조절용 시약의 투입량을 조절함으로써, 유입되는 오폐수의 PH농도를 중성수치에 근접하게 조정할 수 있다.
또한, 상기 흡착탑(420)은, 상기 흡착여재 처리용 PH조정조(410)를 통과하는 오폐수에 대해 양극성 제올라이트로 구성된 이중 구조의 흡착여재를 이용해 상기 수질측정조에서 측정 및 분석된 수질데이터값에 따라 일차 또는 이차의 흡착여재를 통과하는 수처리공정을 선택적으로 수행할 수 있다.
또한, 상기 처리수 저장조(430)는, 상기 수처리 공정 자동제어부(500)의 제어에 따라 상기 흡착탑(420)을 통과한 처리수의 수질데이터를 측정 및 분석하여, 처리수의 수질농도 값 또는 수질측정값이 기준치에 미달할 경우 상기 흡착여재 처리용 PH조정조(410)로 처리수를 보내고 처리수의 수질농도 값 또는 수질측정값이 기준치를 만족할 경우 처리수를 방류할 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 흡착여재 처리부를 구성하는 흡착탑을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 흡착탑(420)은, 1차 흡착조(421)와 2차 흡착조(422), 및 전동밸브(423)를 구비할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 1차 흡착조(421)는, 유입되는 오폐수가 양극성 제올라이트로 구성된 1차 흡착여재(421a)를 기준으로 상측에서 하측으로 하향류를 형성하며 하단에 처리수가 배출되는 배출밸브(401)가 형성될 수 있다.
또한, 상기 2차 흡착조(422)는, 상기 1차 흡착조(421)를 통과한 처리수가 선택적으로 유입되기 위한 유입구가 하부 일측으로 형성되며 양극성 제올라이트로 구성된 2차 흡착여재(422a)를 기준으로 하측에서 상측으로 상향류를 형성하며 상부 타측에 처리수가 배출되는 배출밸브(402)가 형성될 수 있다.
또한, 상기 전동밸브(423)는, 상기 수질측정조(100)에서 측정 및 분석된 수질데이터값에 따라 상기 1차 흡착조(421)를 통과한 처리수가 상기 2차 흡착조(422)로 선택적으로 유입되도록 상기 유입구에 배치될 수 있다.
여기서, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 수질측정조(100)에서 측정 및 분석된 수질데이터값에 따라 상기 1차 흡착조(421)에서 오폐수를 단독으로 처리 가능할 경우에 상기 전동밸브(423)는 닫히고 상기 1차 흡착여재(421a)를 하부방향으로 통과한 처리수가 상기 1차 흡착조의 배출밸브(401)를 통해 처리수 저장조(430)로 이동하고, 상기 수질측정조(100)에서 측정 및 분석된 수질데이터값에 따라 상기 1차 흡착조(421)에서 오폐수를 단독으로 처리하기 어려울 경우에 상기 1차 흡착조의 배출밸브(401)가 닫히고 상기 전동밸브(423)가 열리면서 상기 1차 흡착여재(421a)를 통과한 처리수가 상기 2차 흡착조(422)로 이동하여 상기 2차 흡착여재(422a)를 상부방향으로 통과한 다음 상기 2차 흡착조의 배출밸브(402)를 통해 처리수 저장조(430)로 이동할 수 있다.
도 4는 도 3의 흡착탑에 설치된는 역세수 흡입장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도면에 도시된 바와 같이, 상기 흡착탑(420)은, 역세척시 상기 1차 흡착조의 1차 흡착여재(421a)와 2차 흡착조의 2차 흡착여재(422a)를 통과하는 탁질의 역세수를 흡입하는 역세수 흡입장치(424)를 구비할 수 있다.
도면에 도시된 역세수 흡입장치(424)는 1차 흡착조의 1차 흡착여재(421a)를 기준으로 도시되었으나, 2차 흡착조의 2차 흡착여재(422a)를 기준으로 도시될 경우에는 역방향으로 도시되는 것이 바람직하다.
즉, 본 발명의 실시예에서, 상기 역세수 흡입장치(424)는, 상기 1 차 흡착조(421)의 경우에는 상기 1차 흡착여재(421a)를 기준으로 상측에 배치되고, 상기 2차 흡착조의(422) 경우에는 상기 2차 흡착여재(422a)를 기준으로 하측에 배치될 수 있다.
또한, 상기 역세수 흡입장치(424)는, 여재가 유입되는 것을 방지하기 위한 여재유입방지막(425)을 구비하고, 발포성 탄산수를 역세수로 사용하여 역세척 효과를 증가시킬 수 있다.
도 5는 종래기술과 본 발명에 따른 수처리공정을 비교설명하기 위한 도면이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 양극성 제올라이트로 구성된 흡착여재를 이용하는 수처리공정의 수질분석 기반 자동제어시스템은, 종래기술에 따른 흡착탑의 흡착여재는 하나의 오염물질 제거가 가능하여 폐수에 다양한 오염물질이 포함되어 유입이 될 경우에 오염물질별로 각각의 오폐수저장조와 흡착탑을 설치해야 하는 데 반하여, 본 발명의 실시예에 적용된 양극성 제올라이트로 구성된 흡착탑은 양이온 및 음이온을 동시에 제거가 가능하여 오폐수에 포함된 다양한 오염물질을 동시에 처리가 가능하기 때문에 다양한 오염물질이 포함되는 폐수가 유입되더라도 하나의 폐수저장조와 흡착탑을 설치하여 폐수처리가 가능할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 흡착여재를 구성하는 양극성 제올라이트의 중금속 제거효율을 나타내는 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 양극성 제올라이트로 구성된 흡착여재를 이용하는 수처리공정의 수질분석 기반 자동제어시스템은, 수질분석된 데이터 및 도면에 도시된 중금속 제거효율과 같은 양극성 제올라이트의 폐수처리 능력을 고려하여 처리공정을 다양하게 수립할 수 있으며, 수질측정조(100)와 PH조정조(310, 410)의 PH농도 값을 전송받아 분석 및 결과를 도출하고 각 단위공정에 제어값을 전송하여 시스템 제어를 수행하도록 할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명은, 수처리공정을 위해 사용하는 처리수의 수질을 사전에 설정된 수용가능한 데이터값과 비교분석하여 양전하와 음전하를 모두 띄는 양극성 제올라이트로 구성된 흡착여재의 오폐수 처리용량에 대응되게 수처리과정을 제어함으로써 단위공정별 자동제어가 가능한 양극성 제올라이트로 구성된 흡착여재를 이용하는 수처리공정의 수질분석 기반 자동제어시스템을 제공하는 효과가 있다.
지금까지 본 발명에 대해서 상세히 설명하였으나, 그 과정에서 언급한 실시예는 예시적인 것일 뿐이며, 한정적인 것이 아님을 분명히 하고, 본 발명은 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상이나 분야를 벗어나지 않는 범위내에서, 균등하게 대처될 수 있는 정도의 구성요소 변경은 본 발명의 범위에 속한다 할 것이다.
100 : 수질측정조
200 : 오폐수저장조
210 : 히터장치
300 : 전처리부
301 : 플럭영상장치
302 : 하부밸브
310 : 전처리용 PH조정부
320 : 반응조
330 : 침전조
400 : 흡착여재 처리부
401,402 : 배출밸브
410 : 흡착여재 처리용 PH조정조
420 : 흡착탑
421 : 1차 흡착조
421a : 1차 흡착여재
422 : 2차 흡착조
422a : 2차 흡착여재
423 : 전동밸브
424 : 역세수 흡입장치
425 : 여재유입방지막
430 : 처리수저장조
500 : 수처리 공정 자동제어부

Claims (5)

  1. 수처리공정을 위해 투입되는 오폐수의 수질데이터를 측정 및 분석하기 위한 수질측정조(100);
    상기 수질측정조를 통과한 오폐수를 저장하는 오폐수 저장조(200);
    상기 오폐수 저장조에 저장된 오폐수가 유입되면 물리화학적 반응을 일으키도록 유도하는 반응조를 구비하여 플럭을 발생시켜 배출시키는 수처리공정을 수행하는 전처리부(300);
    상기 오폐수 저장조(200)와 상기 전처리부(300)에서 선택적으로 유입되는 오폐수를 양전하와 음전하를 모두 띄는 양극성 제올라이트로 구성된 흡착여재를 이용하여 양이온 및 음이온이 포함된 다양한 오염물질에 대해 수처리공정을 수행할 수 있는 흡착여재 처리부(400); 및
    상기 수질측정조(100)에서 측정 및 분석한 수질데이터 값을 사전에 설정된 오폐수처리 용량에 대응되는 수용가능한 데이터값과 비교하여 상기 오폐수 저장조(200)에 저장된 오폐수에 대해 상기 전처리부(300)와 상기 흡착여재 처리부(400)를 순차적으로 통과시키는 수처리공정을 수행하게 하거나 상기 흡착여재 처리부(400)를 통해 단독으로 수처리공정을 수행하게 자동으로 제어하는 수처리 공정 자동제어부(500);를 구비하고,
    상기 전처리부(300)는,
    상기 수질측정조(100)에서 측정된 PH농도 측정값에 대응하여 오폐수의 교반속도 및 PH농도 조절용 시약의 투입량을 조절함으로써 상기 오폐수 저장조에서 유입되는 오폐수의 PH농도를 중성수치에 근접하게 조정하는 전처리용 PH조정조(310)와;
    상기 수질측정조(100)에서 측정한 수질데이터값에 대응하는 상기 수처리 공정 자동제어부(500)의 제어에 따라 상기 전처리용 PH조정조(310)를 통과하는 오폐수에 응집제를 투입하여 물리화학적 반응을 유발하면서 플럭을 생성하기 위한 복수개의 반응조(320); 및
    상기 복수개의 반응조(320)를 통과하는 오폐수에서 물리화학적 반응이 일어나는데 필요한 체류시간을 확보하여 플럭을 하부로 침전시켜 제거하는 침전조(330);를 구비하고,
    상기 복수개의 반응조(320)와 상기 침전조(330)는 각각,
    하부에 상기 플럭이 일정이상 높이로 쌓이게 되면 상기 수처리 공정 자동제어부(500)에 신호를 보내 하부밸브(302)를 작동시켜 플럭을 슬러지 저장조로 배출시킬 수 있는 플럭영상장치(301);를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 양극성 제올라이트로 구성된 흡착여재를 이용하는 수처리공정의 수질분석 기반 자동제어시스템
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 수질측정조(100)는, 상기 수질데이터를 구성하는 수온, PH농도(수소이온농도), 유량, 탁도, 유해중금속, TOC(총유기탄소)를 오폐수로부터 측정하여 측정값을 상기 수처리 공정 자동제어부로 전송하는 수질분석측정기;를 구비하고,
    상기 오폐수 저장조(200)는, 상기 전처리부에서 발생되는 플럭의 생성저하를 방지하기 위하여 일정온도 이상 수온을 유지할 수 있도록 온도조절이 가능한 히터장치(210);를 내장하는 것을 특징으로 하는 양극성 제올라이트로 구성된 흡착여재를 이용하는 수처리공정의 수질분석 기반 자동제어시스템
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 흡착여재 처리부(400)는,
    상기 수질측정조(100)에서 측정된 PH농도 측정값에 대응하여 상기 수처리 공정 자동제어부(500)의 제어에 의해 오폐수의 교반속도 및 PH농도 조절용 시약의 투입량을 조절함으로써, 유입되는 오폐수의 PH농도를 중성수치에 근접하게 조정하는 흡착여재 처리용 PH조정조(410)와;
    상기 흡착여재 처리용 PH조정조(410)를 통과하는 오폐수에 대해 양극성 제올라이트로 구성된 이중 구조의 흡착여재를 이용해 상기 수질측정조에서 측정 및 분석된 수질데이터값에 따라 일차 또는 이차의 흡착여재를 통과하는 수처리공정을 선택적으로 수행하는 흡착탑(420); 및
    상기 수처리 공정 자동제어부(500)의 제어에 따라 상기 흡착탑(420)을 통과한 처리수의 수질데이터를 측정 및 분석하여, 처리수의 수질농도 값 또는 수질측정값이 기준치에 미달할 경우 상기 흡착여재 처리용 PH조정조(410)로 처리수를 보내고 처리수의 수질농도 값 또는 수질측정값이 기준치를 만족할 경우 처리수를 방류하는 처리수 저장조(430);를 구비하고,
    상기 흡착탑(420)은,
    유입되는 오폐수가 양극성 제올라이트로 구성된 1차 흡착여재(421a)를 기준으로 상측에서 하측으로 하향류를 형성하며 하단에 처리수가 배출되는 배출밸브(401)가 형성되는 1차 흡착조(421)와;
    상기 1차 흡착조(421)를 통과한 처리수가 선택적으로 유입되기 위한 유입구가 하부 일측으로 형성되며 양극성 제올라이트로 구성된 2차 흡착여재(422a)를 기준으로 하측에서 상측으로 상향류를 형성하며 상부 타측에 처리수가 배출되는 배출밸브(402)가 형성되는 2차 흡착조(422)와;
    상기 수질측정조(100)에서 측정 및 분석된 수질데이터값에 따라 상기 1차 흡착조(421)를 통과한 처리수가 상기 2차 흡착조(422)로 선택적으로 유입되도록 상기 유입구에 배치되는 전동밸브(423);및
    역세척시 상기 1차 흡착조의 1차 흡착여재(421a)와 2차 흡착조의 2차 흡착여재(422a)를 통과하는 탁질의 역세수를 흡입하는 역세수 흡입장치(424);를 구비하는 것을 특징으로 하는 양극성 제올라이트로 구성된 흡착여재를 이용하는 수처리공정의 수질분석 기반 자동제어시스템
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 역세수 흡입장치(424)는,
    상기 1 차 흡착조(421)의 경우에는 상기 1차 흡착여재(421a)를 기준으로 상측에 배치되고,
    상기 2차 흡착조(422)의 경우에는 상기 2차 흡착여재(422a)를 기준으로 하측에 배치되며,
    여재가 유입되는 것을 방지하기 위한 여재유입방지막(425);을 구비하고,
    발포성 탄산수를 역세수로 사용하여 역세척 효과를 증가시키는 것을 특징으로 하는 양극성 제올라이트로 구성된 흡착여재를 이용하는 수처리공정의 수질분석 기반 자동제어시스템
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