KR102471658B1 - Real-time measurement device for wastewater sludge moisture content and measurement method using the same - Google Patents

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KR102471658B1 KR1020210003671A KR20210003671A KR102471658B1 KR 102471658 B1 KR102471658 B1 KR 102471658B1 KR 1020210003671 A KR1020210003671 A KR 1020210003671A KR 20210003671 A KR20210003671 A KR 20210003671A KR 102471658 B1 KR102471658 B1 KR 102471658B1
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부산대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 폐수 슬러지 함수율 실시간 측정장치 및 이를 이용한 측정방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 본 발명의 목적은 슬러지 유입관에 발열 히터로 가열하는 분지관을 형성하고, 분지관 양단의 압력차를 측정하여 슬러지의 함수율을 실시간으로 산출하는 폐수 슬러지 함수율 실시간 측정장치 및 이를 이용한 측정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wastewater sludge water content measuring device in real time and a measuring method using the same. It relates to a real-time measuring device for the water content of wastewater sludge that calculates the water content of sludge in real time and a measuring method using the same.

Description

폐수 슬러지 함수율 실시간 측정장치 및 이를 이용한 측정방법 {Real-time measurement device for wastewater sludge moisture content and measurement method using the same}Real-time measurement device for wastewater sludge moisture content and measurement method using the same}

본 발명은 폐수 슬러지 함수율 실시간 측정장치 및 이를 이용한 측정방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 슬러지 유입관에 발열 히터로 가열하는 분지관을 형성하고, 분지관 양단의 압력차를 측정하여 슬러지의 함수율을 실시간으로 산출하는 폐수 슬러지 함수율 실시간 측정장치 및 이를 이용한 측정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wastewater sludge moisture content measuring device in real time and a measuring method using the same, and more particularly, a branch pipe heated by a heating heater is formed in a sludge inlet pipe, and a pressure difference between both ends of the branch pipe is measured to determine the sludge moisture content. It relates to a real-time measuring device for the water content of wastewater sludge calculated in real time and a measuring method using the same.

일반적으로, 슬러지(sludge)란, 진흙상태의 산업폐기물 또는 폐수처리 침전물 등에 대한 일반적인 호칭을 일컫는 것으로, 오니(汚泥)라고도 한다. 금속표면을 산(酸) 처리하는 공정에서나, 물과 접하는 보일러·선박·탱크류 등의 금속표면이 박리·퇴적하여 진흙 상태로 된 것을 말하는데, 이때 슬러지의 주성분은 금속 또는 그 화합물이다.In general, sludge refers to a general term for industrial waste or wastewater treatment sediment in the form of mud, and is also referred to as sludge. It refers to the process of treating metal surfaces with acid, or the metal surfaces of boilers, ships, tanks, etc. in contact with water are exfoliated and deposited to form mud. At this time, the main component of sludge is metal or its compounds.

슬러지 처리과정은 환경 규제가 강화되면서 점차 규제가 심해지고 있으며, 현재 사용중인 매립법에 의한 슬러지 처리는 한계에 달하고 있다. 이는 매립된 슬러지에서 발생하는 침출수에 의한 지하수 등의 환경오염이 심각함이 이미 검증되었고, 매립 공간의 확보 측면에서도 한계에 도달하였기 때문이다.The sludge treatment process is becoming increasingly strict as environmental regulations are strengthened, and sludge treatment by the currently used landfill method is reaching its limit. This is because it has already been verified that environmental pollution such as groundwater by leachate generated from landfill sludge is serious, and the landfill space has reached its limit.

이러한, 슬러지의 처리과정을 최적화하기 위하여 다양한 방법이 시도되고 있는데, 슬러지의 수분을 제거하기 위하여 가열 건조방법, 기계적 압착방법, 진공건조 방법 등이 사용되고 있으며, 이를 위해서는 슬러지의 함수율을 정확하게 측정하는 것이 필요하다.In order to optimize the sludge treatment process, various methods have been attempted. In order to remove moisture from the sludge, a heat drying method, a mechanical compression method, and a vacuum drying method are used. need.

또한, 하수처리 분야로 데칸터 장치가 사용되고 있으며, 데칸터에서 배출되는 슬러지 또는 케이크의 함수율의 변동 폭을 감소시켜 다음 처리기기에 사용되는 에너지 및 슬러지 또는 케이크가 과건조 될 경우의 데칸터 또는 다음 처리기기에 사용되는 에너지를 절감하기 위하여 실시간 슬러지 함수율 측정이 필요한 실정이다.In addition, a decanter device is used in the sewage treatment field, and by reducing the fluctuation range of the moisture content of the sludge or cake discharged from the decanter, the energy used for the next treatment device and the decanter or the next In order to save energy used in treatment equipment, real-time measurement of sludge moisture content is required.

특허문헌 1은 습식 석분슬러지 함수비 측정방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 점도 측정, 또는 부피 및 무게의 측정으로 얻은 값에 의해 습식 석분슬러지의 함수비를 측정하는 것에 관한 것이다.Patent Document 1 relates to a method for measuring the water content of wet stone dust sludge, and more specifically, to measuring the water content of wet stone dust sludge by measuring the viscosity or measuring the volume and weight.

상기의 발명으로 인한 습식 석분슬러지 함수비 측정방법은 신뢰성이 높은 습식 석분슬러지 함수비를 제공하는데는 이점이 있지만, 슬러지의 함수율을 실시간을 측정하는 방법에 대해서 구체적으로 개시되지 않고 있다.The wet stone dust sludge water content measurement method according to the above invention has an advantage in providing a highly reliable wet stone dust sludge water content, but a method for measuring the water content of sludge in real time is not specifically disclosed.

대한민국 등록특허공보 제10-1756258호 (2017. 07. 04)Republic of Korea Patent Registration No. 10-1756258 (2017. 07. 04)

본 발명의 목적은 슬러지 유입관에 발열 히터로 가열하는 분지관을 형성하고, 분지관 양단의 압력차를 측정하여 슬러지의 함수율을 실시간으로 산출하는 폐수 슬러지 함수율 실시간 측정장치 및 이를 이용한 측정방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to form a branch pipe heated by a heating heater in the sludge inlet pipe, and measure the pressure difference at both ends of the branch pipe to calculate the water content of the sludge in real time. To provide a real-time measuring device for the water content of wastewater sludge and a measuring method using the same is to do

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있다.The technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the present invention.

상기 과제를 해결하여 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 폐수 슬러지 함수율 실시간 측정장치는 폐수 슬러지가 일측으로 흐르고 있는 슬러지관, 상기 폐수 슬러지의 일부가 유입되어 흐를 수 있도록 상기 슬러지관으로부터 분기되어, 상기 슬러지관으로 다시 연결되는 분지관, 상기 분지관의 외주면에 설치되어, 상기 폐수 슬러지를 가열하는 가열부 및 상기 분지관 상에서 상기 가열부의 양측에 각각 설치되어, 상기 폐수 슬러지의 압력을 측정하는 측정 센서를 포함하고, 상기 측정 센서는, 상기 폐수 슬러지가 상기 가열부를 통과하기 전에 설치되는 제 1측정 센서 및 상기 폐수 슬러지가 상기 가열부를 통과한 후에 설치되는 제 2측정 센서를 포함하고, 상기 제 1측정 센서에서 측정된 압력과 상기 제 2측정 센서에서 측정된 압력 차이를 계산하는 방식으로 상기 폐수 슬러지의 함수율을 실시간으로 측정할 수 있는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems and achieve the object, the real-time measuring device for the water content of wastewater sludge according to the present invention is a sludge pipe in which wastewater sludge flows to one side, and a part of the wastewater sludge is branched from the sludge pipe so that a part of the wastewater sludge flows in and flows, A branch pipe connected back to the sludge pipe, a heating part installed on the outer circumferential surface of the branch pipe to heat the wastewater sludge, and a measurement installed on both sides of the heating part on the branch pipe to measure the pressure of the wastewater sludge A sensor, wherein the measurement sensor includes a first measurement sensor installed before the wastewater sludge passes through the heating unit and a second measurement sensor installed after the wastewater sludge passes through the heating unit, wherein the first It is characterized in that the moisture content of the wastewater sludge can be measured in real time by calculating the difference between the pressure measured by the measuring sensor and the pressure measured by the second measuring sensor.

또한, 본 발명에 따른 폐수 슬러지 함수율 실시간 측정방법은, 상기 분지관에서 상기 폐수 슬러지가 유입되는 슬러지 유입단계, 상기 가열부가 상기 분지관에서 흐르는 상기 폐수 슬러지를 가열하는 분지관 가열단계, 상기 제 1측정 센서에서 상기 폐수 슬러지의 압력을 측정하는 입구압력 측정단계, 상기 제 2측정 센서에서 상기 폐수 슬러지의 압력을 측정하는 출구압력 측정단계 및 상기 제 1측정 센서에서 측정된 압력과 상기 제 2측정 센서에서 측정된 압력의 차이를 계산하여, 상기 폐수 슬러지의 함수율을 산출하는 함수율 산출단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the method for measuring the water content of wastewater sludge in real time according to the present invention includes a sludge introduction step in which the wastewater sludge flows in the branch pipe, a branch pipe heating step in which the heating unit heats the wastewater sludge flowing in the branch pipe, and the first step. An inlet pressure measuring step of measuring the pressure of the wastewater sludge by a measuring sensor, an outlet pressure measuring step of measuring the pressure of the wastewater sludge by the second measuring sensor, and the pressure measured by the first measuring sensor and the second measuring sensor It is characterized in that it comprises a moisture content calculation step of calculating the moisture content of the wastewater sludge by calculating the difference in pressure measured in the.

또한, 상기 함수율 산출단계에서는, [수학식 1]로 상기 폐수 슬러지의 함수율이 산출되는 것을 특징으로 한다.In addition, in the step of calculating the moisture content, the moisture content of the wastewater sludge is calculated by [Equation 1].

이상과 같이 본 발명의 폐수 슬러지 함수율 실시간 측정장치 및 이를 이용한 측정방법은 실시간으로 슬러지 함수율을 측정함으로써, 테칸터 및 다음 처리기기에서 사용되는 에너지를 절감할 수 있다..As described above, the apparatus for measuring the water content of wastewater sludge in real time and the measurement method using the same according to the present invention measure the moisture content of sludge in real time, thereby saving energy used in the decanter and the next treatment equipment.

또한, 본 발명의 폐수 슬러지 함수율 실시간 측정장치 및 이를 이용한 측정방법은에 의하면, 화학, 농축산, 담배, 종이, 커피 등 다양한 응용 분야로 적용할 수 있다는 이점이 있다.In addition, according to the real-time measuring device for the water content of wastewater sludge and the measuring method using the same according to the present invention, there is an advantage that it can be applied to various fields such as chemistry, agricultural and livestock products, tobacco, paper, and coffee.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 상세한 설명 및 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the detailed description and claims.

도 1은 본 발명에 따른 폐수 슬러지 함수율 실시간 측정장치를 나타내는 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 폐수 슬러지 함수율 실시간 측정장치를 나타내는 순서도이다.1 is a conceptual diagram showing an apparatus for measuring the moisture content of wastewater sludge in real time according to the present invention.
2 is a flow chart showing an apparatus for measuring the moisture content of wastewater sludge in real time according to the present invention.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.The terms used in this specification will be briefly described, and the present invention will be described in detail.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.The terms used in the present invention have been selected from general terms that are currently widely used as much as possible while considering the functions in the present invention, but these may vary depending on the intention of a person skilled in the art or precedent, the emergence of new technologies, and the like. Therefore, the term used in the present invention should be defined based on the meaning of the term and the overall content of the present invention, not simply the name of the term.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함” 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.In the entire specification, when a certain part is said to "include" a certain component, this means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.

아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시 예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.The specific details, including the problem to be solved, the means for solving the problem, and the effect of the invention with respect to the present invention are included in the embodiments and drawings to be described below. Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them, will become clear with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 폐수 슬러지 함수율 실시간 측정장치를 나타내는 개념도, 도 2는 본 발명에 따른 폐수 슬러지 함수율 실시간 측정장치를 나타내는 순서도이다. 1 is a conceptual diagram showing an apparatus for measuring the moisture content of wastewater sludge in real time according to the present invention, and FIG. 2 is a flow chart showing the apparatus for measuring the moisture content of wastewater sludge in real time according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 폐수 슬러지 함수율 실시간 측정장치(10)는 슬러지관(100), 분지관(110), 가열부(120) 및 측정 센서(130)를 포함한다.Referring to FIG. 1 , an apparatus 10 for measuring the moisture content of wastewater sludge in real time according to the present invention includes a sludge pipe 100, a branch pipe 110, a heating unit 120, and a measurement sensor 130.

상기 슬러지관(100)은, 원통형의 배관과 같은 형태로 형성되어, 폐수 슬러지가 일측으로 계속해서 흐르고 있다. The sludge pipe 100 is formed in the same shape as a cylindrical pipe, and wastewater sludge continues to flow to one side.

상기 분지관(110)은, 상기 폐수 슬러지의 일부가 유입되어 흐를 수 있도록 상기 슬러지관(100)으로부터 분기되어, 상기 슬러지관(100)으로 다시 연결된다. 보다 구체적으로, 상기 분지관(110)은 뒤집힌 ‘Π’ 자와 같은 모양으로 형성되어, 양단부가 상기 슬러지관(100)의 내부까지 관통되도록 설치되는 것이다. 이에 따라, 상기 분지관(110)은 상기 슬러지관(100)의 내부에서 일측으로 흐르고 있는 폐수 슬러지의 표본을 추출할 수 있게 하는 것이다.The branch pipe 110 is branched from the sludge pipe 100 and connected to the sludge pipe 100 again so that a part of the wastewater sludge flows therein. More specifically, the branch pipe 110 is formed in an inverted 'Π' shape, and both ends are installed so as to penetrate to the inside of the sludge pipe 100. Accordingly, the branch pipe 110 enables a sample of wastewater sludge flowing to one side inside the sludge pipe 100 to be extracted.

상기 가열부(120)는, 상기 분지관(110)의 외주면에 설치되어, 상기 폐수 슬러지를 가열하는 장치로 구성된다. 보다 구체적으로, 상기 가열부(120)는 상기 분지관(110)의 중앙부에 일자로 형성된 부분의 외주면에 설치되며, 발열 히터와 같은 구성으로 상기 분지관(110)의 내부에 있는 상기 폐수 슬러지를 가열한다.The heating unit 120 is installed on the outer circumferential surface of the branch pipe 110 and is configured as a device for heating the wastewater sludge. More specifically, the heating unit 120 is installed on the outer circumferential surface of the part formed in a line in the center of the branch pipe 110, and has the same configuration as a heating heater to remove the wastewater sludge inside the branch pipe 110. heat up

상기 측정 센서(130)는, 상기 분지관(110) 상에서 상기 가열부(120)의 양측에 각각 설치되어, 상기 폐수 슬러지의 압력을 측정하는 센서로 구성된다. 보다 구체적으로, 상기 측정 센서(130)은, 제 1측정 센서(131) 및 제 2측정 센서(132)를 포함한다.The measurement sensors 130 are installed on both sides of the heating part 120 on the branch pipe 110 and are composed of sensors that measure the pressure of the wastewater sludge. More specifically, the measurement sensor 130 includes a first measurement sensor 131 and a second measurement sensor 132 .

이때, 상기 측정 센서(130)은 상기 폐수 슬러지의 압력 그뿐만 아니라 상기 폐수 슬러지의 부피, 밀도, 질량, 농도 및 온도를 측정할 수 있는 센서로 구성될 수 있다.At this time, the measurement sensor 130 may be composed of a sensor capable of measuring not only the pressure of the wastewater sludge but also the volume, density, mass, concentration and temperature of the wastewater sludge.

상기 제 1측정 센서(131)는, 상기 폐수 슬러지가 상기 가열부(120)를 통과하기 전에 설치되는 센서이다. 보다 구체적으로, 상기 제 1측정 센서(131)는, 상기 분지관(110) 상에서 상기 폐수 슬러지가 유입되는 입구 방향에 위치하며, 상기 폐수 슬러지가 가열되기 전의 압력을 측정한다.The first measurement sensor 131 is a sensor installed before the wastewater sludge passes through the heating unit 120 . More specifically, the first measurement sensor 131 is located in the inlet direction of the wastewater sludge on the branch pipe 110 and measures the pressure of the wastewater sludge before it is heated.

상기 제 2측정 센서(132)는, 상기 폐수 슬러지가 상기 가열부(120)를 통과한 후에 설치되는 센서이다. 보다 구체적으로, 상기 제 2측정 센서(132)는, 상기 분지관(110) 상에서 상기 폐수 슬러지가 상기 가열부(120)를 통과하고, 빠져나가는 출구 방향에 위치하며, 상기 폐수 슬러지가 가열된 후의 압력을 측정한다.The second measurement sensor 132 is a sensor installed after the wastewater sludge passes through the heating unit 120 . More specifically, the second measurement sensor 132 is located in the outlet direction where the wastewater sludge passes through the heating unit 120 and exits on the branch pipe 110, and after the wastewater sludge is heated Measure the pressure.

다시 말하면, 상기 측정 센서(130)는 상기 분지관(110) 상에서 상기 가열부(120)를 기준으로 양측으로 설치되는 것이다.In other words, the measurement sensors 130 are installed on both sides of the branch pipe 110 with respect to the heating unit 120 .

상기 연산부(140)는, 상기 측정 센서(130)에 의하여 측정된 상기 폐수 슬러지의 압력으로부터 상기 폐수 슬러지의 함수율을 계산한다.The calculation unit 140 calculates the moisture content of the wastewater sludge from the pressure of the wastewater sludge measured by the measuring sensor 130 .

따라서, 상기 연산부(140)는, 상기 제 1측정 센서(131)에서 측정된 압력과 상기 제 2측정 센서(132)에서 측정된 압력 차이를 계산하는 방식으로 상기 폐수 슬러지의 함수율을 실시간으로 측정할 수 있다.Therefore, the calculation unit 140 measures the moisture content of the wastewater sludge in real time by calculating the difference between the pressure measured by the first sensor 131 and the pressure measured by the second sensor 132. can

다음으로, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 폐수 슬러지 함수율 실시간 측정방법을 상세히 설명하기로 한다. 상기 폐수 슬러지 함수율 실시간 측정방법은 상기 폐수 슬러지 함수율 실시간 측정장치(10)를 이용하여 수행된다.Next, the method for measuring the moisture content of wastewater sludge in real time according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The method for measuring the moisture content of wastewater sludge in real time is performed using the device 10 for measuring the moisture content of wastewater sludge in real time.

폐수 슬러지 함수율 실시간 측정방법은, 도 2를 참조하여 설명하면, 상기 분지관(110)에서 상기 폐수 슬러지가 유입되는 슬러지 유입단계(S10), 상기 가열부(120)가 상기 분지관(110)에서 흐르는 상기 폐수 슬러지를 가열하는 분지관 가열단계(S20), 상기 제 1측정 센서(131)에서 상기 폐수 슬러지의 압력을 측정하는 입구압력 측정단계(S30), 상기 제 2측정 센서(132)에서 상기 폐수 슬러지의 압력을 측정하는 출구압력 측정단계(S40) 및 상기 제 1측정 센서(131)에서 측정된 압력과 상기 제 2측정 센서(132)에서 측정된 압력의 차이를 계산하여, 상기 폐수 슬러지의 함수율을 산출하는 함수율 산출단계(S50)를 포함하여 구성된다.The method for measuring the water content of wastewater sludge in real time is described with reference to FIG. A branch pipe heating step (S20) of heating the flowing wastewater sludge, an inlet pressure measuring step (S30) of measuring the pressure of the wastewater sludge at the first measuring sensor 131, and the second measuring sensor 132 In the outlet pressure measuring step (S40) of measuring the pressure of the wastewater sludge and calculating the difference between the pressure measured by the first measuring sensor 131 and the pressure measured by the second measuring sensor 132, the wastewater sludge It is configured to include a moisture content calculation step (S50) of calculating the moisture content.

먼저, 슬러지 유입단계(S10)는 상기 분지관(110)에서 상기 폐수 슬러지가 유입되는 과정이다. 보다 구체적으로, 상기 슬러지관(100)에 상기 분지관(110)이 설치되고, 상기 분지관(110)으로 상기 슬러지관(100)의 내부에서 흐르고 있는 상기 폐수 슬러지가 일부 유입된다. 이때, 상기 폐수 슬러지에는 고형물이 포함될 수 있다.First, the sludge introduction step (S10) is a process in which the wastewater sludge is introduced from the branch pipe 110. More specifically, the branch pipe 110 is installed in the sludge pipe 100, and a portion of the wastewater sludge flowing inside the sludge pipe 100 flows into the branch pipe 110. At this time, the wastewater sludge may contain solids.

다음으로, 분지관 가열단계(S20)는, 상기 가열부(120)가 상기 분지관(110)에서 흐르는 상기 폐수 슬러지를 가열하는 과정이다. 보다 구체적으로, 상기 가열부(120)는 상기 분지관(110)의 상단부의 일자로 형성된 부분에 설치되며, 상기 분지관(110)의 내부에 있는 상기 폐수 슬러지를 가열한다.Next, in the branch pipe heating step (S20), the heating unit 120 heats the wastewater sludge flowing in the branch pipe 110. More specifically, the heating unit 120 is installed at the upper end of the branch pipe 110 formed in a straight line, and heats the wastewater sludge inside the branch pipe 110.

다음으로, 입구압력 측정단계(S30)는, 상기 제 1측정 센서(131)에서 상기 폐수 슬러지의 압력을 측정하는 과정이다. 보다 구체적으로, 앞서 전술한 대로 상기 제 1측정 센서(131)는, 상기 분지관(110) 상에서 상기 폐수 슬러지가 유입되는 입구 방향에 위치하며, 상기 폐수 슬러지가 가열되기 전의 압력을 측정한다.Next, in the inlet pressure measuring step (S30), the pressure of the wastewater sludge is measured by the first measuring sensor 131. More specifically, as described above, the first measurement sensor 131 is located in the inlet direction of the wastewater sludge on the branch pipe 110 and measures the pressure before the wastewater sludge is heated.

다음으로, 출구압력 측정단계(S40)는, 상기 제 2측정 센서(132)에서 상기 폐수 슬러지의 압력을 측정하는 과정이다. 보다 구체적으로, 앞서 전술한 대로 상기 제 2측정 센서(132)는, 상기 분지관(110) 상에서 상기 폐수 슬러지가 상기 가열부(120)를 통과하고, 빠져나가는 출구 방향에 위치하며, 상기 폐수 슬러지가 가열된 후의 압력을 측정한다.Next, the outlet pressure measuring step (S40) is a process of measuring the pressure of the wastewater sludge by the second measuring sensor 132. More specifically, as described above, the second measurement sensor 132 is located in the outlet direction where the wastewater sludge passes through the heating unit 120 and exits on the branch pipe 110, and the wastewater sludge Measure the pressure after heating.

마지막으로, 함수율 산출단계(S50)는, 상기 연산부(140)에서 상기 제 1측정 센서(131)에 의해 측정된 압력과 상기 제 2측정 센서(132)에 의해 측정된 압력의 차이를 계산하여, 상기 폐수 슬러지의 함수율을 산출하는 과정이다. 보다 구체적으로, 상기 연산부(140)는 상기 제 1측정 센서(131) 및 상기 제 2측정 센서(132)에서 측정된 값을 전달 받아, 상기 폐수 슬러지의 함수율을 실시간으로 계산한다.Finally, in the moisture content calculation step (S50), the calculation unit 140 calculates the difference between the pressure measured by the first measurement sensor 131 and the pressure measured by the second measurement sensor 132, This is a process of calculating the moisture content of the wastewater sludge. More specifically, the calculation unit 140 receives the values measured by the first measurement sensor 131 and the second measurement sensor 132 and calculates the moisture content of the wastewater sludge in real time.

따라서, 상기 함수율 산출단계(S50)에서는, 하기 [수학식 1]로 상기 폐수 슬러지의 함수율을 산출한다.Therefore, in the moisture content calculation step (S50), the moisture content of the wastewater sludge is calculated by [Equation 1] below.

Figure 112021003629883-pat00001
Figure 112021003629883-pat00001

이때, 상기 가열부(120)의 총길이는 3m 로 가정하고, 상기

Figure 112022049480632-pat00014
의 단위는 Pascal (Pa) 이다.At this time, it is assumed that the total length of the heating unit 120 is 3 m,
Figure 112022049480632-pat00014
The unit of is Pascal (Pa).

이하에서는 상기 폐수 슬러지의 함수율이 산출되는 과정을 나열한다.Hereinafter, the process of calculating the water content of the wastewater sludge will be listed.

먼저, 상기 제 1측정 센서(131) 위치에서의 압력은,

Figure 112021003629883-pat00002
상기 제 2측정 센서(132) 위치에서의 압력은
Figure 112021003629883-pat00003
, 중력가속는
Figure 112021003629883-pat00004
, 상기 제 1측정 센서(131) 위치에서의 유효 속도는
Figure 112021003629883-pat00005
, 상기 제 2측정 센서(132) 위치에서의 유효 속도는
Figure 112021003629883-pat00006
, 상기 제 1측정 센서(131) 위치에서의 유효 밀도는
Figure 112021003629883-pat00007
, 상기 제 2측정 센서(132) 위치에서의 유효 밀도는
Figure 112021003629883-pat00008
라고 가정한다.First, the pressure at the position of the first measurement sensor 131 is,
Figure 112021003629883-pat00002
The pressure at the position of the second measurement sensor 132 is
Figure 112021003629883-pat00003
, the gravitational acceleration is
Figure 112021003629883-pat00004
, the effective speed at the position of the first measurement sensor 131 is
Figure 112021003629883-pat00005
, the effective speed at the position of the second measurement sensor 132 is
Figure 112021003629883-pat00006
, the effective density at the position of the first measurement sensor 131 is
Figure 112021003629883-pat00007
, the effective density at the position of the second measurement sensor 132 is
Figure 112021003629883-pat00008
Assume that

열교환으로 인해 상기 분지관(110)의 입구 부분에서 수증기가 생기기 시작하여 상기 분지관(110)의 출구 부분에서 유체 전체가 수증기로 상변화가 이루어진다고 생각할 때, χ(길이)와 α(물의 증발 비율)의 관계 그래프가 선형적인 그래프를 그린다고 가정하였을 때 dx는 아래와 같이 표현된다.When considering that water vapor starts to be generated at the inlet of the branch pipe 110 due to heat exchange and the entire fluid phase changes to steam at the outlet of the branch pipe 110, χ (length) and α (evaporation of water) Assuming that the relationship graph of the ratio) draws a linear graph, d x is expressed as follows.

물론, 상기 가열부(120)의 총길이는 3m 로 가정한다.Of course, it is assumed that the total length of the heating unit 120 is 3 m.

Figure 112021003629883-pat00009
Figure 112021003629883-pat00009

또한, 상기 제 1측정 센서(131) 위치에서의 압력 및 상기 제 1측정 센서(131) 위치에서의 압력의 차이는 아래의 수학식 3과 같다.In addition, the difference between the pressure at the position of the first measurement sensor 131 and the pressure at the position of the first measurement sensor 131 is expressed in Equation 3 below.

Figure 112021003629883-pat00010
Figure 112021003629883-pat00010

이때, 내부 Property는 ρs=1600kg/m3, ρf=999.9kg/m3 (water at T=300K), ρg=0.3348kg/m3 (steam at T=373K), ui=0.1m/s, Di=4.6mm, g=9.8m/s 이다.At this time, the internal properties are ρ s =1600kg/m 3 , ρ f =999.9kg/m 3 (water at T=300K), ρ g =0.3348kg/m 3 (steam at T=373K), u i =0.1m /s, D i =4.6 mm, g = 9.8 m/s.

이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.As such, it will be understood that the technical configuration of the present invention described above can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention by those skilled in the art to which the present invention belongs.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative and not restrictive in all respects, and the scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description, and the meaning and scope of the claims and their All changes or modified forms derived from equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention.

10 ; 폐수 슬러지 함수율 실시간 측정장치
100 : 슬러지관
110 : 분지관
120 : 가열부
130 : 측정 센서
131 : 제 1측정 센서
132 : 제 2측정 센서
140 : 연산부
S10 : 슬러지 유입단계
S20 : 분지관 가열단계
S30 : 입구압력 측정단계
S40 : 출구압력 측정단계
S50 : 함수율 산출단계10; Wastewater sludge moisture content real-time measuring device
100: sludge pipe
110: branch pipe
120: heating unit
130: measurement sensor
131: first measurement sensor
132: second measuring sensor
140: calculation unit
S10: Sludge inflow step
S20: branch pipe heating step
S30: inlet pressure measurement step
S40: outlet pressure measurement step
S50: Moisture content calculation step

Claims (3)

분지관에서 폐수 슬러지가 유입되는 슬러지 유입단계;
가열부가 상기 분지관에서 흐르는 상기 폐수 슬러지를 가열하는 분지관 가열단계;
제 1측정 센서에서 상기 폐수 슬러지의 압력을 측정하는 입구압력 측정단계;
제 2측정 센서에서 상기 폐수 슬러지의 압력을 측정하는 출구압력 측정단계; 및
연산부에서 상기 제 1측정 센서에 의해 측정된 압력과 상기 제 2측정 센서에 의해 측정된 압력의 차이를 계산하여, 상기 폐수 슬러지의 함수율을 산출하는 함수율 산출단계;를 포함하고,
상기 함수율 산출단계에서는,
하기 [수학식 1]로 상기 폐수 슬러지의 함수율이 산출되는 것을 특징으로 하는 폐수 슬러지 함수율 실시간 측정방법.
[수학식 1]
Figure 112022049480632-pat00011

이때, 상기 가열부의 총길이는 3m 로 가정하고, 상기
Figure 112022049480632-pat00015
의 단위는 Pascal (Pa) 이다.A sludge inflow step in which wastewater sludge is introduced from the branch pipe;
a branch pipe heating step in which a heating unit heats the wastewater sludge flowing in the branch pipe;
an inlet pressure measuring step of measuring the pressure of the wastewater sludge by a first measuring sensor;
an outlet pressure measurement step of measuring the pressure of the wastewater sludge by a second measurement sensor; and
A moisture content calculation step of calculating the moisture content of the wastewater sludge by calculating the difference between the pressure measured by the first measurement sensor and the pressure measured by the second measurement sensor in a calculation unit; including,
In the moisture content calculation step,
A method for measuring the water content of wastewater sludge in real time, characterized in that the water content of the wastewater sludge is calculated by the following [Equation 1].
[Equation 1]
Figure 112022049480632-pat00011

At this time, it is assumed that the total length of the heating unit is 3 m,
Figure 112022049480632-pat00015
The unit of is Pascal (Pa). 삭제delete 삭제delete
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