KR102663362B1 - 자동제어로 슬러지를 소멸시키는 미생물 반응조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동제어로 슬러지를 소멸시키는 미생물 반응조에 관한 것이다.

Description

자동제어로 슬러지를 소멸시키는 미생물 반응조{BAG FILTER CYCLONE DUST COLLECTOR THAT AUTOMATICALLY CONTROLS VIBRATOR TO REMOVE SCALE ACCUMULATED ON BODY}

본 발명은 자동제어로 슬러지를 소멸시키는 미생물 반응조에 관한 것이다.

산업화와 도시화로 환경오염은 날로 심각해지고 있으며, 배출되는 하수, 폐수, 오수가 매우 다양해지고 있으며, 이의 처리를 위한 시설 역시 고도화되고 처리비용도 증가되고 있는 실정이다.

또한, 완전히 처리되지 않은 하, 폐수 중의 수질오염물질이 하천이나 호소(湖沼)를 비롯한 기타 상수원에 유입 됨에 따라 효율적인 수질관리에 많은 문제점을 발생시키고 있다.

현재 하,폐수의 정화처리기술로는 여과설비, 약품응집, 침전, 산화처리 등의 물리화학적인 방법과, 활성슬러지가 저류된 생물반응조 내에서 미생물의 대사과정을 극대화하여 각종 오염물질을 제거하는 생물학적 처리방법이 있는데, 상기 물리화학적인 방법은 기존 처리시설 설비에 큰 변화를 주지 않고 부가적으로 설치하여 사용할 수 있으며, 안정적이고 높은 효율의 처리효과를 얻을 수 있다는 장점이 있다.

상기 생물학적 처리방법은 비용대비 처리효율 측면에서 물리.화학적 방법보다 유리하여 중소규모뿐만 아니라 대규모의 하.폐수를 처리하는 주 처리공정으로 국내외 대부분의 하.폐수 처리공정에 이용되고 있다.

하.폐수의 생물학적 처리방법 중, 기본공법이 되고 있는 표준활성슬러지법은 크게 최초침전지와 폭기조 그리고 최종침전지로 시설을 구성하여 공정을 수행한다. 반면, 하.폐수의 유입-미생물반응-침전-배출공정이 단일 반응조 내에서 일련의 과정으로 이루어지는 회분식 반응조(SBR; sequencing batch reactor)는, 주반응조로 단일 반응조를 이용하기 때문에 하.폐수 처리시설의 부지면적을 줄일 수 있으며, 침전지를 별도로 수용할 필요가 없고 자동화 시설에 의한 가동의 편리성을 제공하여 인건비가 절감된다는 장점들로 인하여 현재 중소규모 이상의 하.폐수처리에 많이 이용되고 있는 생물학적 하.폐수처리 방법이다. 특히 이러한 하.폐수의 처리 과정에서 발생되는 슬러지는 미생물을 통하여 감량시키거나 건조 처리하게 된다.

한편, 종래의 반응조는 대부분 슬러지 전체를 교반시키는 구조를 가지고 있으므로 교반이 고르게 이루어지지 못하는 문제점이 있으며, 공기와 슬러지의 공급이 원활하게 이루어지지 않은 문제점이 있다. 특히, 교반이 원활하게 이루어지지 않으므로 슬러지가 가지고 있는 고유의 접착력으로 교반기 내부에 슬러지가 엉겨붙는 고착화 현상이 발생된다.

또한, 종래의 미생물 반응기는 교반기의 외부에 히팅 설비를 설치하여 가열하는 구조를 가지고 있으므로 가열에 따른 효율이 상대적으로 낮고, 교반기의 각 부위에서 균일한 미생물 활성도를 얻을 수 없다.

대한민국 등록특허 제10-1918969호(발명의 명칭: 슬러지 소멸 및 감량을 위한 미생물 반응조)에서는 이에 대한 해결책을 제시하고 있지만, 탱크의 내벽면 등에 형성된 슬러지를 자동제어에 의해 소멸시키는 기술적 특징을 구체화하지 않아 이에 대한 연구개발이 필요한 실정이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 자동제어로 슬러지를 소멸시키는 미생물 반응조를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 미생물 반응조는 바닥면이 중심방향으로 경사진 호퍼부를 가지는 탱크부와; 탱크부의 중심측에 수직으로 설치되며 하단부과 탱크부의 바닥면으로부터 소정간격 이격되어 하부의 슬러지가 유입되도록 설치되는 가이드원통부재와, 상기 가이드원통부재의 중심에 수직방향으로 위치되며 양단부가 탱크부에 지지되는 구동축과, 상기 가이드원통부재의 내주면과 대응되는 측의 구동축에 설치되는 스크류부재와, 상기 탱크부의 상부측에 설치되어 상기 구동축을 구동시키기 위한 구동모터를 포함하는 상하교반부와; 상기 탱크부의 하부에 위치되는 호퍼부를 감싸는 챔버와, 챔버의 내부에 설치되어 호퍼부를 가열하여 호퍼부의 내부에 위치되는 미생물을 활성화시키기 위한 가열유닛과; 상기 반응조로부터 배출되는 배기가스와 외기를 열교환시켜 상기 챔버에 공급하기 위한 열교환부와, 상기 챔버 내부의 공기를 상기 호퍼부의 내부로 공급하기 위한 공기공급관을 포함하는 공기공급유닛과; 상기 탱크부의 내부에 설치되어 상기 가이드원통부재와 이를 지지하는 지지부재에 슬러지가 부착되는 것을 방지하는 펄스발생유닛;을 구비한 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 미생물 반응조는 하부측에서 미생물이 활성화되는 슬러지를 상부측으로 교반시킴으로써 전 영역에서 미생물의 활성화를 도모할 수 있으며, 자동제어로 부착된 슬러지의 양에 따라 탱크부의 내주면 또는 가이드 원통부재, 지지부재의 표면에 슬러지 및 미생물이 부착되는 것을 방지할 수 있다.

그리고 탱크부의 바닥면에 슬러지를 상부측으로 교반시킬 수 있으므로 교반효율을 향상시킬 수 있다. 특히 미생물과 슬러지를 투입하여 지속적인 교반이 이루어질 수 있으므로 슬러지를 발효건조 시킬 수 있는 효과를 가진다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 종래기술의 미생물 반응조의 일부절제 사시도이고,
도 2는 도 1에 도시된 미생물 반응조의 단면도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

[종래기술]

도 1은 종래기술에 따른 미생물 반응조의 일부절제 사시도이고, 도 2는 미생물 반응조의 단면도이다. 도면을 참조하면, 종래기술의 미생물 반응조(10)는 원통형을 이루며, 바닥면이 중심방향으로 경사진 호퍼부(12)를 가지는 탱크부(11)를 구비한다. 그리고, 상기 탱크부(11)의 중심부에 설치되어 슬러지를 하부로부터 상.방향으로 이동시켜 슬러지를 상.하방향으로 순환 및 교반시키는 상.하교반부(20)를 구비한다.

그리고 미생물 반응조(10)는 상기 탱크부(11)의 하부에 위치되는 호퍼부(12)를 감싸는 챔버(31)와, 챔버(31)의 내부에 설치되어 호퍼부(12)를 가열하여 호퍼부의 내부에 위치되는 미생물을 활성화시키기 위한 가열유닛(30)과, 상기 탱크부(11)로부터 배출되는 배기가스와 외기를 열교환시켜 상기 챔버에 공급하기 위한 열교환부(41)와, 상기 챔내(31)부의 공기를 상기 호퍼부의 내부로 공급하기 위한 공기 공급관을 포함하는 공기 공급유닛(40)과, 상기 탱크부(11)의 내부에 설치되어 상기 가이드원통부재(51)와 이를 지지하는 지지부재(52)에 슬러지가 부착되는 것을 방지하는 펄스 발생유닛(50)을 구비한다.

그리고 상기 탱크부(11)상부측에는 슬러지의 상태에 따라 미생물의 활성화를 도모하기 위한 수분공급유닛(70)을 더 구비할 수 있다.

상술한 바와 같이 구성된 종래기술에 따른 교반장치를 구성요소별로 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

종래기술의 미생물 반응조(10)의 탱크(11)는 원통형의 형상으로 형성되며, 하면은 중앙부측을 향하여 경사진 호퍼부(hopper,12)를 구비한다. 상기 호퍼부(12)에는 슬러지의 배출을 위한 배출밸브(14)가 설치될 수 있다.

상기 탱크부(11)는 상술한 실시예에 의해 한정되지는 않는다.

그리고 상기 상하 교반부(20)는 탱크부(11)의 중심에 수직방향으로 가이드원통부재(21)가 설치되는데, 이 가이드원통부재(21)의 하단부는 상기 탱크부(11)의 하단부로부터 소정간격 이격되어 하부의 슬러지가 유입되도록 설치된다. 그리고 상기 가이드원통부재(21)의 중심에는 수직방향으로 구동축(22)이 회전가능하게 설설치된다.

상기 가이드원통부재(21)와 대응되는 구동축(22)에는 스크류부재(23)가 설치되는데, 이 스크류부재(23)은 더블스크류 즉, 이중나선을 따라 설치되는 이중스크류로 이루어질 수 있다. 그리고 상기 탱크부(11)의 상부측에는 상기 구동축(22)을 구동시키기 위한 구동모터(24)가 설치되는데, 이 구동모터(24)는 기어드 모터가 이용된다. 상기 가이드원통부재(21)는 상기 스크류부재(23)과 같이 회전하지 않도록 별도의 지지부(25)에 의해 탱크부(11)의 내부에 고정된다. 상기 가이드원통부재(21)의 상단부측에는 가이드 원통부재(21)을 통하여 유출되는 슬러지를 가능한 탱크부(11) 내의 중심으로부터 멀어지는 방향으로 유도할 수 있는 가이드(미도시)가 설치될 수 있다. 상기 가이드 원통부재(21)는 구동축의 회전이 상대적으로 빠른 경우, 구동축(22)와 같이 회전될 수 있도록 설치될 수도 있다.

상기 구동축(22)의 하단부측에는 도면에 도시되어 있지 않으나 호퍼부(12)의 바닥면에 침전된 슬러지를 부상시킴과 아울러 슬러지를 가이드원통부재(21) 측으로 유도하기 위한 가이드깃(미도시)가 설치될 수도 있다.

상기 가열유닛(30)는 호퍼부(12)를 감싸도록 설치되어 하부측의 슬러지를 가열함으로써 이에 포함(혼합)된 미생물을 활성화시킬 수 있다. 상기 가열유닛(30)은 상기 탱크부(11)로부터 연장되어 호퍼부(12)를 감싸는 챔버(31)와, 상기 챔버(31)의 내부에 설치되는 가열히터(32)들을 포함한다. 상기 챔버(31)은 밀폐된 공간으로 형성함이 바람직하며, 상기 가열히터(32)는 전열히터를 사용함이 바람직한데, 이에 한정되지 않고, 상기 챔버(31)의 내부에 설치되어 호퍼부(12)를 직접 또는 간접적으로 가열할 수 있는 구조로 이루어질 수 있다.

상기 공기공급유닛(40)은 상기 탱크부(11)와 연결되는 배기관(42)와, 상기 배기관(42)을 통하여 배출되는 공기(가스)와 열교환을 위한 열교환기(41)과, 상기 외기를 열교환기(41)를 통하여 상기 챔버(31)에 공급하는 것으로, 블로워(44)가 설치되는 공기공급관(45)을 구비한다. 그리고 상기 공기공급유닛(40)은 상기 챔버(31)의 내부와 호퍼부(12)를 연결하여 상기 블로워(44)로부터 챔버(31)에 공급되는 공기가 상기 호퍼부(12)의 하부측으로 공급될 수 있도록 하는 가열공기공급관(46)을 더 구비한다. 상기 가열공기공급관(46)에는 공기의 흐름을 단속하기 위한 밸브와, 슬러지가 역류하는 방지하기 위한 체크밸브가 설치될 수 있다. 상기 공기공공기공급관(45)와 가열공기공급관(46)의 사이에는 열교환기(41)에 의해 열교환이 이루어진 외기를 호퍼부(12)에 공급할 수 있도록 바이패스관을 설치할 수 있다.

상기 펄스발생유닛(50)은 슬러지가 가이드원통부재(21)와 지지부(25) 또는 탱크의 내주면 등에 부착되어 성장하는 것을 방지하기 위한 것을 방지하기 위한 것으로, 상기 펄스발생유닛은 공기 압축기(51)와, 상기 공기 압축기(51)와 공급관(52)에 의해 연결되며 상기 탱크부(11)의 내부면의 가이드원통부재(21), 지지부재(25) 또는 탱크부(11)의 내주면과 대응되도록 설치되는 에어분사노즐(53)들과, 상기 공급관(52)에 설치되어 공기압축기(51)로부터 공급되는 공기의 흐름을 단속하여 맥동을 발생시키는 밸브유닛(54)을 구비한다. 상기 에어분사노즐(53)의 설치위치는 슬러지가 부착되는 성장하는 부위에 각각 설치될 수 있다. 그리고 상기 밸브유닛(54)는 공기의 흐름의 단속이 원활하게 이루어질 수 있도록 솔레노이드밸브가 설치될 수 있는데, 이에 한정되지 않고, 공기를 짧은 시간내에 분사와 차단을 교번시킬 수 있는 로터리 밸브가 사용될 수도 있다.

그리고 상기 펄스발생유닛(50)의 공급관(52)는 챔버(31)의 내부에 설치되는 열교환기를 경유하거나, 챔버(31)의 내부를 통과함으로써 챔부(31) 내부의 가열된 공기와 열교환이 이루어질 수 있도록 하여 차가운 외기 공기가 직접 탱크부(11)의 내부로 공급되지 않도록 함이 바람직하다.

한편, 수분공급유닛(70)은 교반되는 슬러지의 수분을 적정하게 유지할 수 있도록 하는 것으로, 슬러지의 수분을 측정하기 위한 수분측정센서(71)와, 탱크부(11)의 상부측에 설치되는 물 분사노즐(72)과, 상기 물 분사노즐(72)에 물을 공급하기 위한 물 공급펌프(73)와 펌프와 물 분사노즐을 연결하는 물 공급관(74)과, 상기 수분측정센서(51)에 의해 측정된 수분의 함량과 설정된 수분을 비교하여 펌프를 구동시킴으로써 물 분사노즐(72)을 통하여 물을 분사하도록 하는 제어부(75)를 구비한다.

한편, 상기 미생물 반응조는 모든 슬러지 탈수기에 연결되어 1차적으로 탈수된 슬러지를 미생물 반응에 의해 발효 및 건조시킬 수 있다.

상술한 바와 같이 구성된 종래기술의 미생물 반응조의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저 상기 탱크부(11)의 내부에 미생물과 슬러지(200)가 주입된 상태에서 이를 교반시키기 위해서는 구동모터(24)를 구동시킨다. 그리고 상기 가열유닛(30)의 가열히터(32)에 전원을 공급하여 챔버(31)의 공기를 가열한다. 이와 같이하면, 상기 호퍼부(12)의 내부에 위치된 슬러지(200)가 가열되어 이와 혼합되어 있는 미생물이 온도(설정된 온도 미생물에 따라 차이가 있을 수 있음)가 올라감에 따라 활성화된다.

상기 구동모터(24)가 구동됨에 따라 가이드 원통부재(21)의 내부에 설치되는 구동축(22)가 회전하게 되고, 이의 외주면에 설치되는 이중나선으로 배열 설치되는 스크류부재(23)에 의해 가이드 원통부재(21)의 하부측 유입구로 유입된 후 가이드 원통부재(21)의 상부측 배출구측으로 배출된다. 상부측 배출구측에는 날개 모양의 가이드(미도시)가 설치되어 상부로 올라온 슬러지가 바로 떨어지지 않고 더 먼 곳에서 떨어지게 하여 공기 접촉을 많이 할 뿐만 아니라 교반 효율도 높이이게 된다. 따라서 탱크부(11)의 내의 슬러지는 상하방향으로 유동되면서 교반되게 된다.

이러한 과정에서 상기 호퍼부(12)에 의해 가열된 미생물이 활성화된 슬러지는 상기 상하교반부(20)의 가이드원통부재(21)의 하부측으로 유입된 후 상부측으로 이동됨으로서 미생물이 활성되지 않은 슬러지와 혼합 교반된다.

이러한 과정을 통하여 탱크부(11)의 내의 전 영역에서 미생물을 활성되는 온도로 슬러지의 온도를 높일 수 있다. 또한 상기 공기공급유닛(40)의 블로워(44)가 구동되어 외기를 탱크부(11)로부터 배출된 가스와 열교환시킨 후, 챔버(31)로 공급하게 되고, 상기 챔버(31)로 공급된 외기는 챔버(31)의 내부에서 가열된 후 가열공기공급관(46)을 통하여 상기 호퍼부(12)에 공급되어 미생물을 활성화시킴으로써 슬러지의 함유율을 낮출 수 있다.

상기와 같이 교반이 이루어지는 과정에서 상기 탱크부(11)의 내부 또는 가이드 원통부(21), 지지부(25)에 슬러지가 부착되어 성장하게 되는데, 상기 펄스발생부(50)의 분사노즐(53)로부터 고압의 공기가 단속적으로 분사됨으로써 상기 부착된 슬러지를 떼어낼 수 있다. 또한 초기에 슬러지가 부착되어 성장되는 것을 방지할 수 있다.

상기 분사노즐(53)으로부터 분사되는 공기는 상기 공급관(52)가 가열된 챔버(11)의 내부를 통과하게 되므로 외기가 가열된 상태에서 상기 분사노즐(53)을 통하여 분사된다.

상기와 같이 교반 및 슬러지의 건조(수분감량)가 이루어지는 과정에서 슬러지의 함수량이 너무 떨어지는 경우, 수분공급유닛(70)에 의해 일정량의 수분이 공급될 수 있다.

상술한 바와 같이 종래기술의 미생물 반응조는 호퍼부(12)를 미생물의 활동이 원활하게 이루어질 수 있는 온도로 가열하여 미생물을 활성화시키고, 상하교반부를 통하여 슬러지를 하부에서 상부측으로 교반시킴으로써 탱크부(11)의 전영역에서 슬러지를 감량 또는 발효시키기 위한 미생물을 활성화시킬 수 있으며, 외기 공기를 가열하여 탱크부에 공급함으로써 슬러지의 온도가 낮아지는 것을 방지할 수 있다. 또한 펄스발생유닛을 통하여 탱크내부의 특정부위에 주기적으로 고압의 공기를 공급함으로써 슬러지가 부착 및 적층되어 성장하는 것을 방지할 수 있다.

[본 발명]

이하, 본 발명의 미생물 반응조(미도시)를 설명한다. 본 발명의 미생물 반응조에서는 후술하는 기술적 특징 외에는 상술한 종래기술의 미생물 반응조(10)의 특징이 적용될 수 있다.

본 발명의 미생물 반응조에서는 탱크부(11)의 내부의 내벽면에 슬러지의 두께를 감지하는 센서(미도시; 이미지로 슬러지의 두께를 감지하는 비전센서 또는 무게로 슬러지의 무게를 감지하는 로드셀 등)가 배치될 수 있다.

본 발명의 미생물 반응조에서는 제어부(75)는 미생물 반응조가 작동을 시작하면 원격으로 제어신호를 송신하여 기설정된 조건에 따라 구동모터(24)와 가열유닛(30)의 가열히터(32)와 공기공급유닛(40)의 블로워(44)를 작동시킬 수 있다.

또한, 제어부(75)는 센서의 센싱값을 원격으로 수신하여 이에 따라 펄스발생부(50)의 분사노즐(53)의 분사주기를 제어할 수 있다.

이에 따라, 제어부(75)는 센서의 센싱값이 특정값 미만일 때, 즉, 탱크부(11)의 내벽면에 적층된 슬러지의 양이 적을 때에는 분사노즐(53)의 분사주기를 제1주기로 제어할 수 있고, 센서의 센싱값이 특정값 이상일 때, 즉, 탱크부(11)의 내벽면에 적층된 슬러지의 양이 많을 때에는 분사노즐(53)의 분사주기를 제1주기보다 짧은 제2주기로 제어할 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 미생물 반응조에서는 탱크부(11)의 내벽면에 적층된 슬러지의 양에 따라 분사노즐(53)의 분사주기를 제어함으로써 분사노즐(53)에 의해 전체 미생물과 슬러지(200)의 유동흐름이 방해받는 것과 분사노즐(53)의 무분멸한 작동에 의해 전기에너지가 소모되는 것을 최소화하며 적층된 슬러지를 제거할 수 있는 장점이 있다.

나아가 본 발명의 미생물 반응조(미도시)에서는 제어부(75)가 보통 야외의 설비시설 등에 배치되는데, 야생동물 등이 침입하여 고가의 전장부품을 망가트려 경제적 손실을 입히거나 시스템을 셧다운시키는 문제가 있어 이에 대한 해결방안을 아래와 같이 제시한다.

이를 위해, 제어부(75)는 케이스(미도시), 케이스의 내/외부에 배치되며 적외선 영상을 생성하는 적외선 센서(미도시), 케이스의 내/외부에 배치되며 가시광선 영상을 생성하는 카메라 센서(미도시), 케이스의 내/외부에 배치되며 적외선 센서와 카메라 센서를 제어하고 적외선 영상과 가시광선 영상을 수신하는 제어 모듈(미도시), 제어 모듈의 제어에 따라 발진하는 발진기(미도시) 및 기설정된 조건에 따라 구동모터(24)와 가열유닛(30)의 가열히터(32)와 공기공급유닛(40)의 블로워(44)를 작동시키며 센서(미도시)의 센싱값에 따라 펄스발생부(50)의 분사노즐(53)를 제어하는 중앙 처리 장치(미도시)를 포함할 수 있다.

제어 모듈은 적외선 영상을 처리하여 생물체 여부를 판단하고 가시광선 영상을 처리하여 생물체 정보를 판단할 수 있다. 이 경우, 제어 모듈은 적외선 센서를 온시키고 카메라 센서를 오프시키고, 적외선 영상으로부터 생물체가 존재하는 것을 판단한 다음 카메라 센서를 온시킬 수 있다. 즉, 제어 모듈은 평상 시에는 적외선 센서만을 작동시켜 열화상 영상을 분석하여 생명체의 온도가 감지되면 케이스 내부에 생물체가 존재하는 것으로 판단한 다음, 케이스의 내부에 생물체가 존재하는 경우에만 카메라 센서를 온시켜 가시광선 영상을 생성하고 선명한 가시광선 영상을 분석하여 생물체 정보를 구체적으로 판단할 수 있다. 즉, 전력소비량이 높은 카메라 센서는 필요 시에만 온시켜 작동시킴으로써 전력 효율을 높일 수 있다.

생물체 정보는 "생물체(야생동물)의 종 등"을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 제어 모듈의 데이터베이스에는 생물체의 온도 범위에 대한 데이터가 저장되어 있고 적외선 센서의 적외선 영상으로부터 데이터베이스에 저장된 생물체의 온도 범위에 대한 열화상 데이터가 감지되면 제어 모듈은 케이스의 내부/주변에 생물체가 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 또한, 제어 모듈의 데이터베이스에는 각각의 이미지에 따른 야생동물의 종에 대한 데이터가 맵핑되어 있고 카메라 센서의 가시광선 영상의 특정 이미지에서 데이터베이스에 저장된 이미지를 매칭한 다음 해당 이미지에 맵핑되어 있는 야생동물의 종, 크기에 대한 데이터로서 생물체 정보를 산출할 수 있다.

이 경우, 발진기는 초음파 발진기일 수 있으며 제어 모듈이 판단한 생물체 정보에 따라 주파수의 세기와 대역폭이 제어되어 작동될 수 있다(일 예로, 뱀과 쥐는 가청영역이 달라 상호 다른 주파수의 세기와 대역폭으로 발진기가 작동되어야 함). 이에 따라, 케이스로 야생 동물 등이 침입하여 고가의 전장 부품(중앙 처리 장치 구성품)을 훼손시키고 제어 계통을 마비시키는 것을 방지할 수 있다.

나아가 제어부(75)는 적외선 센서와 카메라 센서 외에 케이스의 내/외부에 배치되는 3차원 카메라(미도시, 일 예로, 라이다; 3차원 뎁스 영상을 생성)를 추가적으로 포함할 수 있다.

이 경우, 제어 모듈은 평상 시 적외선 센서를 온시키고 카메라 센서와 3차원 카메라(미도시)와 발진기를 오프시키고, 적외선 영상으로부터 생물체가 존재하는 것을 판단한 다음 카메라 센서를 온시킬 수 있다.

그 다음, 제어 모듈은 가시광선 영상을 분석하여 생물체 정보를 판단할 수 있다. 이 경우, 생물체 정보는 "생물체(야생동물)의 종과 속도 등"을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이 경우, 제어 모듈이 가시광선 영상에서 생물체의 이미지의 위치가 단위 시간에 따라 변하는 것을 연산하여 단위 시간에 따른 야생동물의 속도를 측정할 수 있다.

제어 모듈은 야생동물의 속도가 특정값 미만이면 야생동물의 종에 매칭되는 주파수의 세기와 대역폭으로 발진기를 발진시킬 수 있다.

이와 달리, 제어 모듈은 야생동물의 속도가 특정값 이상이면 3차원 카메라를 온시켜 생물체 부피(미도시)를 판단할 수 있다. 이 경우, 제어 모듈은 생물체 부피가 특정값 이상이면 야생동물의 속도가 특정값 미만이 될 때까지 발진기를 작동시키지 않은 다음 야생동물의 속도가 특정값 미만이 되면 야생동물의 종에 매칭되는 주파수의 세기와 대역폭으로 발진하도록 발진기를 작동시킬 수 있다. 이와 달리, 제어 모듈은 생물체 부피가 특정값 미만이면 야생동물의 속도에 상관없이 야생동물의 종에 매칭되는 주파수의 세기와 대역폭으로 발진하도록 발진기를 작동시킬 수 있다.

즉, 야생동물의 속도가 특정값 이상인 경우 야생동물이 갑작스럽게 케이스의 내부로 들어오거나 좁은 공간에서 당황한 경우로서, 발진기를 갑작스럽게 작동시키면 혼란이 가중되어 더욱 빠른 속도로 케이스의 내부를 돌아다녀 큰 손상을 일으킬 확률이 있다.

이를 방지하기 위해, 제어 모듈은 3차원 카메라(미도시)로 야생동물의 크기를 판단한 다음 크기가 작으면 빠른 속도로 돌아다닌다고 하더라도 손상 위험이 적고 조속히 내보내는 것이 중요하므로 바로 발진기를 작동시킬 수 있고, 크기가 크면 갑자기 발진기를 작동시키는 것보다 속도가 어느 정도 줄어든 다음 발진기를 작동시켜 야생동물이 진정한 상태에서 찬찬히 케이스 외부로 빠져나가도록 유도할 수 있다.

나아가 제어부(75)에서는 제어 모듈에 의해 제어되는 스피커(미도시)를 더 포함할 수 있다. 스피커는 평상 시 제어 모듈에 의해 오프되어 있으며, 야생동물의 속도가 특정값 이상인 시간이 특정값 이상인 경우 제어 모듈에 의해 작동될 수 있다. 이 경우, 주변의 관리자는 야생동물이 케이스 내부에서 요동하는 것을 인지하여 긴급하게 출동할 수 있다.

더 나아가 제어부(75)에서는 제어 모듈에 의해 제어되는 광원모듈(미도시)을 더 포함할 수 있다. 광원모듈은 평상 시 제어 모듈에 의해 오프되어 있으며, 제어 모듈이 적외선 영상으로부터 생물체가 존재하는 것을 판단한 다음 온되어 케이스의 내/외부로 가시광선을 출사할 수 있다. 이에 따라, 카메라 센서는 광원모듈의 가시광선에 의해 풍부하게 수광하여 정확한 가시광선 영상을 생성할 수 있다. 또한, 제어 모듈이 야생동물의 속도가 특정값 미만인 것으로 판단한 경우 광원모듈은 제1시간동안 온된 상태를 지속하다가 오프될 수 있고, 제어 모듈이 야생동물의 속도가 특정값 이상인 것으로 판단한 경우 광원모듈은 제1시간보다 긴 제2시간동안 온된 상태를 지속하다가 오프될 수 있다. 야생동물의 속도가 특정값 이상인 경우에는 지속적으로 야생동물의 속도를 트랙킹할 필요성이 있으며 이에 따라 카메라 센서에서 보다 선명한 가시광선 영상이 오래 생성될 필요가 있기 때문이다.

이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (1)

1. 분사주기가 제어되며 슬러지를 제거하는 미생물 반응조에 있어서,
   바닥면이 중심방향으로 경사진 호퍼부를 가지는 탱크부와; 탱크부의 중심측에 수직으로 설치되며 하단부가 탱크부의 바닥면으로부터 소정간격 이격되어 하부의 슬러지가 유입되도록 설치되는 가이드원통부재와, 상기 가이드원통부재의 중심에 수직방향으로 위치되며 양단부가 탱크부에 지지되는 구동축과, 상기 가이드원통부재의 내주면과 대응되는 측의 구동축에 설치되는 스크류부재와, 상기 탱크부의 상부측에 설치되어 상기 구동축을 구동시키기 위한 구동모터를 포함하는 상하교반부;
   상기 탱크부의 하부에 위치되는 호퍼부를 감싸는 챔버와, 챔버의 내부에 설치되어 호퍼부를 가열하여 호퍼부의 내부에 위치되는 미생물을 활성화시키기 위한 가열유닛;
   상기 반응조로부터 배출되는 배기가스와 외기를 열교환시켜 상기 챔버에 공급하기 위한 열교환부와, 상기 챔버 내부의 공기를 상기 호퍼부의 내부로 공급하기 위한 블로워가 설치되는 공기공급관을 포함하는 공기공급유닛;
   상기 탱크부의 내부에 설치되어 상기 가이드원통부재와 이를 지지하는 지지부재에 슬러지가 부착되는 것을 방지하는 펄스발생유닛; 및
   상기 미생물 반응조가 작동을 시작하면 제어신호를 송신하여 기설정된 조건에 따라 상기 구동모터와 상기 가열유닛과 상기 블로워를 작동시키는 제어부를 포함하고,
   상기 펄스발생유닛은 공기 압축기와, 상기 공기 압축기와 연결되며 상기 탱크부의 내주면과 대응되도록 설치되어 공기를 분사하는 분사노즐을 포함하고,
   상기 탱크부의 내부의 내벽면에 슬러지의 두께를 감지하는 센서가 배치되고,
   상기 제어부는 상기 센서의 센싱값이 특정값 미만일 때 상기 분사노즐의 분사주기를 제1주기로 제어하고, 상기 센서의 센싱값이 특정값 이상일 때 상기 분사노즐의 분사주기를 제1주기보다 짧은 제2주기로 제어하고,
   상기 제어부는 케이스, 상기 케이스에 배치되며 적외선 영상을 생성하는 적외선 센서와, 상기 케이스에 배치되며 가시광선 영상을 생성하는 카메라 센서와, 상기 케이스에 배치되며 라이다 형태로서 생물체 부피를 생성하는 3차원 카메라와, 상기 케이스에 배치되며 상기 적외선 센서와 상기 카메라 센서와 상기 3차원 카메라를 제어하고 적외선 영상과 가시광선 영상과 생물체 부피를 수신하는 제어 모듈과, 상기 제어 모듈의 제어에 따라 발진하는 초음파 발진기와, 기설정된 조건에 따라 상기 구동모터와 상기 가열유닛과 상기 블로워를 작동시키며 상기 센서의 센싱값에 따라 상기 분사노즐을 제어하는 중앙 처리 장치를 포함하고,
   상기 제어 모듈은 적외선 영상을 처리하여 생물체 여부를 판단하고 가시광선 영상을 처리하여 생물체 정보를 판단하고, 생물체 정보는 생물체의 종과 속도를 포함하고,
   상기 제어 모듈의 데이터베이스에는 생물체의 온도 범위에 대한 데이터가 저장되어 있어, 적외선 영상으로부터 데이터베이스에 저장된 생물체의 온도 범위에 대한 열화상 데이터가 감지되면 생물체가 존재하는 것으로 판단하고,
   상기 제어 모듈의 데이터베이스에는 각각의 이미지에 따른 야생동물의 종에 대한 데이터가 맵핑되어 있어 가시광선 영상의 이미지에서 데이터베이스에 저장된 이미지를 매칭한 다음 해당 이미지에 맵핑되어 있는 야생동물의 종에 대한 데이터로 생물체 정보를 산출하고, 가시광선 영상의 이미지에서 생물체의 위치가 단위 시간에 따라 변하는 것을 연산하여 단위 시간에 따른 야생동물의 속도를 측정하고,
   상기 초음파 발진기는 상기 제어 모듈이 판단한 생물체 정보에 따라 주파수의 세기와 대역폭이 제어되어 작동되고,
   상기 제어 모듈은,
   평상 시 상기 적외선 센서를 온시키고 상기 카메라 센서와 상기 3차원 카메라와 상기 초음파 발진기를 오프시키고, 적외선 영상으로부터 생물체가 존재하는 것을 판단한 다음, 상기 카메라 센서를 온시켜 가시광선 영상을 분석하여 생물체 정보를 판단한 다음,
   야생동물의 속도가 특정값 미만이면, 야생동물의 종에 매칭되는 주파수의 세기와 대역폭으로 상기 초음파 발진기를 작동시키고,
   야생동물의 속도가 특정값 이상이면, 상기 3차원 카메라를 온시켜 생물체 부피를 판단한 다음 생물체 부피가 특정값 이상이면 야생동물의 속도가 특정값 미만이 될 때까지 상기 초음파 발진기를 작동시키지 않고 야생동물의 속도가 특정값 미만이 된 다음 야생동물의 종에 매칭되는 주파수의 세기와 대역폭으로 발진하도록 상기 초음파 발진기를 작동시키고, 생물체 부피가 특정값 미만이면 야생동물의 속도에 상관없이 야생동물의 종에 매칭되는 주파수의 세기와 대역폭으로 발진하도록 상기 초음파 발진기를 작동시키고,
   상기 제어부는 상기 제어 모듈에 의해 제어되는 스피커를 더 포함하고,
   상기 스피커는 평상 시 상기 제어 모듈에 의해 오프되어 있으며, 야생동물의 속도가 특정값 이상인 시간이 특정값 이상인 경우 상기 제어 모듈에 의해 작동되는 것을 특징으로 하는 미생물 반응조.