KR102682006B1 - 처리수 순환 전기응집을 이용한 하폐수 처리시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 처리수를 순환시키며 전기 응집 반응을 일으키는 공정의 효율을 향상시키고, 완전 반응을 유도하며 연속 운전할 수 있는 처리수 순환 전기응집을 이용한 하폐수 처리시스템에 관한 것으로서, 원수와 순환수를 혼합한 후 응집조(200)에 공급하여 전기 응집 반응을 고르게 일으키고, 전기응집 반응을 일으키는 과정에서 발생하는 침전물을 배출할 시에 완전 응집 반응을 유도한 후 침전조로 배출하여 슬러지 처리 부담을 줄이면서 방류 수질을 유지하고, 침전물을 배출한 이후 처리수를 채우며 정상적으로 운영하게 하며, 방류수 수질에 따라 최적 운영하게 제어한다.

Description

처리수 순환 전기응집을 이용한 하폐수 처리시스템{WASTEWATER TREATMENT SYSTEM USING ELECTROLYTIC COAGULATION OF TREATED WATER CIRCULATION TYPE}

본 발명은 처리수를 순환시키며 일으키는 전기 응집 반응의 공정 효율을 향상시키고, 완전 반응을 유도하며 연속 운전할 수 있는 처리수 순환 전기응집을 이용한 하폐수 처리시스템에 관한 것이다.

하폐수의 재이용 처리를 위해 사용되는 전기 응집 방식은 전류를 흐르게 한 전극 사이로 하폐수를 통과시켜 전극에서 금속 이온이 용출되게 함으로써, 용출한 금속 이온이 하폐수 중의 오염물질과 응집 및 흡착하여 부상되거나 침전되게 하는 방식이다.

이러한 전기 응집 방식은 유기물 이외도 중금속 등으로 다양한 오염물질을 제거할 수 있고, 처리속도 또한 빠르고 처리 요율이 우수하며, 설치 공간을 적게 차지하고 공정이 단순한 장점을 갖고 있으나, 단순히 복수 개의 전극을 배열한 후 처리수를 통과시키는 단순 구조로는 전체적인 수처리 효율이 낮아질 수 있다.

이에, 본 발명의 출원인은 영가철 분말로 제조한 전극으로 전기응집 반응을 일으키는 응집조에 적절한 용량의 순환탱크를 결합하여 설치 공간은 줄이면서 하폐수 유량의 변동 및 하폐수 수질의 변동에 즉각적으로 반응하며 오염물질을 제거하고, 전력소비를 절감하며, 전기 응집 공법에서 문제가 되던 전극 스케일을 순환수에 의해 제거되게 하는 등록특허 제10-2361906호를 개시하였다.

그런데, 응집조 및 순환 탱크를 이용하여 처리수를 순환시키며 전기 응집 반을 일으키는 중에 응집 반응에 의한 침전물이 발생할 수 있으므로, 이러한 침전물을 배출하며 운용하는 방식과, 침전물을 배출하는 과정에서 발생하는 다량의 미처리수의 처리 방식을 고도활할 필요성이 있었고, 또한, 전기 응집 반응을 효과적으로 일으키기 위해서 전극 사이를 매우 좁게 하므로, 이물질 걸림에 의한 처리수 흐름 방해와, 용출형 전극의 수명이 다할 시에 발생하는 다양한 문제점에 대한 대처 방식을 고도화할 필요성이 있었다.

또한, 처리할 하폐수 원수와 순환탱크에서 취수한 순환수를 고르게 혼합하지 않은 상태로 전기 응집 반응조에 투입함으로써, 용출형 전극에서의 전기 응집 반응이 고르게 발생하지 않는 문제점도 발생할 수 있으므로, 이에 대해 개선할 필요성이 있다.

KR 10-2361906 B1 2022.02.08.

따라서, 본 발명의 목적은 전기 응집 반응을 일으키는 과정에서 발생하는 침전물을 적절하게 처리하여 응집 반응의 효율을 높이고, 불충분한 응집 반응에 의해 침전조를 거쳐 방류되는 수질의 악화를 원천적으로 방지하며, 용출형 전극을 사용함에 따라 발생하는 처리수 흐름 방해나 전극 수명이 다함에 따른 문제가 발생할 수 있더라도 이에 대처하여 전기 응집 반응을 안정적으로 일으켜 중단 없이 연속 운전이 가능하고, 원수와 순환수를 고르게 혼합한 후 전극을 통과시켜 전극의 균일한 반응을 유도할 수 있는 처리수 순환 전기응집을 이용한 하폐수 처리시스템을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 처리수 순환 전기응집을 이용한 하폐수 처리시스템에 있어서, 처리할 하폐수의 원수를 담아둔 후 공급하기 위한 원수조(100); 공급수를 상승시키는 중에 전원부(250)로 전류를 흘려주는 전극 모듈(240)의 용출형 전극(241)으로 전기응집 반응을 일으킨 후 배출하고, 침전물 배출구(221)를 구비한 응집조(200); 응집조(200)의 배출수를 담아 플록의 상승을 유도하며, 상등수 배출구(311), 침전 공간(330), 침전물 배출구(331), 및 상등수 배출구(311) 아래의 순환수 배출구(321)를 구비하며, 수위 센서(340)를 설치한 순환탱크(300); 원수조(100)에서 공급 펌프(411)로 유량 조절하며 펌핑한 후 전기전도도 조절을 위한 약품을 투입한 원수와, 순환탱크(300)의 순환수 배출구(321)를 통해 순환 펌프(421)로 유량 조절하며 펌핑한 순환수를 혼합하여 응집조(200)에 공급하는 원수공급 배관설비(400); 응집조(200) 및 순환탱크(300)의 침전물을 침전물 배출펌프(520)로 펌핑하여 침전조(700)로 보내기 위한 침전물처리 배관설비(500); 순환탱크(300)에서 배출되는 상등수를 교반하는 교반기(600); 교반기(600)를 경유한 상등수에 슬러지 침전을 일으키는 침전조(700); 침전조(700)의 처리수를 방류하며 방류수의 수질을 측정하는 TMS(810)를 배치한 방류시설(800); 상기 공급 펌프(411)를 정지시켜 순환수에 의한 전기응집 반응을 일으킨 후 상기 순환 펌프(421) 및 전원부(250)를 동작 정지한 상태에서 상기 침전물 배출펌프(520)를 가동시켜 응집조(200) 및 순환탱크(300)의 침전물을 상기 침전조(700)로 보내는 침전물 배출 동작을 간헐적으로 수행하고, 침전물 배출 동작 이후에는 상기 공급 펌프(411)를 가동시킨 후 기설정 지연 시간을 대기하고 상기 전원부(250)를 가동시킨 후 기설정 수위에 이를 시에 상기 순환 펌프(421)를 가동시키는 재가동 동작을 수행하며, 방류수 수질에 따라 순환수 유량 및 상기 용출형 전극(241)의 전류량을 조절하는 제어반(900);을 포함한다.

상기 제어반(900)에 의한 상기 응집조(200) 및 순환탱크(300)의 침전물 배출 동작은 주기적으로 또는 원수를 소정량 처리할 때마다 수행하고, 상기 순환 펌프(421)의 전력 대비 순환수 유량이 침전물의 과다 침전에 따른 값 이하로 낮아질 때에도 수행한다.

상기 응집조(200)에 공급하는 혼합수의 전기전도도를 측정하는 센서를 포함하고, 상기 전원부(250)는 전극 모듈(240)에 인가한 전압 및 흘려주는 전류를 감지하며, 상기 제어반(900)은 혼합수의 전기전도도와 전극 모듈(240)의 전압 및 전류에 따라 용출형 전극(241) 사이의 간격을 산정하여 용출형 전극(241)의 소모량을 추정하고, 용출형 전극(241)의 소모량에 따라 용출형 전극(241)의 교체 시기를 얻는다.

상기 제어반(900)은 산정한 용출형 전극(241) 사이 간격의 증가 추세를 모니터링하는 중에 기설정 오차 범위 이상으로 감소하는 경우 전도성 물질이 용출형 전극(241) 사이에 끼인 것으로 판단하여 알람한다.

상기 응집조(200)는 스위치에 의해서 전원부(250) 대신에 전극 모듈(240)에 전기적으로 연결할 수 있는 정전 용량 측정기(260)를 포함하고, 상기 제어반(900)은 상기 침전물 배출 동작을 수행할 시에, 상기 응집조(200)에 대해 상기 전극 모듈(240) 아래의 수위가 될 때까지 침전물을 배출하고, 상기 정전 용량 측정기(260)로 측정한 전극 모듈(240)의 정전용량으로 용출형 전극(241) 사이의 간격을 연산하고, 간격에 따라 용출형 전극(241)의 소모량 추정한다.

상기 제어반(900)은 용출형 전극(241)의 소모에 따른 두께 감소로 점차 증가하는 것으로 측정되는 정전용량을 모니터링하는 중에 정전용량의 변화 패턴에 따라 전도성 물질의 끼임 또는 이물질의 끼임 상태로 판단한다.

상기 응집조(200)는 병렬로 2개 배치하여 상기 원수공급 배관설비(400)에 의해 선택적으로 원수와 순환수의 혼합수를 공급받게 하고 각각 배출수를 상기 순환탱크(300)로 흘러가게 하고, 전원부(250)를 개별적으로 구비하며, 상기 제어반(900)은 2개의 응집조(200) 중에 어느 하나를 혼합수를 공급하며 운영하는 중에, 사전 설정된 이상 상태가 감지된 경우와 운영자의 조작에 따라 가동 중이던 응집조(200)를 혼합수 공급을 중단하며 운영 중단하고, 다른 하나의 응집조(200)를 혼합수를 공급하며 운영하여 운영 응집조를 변경한다.

상기 제어반(900)은 운영 응집조 변경에 의해 운영할 응집조(200)에 대해서, 상기 공급 펌프(411)를 정지시켜 원수 공급을 중단하고, 순환 펌프(421)만 가동시켜 순환수만 응집조(200)에 공급하는 시간을 갖고 난 후 상기 공급 펌프(411)를 가동시켜 원수와 순환수의 혼합수를 공급하게 하며 전원부(250)로 전극 모듈(240)에 전류를 흘려 가동시킨다.

본 발명은 원수와 순환수를 혼합한 후 응집조(200)에 공급하여 고르게 전기 응집 반응을 일으키고, 응집조(200) 및 순환탱크(300)의 침전물을 배출할 시에 발생하는 다량의 침전물 처리수를 침전조(700)로 투입하되 완전 응집 반응을 유도한 후 투입하여, 전기 응집 공정의 효율을 향상시키고, 슬러지 처리량을 줄여 전반적 운영 효율을 향상시키며, 불충분한 응집 반응에 의한 방류수 수질 악화를 방지할 수 있다.

본 발명은 응집조(200) 및 순환탱크(300)의 침전물을 배출한 이후 재가동할 시에도 순환수로 사용하기에 적절한 수심부터 순환시키게 하여, 원수 공급에 따라 채워지는 중에 응집 반응이 충분히 일으키게 한 후 상등수로 배출되게 하므로, 재가동에 따른 불춘한 반응 문제 없이 운영할 수 있다.

본 발명은 정상 운영하는 중에 방류수 수질에 따라 순환수 유량 및 용출형 전극(241)의 전류량을 조절하여 최적의 조건으로 운영하며 적정 수질로 방류할 수 있다.

본 발명은 침전물을 배출함에 있어서 상기 순환 펌프(421)의 전력 소비량 대비 순환수 유량으로 과다 침전하지 않게 침전물을 배출하게 하므로, 침전물 과다에 따른 응집 반응의 저하 문제 없이 운영할 수 있다.

본 발명은 응집조(200)에 투입하는 혼합수의 전기전도도를 이용하여 용출형 전극(241)의 소모량을 보다 정확하게 추정하므로, 용출형 전극(241)을 적시에 교체하며 운영할 수 있다.

본 발명은 2개의 응집조(200)을 운용함으로써, 용출형 전극을 사용한 전기 응집 공정에서 발생하는 사고에 대처하며 연속 운영할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 하폐수 처리시스템의 전체 구성을 보여주는 계통도.
도 2는 덮개를 생략하고 도시한 응집조(200) 및 순환탱크(300)의 사시도.
도 3은 덮개를 생략하고 도시한 응집조(200) 및 순환탱크(300)의 사시 단면도.
도 4는 응집조(200) 및 순환탱크(300)의 단면도.
도 5는 응집조(200) 및 순환탱크(300)의 침전물 배출 동작, 전극 검사 동작 및 재가동 동작의 순서도.
도 6은 본 발명의 변형 실시 예에 따른 2개 응집조(200)의 배치 구조를 보여주는 사시도.
도 7은 2개 응집조(200)를 순환탱크(300)와 연결하는 구조를 보여주기 위해 다른 각도로 도시한 부분 절개 사시도.
도 8은 가동 응집조(200) 변경 동작의 순서도.

이하, 본 발명의 실시 예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 구체적이고 다양한 예시들을 보여주며 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 예는 본 발명의 범위 내에서 다양한 변경이나 수정을 통해 실시될 수 있음도 분명하므로, 설명하는 실시 예들에 한정되지는 않는다. 그리고, 본 발명의 실시예는 잘 알려지거나 공지된 기술적 내용에 대해서는 본 발명이 속한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 추가하여 실시할 수 있으므로, 자세히 기술하지 않기로 한다.

도 1의 계통도를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 하폐수 처리시스템은 원수조(100), 응집조(200), 순환탱크(300), 원수공급 배관설비(400), 침전물처리 배관설비(500), 교반기(600), 침전조(700), 방류시설(800) 및 제어반(900)을 포함한다.

도 2 내지 도 4는 응집조(200) 및 순환탱크(300)의 사시도, 사시 단면도 및 단면도로서, 응집조(200) 및 순환탱크(300)의 구조를 보여준다.

상기 원수조(100)는 처리할 하폐수의 원수를 담아둔 후 안정적인 유량으로 처리하기 위한 것으로서, 본 하폐수 처리시스템으로 유입되는 하폐수, 협잡물 또는 침사물을 제거하는 전처리 공정 후의 하폐수, 다른 수처리 방식으로 1차적으로 처리하거나 처리 과정 중의 처리수 등을 담아두어 공급하는 것일 수도 있다.

상기 응집조(200)는 공급수를 주입하는 주입 공간(210)과 전극 모듈(240)을 설치하는 전극 공간(230)을 하부 개방된 격벽(232)으로 구획하여 주입 공간(210)에 주입한 공급수가 전극 공간(230)의 아래에 조성된 하부 공간(220)으로 흐른 후 상승류로 전극 공간(230)을 통과하고, 전극 공간(230)에서 격벽(232)과 대향하는 반대측 내벽 상단을 개방하여 폭 방향으로 길게 이어진 배출 통로(231)를 조성함으로써 전극 모듈(240)을 통과한 공급수를 배출되게 한 구조를 갖는다.

상기 주입 공간(210)에는 후술하는 바와 같이 상기 원수공급 배관설비(400)에 의해서 상기 원수조(100)의 원수와 상기 순환탱크(300)에서 배출되는 순환수를 혼합하여 공급하는 주입구(211)와, 일단이 주입구(211)에 연통되고 타단이 폐구되며 상기 주입 공간(210) 내부를 폭 방향으로 지나가게 설치된 분배관(212)을 구비한다. 여기서, 분배관(212)은 길이 방향 및 둘레 방향을 따라 다수의 구멍이 조성되어 있어서, 주입구(211)를 통해 공급한 공급수가 분배관(212)을 통해 상기 주입 공간(210) 내부에 균일하게 주입된다. 혼합수의 흐름이 원활할 상태의 수위보다 초과하는 수위가 될 경우를 대비하여 상기 원수조(100)로 환수하는 배관을 연결할 수도 있다.

상기 하부 공간(220)은 공급수를 전극 모듈(240)에 고르게 통과시키고, 공급수를 반복적으로 전극 모듈(240)에 통과시키는 순환 과정에서 발생하는 침전물을 가라앉혀 전극 모듈(240)로 흘러가진 않게 하는 공간이며, 가라앉아 쌓인 침전물을 배출하기 위한 침전물 배출구(221)이 바닥면에 조성되어 있다.

상기 전극 모듈(240)은 판 형태의 용출형 전극(241)을 여러장 세워 간격을 두고 평행하게 적층한 것으로서 용출형 전극(241) 사이의 공간을 통해 공급수가 통과하도록 상기 전극 공간(230)에 설치된다. 여기서 용출형 전극(241)은 등록특허 제10-2361906호 개시된 바와 같이 전류를 흘려 용출함으로써 산화 및 환원 반응을 유발하여 오염물질을 제거하는 영가철로 구성하는 것이 바림직하며, 다공성의 분말 영가철을 판 형상으로 압착시킨 것일 수 있다. 그리고, 여러장의 용출형 전극(241)은 Monopolar 방식이나 Bipolar 방식으로 배치할 수 있고, 양(+)극 및 음(-)극의 전극판 사이에 반응 전극으로서 용출형 전극(241)을 배치할 수도 있다.

여기서, 중금속, 유기화합물, TDS(Total Dissolved Solids), 질소 화합물, 인 화합물 등의 오염물질을 제거하기 위한 산화 및 환원 반응에 대해서는 등록특허 제10-2361906호에 상세하게 기재되어 있으며, 본 발명의 실시 예 설명에서는 상세 설명을 생략한다.

상기 전극 모듈(240)의 양(+)극 및 음(-)극 사이에 전류를 흐르게 하는 정전류원으로서의 전원부(250)는 전류량을 제어하여 전기응집 반응 정도를 조절할 수 있고, 극성을 반전시켜 용출형 전극(241)의 용출에 의한 소모량을 균일하게 할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면 전원부(250)는 그 소모량을 추정하기 위해서 양(+)극 및 음(-)극 사이로 흘려주는 전류량과 양(+)극 및 음(-)극 사이에 인가된 전압을 측정하기 위한 전류계 및 전압계를 구비한다.

이와 같이 상기 전극 모듈(240)을 상기 전극 공간(230)에 장착함으로써, 주입구(210)를 통해 상기 주입 공간(210)으로 주입한 공급수가 상기 하부 공간(220)으로 이동한 후 상승류로 상기 전극 모듈(240)을 통과하는 과정에서, 공급수에 존재하는 오염물질의 전기응집 반응을 일으키고, 전기응집 반응이 일어나는 공급수는 배출 통로(231)를 통해 배출된다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따르면, 전극 모듈(240)과 전원부(250)의 전기적 연결을 끊고, 대신에 전극 모듈(240)에 전기적으로 연결하는 정전용량 측정기(260)가 구비된다. 이를 위해서 전원부(250) 및 정전용량 측정기(260) 중에 선택하여 전극 모듈(240)에 연결하는 전환 스위치(261)를 사용할 수 있다.

상기 정전용량 측정기(260)는 커패시터의 정전용량(커패시턴스)을 측정하는 장치로서, 용출형 전극(241)이 커패시터처럼 배치된 전극 모듈(240)의 정전용량을 측정할 수 있으며, 용출형 전극(241)의 잔류 전하를 방전시킨 후 정전용량을 측정하게 할 수 있으고, 공지의 구성이므로 상세 설명을 생략한다.

상기 순환탱크(300)는 처리할 원수를 상기 전극 모듈(240)을 통해 순환시켜서 적은 용량의 전극 모듈(240)을 사용하면서도 응집 반응을 안정화 및 촉진하고, 순환수에 의한 공급수 유량 증가로 상기 전극 모듈(240)을 통과하는 공급수의 유속을 빠르게 하여 상기 전극 모듈(240)에서의 전극 스케일 발생을 억제하거나 제거하기 위한 것으로서, 상기 응집조(200)의 배출수를 정류시킨 후 응집조(200)로 순환시켜 완전 응집 반응을 유도하고 응집 반응이 충분하게 일어난 상등수를 배출하게 한다.

이를 위한 상기 순환탱크(300)는 일측 벽면에서 상기 응집조(200)의 배출수를 낙하 투입하여 담게 하고, 타측 벽면의 상부측에는 상등수 배출공간(310) 및 상등수 배출구(311)를 구비하고, 상등수 배출공간(310)보다는 낮은 높이에 순환수 유입관(320)이 연결된 순환수 배출구(321)를 구비하고, 아래로 갈수록 좁아지는 하부 구조에 의해 침전 공간(330)이 마련되고, 침전 공간(330)의 바닥면에는 침전물 배출구(331)를 구비하며, 도 1의 계통도에 표시한 바와 같이 수위 센서(340)가 설치되어 있다.

이에 따라, 일측 벽면측에서 투입한 응집조(200) 배출수는 타측 벽면을 향해 유동하게 되므로, 응집 반응에 의해 발생한 플록의 상승을 유도하여 플록이 포함된 상등수가 상등수 배출공간(310)으로 유입된 후 상등수 배출구(311)로 배출되고, 응집 반응이 불충분한 중간수는 순환수 유입관(320)으로 유입된 후 순환수 배출구(321)로 배출되어 순환수로 사용되고, 응집조(200) 배출수를 순환수로서 응집조(200)에 재투입하여 반복적으로 순환하는 과정에서 발생한 침전물 및 전극 모듈(240)에서 빠른 유속에 의해 휩쓸려 유입된 스케일은 가라앉아 침전 공간(330)에 침전된다.

여기서, 상등수 배출공간(310)은 스컴의 유입을 방지하기 위해서 수면보다 약간 아래에서 유입되게 하고 스컴 제거수단을 설치할 수 있고, 스컴이 적게 발생하는 하폐수를 처리하는 경우 월류 위어로 조성할 수 있다.

순환수 유입관(320)은 길이 방향 및 둘레 방향을 따라 다수의 구멍이 조성되고, 상등수 배출공간(310)이 조성된 벽면을 따라 수평하게 설치되어서, 가능하면 동일 수위의 중간수가 유입되게 하는 것이 좋다.

물론, 순환수 유입관(320)은 침전 공간(330)의 침전물이 유입되지 않고, 응집 반응에 의한 플록이 최대한 유입되지 않도록 적절한 높이로 설치한다.

이러한 상기 순환탱크(300)의 용량은 처리할 원수의 유량, 응집 반응을 안정화 및 촉진하고 응집 반응이 충분히 일어난 상등수를 배출하기 위한 체류 시간, 상기 전극 모듈(240)에서의 전기응집 반응 정도와 원수 수질에 따른 순환 횟수 및 순환 유량 등을 고려한 원수 양을 담아둘 수 있는 용량이어야 한다.

그런데, 원수 수질은 변동하므로 수질에 따라 적응적으로 운용하고, 상기 전극 모듈(240)의 전력소비를 줄이면서 응집 반응성을 확보하여 용출형 전극(241)의 소모량도 가능하면 줄이는 것이 바람직하므로, 본 발명에서는 후술하는 바와 같이 상기 전극 모듈(240)의 전류량 및 순환수 유량을 방류수 수질에 따라 조절하여 효율적으로 운영한다.

상기 수위 센서(340)는 후술하는 바와 같이 상기 응집조(200) 및 순환탱크(300)의 침전물을 배출하는 과정에서 사용할 순환탱크(300)의 수위를 측정한다.

상기 원수공급 배관설비(400)는 원수와 순환수를 고르게 혼합한 후 응집조(200)로 공급하기 위한 설비로서, 배관 부분은 상기 원수조(100)에 연결한 원수 공급관(410)과 상기 순환탱크(300)의 순환수 배출구(321)에 연결한 순환수 공급관(420)과, 원수 공급관(410) 및 순환수 공급관(420)에 이어지고 상기 응집조(210)의 주입구(211)에 연결하여 원수 및 순환수를 합류하여 상기 응집조(210)로 공급하는 혼합수 공급관(430)을 포함한다.

이와 같이 원수 및 순환수를 혼합한 후 응집조(210)에 투입함으로써, 더욱 고르게 혼합한 혼합수를 전극 모듈(240)로 처리하게 되고, 결국 용출형 전극(241)으로 고르게 전기 응집 반응을 일으킬 수 있다.

상기 원수 공급관(410)에는 상기 원수조(100)의 원수를 펌핑하기 위한 공급 펌프(411)와, 펌핑한 원수의 유량을 측정하기 위한 유량계(412)와, 펌핑한 원수에 염수를 투입하기 위한 염수 공급설비(413)와, 투입한 염수를 원수에 고르게 혼합하기 위한 혼합믹서기(414)와, 염수가 고르게 혼합된 원수의 전기전도도 및 pH(수소 이온 농도 지수)를 측정하기 위한 제1 전기전도도 센서(415) 및 PH 센서(416)가 설치되어서, 원수를 유량 조절하며 펌핑한 후 염수를 투입하여 전기전도도를 조절하며 공급할 수 있다.

상기 순환수 공급관(420)에는 상기 순환탱크(300)의 순환수 배출구(321)를 통해 펌핑하여 순환수를 공급하기 위한 순환수 펌프(421)와, 펌핑한 순환수의 유량을 측정하기 위한 유량계(422)가 설치되어, 유량 조절하며 순환수를 공급할 수 있다.

상기 혼합수 공급관(430)에는 합수한 원수 및 순환수를 고르게 혼합하는 혼합믹서기(431)와, 혼합수의 전기전도도를 측정하기 위한 제2 전기전도도 센서(432)가 설치되어서, 원수 및 순환수를 고르게 혼합한 혼합수를 상기 응집조(200)에 공급할 수 있다.

상기 제2 전기전도도 센서(432)는 후술하는 바와 같이 용출형 전극(241)의 소모량, 도전성 물질(탈락한 전극 포함)의 끼임 등과 같은 전극 모듈(240)의 상태를 감시하는데 사용한다.

상기 침전물처리 배관설비(500)는 상기 응집조(200)와 순환탱크(300)의 침전물을 침전조(700)로 배출하기 위한 설비로서, 중간에 분기하여 상기 응집조(200)의 침전물 배출구(221) 및 상기 순환탱크(300)의 침전물 배출구(331)에 연결하며 상기 침전조(700)까지 이어지게 한 침전물 배출관(510)과, 침전물 배출관(510)의 각 분기관에 하나씩 설치한 밸브(511, 512)와, 침전물을 펌핑하기 위한 침전물 배출펌프(520)가 설치되어서, 밸브(511, 512)를 선택적으로 개방하며 침전물 배출펌프(520)를 가동시켜 상기 응집조(200)의 침전물과 순환탱크(300)의 침전물을 순차적으로 상기 침전조(700)에 투입할 수 있다.

상기 응집조(200)와 순환탱크(300)의 침전물을 배출할 시는 다량의 처리수가 같이 배출되므로, 침전조(700)의 슬러지 처리를 위한 슬러지 처리시설로 보내는 경우에 슬러지 처리 부담이 증가하고 슬러지 처리수를 원수조(100)로 반송하여 재처리하게 되어 처리 용량 감소도 수반되지만, 본 발명에서는 후술하는 바와 같이 완전 반응을 유도한 후 침전조(700)로 배출하므로 이러한 문제 없이 운영할 수 있다. 더욱이, 이때의 침전물은 전기 응집에 의한 슬러지 및 전극 스케일에 의해 발생하므로, 침전조(700)에서 잘 침전시켜 처리할 수 있다.

상기 교반기(600)는 상기 순환탱크(300)의 상등수 배출구(311)에서 배출되는 상등수를 급속 교반한 후 상기 침전조(700)로 배출되게 하는 것으로서, 예를 들어 용출된 전극 물질(영가철)이 고르게 혼합되게 하여 침전조에서의 응집 반응을 촉진한다. 플록 크기를 서서히 성장시키기 위해서 완속 교반기를 추가 사용할 수도 있다.

상기 침전조(700)는 교반기(500)를 경유한 상등수에 슬러지 침전을 일으키고, 부유물이 제거된 상태로 월류하여 방류시설(800)로 이송되게 한다. 여기서 발생하는 슬러지는 도면에 표시하지는 아니하였지만 잘 알려진 바와 같이 슬러지 처리시설로 배출한다.

상기 방류시설(800)은 상기 침전조(700)의 처리수를 개수로를 통해 방류하거나 방류조에 담은 후 방류하고, 방류 이전에 소독하거나 여과하는 공정을 수행하고, 방류 유량을 측정하며, 방류수의 수질을 TMS(Tele-Monitoring System, 810)로 측정한다.

이러한 상기 교반기(600), 침전조(700) 및 방류시설(800)은 등록특허 제10-2361906호에 개시되고, 다양하게 변형 실시될 수 있는 것으로 공지되어 있으므로, 본 발명의 실시 예에서는 상세 설명을 생략한다.

상기 제어반(900)은 본 하폐수 처리시스템의 각 설비를 제어하여 운영하며, 본 발명의 실시 예 설명에서는 공지의 제어 동작을 수행하고, 아울러, 본 발명의 특징인 응집조(200) 및 순환탱크(300)의 제어 동작을 수행한다.

공지의 제어 동작에 대해 예를 들어 설명하면, 상기 원수조(100)의 수위에 따라 공급 펌프(411)의 가동 또는 중지하고, 측정한 원수의 공급 유량에 따라 공급 펌프(411)의 펌핑량을 조절하고, 측정한 원수의 전기전도도에 따라 염수 투입량을 조절하고, 원수 공급의 유무에 따라 전원부(250), 순환 펌프(421) 및 교반기(600)를 동작 제어하는 등의 동작을 수행한다. 또한, 사전 원수 수질 조사, 각 설비의 사전 파일럿 검사 등의 결과에 따라 설정한 값을 사용하며 동작 수행한다. 이러한 동작은 등록특허 제10-2361906호에 개시된 바 상세 설명을 생략한다.

상기 제어반(900)은 응집조(200) 및 순환탱크(300)의 최적 운영을 위한 동작과, 응집조(200)의 전극 모듈(240)을 모니터링하는 동작과, 응집조(200) 및 순환탱크(300)의 침전물을 간헐적으로 제거하기 위한 동작과, 침전물 제거 후 전극 모듈(240)을 검사하는 동작과, 응집조(200) 및 순환탱크(300)를 재가동시키는 동작을 수행한다.

최적 운영 동작은 TMS(810)로 측정한 방류수 수질에 따라 순환 펌프(421)에 의한 순환수 유량과 전원부(250)에 의한 용출형 전극(241)의 전류량을 조절하는 동작이다.

구체적인 실시 예로서, 전원부(250)를 제어하여 기설정된 전류량을 기준으로 전류량을 가변하며 방류수 수질을 모니터링하는 과정을 수행하고, 이 과정에서 방류수 수질이 적합 수질로 되게 하는 전류량을 얻어서 전원부(250)에서 용출형 전극(241)으로 흘려주는 전류량으로 변경 사용되게 한다.

다른 실시 예로서, 원수 유량 대비 순환수 유량의 비율에 대해서, 순환 펌프(421)를 제어하여 기설정 값을 기준으로 가변하며 방류수 수질을 모니터링하는 과정을 수행하고, 이 과정에서 방류수 수질이 적합 수질로 되게 하는 비율을 얻어서, 해당 비율로 순환수를 공급하도록 순환 펌프(421)를 제어한다.

다른 실시 예로서, 이와 같이 찾거나 아니면 초기 설정값인 전류량 및 순환수 유량에 대해서, 전류량을 점진적으로 감소시키고, 순환수 유량은 전류량을 감소할 때마다 점진적으로 늘리며 방류수 수질을 모니터링하여 적합 수질로 되게 하는 순환수 유량을 찾아내는 과정을 반복 수행한 후, 전체 전력소비량은 최소화하면서 방류수 수질은 만족시키는 전류량 및 순환수 유량으로 제어한다.

전극 모듈 모니터링 동작은 응집조(200)에 공급하는 원수와 순환수의 혼합수에 대해 측정한 전기전도도와, 전극 모듈(240)에 인가한 전압 및 흘려주는 전류에 대해 전원부(250)에서 측정한 값을 이용하여, 전극 모듈(240)에서의 용출형 전극(241) 사이 간격을 산정하고, 산정한 간격으로 용출형 전극(241)의 소모량을 추정한다.

도체 부분의 전압 강하는 미약하여 무시할 수 있으므로, 전극 사이의 전압은 전기전도도, 전극 간격, 전극 면적 및 전류에 의해 결정된다고 볼 수 있다. 그런데, 전원부(250)는 제어 전류값으로 일정 전류를 흐르게 하는 정전류원이고, 전극 면적은 고정적인 값이므로, 전극 사이 전압은 전기전도도와 전극 간격에 의해 변동한다. 이에, 혼합수에 대해 측정한 전기전도도를 전극 사이의 전압에 따라 전극 간격을 추정할 수 있다. 물론, 전극 모듈(240)이 Bipolar 방식으로 구성한 경우에, 전압 인가된 전극 사이에 추가로 전극이 배치되지만, 여기서는 전극이 차지하는 공간을 무시하고 혼합수가 흐르는 공간에 대해서만 고려하므로, 추정한 전극 간격은 전압 인가 전극 사이의 혼합수 통과 공간 개수로 나눠 평균적인 값으로 정할 수 있다. 또한, 용출형 전극(241)이 병렬 연결되는 경우에 동일 극성의 병렬 연결한 전극 면적을 합산한 값을 전극 면적의 값으로 적용한다.

이와 같이 전극 간격을 산정함으로써, 전극 모듈(240)의 초기 제작 사양에 따른 전극 간격과 비교하여 용출형 전극(241)의 소모량, 즉 두께 감소 변화를 추정할 수 있다. 그리고, 용출형 전극(241)의 교체 시기는 소모량에 따라 결정하여, 알람 또는 본 하폐수 처리시스템을 원격 관리하는 관제 시스템에 통보하는 방식으로 운영함으로써, 적시에 교체 사용하게 할 수 있다.

한편, 순환수의 전기전도도는 응집조(200)에 투입하기 전에 측정한 것이므로, 응집조(200) 내부에서 전기 응집 반응을 일으키는 전극 모듈(240)을 통과할 시의 전기전도도와는 차이가 날 수 있다. 이에, 산정한 전극 간격의 오차를 고려하여 증가 추세에 따라 전극 간격을 결정하는 것이 좋다.

아울러, 본 발명의 실시 예에서는 전극 간격의 증가 추세를 모니터링하는 중에 기설정 오차 범위 이상으로 감소하는 경우에는 알람 또는 관제 시스템에 통보하여서 가동 중지 또는 점검하게 한다. 전극 간격은 용출형 전극(241)의 용출에 따라 점차적으로 증가하는데 감소로 전환한다는 것은 용출형 전극(241) 사이에 전도성 물질이 끼인 상태로 판단할 수 있으므로, 사고 방지를 위해서 가동 중지 또는 점검 작업을 수행할 수 있게 한다. 여기서, 전도성 물질은 용출형 전극(241)에서 떨어져나간 전극 물질일 수도 있고, 기설정 오차 범위를 둔 이유는 전극 간격의 산정 오차를 고려하여 적절하게 설정하여 사용하기 위함이다.

침전물 배출 동작은 응집조(200) 및 순환탱크(300)의 침전물을 침전조(700)로 보내기 위한 동작으로서, 미리 설정한 주기(또는 가동 누적시간)마다 수행하거나, 미리 설정한 원수 공급 누적량(원수 처리량)의 원수를 처리할 때마다 수행하게 할 수 있다.

아울러, 순환 펌프(421)의 소비전력 대비 순환수 유량의 비율이 기설정 비율 이하로 되는 경우에도 침전물 배출 동작을 수행하게 할 수 있다. 즉, 해당 비율이 낮다는 것은 침전물이 과다 침전하여 순환수로 유입되는 경우로 볼 수 있으므로, 과다 침전에 따른 영향으로 나타나는 비율값을 사전에 미리 설정하여 두어서, 해당 비율 이하로 되는 경우에 즉시 침전물 배출 동작을 수행한다.

이와 같은 침전물 배출 동작은 침전물과 함께 배출되는 처리수를 전기 응집 반응을 충분히 일으킨 후 침전조(700)로 배출되게 하여서 침전소(700)에서의 슬리지 침전을 촉진하며, 도 5에 도시한 순서에 따라 제어한다.

침전물 배출 동작(S10)을 위해서 먼저, 공급 펌프(411)를 정지시켜 원수조(100)의 원수를 응집조(200)에 공급하던 것을 중단한다(S11).

이때에는 원수 공급을 중단하므로 염수 투입도 중단한다.

즉, 순환 펌프(421)에 의해서 순환수만 응집조(200)로 공급되므로, 소정 시간 이후에는 순환탱크(300)에서 상등수의 배출도 중단되고, 순환수로 순환하며 전기 응집 반응을 반복적으로 일으키게 한다.

그리고, 기설정된 순환 시간이 경과할 때까지 대기한다(S12).

이에 따라, 순환탱크(300) 및 응집조(200)에 담겨 있는 처리수를 충분하게 응집 반응을 일으킬 수 있다. 이를 위한 순환 시간은 순환 횟수 등을 고려한 시간으로 적절하게 미리 설정하여 둘 수 있다.

다음으로, 순환 펌프(421)를 정지시켜서 순환수 공급도 중단하고, 전원부(250)를 동작 정지시켜서 전극 모듈(240)에 전류를 흘려주지 않게 한다(S13).

이 상태에서, 침전물처리 배관설비(500)를 사용하며, 먼저 밸브(511, 512) 중에 응집조(200)를 위해 설치한 밸브(511)를 열고 침전물 배출펌프(520)를 가동시켜서, 응집조(200)의 침전물을 침전조(700)로 보낸다(S14).

그리고, 기설정 소정 시간이 경과하면 침전물 배출펌프(520)를 정지시키고, 응집조(200)를 위해 설치한 밸브(511)를 닫아서 응집조(200) 침전물의 배출을 완료한다.

다음으로, 순환탱크(300)를 위해 설치한 밸브(512)를 열고 침전물 배출펌프(520)를 가동시켜서, 순환탱크(300)의 침전물을 침전조(700)로 보낸다(S15).

그리고, 기설정 소정 시간이 경과하면 침전물 배출펌프(520)를 정지시키고, 순환탱크(300)를 위해 설치한 밸브(512)를 닫아서 순환탱크(300) 침전물의 배출을 완료한다.

여기서, 내부 용적이 상대적으로 크게 한 순환탱크(300)의 침전물 배출 시간을 응집조(200)의 침전물 배출 시간보다 길게 하는 것이 좋고, 침전물의 배출 순서는 침전조(700)의 슬러지 침전 속도 또는 침전조(700)에서의 상등수 배출량을 고려하여 바꿀 수도 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따르면 응집조(200) 침전물을 배출할 시에, 상기 응집조(200)의 수위가 전극 모듈(240) 하단 미만의 수위가 될 때까지 침전물을 배출하게 하며, 이를 위한 침전물 배출량은 사전 시험에 의해 얻어 사용할 수 있다.

그리고, 도 5에 도시한 바와 같이 상기 침전물 배출 동작을 수행한 이후, 전극 검사 동작(S20)을 수행한다.

전극 검사 동작(S20)에서는 응집조(200)의 침전물을 배출한 상태에서 전극 모듈(240)에 정전용량 측정기(260)를 연결하여 전극 모듈(240)의 정전용량을 측정한다(S21).

전극 모듈(240)이 처리수에 잠기지 않은 상태이므로 용출형 전극(241) 사이에 공기가 채워진 상태로 정전용량을 측정하게 된다. 그리고, 측정한 정전용량을 이용하여 용출형 전극(241) 사이의 간격을 연산하고, 그 간격을 이용하여 용출형 전극(241)의 소모량을 추정한다(S22).

정전용량은 전극의 면적에 비례하고, 전극 간의 간격에 반비례하며, 전극 사이의 유전체 유전율에 비례한다. 이에, 알고 있는 전극 면적과 전극 사이의 공기 유전율을 적용하여서, 측정한 정전용량을 이용하여 용출형 전극(241) 사의 간격을 산출하고, 산출한 간격을 이용하여 정전용량의 소모량(또는 두께 감소량)을 추정할 수 있다.

그런데, 용출형 전극(241)이 젖은 상태이고, 전극 사이 공기도 습한 상태이므로, 이러한 조건에서 측정한 정전용량과 전극 간격의 상관성을 사전 실험하여 얻고, 그 상관성을 기반으로 전극 간격을 얻는 것이 좋다.

측정한 정전용량은 전극 모듈(240)의 이상 상태를 감시하는데도 이용한다(S23).

용출형 전극(241) 사이에 전도성 물질이 끼인 경우에 측정한 정전용량은 크게 변동할 수 있으므로 정전용량의 변동에 따라 전도성 물질의 끼인 상태를 판단할 수 있다.

또한, 전도성 물질이 아니더라도 유체 흐름에 크게 영향을 줄 정도로 많은 양의 이물질이 용출형 전극(241) 사이에 끼어 있는 경우에도 그 이물질의 유전율에 의해서, 측정한 정전용량이 변동할 수 있다.

이에 따라, 용출형 전극(241)의 소모에 따른 두께 감소로 간격이 증가함에 따라 감소하는 것으로 측정되는 정전용량을 모니터링하여서, 감소하지 않고 증가로 전환되거나 감소량 변화 속도가 변동하는 패턴을 보인 경우 전도성 물질의 끼임 또는 이물질의 끼임 상태로 판단할 수 있다.

이럴 경우에, 알람 또는 관제 시스템에 통보하여 점검 작업하게 하거나, 동작 중단하게 할 수 있다.

한편, 상기에서 혼합수의 전기전도도를 이용하여 추정한 소모량 또는 알람 상황과는 분리하여 알람 또는 통보하는 것이 좋다.

전극 검사 동작(S20)을 수행한 이후에는 도 5에 도시한 바와 같이 재가동 동작(S30)을 수행한다.

재가동 동작(S30)은 상기한 침전물 배출 동작(S10)을 수행함에 따라 공급 펌프(411), 순환 펌프(421) 및 전원부(250)를 가동 정지한 상태에서, 이후 원수 공급하며 응집조(200) 및 순환탱크(300)를 정상적으로 운영하기 위한 과도적인 동작이다.

먼저, 공급 펌프(411)를 가동시키고 염수 투입하게 제어하여, 염수 투입한 원수를 응집조(200)에 공급하기 시작한다(S31).

이때에는 순환수를 공급하지 아니하므로 원수만 응집조(200)에 투입되어, 응집조(200) 내의 수위가 원수 공급에 의해 서서히 증가한다.

그리고 기설정 전원 투입 지연 시간 동안 대기한다(S32).

상기한 지연 시간은 원수 공급을 시작한 이후 전원부(250)를 작동할 때까지 대기하는 시간으로서, 응집조(200)의 수위가 점차 상승하여 용출형 전극(241)이 잠기기 시작할 때까지 필요한 대기 시간으로 하는 것이 바람직하다. 이러한 지연 시간은 원수 공급 유량과, 응집조(200)의 침전물을 배출할 시의 배출량에 대해 사전 시험하여 얻은 결과와, 응집조(200)에 원수 공급할 시에 수위가 용출형 전극(241)에 도달하는데 소요되는 시간에 따라 미리 설정하여 둘 수 있다.

기설정 지연 시간을 대기한 후에는 상기 전원부(250)를 가동시켜서 전극 모듈(240)에 의한 전기 응집 방응을 일으키기 시작한다(S33).

이에, 응집조(200)의 수위가 점차 높아져서 전극 모듈(240)을 통과한 원수가 순환탱크(300)로 흘러가게 되므로, 순환탱크(300)의 수위도 점차 높아진다.

순환탱크(300)에 설치한 수위 센서(340)에서 측정한 순환탱크(300)의 수위가 기설정 순환 적합 수위에 도달할 때까지 대기한다(S34)

그런 다음에 순환 펌프(421)를 가동시켜서, 원수와 순환수의 혼합수를 응집조(200)에 공급되게 한다(S35).

여기서, 상기한 순환 적합 수위는 순환수 배출구(321)에 연결된 순환수 유입관(320)의 높이 이상으로 설정하여서 안정적 유량으로 순환할 수 있게 하고, 아울러, 상등수 배출구(311)로 배출될 때까지 적절한 횟수로 순환하여 응집 반응이 충분히 일어나게 하여서, 정상 운전 수준에 도달한 후 상등수를 배출되게 하는 것이 좋다.

이와 같이 재가동 동작을 수행하게 제어함으로써, 정상적인 전기 응집 반응을 일으킨 상등수를 배출되게 할 수 있다.

도 6 내지 도 7은 본 발명의 변형 실시 예를 설명하기 위한 도면으로서, 2개의 응집조(200)를 병렬 배치하여 운영하는 하폐수 처리시스템을 보여준다.

즉, 2개의 응집조(200)는 배출 통로(231)가 동일 방향을 향하도록 나란하게 배치되고, 순환탱크(300)는 2개 응집조(200)의 배출수가 유입될 수 있도록 배출수 유입 부위(350)가 확장되어 있어서, 어느 응집조(200)에서도 배출수를 공급하더라도 순환탱크(300)로 투입되게 한다. 도 6 및 도 7에서는 보여주지 아니하였지만, 2개 응집조(200)는 전원부(250) 및 정전용량 측정기(260)를 개별적으로 구비한다.

원수공급 배관설비(400)에서 혼합수 공급관(430)은 3웨이 밸브(433)를 통해 2개 분기관(434)에 연결되고, 2개 분기관(434)은 하나씩 2개 응집조(200)의 주입구(211)에 연결된다.

도면으로 보여주지 아니하였지만, 침전물처리 배관설비(500)에서 침전물 배출관(510)은 각각의 응집조(200)로 분기되어 침전물 배출구(221)에 연결되고, 각 분기된 관에는 밸브(511)가 설치된다.

그리고, 제어반(900)은 3웨이 밸브(433)를 제어하여 2개 응집조(200) 중에 어느 하나를 향해 혼합수를 공급하게 하고, 혼합수를 공급하는 응집조(200)를 가동시켜 전기 응집 반응에 의한 수처리 공정을 수행하고, 침전물을 배출할 시에는 가동시킨 응집조(200)에 관련된 밸브(511)만 제어하여 배출 동작을 수행한다.

이와 같이 어느 하나의 응집조(200)를 가동하는 중에, 사전 설정된 이상 상태가 감지된 경우와, 현장에서 운영자가 조작하거나 아니면 원격 관제 시스템에서 지령을 전달하는 경우에는, 가동 중이던 응집조(200)를 혼합수 공급을 중단하고 운영 중지하고 다른 하나의 응집조(200)를 혼합수를 공급하며 운영한다.

이와 같이 가동 응집조를 변경하게 되는 이상 상태는 상기에서 예시하며 설명한 바와 같이 추정한 용출형 전극(241)이 과다하게 소모된 경우, 전도성 물질이 용출형 전극(241) 사이에 끼인 것으로 판단되는 경우, 용출형 전극(241) 사이에 과다하게 이물질이 끼여 혼합수 흐름이 원활하지 않는 것으로 판단되는 경우, 등이 있고, 이에 더하여, 전원부(250)에서 과전류가 흐르거나 과전압이 인가되는 경우, 순환탱크(300)에서 배출되는 상등수의 유량을 측정하여 원수를 공급하는데도 상등수가 배출되지 않아 응집조(200)에서 배출되지 않는 상황으로 판단하는 경우 등을 추가할 수도 있다. 또는, 이러한 이상 상태에 대해 운영자가 판단하여 수동으로 제어반(900)을 조작하거나 원격의 관제 시스템 운영자가 제어반(900)을 통해 원격 감시하여 수동으로 제어반(900)에 지령을 내려서 운영할 응집조를 변경하게 할 수도 있다.

도 8의 순서도로 보여준 운영 응집조 변경 동작(S40)을 참조하며 상세하게 설명한다.

먼저, 공급 펌프(411) 및 순환 펌프(421)를 정지시켜서, 운영 중이던 제1 응집조에 대해 원수와 순환수의 혼합수 공급을 중단하고, 제1 응집조의 전원부(250)도 정지시켜 전류 공급도 중단한다(S41).

다음으로, 3웨이 밸브(433)를 제어하여 혼합수 공급관(420)이 운영할 제2 응집조에 연결된 분기관(433)에 연통되게 함으로써, 순환수를 제2 응집조에 공급할 수 있는 상태로 만든다(S42).

다음으로, 순환수 펌프(421)를 가동시켜서 순환수를 제2 응집조에 공급한다(S43).

그리고, 제2 응집조가 소정의 기설정 수위가 될 때까지 대기한다(S44).

제1 응집조에서 이상 상태가 발생한 경우에는 응집 반응이 불충분하게 일어난 상황일 수 있고, 이에 따라 제2 응집조를 원수로 채우며 운영하면 그 불충분한 응집 반응이 일어난 상태의 상등수로 배출될 수 있으므로, 이러한 처리수를 소정량 순환수로 제2 응집조에 공급하여 순환탱크(300)의 수위를 낮추어서, 상등수로 배출될 때까지 전기 응집 반응 시간을 더 갖게 한다.

여기서의 기설정 수위는 전극 모듈(240)이 잠기기 시작하는 수위로 할 수 있으나, 제2 응집조의 내부 용적 대비 순환탱크(300)의 내부 용적 비율에 따라 정한 수위로 할 수 있으며, 순환수 공급관(420)의 유량계(422)로 측정한 순환수 유량 또는 순환탱크(300)의 수위 센서(340)로 측정한 수위에 따라 도달 시점을 알 수 있다.

다음으로, 공급 펌프(411)를 가동시키고, 제2 응집조의 전원부(250)도 가동시켜서, 제2 응집조에 대해서 원수와 순환수의 혼합수를 공급하며 전극 모듈(240)로 전기 응집 반응을 일으켜 정상 운영한다.

100 : 원수조
200 : 응집조
210 : 주입 공간 211 : 주입구 212 : 분배관
220 : 하부 공간 221 : 침전물 배출구
230 : 전극 공간 231 : 배출 통로 232 : 격벽
240 : 전극 모듈 241 : 용출형 전극
250 : 전원부
260 : 정전용량 측정기 261 : 전환 스위치
300 : 순환탱크
310 : 상등수 배출공간 311 : 상등수 배출구
320 : 순환수 유입관 321 : 순환수 배출구
330 : 침전 공간 331 : 침전물 배출구
340 : 수위 센서
350 : 유입 부위
400 : 원수공급 배관설비
410 : 원수 공급관 411 : 공급 펌프 412 : 유량계
413 : 염수 공급설비 414 : 혼합믹서기 415 : 전기전도도 센서
416 : PH 센서
420 : 순환수 공급관 421 : 순환 펌프 422 : 유량계
430 : 혼합수 공급관 431 : 혼합믹서기 432 : 전기전도도 센서
433 : 3웨이 밸브 434 : 분기관
500 : 침전물처리 배관설비
510 : 침전물 배출관 511, 512 : 밸브 520 : 침전물 배출펌프
600 : 교반기
700 : 침전조
800 : 방류시설 810 : TMS
900 : 제어반

Claims (8)

1. 처리할 하폐수의 원수를 담아둔 후 공급하기 위한 원수조(100);
   공급수를 상승시키는 중에 전원부(250)로 전류를 흘려주는 전극 모듈(240)의 용출형 전극(241)으로 전기응집 반응을 일으킨 후 배출하고, 침전물 배출구(221)를 구비하며, 전원부(250)에서 전극 모듈(240)에 인가한 전압 및 흘려주는 전류를 감지하는 응집조(200);
   응집조(200)의 배출수를 담아 플록의 상승을 유도하며, 상등수 배출구(311), 침전 공간(330), 침전물 배출구(331), 및 상등수 배출구(311) 아래의 순환수 배출구(321)를 구비하며, 수위 센서(340)를 설치한 순환탱크(300);
   원수조(100)에서 공급 펌프(411)로 유량 조절하며 펌핑한 후 전기전도도 조절을 위한 약품을 투입한 원수와, 순환탱크(300)의 순환수 배출구(321)를 통해 순환 펌프(421)로 유량 조절하며 펌핑한 순환수를 혼합하여 응집조(200)에 공급하고, 응집조(200)에 공급하는 혼합수의 전기전도도를 측정하는 센서를 포함하는 원수공급 배관설비(400);
   응집조(200) 및 순환탱크(300)의 침전물을 침전물 배출펌프(520)로 펌핑하여 침전조(700)로 보내기 위한 침전물처리 배관설비(500);
   순환탱크(300)에서 배출되는 상등수를 교반하는 교반기(600);
   교반기(600)를 경유한 상등수에 슬러지 침전을 일으키는 침전조(700);
   침전조(700)의 처리수를 방류하며 방류수의 수질을 측정하는 TMS(810)를 배치한 방류시설(800);
   상기 공급 펌프(411)를 정지시켜 순환수에 의한 전기응집 반응을 일으킨 후 상기 순환 펌프(421) 및 전원부(250)를 동작 정지한 상태에서 상기 침전물 배출펌프(520)를 가동시켜 응집조(200) 및 순환탱크(300)의 침전물을 상기 침전조(700)로 보내는 침전물 배출 동작을 간헐적으로 수행하고, 침전물 배출 동작 이후에는 상기 공급 펌프(411)를 가동시킨 후 기설정 지연 시간을 대기하고 상기 전원부(250)를 가동시킨 후 기설정 수위에 이를 시에 상기 순환 펌프(421)를 가동시키는 재가동 동작을 수행하며, 방류수 수질에 따라 순환수 유량 및 상기 용출형 전극(241)의 전류량을 조절하고, 혼합수의 전기전도도와 전극 모듈(240)의 전압 및 전류에 따라 용출형 전극(241) 사이의 간격을 산정하여 용출형 전극(241)의 소모량을 추정하고, 용출형 전극(241)의 소모량에 따라 용출형 전극(241)의 교체 시기를 얻고, 산정한 용출형 전극(241) 사이 간격의 증가 추세를 모니터링하는 중에 기설정 오차 범위 이상으로 감소하는 경우 전도성 물질이 용출형 전극(241) 사이에 끼인 것으로 판단하여 알람하는 제어반(900);
   을 포함하는
   처리수 순환 전기응집을 이용한 하폐수 처리시스템.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 제어반(900)에 의한 상기 응집조(200) 및 순환탱크(300)의 침전물 배출 동작은
   주기적으로 또는 원수를 소정량 처리할 때마다 수행하고, 상기 순환 펌프(421)의 전력 대비 순환수 유량이 침전물의 과다 침전에 따른 값 이하로 낮아질 때에도 수행하는
   처리수 순환 전기응집을 이용한 하폐수 처리시스템.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,
   상기 응집조(200)는
   스위치에 의해서 전원부(250) 대신에 전극 모듈(240)에 전기적으로 연결할 수 있는 정전 용량 측정기(260)를 포함하고,
   상기 제어반(900)은
   상기 침전물 배출 동작을 수행할 시에, 상기 응집조(200)에 대해 상기 전극 모듈(240) 아래의 수위가 될 때까지 침전물을 배출하고, 상기 정전 용량 측정기(260)로 측정한 전극 모듈(240)의 정전용량으로 용출형 전극(241) 사이의 간격을 연산하고, 간격에 따라 용출형 전극(241)의 소모량 추정하는
   처리수 순환 전기응집을 이용한 하폐수 처리시스템.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 제어반(900)은
   용출형 전극(241)의 소모에 따른 두께 감소로 점차 증가하는 것으로 측정되는 정전용량을 모니터링하는 중에 정전용량의 변화 패턴에 따라 전도성 물질의 끼임 또는 이물질의 끼임 상태로 판단하는
   처리수 순환 전기응집을 이용한 하폐수 처리시스템.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 응집조(200)는
   병렬로 2개 배치하여 상기 원수공급 배관설비(400)에 의해 선택적으로 원수와 순환수의 혼합수를 공급받게 하고 각각 배출수를 상기 순환탱크(300)로 흘러가게 하고, 전원부(250)를 개별적으로 구비하며,
   상기 제어반(900)은
   2개의 응집조(200) 중에 어느 하나를 혼합수를 공급하며 운영하는 중에, 사전 설정된 이상 상태가 감지된 경우와 운영자의 조작에 따라 가동 중이던 응집조(200)를 혼합수 공급을 중단하며 운영 중단하고, 다른 하나의 응집조(200)를 혼합수를 공급하며 운영하여 운영 응집조를 변경하는
   처리수 순환 전기응집을 이용한 하폐수 처리시스템.
8. 제 7항에 있어서,
   상기 제어반(900)은
   운영 응집조 변경에 의해 운영할 응집조(200)에 대해서, 상기 공급 펌프(411)를 정지시켜 원수 공급을 중단하고, 순환 펌프(421)만 가동시켜 순환수만 응집조(200)에 공급하는 시간을 갖고 난 후 상기 공급 펌프(411)를 가동시켜 원수와 순환수의 혼합수를 공급하게 하며 전원부(250)로 전극 모듈(240)에 전류를 흘려 가동시키는
   처리수 순환 전기응집을 이용한 하폐수 처리시스템.