KR20000038705A - Method for measuring level of sludge - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 오폐수처리에서 발생되는 슬러지의 수위 측정을 위한 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for measuring the level of sludge generated in wastewater treatment.
흔히 레벨 미터라고도 하는 수위 측정 장치는 주로 액체상의 물질의 양을 측정하기 위하여 물질의 상측 경계면의 위치를 측정하는 데 사용된다.Level measurement devices, often referred to as level meters, are mainly used to measure the position of the upper boundary of a substance to measure the amount of liquid substance.
종래에 사용되고 있는 수위 측정 방식으로는, 액체상에 부유할 수 있는 부유통을 연결하여 부유통의 위치로부터 액체상의 수위를 측정하는 기계적 방식과, 초음파를 이용하는 방식이 있엇다.Conventionally used water level measurement methods include a mechanical method of measuring a liquid level from a position of the floating cylinder by connecting a floating cylinder that can float in a liquid phase, and a method using ultrasonic waves.
부유통을 이용하는 기계적 방식은, 간편하고 비용이 적게드나, 액체의 수위 측정에만 적용할 수 있고, 수위에 따른 자동 제어 등의 기능과 연계될 수 없는 단점이 있고, 초음파 방식은 정교한 전자 장비가 필요하여 비용이 많이 드는 단점이 있다.The mechanical method using the air pail is simple and inexpensive, but can be applied only to the liquid level measurement, and cannot be linked with functions such as automatic control according to the water level. The ultrasonic method requires sophisticated electronic equipment. There is a costly disadvantage.
특히, 오폐수 처리 과정에서 발생되는 슬러지의 수위를 측정하기 위하여는 액체상인 처리수 내의 아랫쪽에 포함되어 있는 반 고체상의 슬러지의 수위를 측정하여야 하는데, 이를 위한 적합한 수위 측정 방법이 알려져 있지 않다.In particular, in order to measure the level of sludge generated in the wastewater treatment process, the level of the semi-solid sludge contained in the lower part of the treated water, which is a liquid phase, needs to be measured.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 오폐수처리 과정에서 발생하는 처리수조내에 포함되어 있는 슬러지의 수위를 측정하는데 적합한 방법을 제공하고자 한다.The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, to provide a method suitable for measuring the level of sludge contained in the treatment tank generated in the waste water treatment process.
도1은 본 발명의 제1실시예에 의한 슬러지의 수위 측정 방법에서 복수개의 센서들이 장착된 센서관을 포함하는 처리수조를 도시한 것,1 shows a treatment tank including a sensor tube equipped with a plurality of sensors in the sludge level measurement method according to the first embodiment of the present invention,
도2는 도1에 도시된 경우의 센서들이 센싱하는 물리값의 변화를 도시한 도표,FIG. 2 is a diagram illustrating a change in physical values sensed by sensors in the case shown in FIG. 1; FIG.
도3은 본 발명의 제2실시예에 의한 슬러지의 수위 측정 방법에서 두 개의 센서가 장착된 처리수조를 도시한 것,Figure 3 shows a treatment tank equipped with two sensors in the sludge level measurement method according to a second embodiment of the present invention,
도4는 본 발명에 의한 제3실시예에 의한 슬러지의 수위 측정 방법에서 두 개의 센서관을 사용하는 경우를 도시한 것,Figure 4 shows the case of using two sensor tubes in the sludge level measurement method according to the third embodiment of the present invention,
도5는 도4에 의하여 측정된 물리값을 도시한 도표.FIG. 5 is a chart showing the physical values measured by FIG. 4; FIG.
* 도면의 주요한 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10 : 처리수조 11 : 처리수10: treated water tank 11: treated water
12 : 슬러지 20, 40 : 센서관12: sludge 20, 40: sensor tube
21∼30, 41∼43 : 센서21-30, 41-43: sensor
오폐수 처리 과정에서 발생하는 슬러지는 처리수조내에서 액체상인 처리수의 하측에 가라앉아있는 것이 보통이고, 이러한 슬러지의 수위가 일정 이상이 되면 슬러지를 배출하여야 한다.Sludge from the wastewater treatment process is usually settled below the liquid treatment water in the treatment tank, and the sludge should be discharged when the sludge level becomes higher than a certain level.
따라서, 본 발명에 의한 슬러지의 수위 측정 방법에서는 처리수내에 포함되어 있는 슬러지의 수위를 측정하기 위하여, 액체상인 처리수와 반 고체상인 슬러지의 경계면을 정확하게 감지하는 것이 필요하다. 이를 위하여, 본 발명에서는 액체상과 반고체상의 상이한 물리적인 성질을 감지하는 센서들을 이용하고자 한다. 본 발명에서는 액체상인 처리수와 반고체상인 슬러지간의 전기전도도 차이, 온도 차이, 압력 차이, 비중의 차이를 이용하여 슬러지의 수위를 측정하고자 한다.Therefore, in the sludge level measurement method according to the present invention, in order to measure the level of the sludge contained in the treated water, it is necessary to accurately detect the interface between the treated water in the liquid phase and the sludge in the semi-solid phase. To this end, the present invention seeks to use sensors that detect different physical properties of the liquid and semisolid phases. In the present invention, the level of sludge is measured using the difference in electrical conductivity, temperature difference, pressure difference, and specific gravity between the treated water and the semi-solid sludge.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 오폐수 처리 과정에서 발생하는 슬러지의 수위를 측정하기 위한 방법은, 일정한 간격으로 복수개의 센서들이 구비된 센서관을 슬러지가 포함되어 있는 처리수조에 장착하는 단계; 상기 센서관에 구비된 복수개의 센서로부터의 센싱 신호들간의 차이가 기설정된 범위 이상인지를 모니터링하는 단계; 및 상기 단계에서 모니터된 센싱 신호들간의 차이가 기설정된 범위 이상인 두 센서의 위치로부터 처리수조내의 슬러지의 수위를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Method for measuring the level of sludge generated in the wastewater treatment process according to the present invention for achieving the above object, the sensor tube equipped with a plurality of sensors at regular intervals in the treatment tank containing the sludge Doing; Monitoring whether a difference between sensing signals from a plurality of sensors provided in the sensor tube is greater than or equal to a preset range; And determining the level of sludge in the treatment tank from the positions of two sensors whose difference between the sensing signals monitored in the step is greater than or equal to a preset range.
상기한 본 발명에 의한 슬러지의 수위 측정 방법에서, 센서관에 구비되는 센서에 의하여 센싱되는 물리값은 전기전도도, 온도, 압력 또는 비중일 수 있다.In the sludge level measurement method according to the present invention, the physical value sensed by the sensor provided in the sensor tube may be electrical conductivity, temperature, pressure or specific gravity.
상기한 본 발명에 의한 슬러지의 수위 측정 방법에서, 상기 센서관의 두 개의 센서는 상기한 처리수조내의 특정 위치를 기준으로 상하로 배치되고, 이러한 양 센서간의 센싱 신호의 변화를 감지함에 의하여, 슬러지의 수위가 처리수내의 특정 위치에 해당되는 것을 감지하는 것을 특징으로 한다.In the sludge water level measuring method according to the present invention, the two sensors of the sensor tube is disposed up and down on the basis of a specific position in the treatment tank, by detecting the change in the sensing signal between these sensors, the sludge It is characterized by detecting that the water level corresponding to a specific position in the treated water.
상기한 본 발명에 의한 슬러지의 수위 측정 방법에서, 정밀한 수위 측정이 요구되는 경우, 구비되는 센서들의 간격이 각기 다른 양 센서관을 이용하고, 제1센서관에 구비된 센서들의 간격이 제2센서관에 구비된 센서들의 간격에 비하여 클 때, 제1센서관은 처리수조에 고정되고, 제2센서관은 상기한 제1센서관에 대하여 이동되도록 하여, 슬러지 수위의 큰 범위는 제1센서관에 의하여 감지하고, 제1센서관에서 감지된 범위내에서의 정밀한 슬러지의 수위는 제2센서관에 의하여 감지되도록 하는 것임을 특징으로 한다.In the sludge level measurement method according to the present invention, when precise water level measurement is required, the distance between the sensors provided are different from each other, and the distance between the sensors provided in the first sensor tube is the second sensor When larger than the spacing of the sensors provided in the tube, the first sensor tube is fixed to the treatment tank, the second sensor tube is moved relative to the first sensor tube, so that the large range of sludge level is the first sensor tube. Detected by, the precise sludge level within the range detected by the first sensor tube is characterized in that to be detected by the second sensor tube.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 의한 오폐수 과정에서 발생하는 슬러지의 수위 측정 방법을 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the method for measuring the water level of the sludge generated in the waste water process according to the present invention.
도1은 본 발명의 제1실시예에 의한 슬러지의 수위 측정 방법에서 복수개의 센서들이 장착된 센서관을 포함하는 처리수조를 도시한 것이고, 도2는 도1에 도시된 경우의 센서들이 센싱하는 물리값의 변화를 도시한 도표이다.1 is a view illustrating a treatment tank including a sensor tube equipped with a plurality of sensors in a sludge level measuring method according to a first embodiment of the present invention, and FIG. This chart shows the change in physical value.
도1에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 슬러지의 수위 측정을 위하여, 반고체상의 슬러지(12)와 액체상의 처리수(11)를 담고 있는 처리수조(10)에 복수개의 센서들(21∼30)이 일정한 간격으로 배치되어 있는 센서관(20)을 장착하여야 한다.As shown in FIG. 1, in the present invention, in order to measure the level of sludge, a plurality of sensors 21 to 30 are included in the treatment tank 10 containing the semi-solid sludge 12 and the liquid treatment water 11. Sensor tubes 20 arranged at regular intervals should be mounted.
센서관(20)내에서 일정한 간격으로 설치되는 센서들(21∼30)이 센싱하는 물리값은 액체상인 처리수와 반고체상인 슬러지에 따라서 다른 값을 주는 것이면 된다. 예를 들어서, 전기전도도, 온도, 압력, 비중 등이 있다. 센서들(21∼30)의 간격은 원하는 정밀도에 따라서 크게 또는 작게 조절할 수 있다. 일반적으로, 슬러지의 수위는 정밀한 값을 원하기보다는 어느 정도 범위를 가지는 정도에서 측정되면 충분한 경우가 많으므로, 많은 수의 센서가 필요하지는 않다.The physical values sensed by the sensors 21 to 30 provided at regular intervals in the sensor tube 20 may be different depending on the treated water and the semi-solid sludge. For example, there are electrical conductivity, temperature, pressure, specific gravity, and the like. The spacing of the sensors 21-30 can be adjusted large or small according to the desired precision. In general, the level of sludge is often sufficient if it is measured to a certain extent rather than a precise value, so that a large number of sensors are not necessary.
도1에 도시된 경우에 있어서는 센서(24)와 센서(25) 사이에 슬러지의 수위가 위치하게 되고, 따라서 도2에 도시된 바와 같이, 센서(24)와 센서(25) 간에 센싱된 값의 급격한 변화가 생긴다. 엄밀하게 말하면 슬러지내의 센서들(21∼24) 사이의 센싱값들도 미미한 차이가 있을 수 있고, 이는 처리수내의 센서들(25∼27) 사이의 센싱들 값들에서도 마찬가지이다. 그러나, 이러한 미미한 차이는 반고체상인 슬러지(12)와 액체상인 처리수(11)에 의한 센싱값의 변화보다 작을 것이므로, 본 발명에서는 일정 범위를 설정하여 센싱값의 차이가 기설정된 범위 이상인지를 모니터하여 모니터된 두 센서들(도1의 경우, 센서24와 센서25) 사이에 슬러지의 수위가 위치하는 것으로 판단한다.In the case shown in FIG. 1, the level of sludge is located between the sensor 24 and the sensor 25. Therefore, as shown in FIG. 2, the value of the sensed value between the sensor 24 and the sensor 25 is determined. There is a drastic change. Strictly speaking, there may be a slight difference in the sensing values between the sensors 21 to 24 in the sludge, as well as the sensing values between the sensors 25 to 27 in the treated water. However, since such a slight difference will be smaller than the change of the sensing value by the semi-solid sludge 12 and the liquid treatment water 11, the present invention sets a certain range to monitor whether the difference between the sensing values is greater than or equal to the preset range. Therefore, it is determined that the sludge level is located between the two sensors that are monitored (FIG. 1, the sensor 24 and the sensor 25).
도2에서 보이는 바와 같이, 센서들을 처리수조의 한계 높이까지 배치한 경우에, 센서(24)와 센서(25) 사이의 첫 번째의 급격한 변화는 슬러지와 처리수의 경계인 슬러지의 수위를 나타내고, 센서(27)와 센서(28) 사이의 두 번째의 급격한 변화는 처리수와 공간의 경계인 처리수의 수위를 나타내므로 본 발명에 의한 방법에 의하여 처리수조내의 처리수의 수위가 부수적으로 얻어질 수도 있다.As shown in Fig. 2, when the sensors are placed up to the critical height of the treatment tank, the first abrupt change between the sensor 24 and the sensor 25 indicates the sludge level, which is the boundary between the sludge and the treatment water, and the sensor The second abrupt change between the 27 and the sensor 28 indicates the level of the treated water which is the boundary between the treated water and the space, so that the level of the treated water in the treated water tank may be incidentally obtained by the method according to the present invention. .
도3은 본 발명의 제2실시예에 의한 슬러지의 수위 측정 방법에서 두 개의 센서가 장착된 처리수조를 도시한 것이다.Figure 3 shows a treatment tank equipped with two sensors in the sludge level measurement method according to a second embodiment of the present invention.
오폐수 처리 과정에서, 슬러지의 절대적인 수위를 측정하는 것 이외에 처리수조내에서 슬러지의 수위가 어느 단계에 이르면 슬러지를 배출하여야 하는 경우가 발생한다. 이러한 경우 처리수조(10)내에 두 개의 센서(21,22)를 장착하되, 모니터하고자 하는 슬러지의 수위를 기준으로 상하로 배치한다. 이때 배치 간격 역시 모니터하는 정밀도에 따라 달라질 것이고, 간격이 너무 넓으면 정밀도가 떨어지고, 간격이 너무 좁으면 센싱값의 변화를 감지하기가 용이하지 않을 수도 있다. 이러한 두 센서(21,22)에 의하여 측정된 물리값이 차이가 기설정한 일정한 범위를 넘으면 모니터하고자 하는 슬러지의 수위에 도달한 것으로 판단하여 슬러지를 배출하면 된다. 즉, 슬러지가 작을 때에는 제1센서(21)와 제2센서(22)에 의하여 센싱되는 물리값이 모두 액체상인 처리수(11)의 물리값으로 동일하거나 그 차이가 미미할 정도로 유사할 것이고, 슬러지의 수위가 모니터하고자 하는 위치인 제1센서(21)와 제2센서(22) 사이에 위치하는 경우 제1센서(21)는 반고체상인 슬러지(12)의 물리값을 센싱하고, 제2센서(22)는 액체상인 처리수(11)의 물리값을 센싱할 것이므로 차이가 난다. 슬러지의 수위가 더 높아져서 제2센서(22)가 배치된 위치를 넘으면 제1센서(21)와 제2센서(22)가 측정하는 물리값은 모두 반고체상인 슬러지(12)의 물리값으로 동일하거나 비슷할 것이다. 따라서, 제1센서(21)의 센싱값과 제2센서(22)의 센싱값의 차이가 발생하는 경우, 슬러지의 수위가 모니터하고자 하는 위치에 도달하였다고 판단할 수 있다.In the wastewater treatment process, in addition to measuring the absolute level of sludge, when the sludge level reaches a certain level in the treatment tank, sludge should be discharged. In this case, two sensors 21 and 22 are mounted in the treatment tank 10, and are disposed up and down based on the level of sludge to be monitored. At this time, the placement interval will also depend on the accuracy of the monitoring. If the interval is too wide, the precision will be reduced. If the interval is too narrow, it may not be easy to detect the change in the sensing value. When the physical values measured by the two sensors 21 and 22 exceed the predetermined range, the sludge is determined to have reached the level of the sludge to be monitored, and the sludge is discharged. That is, when the sludge is small, the physical values sensed by the first sensor 21 and the second sensor 22 are all the same as the physical values of the treated water 11 that is in the liquid state, or the difference may be similar enough. When the water level is located between the first sensor 21 and the second sensor 22, which are positions to be monitored, the first sensor 21 senses a physical value of the sludge 12 which is semi-solid, and the second sensor ( 22) is different because it will sense the physical value of the treated water 11 in the liquid phase. When the water level of the sludge is higher than the position where the second sensor 22 is disposed, the physical values measured by the first sensor 21 and the second sensor 22 are all the same as the physical values of the sludge 12 which is semisolid. Would be similar. Therefore, when a difference between the sensing value of the first sensor 21 and the sensing value of the second sensor 22 occurs, it may be determined that the level of sludge has reached the position to be monitored.
도4는 본 발명에 의한 제3실시예에 의한 슬러지의 수위 측정 방법에서 두 개의 센서관을 사용하는 경우를 도시한 것이고, 도5는 도4에 의하여 측정된 물리값을 도시한 도표이다.FIG. 4 illustrates a case where two sensor tubes are used in the sludge level measurement method according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a diagram showing the physical values measured by FIG.
본 발명이 제3실시예는 사용되는 센서들의 수를 줄이면서도 정밀하게 센싱할 수 있는 방법을 제공하고자 한다. 이를 위하여 도4에 도시된 바와 같이, 제1센서관(20)은 처리수조(10)에 대하여 고정되어 있고, 제2센서관(40)은 제1센서관(20)에 대하여 이동할 수 있다. 또한, 고정된 제1센서관(20)에 배치된 센서들(21∼24)의 간격은 이동할 수 있는 제2센서관(40)에 배치된 센서들(41∼43)에 비하여 크게 설정한다. 각 센서관에서의 간격은 측정하고자 하는 정밀도에 따라서 결정된다.The third embodiment of the present invention is to provide a method capable of accurately sensing while reducing the number of sensors used. To this end, as shown in FIG. 4, the first sensor tube 20 is fixed with respect to the treatment tank 10, and the second sensor tube 40 may move with respect to the first sensor tube 20. In addition, the distance between the sensors 21 to 24 disposed in the fixed first sensor tube 20 is set larger than that of the sensors 41 to 43 disposed in the movable second sensor tube 40. The spacing in each sensor tube is determined according to the precision to be measured.
도4에서 예시한 경우에 있어서 제1센서관(20)에서의 센싱값의 급격한 변화는 센서(22)와 센서(23) 사이에서 측정되고, 제2센서관(40)을 급격한 변화가 측정된 양 센서들(22,23) 사이로 이동시켜서 물리값을 센싱하면, 제2센서관(40)에서는 센서(41)와 센서(42) 사이에서 급격한 변화가 감지되므로, 결국 슬러지의 수위를 제2센서관(40)에 배치된 센서들(41∼43)의 간격으로 정밀하게 측정할 수 있다. 이러한 방법에서는 정밀도가 다른 두 개의 센서관을 이용하여, 사용되는 전체 센서들의 수를 줄이면서도 더욱 정밀하게 슬러지의 수위를 측정하기 위한 것이다. 이는 도1 및 도2에서 하나의 센서관을 사용하는 경우 10개의 센서들을 사용하여 측정된 슬러지의 수위의 정밀도과 도4 및 도5에서 두 개의 센서관을 사용하는 경우 전체적으로 7개의 센서들을 사용하여 측정된 슬러지의 수위가 더욱 정밀한 것으로부터 알 수 있다.In the case illustrated in FIG. 4, the sudden change in the sensing value in the first sensor tube 20 is measured between the sensor 22 and the sensor 23, and the sudden change in the second sensor tube 40 is measured. When the sensor senses a physical value by moving between the sensors 22 and 23, a sudden change is detected between the sensor 41 and the sensor 42 in the second sensor tube 40, so that the water level of the sludge is eventually changed to the second sensor. It is possible to precisely measure at intervals of the sensors 41 to 43 disposed in the tube 40. In this method, two sensor tubes with different precisions are used to measure the sludge level more precisely while reducing the total number of sensors used. This is measured using the accuracy of the sludge level measured using 10 sensors when using one sensor tube in FIGS. 1 and 2 and by using seven sensors in total when using two sensor tubes in FIGS. 4 and 5. It can be seen that the level of the sludge is more accurate.
이상에서 설명한 본 발명에 의한 슬러지의 수위 측정 방법은, 센서관을 슬러지가 포함되어 있는 처리수조에 장착하는 단계 대신에, 퇴적물이 축적되어 있는 하수관에 장착하는 단계로 대신하고, 다른 공정은 동일하게 수행함에 의하여 하수관내에 축적되는 퇴적물의 두께를 측정하는데 적용될 수 있다.The sludge level measurement method according to the present invention described above is replaced with the step of attaching the sensor tube to the sewage pipe in which the sediment is accumulated, instead of the step of attaching the sensor tube to the treatment tank containing the sludge, and the other processes are the same. It can be applied to measure the thickness of deposits accumulated in sewer pipes by performing.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 전기전도도, 온도, 압력, 또는 비중과 같은 물리값들을 센싱하는 센서들을 이용하여 처리수내에 포함된 슬러지의 수위를 측정하는데 적합한 슬러지 수위 측정 방법을 제공한다. 본 발명에 의한 슬러지의 수위 측정 방법은 하수관에 축적되는 퇴적물의 두께를 측정하는데에도 그대로 적용할 수 있다.As described above, the present invention provides a sludge level measuring method suitable for measuring the level of sludge contained in the treated water by using sensors that sense physical values such as electrical conductivity, temperature, pressure, or specific gravity. The sludge water level measuring method according to the present invention can be applied as it is to measuring the thickness of deposits accumulated in sewage pipes.
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