KR200328399Y1

KR200328399Y1 - 침전처리조의 수위 및 농도측정에 의한 슬러지이송시스템

Info

Publication number: KR200328399Y1
Application number: KR20-2003-0020077U
Authority: KR
Inventors: 김희원
Original assignee: 김희원
Priority date: 2003-06-25
Filing date: 2003-06-25
Publication date: 2003-09-29

Abstract

본 고안은 침전처리조의 수위 및 농도측정에 의한 슬러지 이송시스템에 관한 것으로써, 종래에는 침전처리조에서 기준치에 부합되지 않는 농도의 슬러지를 그대로 이송 배출시키므로 다음 단계인 탈수과정에서 많은 에너지가 필요하게 되어 가동에 따른 유지 보수비가 과다하게 소요되는 문제점이 있었다.

이에 따라 본 고안은 침전처리조(100) 내 폐수의 맑음부(220) 하이 및 로우레벨을 감지하는 수위센서(311)(312)와; 혼탁부(210)의 슬러지 농도를 측정하는 농도센서(321); 상기 수위센서(311)(312)와 농도센서(321)와 연결된 수위측정기(310) 및 농도측정기(320)의 측정값을 비교 검출하여 그 측정치가 입력된 세팅값의 도달 여부에 따라 컨트롤러(330)로 밸브(150)와 인발펌프(140)의 동작을 자동 제어하는 제어부(300); 로 구성하여 각 수위 및 농도 측정기의 측정값이 세팅값에 도달하였는지의 여부에 따라 슬러지의 인발펌프 및 밸브 동작을 함께 연계시켜서 적정 농도의 슬러지를 적당량 만큼 자동 배출시켜 이송시키므로 탈수단계에서의 탈수시간을 상당히 줄일 수 있어 탈수 효율을 극대화할 수 있으며, 이로 인해 탈수에 따른 에너지 소모를 상당히 절감할 수 있는 것이다.

Description

침전처리조의 수위 및 농도측정에 의한 슬러지 이송시스템{Transport system of sludge by a density measurement and water level of precipitation processing tank}

본 고안은 침전처리조의 수위 및 농도측정에 의한 슬러지 이송시스템에 관한 것으로써, 더욱 상세히는 슬러지의 수위 및 슬러지의 농도를 측정한 후 측정치가 정해진 수위 및 농도에 도달하였을 때만 배출되게 한 침전처리조의 수위 및 농도측정에 의한 슬러지 이송시스템에 관한 것이다.

현재 우리나라는 산업이 점차 고도화 됨에 따라 다양한 환경 오염이 발생하고 있으며, 그 환경 오염원으로는 각종 생활하수, 산업폐수, 자동차 배기가스, 각종 유해 폐기물이 대부분을 차지하고 있으며, 이 가운데 생활하수와 산업폐수 등은 하천이나 호수를 오염시키는 유기물이 대부분을 차지하고 있다.

따라서, 하천이나 호수의 환경 오염을 줄이고자 각종 오ㆍ폐수는 모든 수질 오염물질을 적정하게 정수 처리하여 생물학적 산소요구량(BOD)을 최대한 낮춘 후 수질 배출 허용기준 이하로만 방류하도록 법제화 되어 있으며, 이를 충족시키기 위하여 각종 오ㆍ폐수를 배출하는 공장 등의 산업시설이나 아파트와 같은 대단위 거주 단지 등에는 오ㆍ폐수용 정수처리 시스템을 의무적으로 설치하여야만 한다

그런데 일반적인 정수처리 시스템의 처리 단계를 보면 대부분 부유 고형물이나 현탁물을 스크린과 침전부상에 의해 처리하는 1차 전처리단계와; 불용ㆍ난용 콜로이드물질 및 유해유기물(BOD,COD)을 응집침강, 전해응집, 중화,여과,활성슬러지, 살수여과, 안정지,산화지에 의해 처리하는 2차 본처리단계와; 질소,인,미세고형물,유기물, 무기염 등을 탈질조와 응집침전,여과, 규조토,활성탄,증발,등결,추출,역삼투, 전기투석, 이온교환에 의해 처리하는 3차 고도처리단계로 이루어져 있다.

상기 정수처리 시스템은 1,2,3차 처리단계 모두 응집 침전이라는 단위 조작이 필수적이다. 그리고, 대부분의 수질 오염 물질들은 물리 화학적, 생물화학적, 기타 방법 등으로 처리 전환된 후 응집침전 및 농축조를 거치면서 오염물질은 침전되어 모아지고 처리된 깨끗한 물은 방류되며, 이 후 침전된 오염물질은 탈수기로 이동되어 탈수 후 소각 매립 또는 해양 투기하는 방법으로 처리된다.

도 1 은 이러한 처리단계에서 응집 침전 또는 농축시키는 종래의 침전처리조보인 횡단면도로서, 종래에는 유입관(21)을 통해 폐수가 유입되는 침전처리조(10)의 드레인 이송관(13)에 슬러지 인발펌프(14)와 밸브(15) 외에 농도측정기(32)를 설치하여 이송관(13)을 통해 이송되는 슬러지의 농도를 측정하여 일정 농도가 계측되면 인위적으로 밸브(15)를 열고 인발펌프(14)를 가동시켜 침전처리조(10) 바닥의 침전홈부(11)에 모아진 슬러지를 이송관(13)을 통해 외부로 이송되게 하였다.

도면중 미설명 부호 (12)는 침전처리조(10) 바닥 중앙에서 분당 1~2회 회전하면서 슬러지를 중앙으로 포집하여 주는 교반체이고, (16)은 침전처리조에서 오버플로우되는 물이 담기는 플랜지조이고, (17)은 플랜지조(16)의 주배출관이다.

이러한 종래의 슬러지 처리과정은 일단 이송관(13)을 통해 침전홈부(11)로 모아진 슬러지를 배출시키는데, 이때 기준치에 부합되지 않는 농도의 슬러지를 그대로 이송하여 배출시키면 다음 단계인 탈수과정에서 많은 에너지가 필요하므로 가동에 따른 유지 보수비가 과다하게 소요되는 문제점이 발생된다.

따라서, 이송관(13)을 통해 일단 배출시키면서 농도측정기(32)로 계측되는 슬러지 농도가 일정 농도 이하로 계측되면 곧바로 가동시켰던 인발펌프(14)를 정지시킴과 아울러 열어 주었던 밸브(15)를 닫아 주어야 하는 번거로운 점으로 인해 작업성이 떨어지고 인력소모가 많으며, 슬러지의 배출 농도를 일정하게 유지시키기가 어려운 문제점이 있다.

그리고, 현재 국내에서 사용되고 있는 슬러지 수위계 및 슬러지 농도측정장치는 측정원리나 방식을 불문하고 슬러지 수위계는 수위계로만 사용되고, 농도측정기는 농도를 측정하는데에만 단위 측정기기의 역활로 주로 사용될 뿐이다.

또한, 침전처리조에서의 슬러지 측정에 관한 국내ㆍ외 관련기술의 동향을 살펴볼 때 광투과법을 이용한 기술은 측정이 간단하고 가격이 저렴한 반면, 다른 물품에 간섭 영향을 많이 받고 슬러지 측정에 따른 정밀 정확도가 낮아 슬러지 측정 시스템으로는 부적합하다.

그리고, 마이크로법을 이용한 기술은 간섭 영향이 적고 정밀 정확도가 높아 슬러지 측정시스템으로 적합한 반면, 측정 과정이 복잡하고 가격이 고가이므로 설치비가 과다하게 소요되는 문제점이 있다.

또한, 상기 광투과법이나 마이크로법을 이용한 슬러지 농도 측정기술은 모두 측정만을 하는 단위 계측기기로만 개발 사용될 뿐이어서 침전처리조의 드레인 라인에 설치된 펌프 및 밸브와는 개별적으로 동작되므로 펌프 및 밸브의 가동을 위해서는 인위적인 조작이 항시 필요하였으며, 침전처리조에서 다음 탈수단계로 매번 이송되는 슬러지 농도 차이가 상당하여 탈수기를 가동시키는데 따른 에너지가 과다하게 소요되는 문제점이 있다.

따라서, 본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 고안된 것으로서, 본 고안의 목적은 초음파센서에 의한 슬러지 수위계 및 슬러지 농도측정기의 계측기능과 슬러지 펌프, 밸브를 함께 연계시켜서 적절한 시기에 목적한 적정 농도의 슬러지를 적당한 양만큼 배출시켜 다음 단계인 탈수단계로 이동시킴으로서 탈수과정에서의 탈수 효율을 극대화함과 동시에 보다 많은 에너지의 절약 효과를 얻을 수 있는 침전처리조의 수위 및 농도측정에 의한 슬러지 이송시스템을 제공하는데 있다.

도 1 은 종래의 슬러지를 응집 침전시켜 농축시키는 침전처리조의 횡단면도

도 2 는 본 고안이 실시된 슬러지 침전처리조 구성을 일례로 보인 횡단면도

도 3 은 본 고안에서 수위 및 농도 측정기의 측정값에 의해 펌프 및 밸브가 연계되어 동작되는 상태를 보인 작동표

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 침전처리조 110 : 침전홈부

120 : 교반체 130 : 이송관

140 : 인발펌프 150 : 밸브

210 : 혼탁부 220 : 맑음부

300 : 제어부 310 : 수위측정기

311,312: 수위센서 320 : 농도측정기

321 : 농도센서 330 : 컨트롤러

이하, 본 고안의 상기 목적을 효과적으로 달성할 수 있는 바람직한 실시예의 기술구성 및 작용을 첨부한 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2 는 본 고안이 실시된 슬러지 처리조의 구조를 일례로 보인 횡단면도로서, 이에 도시된 본 고안의 구성중 침전처리조(100) 바닥 중앙에 형성된 슬러지 침전홈부(110) 위에는 분당 1~2회 회전하면서 슬러지를 중앙으로 포집하여 주는 교반체(120)를 설치하고, 침전처리조(100)의 폐수유입관(101) 선단에는 교반체(120)의 회전축(121)에 중첩되게 설치되는 안내관(102)을 연결하여 폐수가 교반체(120) 중앙을 향해 유입되게 하며, 상기 침전홈부(110)의 이송관(130)에 밸브(150)와 인발펌프(140)를 설치한 구성은 종래와 같다.

본 고안은 상기 침전처리조(100) 내의 폐수가 하측 혼탁부(210)와 상측 맑음부(220)로 구분되는 상태에서 침전처리조(100)에서 주배출관(170)이 있는 플랜지조(160)로 오버플로우되는 맑음부(220)의 상측 수위면을 감지하는 하이레벨의 초음파 수위센서(311); 맑음부(220)와 혼탁부(210)의 경계 부위에 설치되어 맑음부(220)의 하측 수위를 감지하는 로우레벨의 초음파 수위센서(312); 혼탁부(210) 내에서 슬러지의 농도를 측정하는 초음파 농도센서(321); 상기 수위센서(311)(312)와 농도센서(321)의 각 시그날을 받는 수위측정기(310) 및 농도측정기(320)의 측정값을 비교 검출하여 그 측정치가 입력된 세팅값으로 검출되면 컨트롤러(330)에 의해 밸브(150)와 인발펌프(140)의 동작을 자동으로 제어하는 제어부(300); 로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이와 같이 형성된 본 고안은 도 2 에서와 같이 침전처리조(100)의 폐수유입관(101)을 통해 유입되는 폐수가 안내관(102)을 통해 교반체(120)의 중앙 부위로 유입되면 분당 1~2회로 서서히 회전하는 교반체(120)는 폐수속에 함유된 슬러지를 중앙으로 포집하여 주며, 포집된 슬러지는 침전홈부(110) 속으로 점차 침전되어 모아지고, 폐수유입관(101)을 통해 폐수가 유입되는 만큼 침전처리조(100)에서 플랜지조(160)로 오버플로우되어 넘치는 맑은 물은 주배출관(170)을 통해 배출된다.

이때, 상기 침전처리조(100)에서 플랜지조(160)로 오버플로우되는 맑음부 (220)의 상측 수위면을 감지하는 하이레벨 수위센서(311) 및 맑음부(220)와 혼탁부 (200)의 경계 부위를 감지하는 로우레벨의 수위센서(312)와 연결된 수위측정기(310)의 각 측정값이 입력된 세팅값 이하이면 "OFF"로, 이상이면 "ON" 으로 표시하고, 역시 혼탁부(200) 내의 슬러지 농도를 측정하는 농도센서(321)와 연결된 농도측정기(320)의 측정값이 입력된 세팅값 이하이면 "OFF"로, 이상이면 "ON"으로 표시한 도 3 에 의해 본 고안의 시스템이 동작되는 과정을 설명하면 다음과 같다.

즉, 맑음부(220)의 상하 범위를 하이 및 로우 레벨 수위센서(311)(312)로 감지하여 측정된 수위측정기(310)의 측정값과, 농도센서(321)를 통해 혼탁부(200)의 슬러지 농도를 감지한 농도측정기(320)의 측정값 중 어느 하나가 세팅값 이하(OFF)이거나 둘다 세팅값 이하(OFF)이면 제어부(300)의 컨트롤러(330)에 의해 구동이 제어되는 인발펌프(140)와 밸브(150)는 모두 "OFF" 상태를 유지한다. 여기서 밸브(150)의 "OFF" 상태란 밸브(150)가 닫힌 상태를 말한다.

그리고, 맑음부(220)의 하이 및 로우 레벨 수위센서(311)(312)로 감지하여 측정된 수위측정기(310)의 측정값과, 농도센서(321)를 통해 혼탁부(200)의 슬러지 농도를 감지한 농도측정기(320)의 측정값 모두가 세팅값 이상(ON)이면 역시 제어부(300)의 컨트롤러(330)로 구동이 제어되는 인발펌프(140)와 밸브(150)는 모두 "ON" 상태를 유지하므로 이러한 상태가 되면 침전홈부(110)에 모아져 뭉쳐져 있던 슬러지들은 이송관(130)을 통해 배출되어 다음 단계인 탈수단계로 이송된다.

그리고, 이때 침전홈부(110)에 모아졌던 슬러지가 이송관(130)으로 배출되는 만큼 유입관을 통해 새로운 폐수가 유입되면서 맑음부(220)의 로우레벨이 내려가거나 혼탁부(200)의 슬러지 농도가 변화되어 각 수위측정기(310)와 농도측정기(320)로 검출되는 측정값이 세팅값 이하로 측정되면 그 즉시 제어부(300)의콘트롤러(330)는 밸브(150)와 인발펌프(140)의 동작을 "OFF" 시켜 준다.

따라서, 본 고안은 침전처리조(100)에서 모아진 슬러지를 다음 단계인 탈수단계로 이송할 때 항시 적절한 시기에 적당량의 슬러지만을 배출시켜 주게 되므로 탈수단계에서의 탈수 효율을 보다 빠른 시간내에 극대화할 수 있어 아래 표에서와 같이 에너지 절감효과가 상당한 것이다.

슬러지 함량	용량(체적) 비교	탈수기 처리량 부하 단위 비교
함수율 98.0%(슬러지 20,000 PPM)	1 ㎡	1
함수율 99.0%(슬러지 10,000 PPM)	2 ㎡	약 2 배
함수율 99.5%(슬러지 5,000 PPM)	4 ㎡	약 4 배
함수율 99.9%(슬러지 1,000 PPM)	20 ㎡	약 20 배

이상에서와 같이 본 고안은 침전처리조의 맑음부와 혼탁부에 설치된 수위센서 및 농도센서와 연결된 각 수위측정기 및 슬러지 농도측정기의 측정값이 세팅값에 도달하였는지의 여부에 따라 슬러지의 인발펌프 및 밸브 동작을 함께 연계시켜서 적절한 시기에 적정 농도의 슬러지를 적당량 만큼 자동으로 조절하여 배출시킬 수 있으므로 작업성이 좋아 가동에 따른 인력을 상당히 줄일 수 있다.

그리고, 다음 단계인 탈수단계에서 탈수시간을 상당히 줄이는 등 탈수 효율을 극대화할 수 있어 탈수에 따른 에너지 소모 즉, 전기료 등의 유지비용을 상당히절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims

침전처리조(100) 바닥의 침전홈부(110) 위에는 교반체(120)를 설치하고, 폐수유입관(101)의 폐수는 교반체(120) 중앙을 향해 유입되게 하며, 침전홈부(110)의 이송관(130)에 밸브(150)와 인발펌프(140)를 설치한 침전처리조의 슬러지 이송시스템에 있어서,

상기 침전처리조(100) 내의 폐수가 하측 혼탁부(210)와 상측 맑음부(220)로 구분된 상태에서 맑음부(220)의 상측 수위면을 감지하는 하이레벨 수위센서(311);

상기 맑음부(220)와 혼탁부(210)의 경계 부위에 설치되어 맑음부(220)의 하측 부위를 감지하는 로우레벨의 수위센서(312);

혼탁부(210) 내에서 슬러지의 농도를 측정하는 농도센서(321);

상기 수위센서(311)(312)와 농도센서(321)와 연결된 수위측정기(310) 및 농도측정기(320)의 측정값을 비교 검출하여 그 측정치가 입력된 세팅값의 도달 여부에 따라 컨트롤러(330)로 밸브(150)와 인발펌프(140)의 동작을 자동 제어하는 제어부(300);

로 이루어진 것을 특징으로 하는 침전처리조의 수위 및 농도측정에 의한 슬러지 이송시스템.