KR200381013Y1

KR200381013Y1 - Automatic coagulant injection system

Info

Publication number: KR200381013Y1
Application number: KR20-2005-0002650U
Authority: KR
Inventors: 곽종운
Original assignee: 곽종운
Priority date: 2005-01-28
Filing date: 2005-01-28
Publication date: 2005-04-08

Abstract

본 고안은 원수에 부유하는 입자의 표면전하를 분석하여 평균 전하값이 음의 값을 갖는 경우 설정값에 따라 원수의 부하변동에 관계없이 최적의 응집제를 자동으로 주입시킬 수 있도록 함으로써 수처리 효율을 향상시켜 양질의 정수를 생산할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.The present invention analyzes the surface charge of particles suspended in raw water and improves the water treatment efficiency by automatically injecting the best flocculant regardless of the load fluctuation of raw water according to the set value when the average charge value is negative. The purpose is to produce high quality purified water.

이를 위해 구성되는 본 고안은 수처리장치로 유입된 원수와 응집제가 완전 교반된 후 유출되는 응집수를 연속으로 유입시켜 수중에 포함된 입자표면전하의 측정을 통해 입자표면전하를 흐름전류로 전환시키는 한편 전환된 흐름전류의 전압을 증폭시키는 전류측정셀과, 전류측정셀에 의해 증폭된 전류를 최적 상태로 제어하여 응집제 주입량을 조절하는 응집제 조절기와, 전류측정셀에 의해 증폭된 전류값을 연속적으로 기록하여 입자의 응집상태를 확인할 수 있도록 하는 기록계, 및 응집제 조절기를 통해 이미 설정된 표준값에 따라 밸브를 온/오프(On/Off)시켜 주입되는 응집제의 양을 증가시키거나 축소시키는 응집제 주입펌프로 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention configured for this purpose converts the particle surface charge into a flow current through the measurement of the particle surface charge contained in the water by continuously introducing the raw water and the flocculant flowing out after the coagulant is completely stirred, while A current measuring cell that amplifies the voltage of the converted flow current, a coagulant controller for controlling the coagulant injection amount by controlling the current amplified by the current measuring cell in an optimum state, and a current value amplified by the current measuring cell is continuously recorded. And a coagulant injection pump that increases or decreases the amount of coagulant injected by turning the valve on and off according to a standard value already set through a coagulant controller. It features.

Description

Coagulant injection system {Automatic coagulant injection system}

본 고안은 수중에 포함된 유무기성 오염물질을 처리하는 수처리시스템에서 응집제를 자동으로 투입시키기 위한 응집제 자동주입장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정수, 오수, 하수 및 폐수처리시 원수에 부유하는 입자의 표면전하를 분석하여 평균 전하값이 음의 값을 갖는 경우 설정값에 따라 자동으로 응집제를 주입시킬 수 있도록 한 응집제 자동주입장치에 관한 것이다.The present invention relates to a flocculant auto-injection device for automatically injecting flocculant in a water treatment system for treating organic-inorganic contaminants contained in water, and more particularly, particles suspended in raw water during water treatment, sewage, sewage and wastewater treatment. The present invention relates to a coagulant auto-injection apparatus which analyzes the surface charge of to allow the coagulant to be injected automatically according to the set value when the average charge value is negative.

일반적으로 대부분의 물은 오염상태를 여하하고 기본적으로 무기성 또는 유기성 입자를 포함하게 되는데, 전술한 바와 같은 수처리기술은 결국 수중의 유기성·무기성 입자를 분해, 흡착제거 및 응집침전을 통하여 수중의 오염물질을 제거하는 방법이다.In general, most of the water is contaminated and basically contains inorganic or organic particles. As described above, the water treatment technology eventually decomposes, absorbs and removes organic and inorganic particles in the water. It is a method of removing contaminants.

좀 더 구체적으로 살펴보면, 입자의 제거는 화학적처리 또는 물리적 또는 전기적인 처리로 제거할 수가 있다. 화학적처리로서는 주로 응집제를 사용하고 있고, 물리적으로는 중간매체를 이용하여 여과를 통해 수처리를 하게 되며, 전기적 처리방법으로는 알루미늄 판 또는 철판을 용해하여 용출된 금속을 이용하여 응집케 하는 것이다.More specifically, the removal of particles can be removed by chemical treatment or physical or electrical treatment. In chemical treatment, a flocculant is mainly used, and physical treatment is performed through filtration using an intermediate medium. In the electrical treatment, an aluminum plate or an iron plate is dissolved to coagulate using eluted metal.

가장 대표적인 방법으로는 화학적처리방법 중에서 가장 일반적으로 응집제(coagulant)를 사용하는 것인데, 무기응집제 또는 유기응집제를 사용하여 입자의 표면성질을 변화시켜 플럭을 형성케 하여 침전시키는 것이 지금까지 가장 일반적인 방법으로 알려져 있다. 사용하는 응집제로는 알루미늄계 또는 철계통의 응집제를 사용하고 있으며, 유기응집제로는 폴리아크릴아마이드, 폴리대드맥, 폴리아민 등 여러 가지 종류가 사용되고 있다.The most representative method is the most commonly used coagulant among chemical treatment methods. The most common method has been to change the surface properties of particles by using an inorganic or organic coagulant to form a floc. Known. As the coagulant to be used, an aluminum or iron coagulant is used, and as the organic coagulant, various kinds such as polyacrylamide, poly-d mac and polyamine are used.

그리고, 화학적처리방법으로 부유물질을 제거하는 경우 슬러지의 생성이 불가피하게 대두되는 단점과 약품의 사용으로 처리비용이 상승한다는 단점이 있지만, 화학적처리는 0.1 마이크론 입자크기까지 응집으로 제거할 수 있다는 장점 또한 가지고 있다. 응집의 원리를 설명하면 다음과 같다. 통상, 물속에 분산된 입자표면은 대부분 (-)전하를 띄며, 동종 입자끼리는 반발하나 외부로부터 (+)금속성분이 유입되면 표면이 중성반응이 일어나 입자의 표면 포텐샬이 0(영)에 도달하게 된다. 이처럼 입자의 표면 포텐샬이 0(영)에 도달하게 되면 입자간에 서로 반발하는 힘이 떨어지고 인력이 발생하여 입자가 큰 플럭으로 성장한다. 이때, 입자간 상호 유도되는 힘은 정전기적 힘(인력 혹은 반발력), 반데르발스 힘(인력) 및 화학적 힘{Al(OH)₃에 의한 가교(Al-OH-Al)} 세가지로 요약할 수 있다.In addition, there are disadvantages in that sludge production is inevitably raised when chemicals are removed by chemical treatment methods and treatment costs are increased due to the use of chemicals. However, chemical treatment can be removed by flocculation up to 0.1 micron particle size. Also have. The principle of aggregation is as follows. In general, the surface of the particles dispersed in the water is mostly negative (-) charge, the same kind of particles repel each other, but when the (+) metal component flows in from the outside, the surface is neutralized to reach the surface potential of the particle reaches zero (zero) do. As such, when the surface potential of the particles reaches zero, the repulsive force between the particles decreases and attraction occurs, causing the particles to grow into large flocs. At this time, the mutually induced forces between particles can be summarized into three types: electrostatic force (gravity or repulsive force), van der Waals force (gravity), and chemical force {crosslinking by Al (OH) ₃ (Al-OH-Al)}. have.

한편, 정수장에 유입되는 원수(하수, 오수 및 폐수 등)의 탁도, pH, 색도는 수시로 변한다. 원수의 부하변동에 따라 유동적으로 응집제를 조절하여 투입하여야 하는데 현실적으로 그렇지 못하다. 현재 응집제의 정량투입 결정방법은 쟈테스트를 통하여 결정하고 있다. 더욱 상세하게는 6개의 비이커에 원수 500∼1000cc를 채우고 응집제를 각각 서로 다른 농도로 투입하여 일정시간 응집반응을 시킨 후 침전시키고 상등수의 탁도와 색도를 분석한 결과를 토대로 최적투입량을 결정하고 있다. 이러한 쟈테스트를 한 번 시행하는데 약 1시간 정도가 소비된다.On the other hand, turbidity, pH, and chromaticity of raw water (sewage, sewage, wastewater, etc.) flowing into the water purification plant change frequently. The coagulant must be adjusted in the flow according to the load fluctuation of raw water. Currently, the determination method of quantitative injection of flocculant is determined through jatest. More specifically, six beakers were filled with 500 to 1000 cc of raw water, and the coagulant was added at different concentrations, and after a certain period of time, the coagulation reaction was settled. It takes about an hour to run one of these jatests.

그러나, 전술한 바와 같은 종래의 방법에 따른 응집제 주입량 결정방법은 정확하지 못하다는데 문제가 있다. 즉, 쟈테스트는 실험실에서 간이로 응집제를 주입하여 최적 응집제 주입량을 측정하는 것으로, 테스트 후 탁도값과 색도값의 차이로 인하여 정확한 응집제 주입량을 결정하기가 쉽지 않다.However, there is a problem that the method of determining the flocculant injection amount according to the conventional method as described above is not accurate. In other words, the Jatest is a simple injecting flocculant in the laboratory to measure the optimal flocculant injection amount, it is difficult to determine the exact flocculant injection amount due to the difference between the turbidity value and the chromaticity value after the test.

또한, 정수장의 혼화조건과 실험실 내에서 실시하는 비이커 실험에서 혼화조건이 판이하게 틀리므로 쟈테스트를 통해서 결정한 최적의 응집제 투입량 결정은 현장에서 에러가 크게 발생하게 된다는 문제가 있다. 즉, 쟈테스트에서 얻어진 G값(혼화에 있어서 속도성분값)과 현장에서 실제로 얻어지는 G값의 차이 때문에 쟈테스트에서 얻어진 최적의 응집제 주입량보다 항상 더 많이 주입해야 한다. 때로는 경험적으로 응집제를 주입하는 것이 더 나을 때도 있다.In addition, in the beaker experiment conducted in the laboratory and in the beaker experiment conducted in the laboratory, the mixing conditions are very different, so the determination of the optimum flocculant dosage determined through the jatest has a problem that a large error occurs in the field. That is, due to the difference between the G value obtained in the jatest (the rate component value in the miscible) and the G value actually obtained in the field, the injection should always be made more than the optimal injection amount of the flocculant obtained in the jatest. Sometimes it is better to empirically inject coagulants.

특히, 응집제의 주입시 최적상태의 응집제 주입이 이루어지지 않으면 처리수가 불량하게 되며, 처리비용이 상승하는 문제가 있다. 응집제의 저주입시에는 최종 처리수의 불량하게 되고, 응집제의 과주입시에는 응집제 비용, 역세척 비용 및 슬러지처리 비용 등이 증가하게 된다. 아울러, 응집제의 과주입시에는 용해성 알루미늄이 증가하는 문제도 있다.In particular, when the flocculant is not injected at the optimal state when the flocculant is injected, the treated water becomes poor and the treatment cost increases. When the coagulant is injected low, the final treated water becomes poor, and when the coagulant is overinjected, the coagulant cost, the backwashing cost, and the sludge treatment cost are increased. In addition, there is also a problem in that soluble aluminum increases during overinjection of the flocculant.

한편, 원수의 부하변동이 클수록 응집제 투입량의 적절한 대처가 어렵게 된다. 유사시에는 적정 주입량보다 과량의 응집제를 투입하는 것이 실 예로 되어 있다. 결국, 응집제 비용의 상승과 슬러지 처리비용이 증가하게 되며, 무엇보다 수처리 효율이 감소하는 문제가 있다.On the other hand, the greater the load variation of the raw water, the more difficult it is to cope with the coagulant input amount. In case of emergency, it is exemplified to add an excessive amount of flocculant than the proper injection amount. As a result, the cost of the flocculant increases and the sludge treatment costs increase, and above all, there is a problem that the water treatment efficiency decreases.

본 고안은 전술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 원수에 부유하는 입자의 표면전하를 분석하여 평균 전하값이 음의 값을 갖는 경우 설정값에 따라 원수의 부하변동에 관계없이 최적의 응집제를 자동으로 주입시킬 수 있도록 함으로써 수처리 효율을 향상시켜 양질의 정수를 생산할 수 있도록 응집제 자동주입장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention was devised to solve the above-mentioned problems. When the average charge value is negative by analyzing the surface charge of particles suspended in raw water, an optimal coagulant is selected regardless of the load variation of the raw water according to the set value. The purpose of the present invention is to provide a coagulant autoinjection apparatus to improve the water treatment efficiency by automatically injecting to produce high quality purified water.

본 고안의 다른 목적은 수처리시설에서 수동적으로 응집제의 주입량을 평가하여 주입량을 결정함으로써 응집제의 저주입시 최종 처리수의 불량, 과주입시 응집제 비용의 증가와 용해성 알루미늄의 증가 문제를 해결함으로써 응집제 사용에 따른 비용을 절감시킬 수 있도록 함에 있다.Another object of the present invention is to determine the injection amount by manually evaluating the injection amount of flocculant in the water treatment plant, and to solve the problem of poor final treatment water at low injection of flocculant, increase of flocculant cost and increase of soluble aluminum at the time of over injection. To reduce the cost.

나아가, 본 고안은 원수의 부하변동에 관계없이 최적의 응집제 주입량을 인지하여 자동적으로 주입함으로써 수동적으로 주입되는 응집제의 과주입시 발생할 수 있는 슬러지 처리비용 및 역세척 비용의 증가를 방지하여 수처리장치의 유지관리비를 절감시킬 수 있도록 함에 있다.Furthermore, the present invention recognizes the optimal amount of flocculant injection and automatically injects the raw water, thereby preventing the increase of sludge treatment costs and backwashing costs that may occur during over-injection of flocculant injected manually. The purpose is to reduce maintenance costs.

전술한 목적을 달성하기 위해 구성되는 본 고안은 다음과 같다. 즉, 본 고안에 따른 응집제 자동주입장치는 정수, 하수, 오수 및 폐수를 처리하는 수처리장치에서 유입되는 원수에 응집제를 주입하여 수중에 포함된 부유입자의 표면성질을 변화시킴으로써 플럭을 형성케 하여 침전시키는 수처리시스템의 응집제 주입장치에 있어서, 수처리장치로 유입된 원수와 응집제가 완전 교반된 후 유출되는 응집수를 연속으로 유입시켜 수중에 포함된 입자표면전하의 측정을 통해 입자표면전하를 흐름전류로 전환시키는 한편 전환된 흐름전류의 전압을 증폭시키는 전류측정셀과, 전류측정셀에 의해 증폭된 전류를 최적 상태로 제어하여 응집제 주입량을 조절하는 응집제 조절기와, 전류측정셀에 의해 증폭된 전류값을 연속적으로 기록하여 입자의 응집상태를 확인할 수 있도록 하는 기록계와, 및 응집제 조절기를 통해 이미 설정된 표준값에 따라 밸브를 온/오프(On/Off)시켜 주입되는 응집제의 양을 증가시키거나 축소시키는 응집제 주입펌프로 이루어진 것으로, 전류측정셀을 통해 입자표면전하를 분석하여 입자들의 평균전하값이 음의 값인 경우 응집제 조절기를 통해 이미 설정된 표준값에 따라 응집제의 주입량을 증가시키는 한편, 평균전하값이 양의 값인 경우 응집제 조절기를 통해 이미 설정된 표준값에 따라 응집제 주입량을 감소시킬 수 있도록 한 구성으로 이루어진다.The present invention configured to achieve the above object is as follows. That is, the flocculent automatic injection device according to the present invention injects the flocculant into the raw water flowing from the water treatment apparatus for treating purified water, sewage, sewage and wastewater to change the surface properties of suspended particles contained in the water to form flocs. In the flocculant injector of the water treatment system, the raw water introduced into the water treatment system and the flocculant flowing out after the coagulant is completely stirred are continuously introduced, and the particle surface charge is converted into a flow current by measuring the particle surface charge contained in the water. A current measuring cell for converting and amplifying the voltage of the converted flow current, a coagulant controller for controlling the coagulant injection amount by controlling the current amplified by the current measuring cell to an optimum state, and a current value amplified by the current measuring cell. The recorder enables continuous recording to check the agglomeration state of the particles, and the coagulant controller It consists of a coagulant injection pump that increases or decreases the amount of coagulant injected by turning on / off the valve according to a predetermined standard value.The average charge value of the particles is analyzed by analyzing the particle surface charge through a current measuring cell. In the case of a negative value, the injection amount of the flocculant is increased according to the standard value already set through the flocculant controller, while the mean charge value is made to reduce the flocculant injection amount according to the standard value already set through the flocculant controller.

전술한 구성에서 전류측정셀은 수중에 응집제가 주입된 상태의 샘플을 연속적으로 유입시키는 샘플 챔버와, 샘플 챔버로부터 샘플을 유입시키는 유입구와 분석이 이루어진 샘플을 유출시키는 유출구가 형성된 실린더와, 실린더의 내부에 설치되어 샘플을 연속적으로 실린더 내부로 운반시킬 수 있도록 왕복운동과 회전운동을 하는 피스톤과, 피스톤을 주기적으로 왕복 및 회전운동시키는 모터와, 실린더 내부의 하부면과 벽면상에 설치되어 수중에 포함된 입자의 전류를 감지하는 전극, 및 전극에 의해 감지된 전류를 증폭시키는 전압증폭기로 이루어질 수 있다.In the above-described configuration, the amperometric cell includes a cylinder having a sample chamber for continuously introducing a sample in which a flocculant is injected into the water, an inlet for injecting the sample from the sample chamber, and an outlet for outflow of the sample for analysis; Piston which is installed inside and reciprocates and rotates to carry the sample continuously into the cylinder, motor that reciprocates and rotates the piston periodically, and is installed on the lower surface and wall inside the cylinder It may be composed of an electrode for sensing the current of the included particles, and a voltage amplifier for amplifying the current sensed by the electrode.

전술한 바와 같은 전류를 감지하는 전극은 은, 백금, 팔라듐 및 이리듐 중 어느 하나의 재질로 이루어짐이 양호하다.The electrode for sensing the current as described above is preferably made of any one material of silver, platinum, palladium and iridium.

전술한 샘플 챔버로 유입된 샘플은 응집제와 수처리장치로 유입된 원수가 완전히 교반된 상태의 것을 사용함이 양호하다.It is preferable to use the sample introduced into the above-described sample chamber in a state where the coagulant and the raw water introduced into the water treatment apparatus are completely agitated.

한편, 전술한 바와 같은 응집제 자동주입장치의 구성에는 실린더 외측에 설치되어 실린더 내벽 및 피스톤의 외부면에 부착된 입자를 탈착시켜 수중의 입자전하량 측정값을 정확하게 유지시킬 수 있도록 하는 초음파발생기가 더 구비될 수 있다.On the other hand, the configuration of the automatic coagulant injection device as described above is further provided with an ultrasonic generator which is installed on the outside of the cylinder to detach the particles attached to the inner wall of the cylinder and the outer surface of the piston to accurately maintain the particle charge measurement value in the water Can be.

이하에서는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 응집제 자동주입장치에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter will be described in detail with respect to the flocculent automatic injection device according to a preferred embodiment of the present invention.

첨부된 도면의 도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 응집제 자동주입장치를 보인 구성도이고, 도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 응집제 자동주입장치의 전류측정셀을 보인 단면 구성도이며, 도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 응집제 자동주입장치의 설치상태 구성도이다.1 is a block diagram showing a coagulant automatic injection device according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view showing a current measuring cell of the coagulant automatic injection device according to an embodiment of the present invention. 3 is an installation state configuration diagram of the coagulant automatic injection device according to an embodiment of the present invention.

시된 바와 같이 본 고안에 따른 응집제 자동주입장치(100)는 수중에 포함된 입자의 표면전하의 측정을 통해 흐름전류로 전환시켜 흐름전류의 전압을 증폭시키는 전류측정셀(110)과, 전류측정셀(110)에 의해 증폭된 전류를 최적 상태로 제어하여 응집제 주입량을 조절하는 응집제 조절기(120)와, 전류측정셀(110)에 의해 증폭된 전류값을 연속적으로 기록하는 기록계(130), 및 응집제 조절기(120)를 통해 이미 설정된 표준값에 따라 밸브를 온/오프(On/Off)시켜 주입되는 응집제의 양을 증가시키거나 축소시키는 응집제 주입펌프(140)로 이루어진다.As shown, the coagulant automatic injection device 100 according to the present invention is a current measuring cell 110 and a current measuring cell to amplify the voltage of the flow current by converting the flow current through the measurement of the surface charge of the particles contained in the water Coagulant controller 120 for controlling the coagulant injection amount by controlling the current amplified by the 110 in the optimum state, and the recorder 130 for continuously recording the current value amplified by the current measuring cell 110, and coagulant It is made of a coagulant injection pump 140 to increase or decrease the amount of coagulant injected by turning on / off the valve according to a standard value already set through the regulator 120.

전술한 바와 같이 구성된 응집제 자동주입장치(100)는 전류측정셀(110)을 통해 입자표면전하를 분석하여 입자들의 평균전하값이 음의 값인 경우 응집제 조절기(120)를 통해 이미 설정된 표준값에 따라 응집제의 주입량을 증가시키는 한편, 평균전하값이 양의 값인 경우 응집제 조절기(120)를 통해 이미 설정된 표준값에 따라 응집제 주입량을 감소시킬 수 있도록 한다.The coagulant auto-injection apparatus 100 configured as described above analyzes the particle surface charge through the current measuring cell 110, and when the average charge value of the particles is a negative value, the coagulant according to the standard value already set through the coagulant controller 120. While increasing the amount of injection, if the average charge value is a positive value, it is possible to reduce the amount of coagulant injection according to the standard value already set through the coagulant controller 120.

한편, 전술한 바와 같은 구성에서 전류측정셀(110)은 수중에 응집제가 주입된 상태의 샘플을 연속적으로 유입시키는 샘플 챔버(111)와, 샘플 챔버(111)로부터 샘플을 유입시키는 유입구(112a) 및 분석이 이루어진 샘플을 유출시키는 유출구(112b)가 형성된 실린더(112)와, 샘플을 연속적으로 실린더(112) 내부로 운반시킬 수 있도록 왕복운동과 회전운동을 하는 피스톤(113)과, 피스톤(113)을 주기적으로 왕복 및 회전운동시키는 모터(114)와, 실린더(112) 내부의 하부면과 벽면상에 설치되어 수중에 포함된 입자의 전류를 감지하는 전극(115) 및 전극(115)에 의해 감지된 전류를 증폭시키는 전압증폭기(116)로 이루어진다.On the other hand, in the above-described configuration, the current measurement cell 110 is a sample chamber 111 for continuously introducing the sample in the state in which the flocculant is injected into the water, and the inlet (112a) for introducing the sample from the sample chamber 111 And a cylinder 112 having an outlet 112b for outflowing the sample from which the analysis is performed, a piston 113 for reciprocating and rotating motion so as to continuously transport the sample into the cylinder 112, and a piston 113. ) By a motor 114 for reciprocating and rotating periodically, and an electrode 115 and an electrode 115 installed on a lower surface and a wall surface of the cylinder 112 to sense current of particles contained in the water. A voltage amplifier 116 that amplifies the sensed current.

전술한 바와 같이 구성된 전류측정셀(110)은 원수와 응집제가 교반된 상태의 샘플을 연속적으로 유입시켜 수중에 포함된 입자표면전하의 측정을 통해 입자표면전하를 흐름전류로 전환시키는 것으로, 이러한 전류측정셀(110)의 샘플 챔버(111)는 통해 수처리장치로 유입된 원수(정수, 하수, 오수 및 폐수)와 응집제가 완전히 교반된 상태의 샘플을 연속적으로 유입시켜 실린더(112)의 유입구(112a)를 통해 실린더(112)의 내부로 유입시키게 된다.The current measurement cell 110 configured as described above converts the particle surface charge into a flow current through measurement of the particle surface charge contained in the water by continuously introducing a sample of the raw water and the flocculant in a stirred state. The sample chamber 111 of the measuring cell 110 continuously enters the sample of the raw water (water, sewage, sewage and wastewater) and the coagulant completely stirred into the water treatment device through the inlet 112a of the cylinder 112. Into the inside of the cylinder 112 through.

실린더(112)는 샘플 챔버(111)로부터 유입구(112a)를 통해 연속적으로 유입된 샘플이 측정이 이루어진 후 유출될 수 있도록 경유하는 것으로, 이 실린더(112)는 일측에 유입구(112a)가 형성되어 유입구(112a)를 통해 샘플 챔버(111)로부터 샘플을 연속적으로 그 내부로 유입시키게 되고, 측정이 이루어진 상태의 샘플은 유출구(112b)를 통해 유출시키게 된다.The cylinder 112 passes through the sample chamber 111 through the inlet 112a so that the sample can flow out after the measurement is made. The cylinder 112 has an inlet 112a formed at one side thereof. The sample is continuously introduced into the sample from the sample chamber 111 through the inlet 112a, and the sample in the measured state is discharged through the outlet 112b.

피스톤(113)은 유입구(112a)를 통해 실린더(112)의 내부로 유입된 샘플을 실린더(112)의 내측 하부로 운반시키는 한편, 피스톤(113)의 외주면과 실린더(112) 내부의 벽면에 부착된 입자를 탈리시키기 위한 것으로, 이러한 피스톤(113)은 상하의 왕복운동과 회전운동이 주기적으로 이루어지도록 하여 수중에 포함된 입자들의 평균 전하량을 계산하는데 효과적으로 작용하도록 구성된다.The piston 113 carries the sample introduced into the cylinder 112 through the inlet 112a to the inner lower portion of the cylinder 112, while being attached to the outer circumferential surface of the piston 113 and the wall surface inside the cylinder 112. In order to desorb the particles, such a piston 113 is configured to be effective in calculating the average amount of charge of the particles contained in the water by allowing the reciprocating and rotational movement of the up and down periodically.

전술한 바와 같이 본 고안에서는 피스톤(113)의 왕복운동과 회전운동이 이루어지도록 하여 샘플의 운반기능과 입자의 탈리효과를 향상시키고자 한 것이다. 즉, 실린더(112) 벽면이나 피스톤(113) 외주면에 부착된 입자들이 용이하게 탈리되지 않으면 연속적으로 유입되는 입자들의 평균전하량을 효율적으로 계산하기 어려울 뿐만 아니라 응집제의 정확한 제어를 유도하기 어렵게 된다. 피스톤(113)의 주기적인 왕복운동은 유입구(112a)를 통해 유입된 샘플이 실린더(112) 벽을 타고 하부로 운반되도록 하는 기능을 하며, 피스톤(113)의 주기적인 회전운동은 피스톤(113)의 외주면과 실린더(112) 내부의 벽면에 부착된 입자들을 탈리시키는 기능을 한다.As described above, in the present invention, the reciprocating motion and the rotational motion of the piston 113 are made to improve the transport function of the sample and the detachment effect of the particles. That is, unless the particles attached to the cylinder 112 wall surface or the piston 113 outer circumferential surface are not easily detached, it is difficult to efficiently calculate the average charge amount of the continuously introduced particles, and it is difficult to induce accurate control of the flocculant. The periodic reciprocation of the piston 113 serves to transport the sample introduced through the inlet 112a down the wall of the cylinder 112, and the periodic rotation of the piston 113 is the piston 113. The outer circumferential surface and the function of detaching the particles attached to the wall surface inside the cylinder (112).

통상적으로, 실린더(112)의 내부로 유입된 샘플의 입자들이 피스톤(113)의 외주면이나 내벽에 다량 부착되면 실린더(112) 내부에 유입된 입자들의 평균전하량을 계산하는데 어려움이 있으므로 입자들은 실린더(112) 내의 수중에 부유하여야 한다. 이 때, 피스톤(113)은 주기적인 회전운동을 통해 피스톤(113)의 외주면과 실린더(112) 내벽에 부착된 입자들을 탈리시키는 역할을 하게 된다.In general, when the particles of the sample introduced into the cylinder 112 are attached to the outer circumferential surface or the inner wall of the piston 113 in a large amount, it is difficult to calculate the average charge amount of the particles introduced into the cylinder 112. 112) It must be suspended in water. At this time, the piston 113 serves to detach particles attached to the outer circumferential surface of the piston 113 and the inner wall of the cylinder 112 through the periodic rotational movement.

특히, 샘플의 탁도가 높을 경우 피스톤(113)이나 실린더(112) 벽면에 입자들의 부착량이 증가할 때 피스톤(113)의 왕복운동과 더불어 회전운동이 동시에 이루어지도록 하면 부착된 입자들의 탈리효과를 유도할 수 있는 이점이 있다. 뿐만 아니라 피스톤(113)을 주기적으로 고속회전시킴으로써 관성력으로 인하여 피스톤(113)의 외주면에 부착된 입자들이 쉽게 탈리되도록 하고, 나아가 와류를 형성시켜 실린더(112) 벽면에 부착된 입자들의 탈리속도를 증가시킬 수 있다.In particular, when the turbidity of the sample is high, when the amount of adhesion of particles to the piston 113 or the wall of the cylinder 112 increases, the reciprocating movement of the piston 113 and the rotational movement are simultaneously performed to induce a detachment effect of the attached particles. There is an advantage to this. In addition, by periodically rotating the piston 113 at high speed, particles attached to the outer circumferential surface of the piston 113 are easily detached due to the inertia force, and further, a vortex is formed to increase the detachment rate of the particles attached to the wall of the cylinder 112. You can.

전술한 실린더(112)와 피스톤(113)의 하부 재질은 무전도체의 플라스틱으로 이루어지며, 이러한 무전도체의 플라스틱으로는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리할로겐폴리머, 폴리우레탄, 실리카-실리카산화물-실란올의 혼합물질, 살리케이드-카바이드-보레이트의 혼합물질, 금속산화물과 금속수산화물로 구성된 혼합물, 폴리하이드로 카본, 비닐에스테르 고분자물질 중 어느 하나의 재질로 이루어진다.The lower material of the cylinder 112 and the piston 113 is made of a non-conductive plastic, and the non-conductive plastic includes polypropylene, polyethylene, polyhalogen polymer, polyurethane, silica-silica oxide-silanol, and the like. It is composed of a material of any one of a mixture material, a mixture of salicide-carbide-borate, a mixture consisting of a metal oxide and a metal hydroxide, polyhydro carbon and a vinyl ester polymer material.

한편, 피스톤(113)의 상부를 이루는 재질로는 전도체의 재질을 사용하며, 이러한 전도체의 재질로는 스테인레스 스틸, 은, 구리, 백금합금, 팔라듐합금 중 어느 하나의 재질로 이루어진다.On the other hand, the material forming the upper portion of the piston 113, the material of the conductor is used, the material of the conductor is made of any one material of stainless steel, silver, copper, platinum alloy, palladium alloy.

모터(114)는 피스톤(113)을 주기적으로 왕복운동 및 회전운동시키는 것으로, 이 모터(114)는 실린더(112)의 상부측에 설치되어 주기적인 작동을 통해 피스톤(113)을 왕복 및 회전시킴으로써 유입구(112a)를 통해 유입된 샘플을 실린더(112)의 하부로 운반시키는 한편, 피스톤(113)의 외주면과 실린더(112)의 내벽에 부착된 입자들을 탈리시키게 된다.The motor 114 reciprocates and rotates the piston 113 periodically. The motor 114 is installed on the upper side of the cylinder 112 to reciprocate and rotate the piston 113 through periodic operation. The sample introduced through the inlet 112a is carried to the lower portion of the cylinder 112, while desorbing particles attached to the outer circumferential surface of the piston 113 and the inner wall of the cylinder 112.

전극(115)은 실린더(112)의 내부로 유입된 샘플 내의 수중에 포함된 입자의 전류를 감지하는 것으로, 이 전극(115)은 실린더(112) 내부의 하부면과 벽면의 중간 부분에 설치된다. 이 때, 실린더(112) 내부의 하부면에 설치되는 전극은 입자의 표면전하를 감지하여 교류전압으로 전환시키게 된다.The electrode 115 senses the current of particles contained in the water in the sample introduced into the cylinder 112, and the electrode 115 is installed at the middle of the lower surface and the wall inside the cylinder 112. . At this time, the electrode installed on the lower surface inside the cylinder 112 detects the surface charge of the particles and is converted into an AC voltage.

전술한 실린더(112)의 벽면 중간부분에 설치된 전극으로는 피스톤(113)의 주기적인 왕복 및 회전운동에 따라 수중에 포함된 입자들이 부착된다. 이 때, 감지되는 전하는 (+)전하 또는 (-)전하가 감지될 수 있으며, (+)전하를 띄고 있는 이온들은 (-)전하를 띄고 있는 입자 주위에 존재하는 것으로, 피스톤(113)이 왕복 및 회전운동을 할 때 전단에 의하여 떨어져 나오는 것들이다. 피스톤(113)이 왕복운동 및 회전운동을 계속함으로써 교류전압은 계속적으로 발생하게 된다.Particles contained in the water are attached to the electrode installed in the middle portion of the wall surface of the cylinder 112 as the reciprocating and rotational movement of the piston 113. At this time, the detected charge may be detected a (+) charge or a (-) charge, the ions carrying the (+) charge is present around the particles bearing the (-) charge, the piston 113 is reciprocating And those that come off by shear when rotating. As the piston 113 continues the reciprocating motion and the rotational motion, the AC voltage is continuously generated.

한편, 전극(115)의 재질로는 은, 팔라듐, 백금 및 이리듐 중 어느 하나의 재질로 이루어진다.Meanwhile, the material of the electrode 115 is made of one of silver, palladium, platinum, and iridium.

전압증폭기(116)는 전극(115)에 의해 감지된 입자의 미세한 전류를 증폭시키는 것으로, 이러한 전압증폭기(116)는 실린더(113)의 벽면에 설치된 전극(115)의 표면으로 이동된 입자로부터 발생되는 미세한 전류의 교류전압을 증폭시키게 된다.The voltage amplifier 116 amplifies the minute current of the particles sensed by the electrode 115, the voltage amplifier 116 is generated from the particles moved to the surface of the electrode 115 installed on the wall of the cylinder 113 It will amplify the AC voltage of the minute current.

전술한 교류전압이 전하입자로부터 발생하는 원리를 설명하면 다음과 같다. 응집하기 전의 입자표면전하는 대개 (-)전하를 띄고 있으나, 응집제를 구성하는 (+)금속(철 또는 알루미늄)이 반대이온의 평균전하량과 동일하게 첨가되면 이론적으로 입자표면의 (-)전하가 중화되어 0(영)이 된다. 그러나, 입자표면의 평균전하량이 0(영)의 값으로 유지되는 것은 아주 어렵다.Referring to the principle that the above-described AC voltage is generated from the charge particles are as follows. Particle surface charges before agglomeration are usually negative (-), but theoretically neutralizing the (-) charge on the particle surface when (+) metal (iron or aluminum) constituting the coagulant is added equal to the average charge of the counterion To 0 (zero). However, it is very difficult to keep the average charge on the particle surface at a value of zero.

한편, 인자표면 주위에 존재하는 이온들은 표면과 가장 가까이 있는 스턴층(Stern layer)과 종 멀리 떨어진 고이층(Gouy layer)으로 구분된다. 입자가 이동을 하게 되면 전단력(Shear)을 받아 입자의 운동방향 앞부분의 이온들이 떨어져 나와 실린더(112) 벽면에 설치된 전극표면으로 이동하여 아주 미세한 전류가 발생하게 된다. 이 때, 두 개의 전극(115) 사이에서 발생하는 교류전압값은 전압증폭기(116)에 의해 상승하게 된다. 따라서, 입자의 표면전하로부터 발생하는 교류전압은 아주 미세한 것이므로 교류발생 전압의 증폭이 중요하다는 것은 당연한 사실이다.On the other hand, the ions present around the printing surface are divided into a stern layer closest to the surface and a gouy layer far from the species. When the particles move, they receive shear force and the ions in the front direction of the particles move out to the electrode surface installed on the wall of the cylinder 112 to generate a very fine current. At this time, the AC voltage generated between the two electrodes 115 is increased by the voltage amplifier 116. Therefore, since the AC voltage generated from the surface charge of the particles is very fine, it is natural that the amplification of the AC generated voltage is important.

앞서도 기술한 바와 같이 수중에 있는 응집입자가 순간적으로 실린더(112) 벽면이나 피스톤(113)의 외주면에 부착되었다 탈리되어야 입자의 평균전하량을 정확하게 산출할 수 있기 때문에 부착된 입자의 탈리는 매우 중요한 일이라 하였다. 따라서, 본 고안에서는 전술한 바와 같은 구성에 더하여 실린더(112) 벽면과 피스톤(113)의 외주면에 부착된 입자를 보다 효율적으로 탈리시키기 위해 실린더(112)의 외부 일측에 초음파발생기(117)가 더 설치된다. 이러한 초음파발생기(117)는 피스톤(113)의 왕복 및 회전운동과 더불어 실린더(112) 벽면과 피스톤(113)의 외주면에 부착된 입자들을 보다 효과적으로 탈리시키게 된다.As described above, the agglomerated particles in the water are momentarily attached to the wall surface of the cylinder 112 or the outer circumferential surface of the piston 113. The detachment of the attached particles is very important because the average charge amount of the particles can be accurately calculated by desorption. It was called. Therefore, in the present invention, in addition to the above-described configuration, the ultrasonic generator 117 is further provided on the outer side of the cylinder 112 in order to more efficiently detach particles attached to the wall of the cylinder 112 and the outer circumferential surface of the piston 113. Is installed. The ultrasonic generator 117 more effectively detaches particles attached to the wall of the cylinder 112 and the outer circumferential surface of the piston 113 together with the reciprocating and rotating motion of the piston 113.

본 고안에 따른 응집제 자동주입장치(100)의 구성에서 응집제 조절기(120)는 응집제의 주입량을 조절하는 것으로, 이 응집제 조절기(120)는 응집제 주입량의 제어편차를 최소화하기 위해 일반적으로 사용되고 있는 PID(비례제어+적분제어+미분제어)제어를 도입한 것이다.In the configuration of the coagulant autoinjection apparatus 100 according to the present invention, the coagulant controller 120 controls the amount of coagulant injected, and the coagulant controller 120 is generally used to minimize the control deviation of the coagulant injection amount. Proportional control + integral control + differential control) control is introduced.

전술한 바와 같이 구성된 응집제 조절기(120)는 전류측정셀(110)에 의해 증폭된 전류를 이미 설정된 응집제의 표준값에 따라 PID 신호를 발생시켜 발생된 PID 신호에 따라 응집제 주입펌프(140)의 밸브를 온/오프(On/Off)시키킴으로써 응집제 주입량이 증가 또는 감소되도록 한다.The coagulant controller 120 configured as described above generates a PID signal according to the standard value of the coagulant already set by the current amplified by the current measuring cell 110 to operate the valve of the coagulant injection pump 140 according to the generated PID signal. By turning it on or off, the flocculant dosage is increased or decreased.

기록계(130)는 증폭된 전류값을 연속적으로 기록하는 것으로, 이 기록계(130)는 전류측정셀(110)에 다중 채널의 형태로 연결되어 pH, 탁도, 색도, 응집제의 주입응집농도값을 모니터 상에서 나타나는 값들을 동시에 기록할 수 있도록 구성되며, 시간대별 변화량을 알 수 있도록 구성된다.The recorder 130 continuously records the amplified current value, and the recorder 130 is connected to the current measuring cell 110 in the form of a multi-channel to monitor pH, turbidity, chromaticity, and injection coagulation concentration value of the flocculant. It is configured to record the values displayed on the screen at the same time, and it is configured to know the change amount by time zone.

응집제 주입펌프(140)는 응집제를 주입하는 것으로, 이 응집제 주입펌프(140)는 응집제 조절기(120)로부터 PID 신호를 받아 신호폭에 따라 응집제를 주입하게 된다.The coagulant injection pump 140 injects a coagulant, and the coagulant injection pump 140 receives a PID signal from the coagulant controller 120 and injects the coagulant according to the signal width.

즉, 응집제 주입펌프(140)는 분석된 입자들의 평균전하값이 음의 값인 경우 응집제 조절기(120)의 PID 신호에 따라 밸브를 열어 설정된 표준값만큼 밸브를 열어 응집제의 주입량을 증가시키고, 평균전하값이 양의 값인 경우 응집제 조절기(120)의 PID 신호에 따라 밸브를 축소시켜 이미 설정된 표준값만큼 응집제 주입량을 감소시킨다.That is, the coagulant injection pump 140 increases the injection amount of the coagulant by opening the valve by the set standard value by opening the valve according to the PID signal of the coagulant controller 120 when the average charge value of the analyzed particles is negative. In the case of this positive value, the valve is reduced according to the PID signal of the coagulant controller 120 to reduce the coagulant injection amount by a predetermined standard value.

한편, 응집제 주입펌프(140))에 의해 주입되는 응집제는 유입원수가 급속교반지로 유입되는 가운데 주입이 이루어진다. 이때, 급속교반지에 주입되는 응집제는 순간적으로 수화반응을 일으키면서 입자표면전하를 중화시킨다. 수처리시설마다 상이하지만 대개 급속교반지 체류시간은 1∼5분 범위 내에서 이루어지며, 혼화조건이 우수할 경우에는 제류시간이 낮아도 무방하다.On the other hand, the flocculant injected by the flocculant injection pump 140 is injected while the inflow of the raw water flows into the rapid stirring paper. At this time, the flocculant injected into the rapid stirring paper neutralizes the particle surface charge while causing the instant hydration reaction. Although it varies from one water treatment facility to another, the residence time of the rapid agitator is usually within the range of 1 to 5 minutes. If the mixing conditions are excellent, the detention time may be low.

전술한 바와 같이 응집제 주입 후 전류측정셀(110)이 입자표면의 전하량을 감지하는 시간은 3∼6분 이내가 되도록 유지함이 양호하며, 급속교반시간은 수처리시설마다 각각 상이하므로 사전에 급속교반지 체류시간을 반드시 확인하여야 한다. 특히, 급속교반지의 형태 및 혼화조건, 응집제 주입방법을 사전에 면밀히 검토하여 샘플링하도록 한다.As described above, it is preferable that the current measuring cell 110 detects the amount of charge on the surface of the particle after injection of the flocculant to be within 3 to 6 minutes, and the rapid stirring time is different for each water treatment facility. The residence time must be confirmed. In particular, the type and mixing conditions of the rapid agitator and the method of injecting the flocculant should be carefully examined before sampling.

이상에서와 같이 본 고안은 응집제 주입 후 완전교반된 상태의 샘플을 유입시켜 입자표면전하를 분석하여 이를 통해 응집제를 자동으로 주입할 수 있도록 함으로서 원수의 부하변동에 관계없이 안정적인 수처리를 가능하게 한다.As described above, the present invention enables stable water treatment regardless of load fluctuation of raw water by injecting a sample in a completely stirred state after injecting a coagulant and analyzing the particle surface charge.

이상에서와 같이 본 고안에 따르면 원수에 부유하는 입자의 표면전하를 분석하여 평균 전하값이 음의 값을 갖는 경우 설정값에 따라 원수의 부하변동에 관계없이 최적의 응집제를 자동으로 주입시킬 수 있도록 함으로써 수처리 효율을 향상시켜 양질의 정수를 생산할 수 있도록 하는 효과가 발휘된다.As described above, according to the present invention, the surface charge of the particles suspended in the raw water is analyzed so that the average charge value has a negative value so that the optimal flocculant can be automatically injected regardless of the load variation of the raw water according to the set value. As a result, the effect of improving the water treatment efficiency and producing high quality purified water is exerted.

본 고안의 다른 효과로는 수처리시설에서 수동적으로 응집제의 주입량을 평가하여 주입량을 결정함으로써 응집제의 저주입시 최종 처리수의 불량, 과주입시 응집제 비용의 증가와 용해성 알루미늄의 증가 문제를 해결함으로써 응집제 사용에 따른 비용을 절감시킬 수 있도록 한다.Another effect of the present invention is to determine the injection amount by manually evaluating the injection amount of flocculant in the water treatment facility, thereby using the flocculant by solving the problems of the final treatment water at the low injection of the flocculant, the increase of the flocculant cost and the increase of the soluble aluminum at the time of the injection. To reduce the cost.

나아가, 본 고안은 원수의 부하변동에 관계없이 최적의 응집제 주입량을 인지하여 자동적으로 주입함으로써 수동적으로 주입되는 응집제의 과주입시 발생할 수 있는 슬러지 처리비용 및 역세척 비용의 증가를 방지하여 수처리장치의 유지관리비를 절감시킬 수 있도록 하는 효과가 발휘된다.Furthermore, the present invention recognizes the optimal amount of flocculant injection and automatically injects the raw water, thereby preventing the increase of sludge treatment costs and backwashing costs that may occur during over-injection of flocculant injected manually. The effect of reducing the maintenance cost is exerted.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 응집제 자동주입장치를 보인 구성도.1 is a block diagram showing a coagulant automatic injection device according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 응집제 자동주입장치의 전류측정셀을 보인 단면 구성도.Figure 2 is a cross-sectional view showing a current measuring cell of the flocculent automatic injection device according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 응집제 자동주입장치의 설치상태 구성도.Figure 3 is an installation state configuration of the coagulant automatic injection device according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100. 응집제 자동주입장치 110. 전류측정셀100. Automatic coagulant injection device 110. Current measuring cell

111. 샘플 챔버 112. 실린더111. Sample chamber 112. Cylinder

113. 피스톤 114. 모터113.piston 114.motor

115. 전극 116. 전압증폭기115. Electrode 116. Voltage amplifier

120. 응집제 조절기 130. 기록계120. Coagulant Controller 130. Recorder

140. 응집제 주입펌프 150. 경보기140. Coagulant injection pump 150. Alarm

Claims

In the coagulant injector of the water treatment system to inject flocculant into the raw water flowing from the water treatment device for treating purified water, sewage, sewage and waste water to change the surface properties of the suspended particles contained in the water to form a floc to precipitate

The raw water flowing into the water treatment device and the flocculating water flowing out after the flocculant is completely stirred are continuously introduced to convert the particle surface charge into a flow current through the measurement of the particle surface charge included in the water. A current measuring cell for amplifying the voltage of the flow current;

A coagulant controller for controlling the injection amount of the coagulant by controlling the current amplified by the current measuring cell to an optimum state;

A recorder for continuously recording the current value amplified by the current measuring cell so as to confirm the aggregation state of the particles; And

It is made of a coagulant injection pump to increase or reduce the amount of coagulant injected by the valve on / off (On / Off) according to the standard value already set through the coagulant regulator,

When the average charge value of the particles is negative by analyzing the particle surface charge through the current measuring cell to increase the injection amount of the flocculant according to the standard value already set through the coagulant controller, while the average charge value is the positive value A coagulant injection device characterized in that to reduce the coagulant injection amount according to the standard value already set through the coagulant controller.

The method of claim 1,

The current measuring cell is

A sample chamber continuously introducing a sample in which a flocculant is injected into water;

A cylinder having an inlet for introducing a sample from the sample chamber and an outlet for outflow of a sample for analysis;

A piston installed inside the cylinder to reciprocate and rotate so as to continuously transport the sample into the cylinder;

A motor for reciprocating and rotating the piston periodically;

An electrode installed on a lower surface and a wall surface of the cylinder to sense current of particles contained in the water; And

And a voltage amplifier configured to amplify the current sensed by the electrode.

The method of claim 2,

The electrode for sensing the current is a coagulant automatic injection device, characterized in that made of any one of silver, platinum, palladium and iridium.

The method of claim 3, wherein

The sample introduced into the sample chamber is a coagulant and automatic injection device, characterized in that the raw water flowing into the water treatment device is a sample of a fully stirred state.

The method according to any one of claims 2 to 4,

And an ultrasonic generator which is installed outside the cylinder and detaches particles attached to the inner wall of the cylinder and the outer surface of the piston to accurately maintain the particle charge measurement value in water.