KR20140059557A - 응집제 주입량 조절수단을 구비한 수처리장치 및 응집제 주입량 조절방법 - Google Patents

응집제 주입량 조절수단을 구비한 수처리장치 및 응집제 주입량 조절방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 정수대상물과 응집제가 섞이는 혼화수단; 상기 응집제를 상기 정수대상물에 주입하는 응집제 주입수단; 및 상기 혼화수단을 통과한 정수대상물의 잔여 응집제량을 기초로 상기 응집제 주입수단의 응집제 주입량을 조절하는 응집제 주입량 조절수단;을 포함하는 수처리장치를 구현하여 정수대상물의 오염정도에 따라 신속하게 응집제 주입량을 조절하는 효과가 있다.

Description

응집제 주입량 조절수단을 구비한 수처리장치 및 응집제 주입량 조절방법{WATER TREATING APPARATUS WITH MEANS FOR ADJUSTING INJECTION AMOUNT OF COAGULANT AND METHOD FOR ADJUSTING INJECTION AMOUNT OF COAGULANT}
본 발명은 수처리장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 수처리 과정에서 사용되는 응집제의 양을 조절하여 주입하는 응집제 주입량 조절수단을 구비한 수처리장치 및 응집제 주입량 조절방법에 관한 것이다.
일반적인 물리, 화학적 수처리방법은 응집-침전-여과 또는 응집-부상-여과 등의 공정을 포함하게 되며, 이중 응집 공정은 정수대상 원수에 부유하고 있는 미세한 크기의 콜로이드 입자를 침전 및 여과가 가능한 크기의 입자인 플록(floc)으로 성장시키는 공정이다. 이러한 응집 공정은 콜로이드 입자가 서로 응집하여 플록이 되도록 촉진시키는 응집제를 원수에 주입한 후, 상기 응집제가 원수 내에 고르게 섞이도록 하는 혼화 공정을 포함한다. 응집 공정을 거쳐 플록화된 이물질이 포함된 원수는 이중 플록화된 이물질을 침전시킨 후 펌프에 의해서 막여과장치로 이송되어 미세입자들이 최종적으로 제거된다.
이러한 수처리방법에 있어서, 응집 공정에서 플록이 잘 생성되기 위해서는 정수대상인 원수에 포함된 콜로이드 입자의 양에 맞추어 적절한 응집제 주입량이 주입되어야 한다.
종래에는 정수대상인 원수의 탁도를 측정하여 응집제 주입량을 결정하였다. 그러나 응집제로 제거되는 물질은 콜로이드성 물질 및 전하를 띄는 물질인 반면 탁도측정은 전하를 띄지 않는 물질까지 감지되므로 필요한 응집제 주입량을 정확하게 판단할 수 없는 문제점이 있었다.
종래에 응집제 주입량을 결정하는 다른 방법으로는 Jar-test가 있다. Jar-test는 정수대상인 원수를 일정량 취수하여 일정량의 응집제를 교반하면서 주입하고 이를 통해 응집제의 적절량을 결정하는 방법이다. 이러한 Jar-test는 수질변화가 급격하게 일어나는 경우에 빨리 대처할 수 없어 응집제가 실질적으로 필요한 양에 비하여 다량 주입되거나 소량 주입되는 문제점이 있었다.
본 발명의 일 실시예는 잔여 응집제량을 기초로 응집제 주입량을 제어하는 응집제 주입량 조절수단을 구비한 수처리장치 및 응집제 조절방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예로서, 정수대상물과 응집제가 섞이는 혼화수단; 상기 응집제를 상기 정수대상물에 주입하는 응집제 주입수단; 및 상기 혼화수단을 통과한 정수대상물의 잔여 응집제량을 기초로 상기 응집제 주입수단의 응집제 주입량을 조절하는 응집제 주입량 조절수단;을 포함하는 수처리장치가 제공될 수 있다.
그리고, 상기 응집제 주입량 조절수단은, 정수대상물의 전기전도도를 감지하는 전기전도도 측정수단; 및 정수대상물의 전기전도도를 기초로 상기 잔여 응집제량을 산출하고, 산출된 잔여 응집제량을 기초로 응집제 주입량을 조절하는 제어수단;을 포함할 수 있다.
이때, 상기 전기전도도 측정수단은, 상기 혼화수단으로 유입되기 전의 정수대상물의 전기전도도를 감지하는 제1전기전도도 센서; 상기 혼화수단으로 유입된 정수대상물의 전기전도도를 감지하는 제2전기전도도 센서; 및 상기 혼화수단을 통과한 정수대상물의 전기전도도를 감지하는 제3전기전도도 센서; 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
그리고 상기 제어수단은 정수대상물의 전기전도도 변화에 기초하여 상기 잔여 응집제량을 산출할 수 있다. 또는, 상기 제어수단은 측정된 정수대상물의 전기전도도로부터 계산된 총 용존 고형물질(TDS)에 기초하여 상기 잔여 응집제량을 산출할 수도 있다.
그리고, 상기 혼화수단을 통과한 정수대상물에 함유된 응집물질이 성장하는 응집조; 및 상기 응집조를 통과한 정수대상물에 함유된 응집물질이 가라앉는 침전조;를 더 포함할 수 있다. 이때 상기 제3전기전도도 센서는 상기 응집조 및 상기 침전조 중 적어도 하나에 설치될 수도 있다.
또는, 상기 혼화수단을 통과한 정수대상물에 함유된 응집물질이 성장하는 응집관;을 더 포함할 수 있다. 이때 상기 제3전기전도도 센서는 상기 응집관에 설치될 수도 있다.
그리고 상기 응집제 주입량 조절수단은, 정수대상물의 탁도를 감지하는 탁도 측정수단;을 더 포함하고, 상기 제어수단은 탁도와 상기 잔여 응집제량을 기초로 응집제 주입량을 조절할 수도 있다.
또한, 상기 탁도 측정수단은 상기 혼화수단으로 유입되기 전의 정수대상물의 탁도를 감지하는 제1탁도 센서;를 포함하고, 상기 제어수단은 상기 제1탁도 센서에서 감지된 탁도를 기초로 초기 응집제 주입량을 결정할 수도 있다.
또한, 상기 탁도 측정수단은 상기 혼화수단으로 유입되기 전의 정수대상물의 탁도를 감지하는 제1탁도 센서; 상기 혼화수단으로 유입된 정수대상물의 탁도를 감지하는 제2탁도 센서; 및 상기 혼화수단을 통과한 정수대상물의 탁도를 감지하는 제3탁도 센서; 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 제어수단은 탁도의 변화와 상기 잔여 응집제량을 기초로 응집제 주입량을 조절할 수도 있다.
그리고 상기 제어수단은 상기 잔여 응집제량이 기결정된 양 이상일 때 응집제 주입량을 조절할 수도 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예로써, 응집제가 주입된 정수대상물의 잔여 응집제량을 기초로 응집제 주입량을 조절하는 주입량 조절단계;를 포함하는 응집제 주입량 조절방법이 제공될 수 있다.
그리고 응집제 주입 전의 정수대상물의 총 용존 고형물질(TDS)과 응집제가 주입된 정수대상물의 총 용존 고형물질(TDS)을 기초로 상기 잔여 응집제량을 산출하는 잔여 응집제량 산출단계;를 더 포함할 수도 있다.
또는, 응집제 주입 전의 정수대상물의 전기전도도와 응집제가 주입된 정수대상물의 전기전도도를 기초로 상기 잔여 응집제량을 산출하는 잔여 응집제량 산출단계;를 더 포함할 수도 있다.
그리고 응집제 주입 전의 정수대상물의 탁도를 기초로 응집제의 초기 주입량을 결정하는 초기주입량 결정단계;를 더 포함할 수도 있다.
그리고 상기 주입량 조절단계는, 응집제 주입 전의 정수대상물의 탁도 및 응집제가 주입된 정수대상물의 탁도 및 상기 잔여 응집제량을 기초로 응집제 주입량을 조절할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 잔여 응집제량을 기초로 실시간으로 응집제 주입량을 조절하므로 종래에 비해 실질적으로 필요한 응집제량에 근접한 제어가 가능하고 응집효율이 향상된다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따르면 전기전도도를 기초로 잔여 응집제량을 산출하므로 잔여 응집제량 산출시간이 단축된다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따르면 전기전도도 뿐 아니라 탁도 변화도 반영하여 응집제 주입량은 물론 응집제 종류도 교체할 수 있으므로 응집효율이 향상되고 응집제 낭비를 방지할 수 있다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리장치의 개략적인 구성을 나타낸 블록도,
도 2는 도 1에 도시한 응집제 주입량 조절수단의 개략적인 구성을 나타낸 블록도,
도 3은 도 2에 도시한 제어수단의 응집제 주입량 조절방법의 일 실시예를 도시한 순서도,
도 4는 응집제 주입량에 따른 TDS의 변화를 도시한 그래프,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수처리장치의 개략적인 구성을 나타낸 블록도,
도 6은 도 5에 도시한 응집제 주입량 조절수단의 개략적인 구성을 나타낸 블록도,
도 7은 도 6에 도시한 제어수단의 응집제 주입량 조절방법을 도시한 순서도,
도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 수처리장치의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
<구성 및 기능>
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리장치의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시한 응집제 주입량 조절수단의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다. 도 1 내지 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리장치를 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수처리장치는 응집침전 방식으로 원수탱크(11), 응집제 주입수단(21), 혼화수단, 응집조(41), 침전조(51), 막여과장치(61) 및 응집제 주입량 조절수단(100)을 포함한다.
원수탱크(11)는 정수대상물이 외부로부터 유입되어 임시적으로 저장되는 곳이다. 다만, 이러한 원수탱크(11) 없이 정수대상물이 외부에서 바로 후술할 혼화수단으로 공급될 수도 있다.
응집제 주입수단(21)은 원수탱크(11)에서 배출된 정수대상물에 응집제를 주입하는 장치이다. 이러한 응집제 주입수단(21)은 정수과정에 사용되는 응집제를 투입하기 위한 어떠한 구성이어도 좋으며, 공지의 응집제 주입장치가 사용될 수 있다.
혼화수단은 응집제를 함유한 정수대상물을 교반하는 장치로써, 혼화조(31)이다. 혼화조(31)는 일반적으로 블레이드를 갖는 교반기를 회전시켜 응집제와 정수대상물을 고루 섞는다. 정수대상물에 함유된 오염물질 중 침전 불가능한 대부분의 물질은 콜로이드상 미립자로써 음의 전하로 대전되어있으며, 양의 전하를 띄는 응집제에 의해 응집하여 미세 플록(floc)을 형성한다. 이러한 혼화수단은 이러한 구성에 한정되지 않고, 응집제와 정수대상물을 섞는 어떠한 구성이어도 좋다.
응집조(41)는 콜로이드 물질 등이 응집반응하여 생성된 응집물질인 플록(floc)을 필요한 크기로 성장시키는 장치이다. 혼화조(31)에서 배출된 정수대상물은 응집조(41)로 유입되고, 정수대상물에 함유된 응집물질은 침전시키거나 여과할 수 있는 크기로 커진다. 이러한 응집조(41)는 공지의 응집조가 사용될 수 있다.
침전조(51)는 응집조(41)에서 배출된 정수대상물이 유입되고, 정수대상물에 함유된 응집물질이 침전되는 장치이다. 침전조(51)는 침전되는 응집물질이 한 지점에 모이도록 바닥이 경사지게 형성될 수 있다. 이러한 침전조(51)는 공지의 침전조가 사용될 수 있다.
막여과장치(61)는 한외여과막(UF) 또는 정밀여과막(MF) 등의 막을 이용하여 정수대상물에 함유된 응집물질을 걸러내는 장치이다. 막여과장치(61)를 구성하는 막에 잔류하는 응집물질, 또는 플록은 역세 과정을 거쳐 제거된다. 이러한 막여과장치(61)는 이러한 구성에 한정되지 않고, 응집물질을 거르는 어떠한 구성이어도 좋다.
응집제 주입량 조절수단(100)은 응집제 주입수단(21)이 공급하는 응집제의 양을 잔여 응집제량에 기초하여 조절하는 장치이다. 잔여 응집제량이란 정수대상물에 함유된 콜로이드 물질과 반응하지 않고 남아있는 응집제의 양을 뜻한다. 이러한 응집제 주입량 조절수단(100)은 제어수단(110), 전기전도도 측정수단 및 탁도 측정수단을 포함한다.
전기전도도 측정수단은 정수대상물의 전기전도도를 측정한다. 이러한 전기전도도 측정수단은 제1전기전도도 센서(121), 제2전기전도도 센서(122) 및 제3전기전도도 센서(123)를 포함한다. 제1전기전도도 센서(121)는 원수탱크(11)에 설치되어 응집제가 주입되기 전의 정수대상물의 초기 전기전도도를 감지한다. 제2전기전도도 센서(122)는 혼화조(31)에 설치되어 응집제를 함유한 정수대상물의 전기전도도를 감지한다. 제3전기전도도 센서(123)는 응집조(41) 또는 침전조(51)에 설치되어 응집물질과 잔여 응집제를 포함한 정수대상물의 전기전도도를 감지한다.
이러한 제1전기전도도 센서(121), 제2전기전도도 센서(122) 및 제3전기전도도 센서(123)는 유체의 전기전도도를 감지하는 어떠한 구성이어도 좋으며, 공지의 전기전도도 센서를 사용할 수 있다.
다만, 전기전도도 측정수단은 제1전기전도도 센서(121), 제2전기전도도 센서(122) 및 제3전기전도도 센서(123)를 모두 구비하지 않아도 좋다. 예를 들어, 전기전도도 측정수단은 제1전기전도도 센서(121)와 제2전기전도도 센서(122)만 구비하여도 좋다.
탁도 측정수단은 정수대상물의 탁도를 감지한다. 이러한 탁도 측정수단은 제1탁도 센서(131)를 포함한다. 제1탁도 센서(131)는 응집제가 주입되기 전의 정수대상물의 초기 탁도를 감지한다. 이러한 제1탁도 센서(131)는 원수탱크(11)에 설치되거나 원수탱크(11)에 인접하게 설치되어 원수탱크(11)에 담긴 정수대상물의 탁도를 감지할 수 있다. 제1탁도 센서(131)는 유체의 탁도를 감지하는 어떠한 구성이어도 좋으며, 공지의 탁도 센서를 사용할 수 있다.
제어수단(110)은 탁도 측정수단으로부터 초기 탁도 데이터를 입력받아 초기 응집제 주입량을 결정하고, 응집제가 정수대상물과 섞이면서 반응하고 남은 응집제량을 기초로 응집제 주입수단(21)이 정수대상물에 주입하는 응집제의 양을 조절한다. 이러한 제어수단(110)은 탁도 측정수단 및 전기전도도 측정수단과 각각 전기적으로 연결되어 탁도 측정수단 및 전기전도도 측정수단을 제어하고 감지된 탁도 및 전기전도도 데이터를 입력받는다. 또한 제어수단(110)은 응집제 주입수단(21)과 전기적으로 연결되어 응집제 주입량을 제어한다.
도 3은 도 2에 도시한 제어수단의 응집제 주입량 조절방법의 일 실시예를 도시한 순서도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하여 제어수단(110)이 응집제 주입량을 조절하는 방법을 상세하게 설명한다.
응집제 주입량 조절방법은 초기 주입량 결정단계(S110), 제1전기전도도 감지단계(S120), 제2전기전도도 감지단계(S130), 잔여 응집제량 산출단계(S140) 및 응집제 주입량 조절단계(S150)를 포함한다.
먼저 초기 주입량 결정단계(S110)에서는 제1탁도 센서(131)가 감지한 탁도를 기초로 응집제의 초기 주입량을 결정한다. 제1탁도 센서(131)가 응집제 주입 전의 정수대상물의 탁도를 감지하면 제어수단(110)은 제1탁도 센서(131)로부터 입력된 탁도를 기초로 응집반응에 필요한 응집제량을 초기 주입량으로써 산출한다. 초기 주입량이 산출되면, 제어수단(110)은 초기 주입량만큼 응집제가 정수대상물에 주입되도록 응집제 주입수단(21)을 제어한다.
다음으로 제1전기전도도 감지단계(S120)에서는 제1전기전도도 센서(121)가 응집제 주입 전의 정수대상물의 전기전도도를 감지하면 제어수단(110)은 제1전기전도도 센서(121)로부터 전기전도도(C1)를 입력받는다. 다만, 이러한 제1전기전도도 감지단계(S120)는 초기 주입량 결정단계(S110)와 병렬적으로 진행될 수 있다.
다음으로 제2전기전도도 감지단계(S130)에서는 제2전기전도도 센서(122)와 제3전기전도도 센서(123)가 응집제가 주입된 정수대상물의 전기전도도를 감지하면 제어수단(110)은 감지된 전기전도도(C2)를 입력받는다. 이때, 제2전기전도도 센서(122)가 감지한 전기전도도 데이터만 입력받을 수도 있고, 제3전기전도도 센서(123)가 감지한 전기전도도 데이터만 입력받을 수도 있고, 제2전기전도도 센서(122)와 제3전기전도도 센서(123)가 각각 감지한 전기전도도 데이터를 모두 입력받을 수도 있다.
다음으로 잔여 응집제량 산출단계(S140)에서는 제어수단(110)이 응집제 주입 전의 정수대상물의 전기전도도(C1)와 응집제 주입 후의 정수대상물의 전기전도도(C2)를 기초로 응집반응 후 남은 응집제량을 산출한다. 예를 들어, 제2전기전도도 감지단계(S130)에서 제2전기전도도 센서(122)가 감지한 전기전도도를 입력받은 경우, 응집제 주입 전의 정수대상물의 전기전도도(C1)는 전하를 띄는 콜로이드 물질 등에 의한 것이고, 응집제 주입 후의 정수대상물의 전기전도도(C2)는 콜로이드 물질과 전하를 띄는 응집제에 의한 것이므로 전기전도도의 변화를 통해 잔여 응집제량을 산출할 수 있다. 또는, 제2전기전도도 감지단계(S130)에서 제3전기전도도 센서(123)가 감지한 전기전도도를 입력받은 경우, 응집제 주입후의 정수대상물의 전기전도도(C2)는 잔여 응집제량 및 응집반응을 하지 않은 전하를 띈 물질에 의한 것이고, 주입된 응집제량은 알고 있으므로 그에 따른 전기전도도를 예측할 수 있으므로 응집제 주입 전의 전기전도도(C1), 응집제 주입 후의 전기전도도(C2) 및 응집제량에 따라 예측된 전기전도도 데이터를 기초로 잔여 응집제량을 산출할 수도 있다. 또는, 제1전기전도도 센서(121)가 감지한 전기전도도, 제2전기전도도 센서(122)가 감지한 전기전도도 및 제3전기전도도 센서(123)가 감지한 전기전도도 데이터를 모두 종합하여 잔여 응집제량을 산출할 수도 있다.
상술한 구성의 측면은 즉각적으로 감지가 가능한 전기전도도 데이터를 사용하여 잔여 응집제량을 산출하므로 즉각적으로 잔여응집제량을 산출할 수 있는 효과가 있다.
다음으로 응집제 주입량 조절단계(S150)는 잔여 응집제량을 기초로 응집제 주입수단(21)이 정수대상물에 주입하는 응집제량을 조절한다. 예를 들어, 잔여 응집제량이 기결정된 양을 초과하는 경우 제어수단(110)은 응집제 주입수단(21)을 제어하여 응집제 주입량을 줄인다. 반면, 잔여 응집제량이 기결정된 범위 내인 경우 제어수단(110)은 응집제 주입량을 유지한다. 그리고 잔여 응집제량이 기결정된 양 이하인 경우 제어수단(110)은 응집제 주입량을 늘인다.
상술한 구성의 측면은 잔여 응집제량을 고려하여 현재의 응집제 주입량이 적절한지 판단하므로 실질적으로 필요한 응집제 주입량을 즉각적으로 반영하여 응집제 주입량을 조절하는 효과가 있다.
도 4는 응집제 주입량에 따른 TDS의 변화를 도시한 그래프이다. 상술한 제어수단(110)은 정수대상물의 총 용존 고형물질(TDS)에 기초하여 잔여 응집제량을 산출할 수도 있다. 도 4에 도시된 그래프는 가로축에 응집제 주입량을 mL 단위로 표시하고, 세로축에 TDS를 ppm 단위로 표시한 것이다. 도 4의 그래프에 도시된 바와 같이 주입되는 응집제량이 증가할수록 TDS도 증가한다. 그리고 상술한 전기전도도 측정수단을 통해 측정된 전기전도도를 기초로 TDS를 알 수 있으므로 응집제 주입 전의 정수대상물의 TDS와 응집제 주입 후의 정수대상물의 TDS를 비교하여 잔여 응집제량을 산출할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수처리장치의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이고, 도 6은 도 5에 도시한 응집제 주입량 조절수단의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다. 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 수처리장치를 상세하게 설명한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 수처리장치는 응집제 주입량 조절수단(100')을 제외하고 도 1 내지 도 4를 참조하여 상술한 일 실시예에 따른 수처리장치와 구성 및 기능이 동일하므로 설명을 생략한다.
다른 실시예에 따른 응집제 주입량 조절수단(100')은 제어수단(110'), 전기전도도 측정수단(120) 및 탁도 측정수단(130)을 포함한다.
전기전도도 측정수단(120)은 도 2를 참조하여 상술한 일 실시예에서의 전기전도도 측정수단과 구성 및 기능이 동일하므로 설명을 생략한다.
탁도 측정수단(130)은 정수대상물의 탁도를 감지한다. 이러한 탁도 측정수단(130)은 제1탁도 센서(131), 제2탁도 센서(132) 및 제3탁도 센서(133)를 포함한다. 제1탁도 센서(131)는 응집제가 주입되기 전의 정수대상물의 초기 탁도를 감지한다. 이러한 제1탁도 센서(131)는 원수탱크(11)에 설치되거나 원수탱크(11)에 인접하게 설치되어 원수탱크(11)에 담긴 정수대상물의 탁도를 감지할 수 있다. 제2탁도 센서(132)는 혼화조(31)에 설치되거나 혼화조(31)에 인접하게 설치되어 혼화조(31)에 담긴 정수대상물의 탁도를 감지할 수 있다. 제3탁도 센서(133)는 응집조(41) 또는 침전조(51)에 설치되거나 인접하게 설치되어 응집조(41) 또는 침전조(51)에 담긴 정수대상물의 탁도를 감지할 수 있다.
이러한 제1탁도 센서(131), 제2탁도 센서(132) 및 제3탁도 센서(133)는 유체의 탁도를 감지하는 어떠한 구성이어도 좋으며, 공지의 탁도 센서를 사용할 수 있다.
제어수단(110')은 제1탁도 센서(131)로부터 초기 탁도 데이터를 입력받아 초기 응집제 주입량을 결정한다. 또한 제어수단(110')은 응집제가 정수대상물과 섞이면서 반응하고 남은 응집제량을 기초로 응집제 주입수단(21)이 정수대상물에 주입하는 응집제의 양을 조절한다. 이러한 제어수단(110)은 탁도 측정수단(120) 및 전기전도도 측정수단(130)과 각각 전기적으로 연결되어 탁도 측정수단 및 전기전도도 측정수단을 제어하고 감지된 탁도 및 전기전도도 데이터를 입력받는다. 또한 제어수단(110)은 응집제 주입수단(21)과 전기적으로 연결되어 응집제 주입량을 제어한다.
도 7은 도 6에 도시한 제어수단의 응집제 주입량 조절방법을 도시한 순서도이다. 도 5 내지 도 7을 참조하여 제어수단(110')이 응집제 주입량을 조절하는 방법을 상세하게 설명한다.
응집제 주입량 조절방법은 제1감지단계(S210), 초기 주입량 결정단계(S220), 제2감지단계(S230), 잔여 응집제량 산출단계(S240) 및 응집제 주입량 조절단계(S250)를 포함한다.
먼저 제1감지단계(S210)에서는 제1전기전도도 센서(121)가 응집제 주입 전의 정수대상물의 전기전도도를 감지하면 제어수단(110')은 제1전기전도도 센서(121)로부터 전기전도도(C1)를 입력받는다. 또한 제1탁도 센서(131)가 응집제 주입 전의 정수대상물의 탁도를 감지하면 제어수단(110')은 제1탁도 센서(131)로부터 탁도(T1)를 입력받는다.
다음으로 초기 주입량 결정단계(S220)에서는 제1탁도 센서(131)가 감지한 탁도를 기초로 응집제의 초기 주입량을 결정한다. 제어수단(110')은 제1탁도 센서(131)로부터 입력된 탁도(T1)를 기초로 응집에 필요한 응집제량을 초기 주입량으로써 산출한다. 초기 주입량이 산출되면, 제어수단(110')은 초기 주입량만큼 응집제가 정수대상물에 주입되도록 응집제 주입수단(21)을 제어한다.
다음으로 제2감지단계(S230)에서는 제2전기전도도 센서(122)와 제3전기전도도 센서(123)가 응집제가 주입된 정수대상물의 전기전도도를 감지하면 제어수단(110')은 감지된 전기전도도(C2)를 입력받는다. 이때, 제2전기전도도 센서(122)가 감지한 전기전도도 데이터만 입력받을 수도 있고, 제3전기전도도 센서(123)가 감지한 전기전도도 데이터만 입력받을 수도 있고, 제2전기전도도 센서(122)와 제3전기전도도 센서(123)가 각각 감지한 전기전도도 데이터를 모두 입력받을 수도 있다.
또한 제2탁도 센서(132)와 제3탁도 센서(133)가 응집제가 주입된 정수대상물의 탁도를 감지하면 제어수단(110')은 감지된 탁도(T2)를 입력받는다. 이때, 제2전기전도도 센서(122)에서 감지된 전기전도도가 입력되는 경우에는 제2탁도 센서(132)의 탁도(T2)를 입력받고, 제3전기전도도 센서(123)에서 감지된 전기전도도가 입력되는 경우에는 제3탁도 센서(133)의 탁도(T3)를 입력받는다.
다음으로 잔여 응집제량 산출단계(S240)에서는 제어수단(110')이 응집제 주입 전의 정수대상물의 전기전도도(C1)와 응집제 주입 후의 정수대상물의 전기전도도(C2)를 기초로 응집반응 후 남은 응집제량을 산출한다. 잔여 응집제량을 산출하는 방법은 상술한 일 실시예에서와 동일하므로 자세한 설명을 생략한다.
다음으로 응집제 주입량 조절단계(S250)는 잔여 응집제량과 탁도(T1, T2)를 기초로 응집제 주입수단(21)이 정수대상물에 주입하는 응집제량을 조절한다. 예를 들어, 응집제 주입 전의 정수대상물의 탁도(T1)와 응집제 주입 후의 정수대상물의 탁도(T2)가 기결정된 범위 내의 변화밖에 없고, 잔여 응집제량이 기결정된 양을 초과하는 경우 응집제 주입수단(21)을 조절하여 기존의 응집제 주입량을 줄일 수 있다. 또한 제어수단(110')은 응집제 주입수단(21)을 제어하여 기존의 응집제 대신 다른 종류의 응집제를 주입할 수도 있다. 반면, 응집제 주입 전의 정수대상물의 탁도(T1)와 응집제 주입 후의 정수대상물의 탁도(T2)가 기결정된 범위 내의 변화밖에 없지만, 잔여 응집제량은 기결정된 양 이하인 경우 제어수단(110')은 응집제 주입량을 늘인다. 한편, 응집제 주입 후의 정수대상물의 탁도(T2)가 응집제 주입 전의 정수대상물의 탁도(T1)에 비해 기결정된 수치 이상 줄어들고 잔여 응집제량도 기결정된 양 이하인 경우 제어수단(110')은 응집제 주입량을 유지한다. 반면, 응집제 주입 후의 정수대상물의 탁도(T2)가 응집제 주입 전의 정수대상물의 탁도(T1)에 비해 기결정된 수치 이상 줄어들었지만 잔여 응집제량이 기결정된 양을 초과하는 경우 제어수단(110')은 응집제 주입량을 줄인다.
상기 구성의 측면은 잔여 응집제량과 함께 탁도 변화도 고려하여 응집제량을 적절히 조절하므로 응집효과가 향상됨은 물론 주입되는 응집제가 적절하지 않다고 판단될 경우 응집제의 종류도 변경할 수 있으므로 응집제의 낭비도 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 수처리장치의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다. 도 1 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 수처리장치를 상세하게 설명한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 수처리장치는 라인믹서 방식으로써 원수펌프(12), 응집제 주입수단(21), 혼화수단, 파이프 반응기(42), 막여과장치(62) 및 응집제 주입량 조절수단(100)을 포함한다.
원수펌프(12)는 정수대상물인 원수를 후술할 혼화수단으로 공급하는 펌프이다.
응집제 주입수단(21)은 원수펌프(12)에 의해 혼화수단으로 공급되는 정수대상물에 응집제를 주입하는 장치이다. 이러한 응집제 주입수단(21)은 정수과정에 사용되는 응집제를 투입하기 위한 어떠한 구성이어도 좋으며, 공지의 응집제 주입장치가 사용될 수 있다.
혼화수단은 응집제를 함유한 정수대상물을 교반하는 장치로써, 라인믹서(32)이다. 라인믹서(32)는 관 내에 교반기가 구비되고, 교반기를 회전시켜 응집제와 정수대상물을 고루 섞는다. 이러한 라인믹서(32)는 공지의 라인믹서를 사용할 수 있다.
파이프 반응기(42)는 응집제를 함유한 정수대상물이 유동하면서 콜로이드 물질 등이 응집반응하여 생성된 응집물질인 플록(floc)을 필요한 크기로 성장시키는 장치이다. 라인믹서(32)에서 배출된 정수대상물은 파이프 반응기(42)로 유입되고, 정수대상물에 함유된 응집물질은 침전시키거나 여과할 수 있는 크기로 커진다. 이러한 파이프 반응기(42)는 공지의 파이프 반응기가 사용될 수 있다.
막여과장치(62)는 도 1을 참조하여 상술한 막여과장치(61)와 구성 및 기능이 동일하다. 다만, 막여과장치(62)는 파이프 반응기(42)와 연결되어 파이프 반응기(42)를 통과한 정수대상물이 유입된다.
응집제 주입량 조절수단(100)은 전기전도도 센서와 탁도 센서의 설치위치를 제외하고 도 1 내지 도 7을 참조하여 상술한 응집제 주입량 조절수단(100, 100')과 구성 및 기능이 동일하므로 자세한 설명을 생략한다. 본 발명의 또다른 실시예에 따른 수처리장치에서는 제1전기전도도 센서(121)와 제1탁도 센서(131)는 원수펌프(12)의 전단 또는 후단에 설치될 수 있고, 제2전기전도도 센서(122)와 제2탁도 센서(132)는 라인믹서(32)에 설치될 수 있고, 제3전기전도도 센서(123)와 제3탁도 센서(133)는 파이프반응기(42)에 설치될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 상술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허등록청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허등록청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
11 : 원수탱크 21 : 응집제 주입수단
31 : 혼화조 32 : 라인믹서
41 : 응집조 42 : 파이프반응기
51 : 침전조 61, 62 : 막여과장치
100 : 응집제 주입량 조절수단 110 : 제어수단
120 : 전기전도도 측정수단 121 : 제1전기전도도 센서
122 : 제2전기전도도 센서 123 : 제3전기전도도 센서
130 : 탁도 측정수단 131 : 제1탁도 센서
132 : 제2탁도 센서 133 : 제3탁도 센서

Claims (15)

  1. 정수대상물과 응집제가 섞이는 혼화수단;
    상기 응집제를 상기 정수대상물에 주입하는 응집제 주입수단; 및
    상기 혼화수단을 통과한 정수대상물의 잔여 응집제량을 기초로 상기 응집제 주입수단의 응집제 주입량을 조절하는 응집제 주입량 조절수단;을 포함하는,
    수처리장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 응집제 주입량 조절수단은,
    정수대상물의 전기전도도를 감지하는 전기전도도 측정수단; 및
    정수대상물의 전기전도도를 기초로 상기 잔여 응집제량을 산출하고, 산출된 잔여 응집제량을 기초로 응집제 주입량을 조절하는 제어수단;을 포함하는,
    수처리장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 전기전도도 측정수단은, 상기 혼화수단으로 유입되기 전의 정수대상물의 전기전도도를 감지하는 제1전기전도도 센서; 상기 혼화수단으로 유입된 정수대상물의 전기전도도를 감지하는 제2전기전도도 센서; 및 상기 혼화수단을 통과한 정수대상물의 전기전도도를 감지하는 제3전기전도도 센서; 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 제어수단은 정수대상물의 전기전도도 변화에 기초하여 상기 잔여 응집제량을 산출하는 것을 특징으로 하는,
    수처리장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 전기전도도 측정수단은, 상기 혼화수단으로 유입되기 전의 정수대상물의 전기전도도를 감지하는 제1전기전도도 센서; 상기 혼화수단으로 유입된 정수대상물의 전기전도도를 감지하는 제2전기전도도 센서; 및 상기 혼화수단을 통과한 정수대상물의 전기전도도를 감지하는 제3전기전도도 센서; 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 제어수단은 측정된 정수대상물의 전기전도도로부터 계산된 총 용존 고형물질(TDS)에 기초하여 상기 잔여 응집제량을 산출하는 것을 특징으로 하는,
    수처리장치.
  5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 혼화수단을 통과한 정수대상물에 함유된 응집물질이 성장하는 응집조; 및 상기 응집조를 통과한 정수대상물에 함유된 응집물질이 가라앉는 침전조;를 더 포함하고,
    상기 제3전기전도도 센서는 상기 응집조 및 상기 침전조 중 적어도 하나에 설치되는 것을 특징으로 하는,
    수처리장치.
  6. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 혼화수단을 통과한 정수대상물에 함유된 응집물질이 성장하는 응집관;을 더 포함하고,
    상기 제3전기전도도 센서는 상기 응집관에 설치되는 것을 특징으로 하는,
    수처리장치.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 응집제 주입량 조절수단은, 정수대상물의 탁도를 감지하는 탁도 측정수단;을 더 포함하고,
    상기 제어수단은 탁도와 상기 잔여 응집제량을 기초로 응집제 주입량을 조절하는 것을 특징으로 하는,
    수처리장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 탁도 측정수단은 상기 혼화수단으로 유입되기 전의 정수대상물의 탁도를 감지하는 제1탁도 센서;를 포함하고,
    상기 제어수단은 상기 제1탁도 센서에서 감지된 탁도를 기초로 초기 응집제 주입량을 결정하는 것을 특징으로 하는,
    수처리장치.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 탁도 측정수단은 상기 혼화수단으로 유입되기 전의 정수대상물의 탁도를 감지하는 제1탁도 센서; 상기 혼화수단으로 유입된 정수대상물의 탁도를 감지하는 제2탁도 센서; 및 상기 혼화수단을 통과한 정수대상물의 탁도를 감지하는 제3탁도 센서; 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 제어수단은 탁도의 변화와 상기 잔여 응집제량을 기초로 응집제 주입량을 조절하는 것을 특징으로 하는,
    수처리장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 제어수단은 상기 잔여 응집제량이 기결정된 양 이상일 때 응집제 주입량을 조절하는 것을 특징으로 하는,
    수처리장치.
  11. 응집제가 주입된 정수대상물의 잔여 응집제량을 기초로 응집제 주입량을 조절하는 주입량 조절단계;를 포함하는,
    응집제 주입량 조절방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    응집제 주입 전의 정수대상물의 총 용존 고형물질(TDS)과 응집제가 주입된 정수대상물의 총 용존 고형물질(TDS)을 기초로 상기 잔여 응집제량을 산출하는 잔여 응집제량 산출단계;를 더 포함하는,
    응집제 주입량 조절방법.
  13. 제 11항에 있어서,
    응집제 주입 전의 정수대상물의 전기전도도와 응집제가 주입된 정수대상물의 전기전도도를 기초로 상기 잔여 응집제량을 산출하는 잔여 응집제량 산출단계;를 더 포함하는,
    응집제 주입량 조절방법.
  14. 제 11항에 있어서,
    응집제 주입 전의 정수대상물의 탁도를 기초로 응집제의 초기 주입량을 결정하는 초기주입량 결정단계;를 더 포함하는,
    응집제 주입량 조절방법.
  15. 제 11항에 있어서,
    상기 주입량 조절단계는, 응집제 주입 전의 정수대상물의 탁도 및 응집제가 주입된 정수대상물의 탁도 및 상기 잔여 응집제량을 기초로 응집제 주입량을 조절하는 것을 특징으로 하는,
    응집제 주입량 조절방법.
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