KR20160039854A - 수질 원격 감시 시스템용 시료 채취 장치 - Google Patents

수질 원격 감시 시스템용 시료 채취 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수질 원격 감시 시스템용 시료 채취 장치에 관한 것으로, 특히 하폐수 처리장 또는 정수장의 시료 채취조 내에서 정확한 수질의 측정이 가능하도록 함과 아울러 오염 물질이 시료 채취조 내에 쌓이지 않도록 한 수질 원격 감시 시스템용 시료 채취 장치에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 호퍼 형태로 되고, 하측에는 방류수를 배출하기 위한 하부 배출구가 형성되며, 수질을 측정하기 위한 센서와 방류수 시료를 채취하기 위한 튜브가 설치된 시료 채취조; 상향 굴곡되면서 일측으로 방류수를 유입 받으며, 타측은 상기 시료 채취조의 하부 배출구를 통해 시료 채취조의 내측으로 연장되는 유입로; 상향 굴곡되면서 일측은 상기 시료 채취조의 하부 배출구와 접촉되는 유출로;로 구성된다.

Description

수질 원격 감시 시스템용 시료 채취 장치{Sampling apparatus for tele-mornitoring system}
본 발명은 수질 원격 감시 시스템용 시료 채취 장치에 관한 것으로, 특히 하폐수 처리장 또는 정수장의 시료 채취조 내에서 정확한 수질의 측정이 가능하도록 함과 아울러 오염 물질이 시료 채취조 내에 쌓이지 않도록 한 수질 원격 감시 시스템용 시료 채취 장치에 관한 것이다.
공공하수처리시설, 폐수종말처리시설, 폐수배출 사업장의 방류 수질을 실시간으로 관리 및 점검하여 수질오염사고를 예방하기 위하여 수질 원격 감지 시스템(TMS : Tele-Monitoring System)을 운영된다.
이에 따라 각 사업장은 수질 원격 감지 시스템에 의하여 계절별, 시간대별 수질현황을 분석 및 관리하여 자체 공정 개선을 유도하게 되는 것이다.
이러한 사업장에서는 배출되는 방류수의 시료를 채취하기 위하여 도1에서와 같이 시료 채취조(100)를 구비하게 되는데, 시료 채취조(100)의 일측에는 방류수를 유입시키기 위한 유입구(110)가 형성되고, 타측에는 유출구(120)가 형성되어 있으며, 시료 채취조(100)의 내부에는 유입되는 유입구(110)를 통해 방류수가 유출구(120)쪽으로 지그재그 형태로 흘러서 유출될 수 있도록 다수의 격벽(130,140,150)이 형성되어 있다.
즉, 유입구(110)를 통해 유입된 방류수는 제1격벽(130)을 통해 상측으로 상승한 다음, 제1격벽(130)과 제2격벽(140)에 의해 하측으로 하강하게 되고, 제3격벽(150)을 통해 다시 상승한 다음 유출구(120)를 통해 배출되는 구조를 갖는다.
또한, 제2격벽(140)과 제3격벽(150)의 사이 공간에는 pH 센서(160), 부유물(Suspended Solid) 센서(170)가 설치되고, 아울러 방류수 시료를 채취하기 위하여 시료채취 튜브(180)가 설치되어 있다.
그러므로, 제2격벽(140)과 제3격벽(150)의 사이 공간으로 유입된 방류수의 수질이 pH 센서(160)와 부유물 센서(170)에 의해 감지되고, 원격의 실험실에서 시료채취 튜브(180)에 의해 채취된 상류수 시료를 분석하여 수질을 분석하게 되며, 이러한 분석된 수질에 대한 자료는 수질을 관리하는 기관에 수질 원격 감지 시스템에 의해 통보되는 것이다.
그런데, 이러한 종래의 시료 채취조(100)는 지그재그 형태의 격벽(130,140,150)에 의해 방류수를 유입 및 유출시키는 구조를 가지게 되어 비중이 큰 오염물질은 바닥에 침전되는데, 특히 격벽(130,140,150)이 바닥부위와 닿는 모서리에 방류수가 정체됨으로써 많은 오염물질이 집중되어 침전된다.
따라서, 침전된 오염물질에 의해 제2격벽(140)과 제3격벽(150) 사이의 오염도 즉, 시료 채취조(100) 내부의 방류수 오염도가 실제 방류수의 오염도보다 높게 되므로, 수질 측정 데이터의 신뢰성이 저하되는 문제점과 아울러 오염물질을 제거하기 위하여 잦은 청소를 해야하는 불편함이 있다.
또한, 부유물 센서(170)는 광센서로 형성되어 있어서, 광의 투과도에 의해 부유물을 센싱하게 되는데, 이때 종래의 시료 채취조(100)는 자흡식 펌프에 의해 방류수를 유입 받게 되므로, 자흡식 펌프의 특성에 의하여 방류수에 공기가 혼입되어 기포가 발생되는 경우가 있어, 이러한 기포는 부유물 센서(170)의 노이즈로 작용하여 정확한 부유물 감지가 어려운 문제점도 가지게 된다.
상기의 문제점을 해결하기 위하여 시료 채취조를 호퍼 형태로 하여 유입된 방류수를 빠르게 순환시켜 배출함으로써 오염물질이 침전되거나 정체되는 것을 방지하도록 한 수질 원격 감시 시스템용 시료 채취 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수질 원격 감시 시스템용 시료 채취 장치는,
수질 원격 감시 시스템용 시료 채취 장치에 있어서,
호퍼 형태로 되고, 하측에는 방류수를 배출하기 위한 하부 배출구가 형성되며, 수질을 측정하기 위한 센서와 방류수 시료를 채취하기 위한 튜브가 설치된 시료 채취조;
상향 굴곡되면서 일측으로 방류수를 유입 받으며, 타측은 상기 시료 채취조의 하부 배출구를 통해 시료 채취조의 내측으로 연장되는 유입로;
상향 굴곡되면서 일측은 상기 시료 채취조의 하부 배출구와 접촉되는 유출로;로 구성된 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명은, 시료 채취조를 호퍼 형태로 구성하고, 유입된 방류수를 상하로 동시에 배출하여 수조 내부에서 방류수가 정체되지 않고 곧바로 배출됨으로서 수조 내부에 오염물질이 농축되지 않아 방류수와 수조 내부의 수질차이를 최소화 하여 수질측정 결과의 정확도에 의한 신뢰성이 증가되고, 또한 오염물질 농축되지 않아 종래와 같이 잦은 청소가 필요하지 않음으로 인해 유지보수가 수월한 장점이 있다.
도1은 종래의 수질 원격 감시 시스템용 시료 채취 장치의 구조를 보인 도.
도2는 본 발명에 의한 수질 원격 감시 시스템용 시료 채취 장치의 구조를 보인 도.
이와 같이 구성된 본 발명을 첨부한 도면 2를 참조하여 상세히 설명한다.
시료 채취조(200)는 호퍼 형태로서, 하측이 중심부위를 향해 하향 경사지도록 형성되며, 그 하측 중심부위에는 하부 배출구(201)가 형성되어 있다.
상기 하부 배출구(201)는 하측으로 더 연장되어 퇴수로(240)가 형성되며, 또한 그 퇴수로(240)의 하측에는 유출구(221)가 형성된다.
또한, 상기 퇴수로(240)에는 퇴수밸브(241)가 설치되어 있다.
상기 시료 채취조(200)에는 종래와 같이 pH 센서(250), 부유물 센서(260), 그리고 시료채취 튜브(270)가 설치된다.
유입로(210)는 방류수를 시료 채취조(200)의 내측으로 유입시키는 관로로서, 상향 굴곡된 다음 그 타측이 상기 시료 채취조(200)의 하부 배출구(201)에 관통되도록 접속된 다음 그 하부 배출구(201)의 내측에서 다시 상향 절곡되는 구조를 갖는다.
이때, 하부 배출구(201)의 내측으로 관통 접속된 유입로(210)의 구경은 하부 배출구(201)의 구경보다 작게 형성된다.
상기 유입로(210)에는 유입되는 방류수를 시료 채취조(200)로 유입시키지 않고 곧바로 배출시키도록 우회수로(213)가 연결되는데, 상기 우회수로(213)는 유입로(210)의 굴곡진 상단에 일측이 접속된다. 이렇게 접속된 우회수로(213)는 오버플로우부(203), 상등수 배출로(205)를 통하여 유출구(221)에 접속되며, 하부 배출구(201)에 접속된 유입로(210)의 관로상에는 유입유량 조절밸브(212)가 우회수로(213) 후단에 설치되어 있다.
한편, 상기 하부 배출구(201)에는 침전수로(220)의 일단이 접속되고, 그 침전수로(220)는 상향 굴곡된 다음 그 타단이 상기 유출구(221)에 접속되며, 그 굴곡된 상단에는 벤트(222)가 형성되어 있다.
또한, 상기 벤트(222)가 형성된 부위와 유출구(221)가 접속된 침전수로(220)의 관로상에는 유출유량 조절밸브(223)가 설치된다.
상기 시료 채취조(200)의 상측 둘레는 따라서는 오버 플로우부(203)가 형성되어 있고, 시료 채취조(200)의 상단은 'V' 형태의 위어(weir)(202)가 형성되어 있다.
이때, 상기 오버 플로우부(203)에는 유출공(204)이 형성되어 있으며, 상기 유출공(204)은 상등수 배출로(205)와 연결되는 구조를 가지며, 또한 상기 벤트(222)는 오버 플로우부(203)와 연결되는 구조를 갖는다.
이와 같이 구성된 본 발명의 수질 감지 동작을 설명한다.
먼저, 유입유량 조절밸브(212)와 유출유량 조절밸브(223)를 개방시키고, 퇴수밸브(241)를 폐쇄시키게 되면, 유입구(211)를 통해 외부로부터 방류수가 유입로(210)를 통해 시료 채취조(200)의 내부로 유입된다.
이때, 유입되는 방류수의 양과 유출되는 방류수의 양을 동일하게 하며, 수조내의 방류수 흐름은 상승수류와 하강수류가 동시에 발생되어 상승수류는 위어(202)를 통해 오버 플로우부(203)에 모아지며, 그 모아진 상등수는 상등수 배출로(205)를 통해 유출구(221)로 배출된다.
또한 하강수류는 하부 배출구(201), 침전수로(220), 유출구(221)을 통해 배출되는데, 이때 비중이 낮은 부유물질은 상승수류를 따라 배출되고 비중이 높은 부유물질은 하강수류를 통해 배출된다.
따라서, 시료 채취조(200) 내부는 방류수가 수조 내부에서 정체 없이 상하로 동시에 배출되며,이때 물속의 부유물질도 함께 배출되어 부유물질의 농축현상이 발생하지 않아 실제 방류되는 방류수와의 수질 차이가 없게 되어 정확한 수질측정이 가능한 것이다.
한편, 시간이 많이 지나서 수조 외벽 및 수조 바닥이 지저분해지는 경우 퇴수밸브(241)를 개방시켜 수조 내부의 물을 하부 배출구(201), 퇴수로(240), 유출구(221)를 통해 곧바로 외부로 배출되도록 하고 수조 청소 등 내부를 유지보수하게 된다.
따라서 기존의 격벽형 구조가 아닌 단일구조형태의 본 시료채취장치는 퇴수 속도가 빠르고 구조가 단순하여 수조 청소시 시간을 단축하게 된다.
그리고, 수중에 비중이 작은 부유 물질이 많이 발생 되면 유출유량 조절밸브(223)를 조금 개방하면 하강수류 보다 상승수류가 훨씬 많아지게 되어 비중이 작은 부유 물질을 상부 위어(202)를 통하여 좀 더 원활하게 방류 시킬 수 있으며, 반대로 수중에 비중이 높은 부유물질이 많이 발생되면 유출유량 조절밸브(223)를 더 많이 개방하여 하강수류를 많게 하여 비중이 높은 부유물질을 하부 배출구(201)를 통하여 더 원활하게 방류 시킬 수 있다.
결국, 본 발명에 따르는 시료 채취조(200)의 내부에는 정체된 부위가 없으므로 방류수 속의 부유물질이 농축되는 현상이 최소화되어 수질 측정 결과의 신뢰성이 증가하는 것이다.
그리고, 유입구(211)를 통해 유입되는 방류수는 수중펌프에 의해 펌핑되어 유입되므로, 압력을 가지고 유입로(210)를 통해 유입되는 방류수는 우회수로(213)을 통해서 일부 방류수가 우회되어 오버 플로우부(203), 상등수 배출로(205)를 통하여 방류되어 유입되는 수압을 일부 감소시키며 방류수가 수조 내부로 공급된다.
여기서 우회수로(213)는 물 공급이 중단될 때 벤트 역할을 하는데 우회수로를 통한 수압 감소 기능을 부여하지 않을 시에는 우회수로(213)를 통하여 방류수 내부로 공기가 유입되어 기포가 발생되고 부유물 센서(260)에 감지되어 헌팅이 되는 원인이 되므로, 헌팅 방지를 위해서 반드시 필요하다.
한편, 수중펌프의 고장, 배관의 문제, 정전 등에 의하여 방류수의 유입이 중지된 경우에는 시료 채쥐조(200)에 일정한 수위를 유지하고 있어야 한다.
이를 위해서 상향 굴곡된 유입로(210)와 침전수로(220)의 굴곡부위의 상단 부위가 유지하고자 하는 수위의 위치와 동일한 위치에 위치함으로써 대기압에 의해 수위가 유지된다.
이때, 유입로(210)의 굴곡진 상단에는 상등수 우회수로(213)이 벤트역할을 하고, 침전수로(220)의 굴곡진 상단에는 벤트(222)가 오버 플로우부(203)와 연결됨으로써 시료 채취조(200), 유입로(210), 침전수로(220)에는 균일한 대기압이 작용하여 일정한 수위를 유지할 수 있는 것이다.
또한, 침전수로(220)의 일부분은 투명관으로 형성하여, 방류수의 수질을 육안으로 확인할 수 있도록 한다.
200 : 시료 채취조 201 : 하부 배출구
202 : 위어 203 : 오버 플로우부
204 : 유출공 205 : 상등수 배출로
210 : 유입로
211 : 유입구 212 : 유입유량 조절밸브
213 : 우회수로 220 : 침전수로
221 : 유출구 222 : 벤트
223 : 유출유량 조절밸브 240 : 퇴수로
241 : 퇴수밸브 250 : pH 센서
260 : 부유물 센서 270 : 시료채취 튜브

Claims (6)

  1. 수질 원격 감시 시스템용 시료 채취 장치에 있어서,
    호퍼 형태로 되고, 하측에는 방류수를 배출하기 위한 하부 배출구가 형성되며, 수질을 측정하기 위한 센서와 방류수 시료를 채취하기 위한 튜브가 설치된 시료 채취조;
    상향 굴곡되면서 일측으로 방류수를 유입 받으며, 타측은 상기 시료 채취조의 하부 배출구를 통해 시료 채취조의 내측으로 연장되는 유입로;
    상향 굴곡되면서 일측은 상기 시료 채취조의 하부 배출구와 접촉되는 유출로;로 구성된 것을 특징으로 하는 수질 원격 감시 시스템용 시료 채취 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 시료 채취조의 하부 배출구는 퇴수로와 연결되고, 상기 퇴수로는 방류수를 외부로 배출하는 유출구와 연결되며, 상기 유출로의 타측은 상기 유출구에 연결되도록 구성된 것을 특징으로 하는 수질 원격 감시 시스템용 시료 채취 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유입로의 굴곡진 상단에는 상등수 배출로가 접속되고, 상기 상등수 배출로는 상기 유출로와 연결되도록 구성된 것을 특징으로 하는 수질 원격 감시 시스템용 시료 채취 장치.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 시료 채취조의 상측 둘레를 따라서 오버 플로우부가 형성되고, 상기 오버 플로우부에는 상기 상등수 배출로가 분기되어 접속된 것을 특징으로 하는 수질 원격 감시 시스템용 시료 채취 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 유출로의 굴곡진 상단에는 벤트가 구비된 것을 특징으로 하는 수질 원격 감시 시스템용 시료 채취 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유입로 및 또는 유출로 및 퇴수로에는 밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 수질 원격 감시 시스템용 시료 채취 장치.



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