KR20200029801A - 액상소석회의 용해도 향상을 위한 통합형 소석회 분산화 장치 - Google Patents

Abstract

분말 또는 고체 상태의 소석회와 정수장에서 생산되는 생산수를 혼합하여 혼합액을 제조하고 혼합액에 함유된 소석회를 기 설정된 미세 입경을 갖도록 분쇄하는 소석회 수화 및 분쇄유닛 및 소석회 수화 및 분쇄유닛을 일정한 온도로 유지시키는 냉각유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 액상소석회의 용해도 향상을 위한 통합형 소석회 분산화 장치가 개시된다.

Description

액상소석회의 용해도 향상을 위한 통합형 소석회 분산화 장치{AN INTEGRATED SLAKED LIME DISPERSION APPARATUS TO UPGRADE A SOLUBILITY OF LIQUID SLAKED LIME}

본 발명은 액상소석회의 용해도 향상을 위한 통합형 소석회 분산화 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 수중의 액상 소석회를 물리적으로 분쇄하고 균질화하여 액상소석회의 용해도를 향상시킬 수 있는 통합형 소석회 분산화 장치에 관한 것이다.

국내에서는 상수관로 부식제어를 위해 주로 설계시공 당시에는 상수도관 내면에 에폭시 코팅 등을 적용하고, 운전 중에는 Ca(OH)₂ 등 알칼리제 등의 약품투입과 같은 수처리기술을 적용하고 있다.

상수도관의 부식관리는 정수장 차원의 수질관리가 아닌 아파트 또는 건물의 저수조 전후에 부식억제제(corrosion inhibitor)를 투입하거나, 정수장에서는 가성소다, 황산 등과 같은 pH 조절제, 소석회 및 소다회 등과 같은 알칼리도 보충제와 같은 수처리제 약품을 이용하는 방법을 주로 사용하고 있다.

소수의 연구자 및 연구기관에서만 수도배관의 부식제어 관련 연구를 수행하고 있으며, 약품 주입에 대한 가이드라인이나 기준이 없어, 실제 정수장에 부식관리 기술의 도입이 어려운 상황이다.

2000년대 후반에 K-water에서 정수시설에 약품을 주입하여 pH, 칼슘이온농도, 알칼리도를 변화시켜 수돗물 수질을 제어하려는 시도가 있었으나, 기술적 원리 규명 문제, 배관 폐색 등으로 인해 시범사업 수준에서 연구가 중단된 바 있다.

환경부는 2012년 7월 1일부터 수돗물 부식성 지수인 랑게리아 지수(LSI, Langelier Saturation Index)를 먹는 물 수질감시항목으로 지정하였다. 환경과학원과 서울시는 공동으로 모니터링을 통해 국내 실정에 맞는 랑게리아 지수에 대한 가이드라인을 설정하고 적용하기 위한 기초 연구를 수행하였으나, 현재까지 국내 실정에 맞는 부식성 지수에 대한 가이드라인을 제시하고 있지 않다.

미국, 프랑스 등 선진국을 중심으로 수돗물의 녹물저감을 위한 상수도관 수질관리기술을 주도해 나가고 있으며, 주로 화학약품의 성능 개량 및 투입량 최적화, 수처리 프로세스의 개선 등에 집중되어 있다.

공급되는 상수의 부식성을 조절하는 방법으로는 공급수에 인체에 무해한 소석회나 탄산가스 등의 약품을 주입하는 방법이 있다. 그러나 소석회의 낮은 용해도로 인해 약품 주입시 탁도가 급격히 상승하는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 수중 소석회 입자를 분쇄하여 작게 하여야 한다.

현재 액상 소석회를 분쇄하여 균질화하는 기술로는 밀링머신을 이용한 분쇄 균질화 방법과 분쇄임펠러를 이용하여 소석회 입자를 분쇄, 스크린을 이용하여 원하는 입경의 소석회를 분별하는 방법이 있다.

그러나 밀링머신의 경우, 기술의 특성상 대용량 제조에는 적용하는데 한계가 있으며, 밀링 메디아(media)가 유출되거나 분쇄 마찰열로 인한 액상소석회 용액의 온도 증가로 인해 소석회의 용해도가 감소하는 문제가 있다.

분쇄임펠러를 이용하는 경우에는 분쇄 입자의 분포가 넓게 나타나기 때문에 스크리닝 공정이 필수로 후단에 적용되어야 하며, 스크린보다 큰 입자로 인한 스크린의 폐색을 방지하기 위해 스크린을 역세 할 수 있는 구동부가 갖추어져야 한다. 또한, 생산 용량 대비 넓은 부지면적이 필요하다는 단점이 있다.

따라서 위의 문제들을 해결할 수 있는 적절한 기술의 개발이 필요하다.

1. 대한민국 등록특허공보 제10-0770024호 (발명의 명칭 : 상수도관의 부식저감용 실시간 수질제어장치, 2007. 10. 18. 공고) 2. 대한민국 등록특허공보 제10-1292633호 (발명의 명칭 : 액상 소석회 제조장치, 2013. 07. 29. 공고)

본 발명의 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 수중의 액상 소석회를 물리적으로 분쇄하고 균질화할 수 있는 액상소석회의 용해도 향상을 위한 통합형 소석회 분산화 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 용해도 향상을 위한 통합형 소석회 분산화 장치는, 분말 또는 고체 상태의 소석회와 정수장에서 생산되는 생산수를 혼합하여 혼합액을 제조하고, 상기 혼합액에 함유된 소석회를 기 설정된 미세 입경을 갖도록 분쇄하는 소석회 수화 및 분쇄유닛; 및 상기 소석회 수화 및 분쇄유닛을 일정한 온도로 유지시키는 냉각유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이로써, 관로 부식방지를 위한 분산액에 포함된 소석회를 기 설정된 입경 이하로 분쇄하여 공급함으로써, 상수도관의 부식을 방지할 수 있게 된다. 특히, 수화 및 분쇄공정을 통합하여 설비의 소형화가 가능하고, 이로 인해 유지 및 관리비용을 절감할 수 있다.

또한, 물과 만나면 발열반응으로 인하여 지속적으로 온도가 상승하는 액상소석회의 특성을 고려하여 냉각유닛을 설치함으로써 소석회 수화 및 분쇄유닛을 일정한 온도로 유지시킬 수 있다. 그로 인해 액상소석회의 운영조건을 일정하게 유지시켜서 안정된 시스템 관리 운영이 가능해진다.

여기서, 기 설정된 입경의 소석회와 상기 생산수의 혼합에 의해 형성되는 분산액이 저장되는 분산액 저장유닛을 더 포함하는 것이 좋다.

이로써, 미리 생산된 분산액을 저장하고 있으면서, 필요시에 공급하여 줄 수 있다.

이로써, 분산액의 수위를 조절하여 수요에 대응할 수 있도록 충분한 수위로 유지 관리할 수 있다.

본 발명에 따른 용해도 향상을 위한 통합형 소석회 분산화 장치에 따르면, 수중의 액상 소석회를 물리적으로 분쇄하고, 균질화 할 수 있다.

또한, 소석회와 생산수의 혼합과정과 소석회의 분쇄과정을 한 곳에서 수행할 수 있도록 일원화함으로써, 전체적인 시스템의 소형화 및 경량화가 가능하고, 이에 따른 설치비용은 물론 유지관리 비용을 절감할 수 있다.

또한, 본 발명은 소석회의 분쇄시 발생하는 열을 냉각함으로써 운영조건을 일정하게 유지하여 소석회의 분쇄 및 균질화 작업을 효과적 수행할 수 있다.

또한, 본 발명의 소석회 수화 및 분쇄유닛을 이용하여 일정한 미세 입도의 액상소석회를 생산하여 사용함으로써 소석회 수용액의 특성상 공급파이프 내부에 자주 발생하는 스케일 형성을 최소화할 수 있다. 이를 통해 스케일 제거 비용 등 유지관리 비용을 감소시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 정수장 수준에서 적용할 수 있는 상수도관의 부식발생을 줄이는 방안을 마련할 수 있게 되고, 기술 개발에 따른 상용화를 통해 수돗물의 녹물발생을 획기적으로 개선시킬 수 있어 국민들의 수돗물 불신을 해소할 수 있는 기회가 제공될 수 있다.

또한, 본 발명은 수돗물 부식성 제어를 위한 체계적인 연구가 진행되지 못하고 있는 국내 현실에서 소석회 분산화장치의 개발은 부식성이 강한 국내 수질특성을 감안할 때 정수장의 운전에 많은 도움을 줄 수 있다. 특히, 광역 및 중소규모 정수장에서 활용도를 높일 수 있다.

또한, 본 발명은 수돗물에서의 녹물 발생 등의 악영향을 가져오는 상수도관의 부식 문제에 대해 아직까지 확실한 해결책이 없는 국내 정수장에서 부식 방지 대책 수립과 시스템의 개발에 유용한 자료로 이용될 수 있다.

또한, 본 발명은 부식으로 인해 발생하는 상수도 시설물들의 수명 단축, 관종의 부식으로 인한 교체와 보수작업으로 인한 재산 손실을 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명은 상수관망의 부식이 저감되어, 부식으로 인한 수돗물의 누수를 감소시킬 수 있고, 누수로 인한 사고처리 비용 또한 감소시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 용해도 향상을 위한 통합형 소석회 분산화 장치가 적용된 상수관로 부식제어 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용해도 향상을 위한 통합형 소석회 분산화 장치를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 용해도 향상을 위한 통합형 소석회 분산화 장치에서 소석회수화유닛의 수화임펠러를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 수화임펠러의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 용해도 향상을 위한 통합형 소석회 분산화 장치를 기반으로 하는 상수관로 부식제어 시스템에서 분산액주입 제어유닛의 제어로직을 설명하기 위한 순서도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 용해도 향상을 위한 통합형 소석회 분산화 장치의 일 실시예를 설명한다. 이때, 본 발명은 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명확하게 하기 위해 생략될 수 있다.

본 발명에서 구성요소의 도면부호는 부호의 설명에 기재되어 있는 바, 구체적인 내용을 작성할 때, 세부구성요소에서 도면부호의 병기를 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 용해도 향상을 위한 통합형 소석회 분산화 장치 기반의 상수관로 부식제어 시스템을 나타내는 도면이고, 도 2는 용해도 향상을 위한 통합형 소석회 분산화 장치(200)를 도시한 도면이며, 도 3은 소석회 분산화장치(200)에서 소석회 수화 및 분쇄유닛(210)의 수화 및 분쇄임펠러(213)를 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 수화 및 분쇄임펠러(213)의 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 소석회 분산화 장치 기반의 상수관로 부식제어 시스템에서 분산액주입 제어유닛(700)의 제어로직을 설명하기 위한 순서도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 용해도 향상을 위한 통합형 소석회 분산화 장치 기반의 상수관로 부식제어 시스템은 정수장(900)에서 생산되는 생산수를 상수관로(800)에 공급할 때, 생산수의 부식성 지수에 따라 소석회가 함유된 분산액의 주입량을 조절함으로써, 생산수에 의한 상수관로(800)의 부식을 억제 또는 방지할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 용해도 향상을 위한 통합형 소석회 분산화 장치를 기반으로 하는 상수관로(800) 부식제어 시스템은, 분산화장치(200)와, 분산액 공급유닛(300)과, 관로접속유닛(500)과, 지수 산출유닛(600)과, 분산액주입 제어유닛(700)을 포함한다.

상기 분산화장치(200)는 기 설정된 입경을 갖는 분말 또는 고체 상태의 소석회와 정수장(900)으로부터 상수관로(800)에 공급되는 생산수를 혼합하여 액체 상태의 분산액을 제조한다.

이러한 분산화장치(200)는 분말 또는 고체 상태의 소석회와 정수장(900)에서 생산되는 생산수를 혼합하여 혼합액을 형성하고, 혼합액 상의 소석회가 기 설정된 입경을 갖도록 분쇄하는 소석회 수화 및 분쇄유닛(210)과, 소석회 수화 및 분쇄유닛(210)을 냉각시키는 냉각유닛(220)을 포함한다.

상기 소석회 수화 및 분쇄유닛(210)은 혼합액이 저장되는 수화 및 분쇄조(211)와, 수화 및 분쇄조(211)에 회전 가능하게 결합되는 수화 및 분쇄임펠러(213)와, 인가되는 전원에 의해 수화 및 분쇄임펠러(213)를 회전시키는 수화 및 분쇄모터(212)를 포함할 수 있다.

수화 및 분쇄임펠러(213)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 평면에서 원형판 형상을 나타내는 임펠러바디(201)와, 수화 및 분쇄모터(212)의 축(212a)과의 연결을 위해 임펠러바디(201)의 중심에 구비되는 회전축부(202)와, 회전축부(202)에서 이격된 상태에서 임펠러바디(201)에 돌출 형성되는 날개부(203)를 가진다.

상기 날개부(203)는 회전축부(202)에 인접하여 이격된 위치로부터 임펠러바디(201)의 가장자리를 향해 길게 형성될 수 있다. 더욱 바람직하게는 날개부(203)는 기 설정된 곡률을 가지도록 나선형태로 형성될 수 있으며, 복수가 회전축부(202)를 기준으로 방사상으로 대칭되게 배치되는 것이 좋다. 즉, 날개부(203)는 호 형상을 나타낼 수 있고, 임펠러바디(201)의 회전 방향에 대응하여 복수 개가 등 간격으로 배치되도록 한다.

또한, 수화 및 분쇄임펠러(213)는 임펠러바디(201)와 날개부(203)가 만나는 모서리부분에 형성되는 회전향상부를 더 포함할 수 있다. 평면 상태에서 회전향상부의 폭은 회전축부(202) 측으로부터 임펠러바디(201)의 가장자리를 향해 점차적으로 증가하는 형태를 나타낸다.

즉, 회전향상부는 날개부(203)의 평면형상을 기준으로 해서, 오목한 부분(내주 측)에 형성되는 제1회전향상부(204)와, 날개부(203)의 볼록한 부분(외주 측)에 형성되는 제2회전향상부(205)로 구분할 수 있다.

상기 구성을 가지는 수화 및 분쇄임펠러(213)를 회전 구동시키면, 소석회를 정수장에서 공급되는 생산수와 효과적으로 혼합할 수 있고, 소석회를 혼합하는 동시에 효과적으로 분쇄할 수 있게 된다.

또한, 수화 및 분쇄조(211)의 내벽과 수화 및 분쇄임펠러(213)의 가장자리 사이 간극은 0.15mm 내지 0.25mm로 설정함으로써, 소석회의 분쇄 및 교반속도를 안정화시키고, 분쇄효율을 극대화시키며, 전력량을 감축시킬 수 있다. 이와 같이, 간극은 좁을수록 소석회와 같은 물질에 전해지는 전단력이 높아지고, 이로 인해 낮은 교반속도에서도 높은 분쇄효율성을 기대할 수 있으며, 필요 전력량을 감축시킬 수 있게 된다.

간극이 설정값보다 작아지면, 수화 및 분쇄임펠러(213)와 수화 및 분쇄조(211) 사이의 마찰이 발생될 수 있고, 전력량이 증가할 수 있다. 간극이 설정값보다 커지면, 소석회의 분쇄 및 교반이 제대로 이루어지지 않고, 소석회가 기설정된 입경보다 커지는 현상으로 인해 수율이 낮아진다.

상기 냉각유닛(220)은 수화 및 분쇄유닛(210)을 일정한 온도로 유지시켜 주기 위한 것으로서, 구체적으로는 소석회의 분쇄과정에서 발생하는 열에 의해 수화 및 분쇄조(211)의 온도가 상승하는 것을 방지하도록 수화 및 분쇄조(211)를 냉각한다.

이러한 냉각유닛(220)은 수화 및 분쇄조(211)의 외측을 감싸도록 설치되는 냉각매체 순환경로(221)와, 냉각매체 순환경로(221)로 냉각매체를 공급하고 회수한 냉각매체를 냉각시키는 냉각매체 냉각부(223)를 구비한다. 여기서, 냉각매체는 일반 냉각수가 사용될 수 있으며, 겨울철 동파 방지를 위해서는 부동액이 포함된 냉각매체가 사용될 수 있다. 냉각매체 순환경로(221)는 수화 및 분쇄조(211)의 외부를 감싸도록 설치되는 냉각수 파이프라인을 포함하거나, 또는 냉각수의 입구와 출구를 가지며, 내부에 냉각매체가 수용될 수 있는 공간을 가지는 냉각수 수용챔버 형태의 구성을 가질 수도 있다. 이러한 냉각수 순환경로(221)의 구성은 다양한 예가 가능하다. 상기 냉각부(223)는 구동시 냉각매체를 열교환에 의해 냉각하여 냉각매체 순환경로(221)로 공급하고, 냉각매체 순환경로(221)를 경유하여 회수되는 냉각매체를 다시 냉각시키는 역할을 한다. 이러한 냉각부(223)는 일방적인 냉각장치나 열교환기를 포함하여 다양한 구성이 가능하며, 구체적인 구성에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니므로, 더 이상의 자세한 설명은 생략한다.

상기 구성의 냉각유닛(220)에 의하면, 수화 및 분쇄조(211)를 효과적으로 냉각함으로써, 소석회의 분쇄과정에 의해 발생되는 열에 의해 수화 및 분쇄조(211)의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있고, 수화 및 분쇄조(211)가 최적의 운영상태를 유지할 수 있도록 할 수 있다. 이를 위해 수화 및 분쇄조(211)의 온도를 측정하기 위한 온도센서(미도시)가 설치될 수 있으며, 온도센서에서 측정된 온도는 후술할 분산화 제어유닛(250)으로 제공된다. 따라서 분산화 제어유닛(250)은 수화 및 분쇄조(211)의 측정온도를 기준으로 하여 냉각유닛(220)의 구동을 제어하여 수화 및 분쇄조(211)가 일정 온도를 유지하도록 제어할 수 있다.

또한, 분산화장치(200)는 분산액이 저장되는 분산액 저장유닛(230)을 더 포함할 수 있다. 분산액은 상술한 바와 같이 기 설정된 입경의 소석회와 생산수의 혼합에 의해 형성되는 것이다.

분산액 저장유닛(240)은 수화 및 분쇄유닛(210)의 하류에 연결되어 분산액이 저장되는 분산액 저장조(231)와, 분산액 저장조(231)에 회전 가능하게 결합되는 저장임펠러(233)와, 인가되는 전원에 의해 저장임펠러를 회전시키는 저장모터(232)를 포함할 수 있다.

저장임펠러(233)는 상술한 수화 및 분쇄임펠러(213)와 실질적으로 동일한 구성이므로, 이에 대한 설명은 생략한다.

상기 분산액 저장유닛(230)은 분산액의 수위를 감지하는 수위계(234)를 더 포함할 수 있다. 수위계(234)는 분산액이 분산액 저장조(231)에 최대로 저장되는 분산액의 만수위와, 분산액이 분산액 저장조(231)에 최소로 저장되는 분산액의 저수위와, 분산액의 저수위와 분산액의 만수위 사이에서 기 설정된 조절수위를 감지할 수 있다.

또한, 분산화장치(200)는 분산액 저장유닛(230)의 수위에 따라 소석회 수화 및 분쇄(210)와 냉각유닛(220)의 동작을 제어하는 분산화 제어유닛(250)을 더 포함할 수 있다.

분산액 저장부(231)가 만수위이거나 기 설정된 조절수위일 경우, 분산화 제어유닛(250)은 분산화장치(200)의 동작을 정지시킨다. 특히, 기 설정된 조절수위일 경우, 분산화 제어유닛(250)은 소석회 수화 및 분쇄유닛(210)으로부터 혼합액이 전달되는 것을 차단할 수 있다.

분산액 저장부(231)가 저수위일 경우, 분산화 제어유닛(250)은 분산화장치(200)를 동작시킨다. 또한, 분산액이 관로접속유닛(500)으로 전달되는 것을 중단시키도록 분산액 공급유닛(300)의 동작을 정지시킨다.

상기 관로접속유닛(500)은 분산액 공급유닛(300)과 상수관로(800)를 연결한다.

상기 관로접속유닛(500)에는 이산화탄소 공급유닛(410)과 연결되는 이산화탄소 주입부(510)와, 분산액 공급유닛(300)과 연결되는 분산액주입부(520)와, 지수산출유닛(600)과 연결되는 유닛접속부(530)가 구비된다. 이산화탄소 주입부(510)와, 분산액 주입부(520)와, 유닛접속부(530)는 생산수의 상수관로(800)에 전달되는 방향을 따라 순차적으로 배치되어 측정정밀도를 향상시킬 수 있다.

상기 분산액 공급유닛(300)은 분산액을 상수관로(800)에 공급한다.

상기 지수산출유닛(600)은 유닛접속부(530)에서 상수관로(800)에 공급되는 생산수에서 칼슘이온농도와 수소이온지수(pH)를 측정하고, 측정된 칼슘이온농도와 수소이온지수(pH) 중 적어도 어느 하나를 이용하여 부식성 지수를 산출한다.

상기 분산액 주입제어유닛(700)은 지수산출유닛(600)에서 산출된 칼슘이온농도와 부식성 지수 중 적어도 어느 하나를 바탕으로 분산액의 주입량을 계산하고, 분산액의 주입량에 근거하여 분산액 공급유닛(300)의 동작을 제어한다.

일예로, 목표 수소이온지수가 8.0인 경우, 분산액은 칼슘이온농도 68mg/L, 알칼리도 64mg/L가 되도록 생산수에 주입하는 것을 최적 주입농도로 산출하였다. 또한, 목표 수소이온지수가 8.5인 경우, 분산액은 칼슘이온농도 51mg/L, 알칼리도 47 mg/L가 되도록 생산수에 주입하는 것을 최적 주입농도로 산출하였다.

본 발명의 일 실시예에서 분산액주입 제어유닛(700)은 부식성 지수 중 랑게리아 지수(LSI, Langelier Saturation Index)의 산출을 수행한 이후 칼슘이온농도가 목표 농도 범위에 적합한지 여부를 판단하고 랑게리아 지수(LSI, Langelier Saturation Index)가 목표 범위에 적합한지 여부를 판단하여 부족분의 액상 소석회를 주입할 수 있다. 이를 통해 급수되는 물의 랑게리아 지수(LSI, Langelier Saturation Index)와 칼슘이온농도를 일정하게 유지할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 소석회 분산화 장치 기반의 상수관로(800) 부식제어 시스템은 이산화탄소 저장조(400)와, 이산화탄소 공급유닛(410)을 더 포함할 수 있다.

이산화탄소 저장조(400)에는 이산화탄소가 저장된다, 이때, 이산화탄소는 기체 상태로 저장되기도 하고, 압축 저장되어 액상으로 존재할 수 있다.

이산화탄소 공급유닛(410)은 이산화탄소 저장조(400)의 이산화탄소를 상수관로(800)에 공급한다.

이때, 분산액주입 제어유닛(700)은 칼슘이온농도와 산출된 부식성 지수 중 적어도 어느 하나를 바탕으로 이산화탄소의 주입량을 계산하고, 이산화탄소의 주입량에 근거하여 이산화탄소 공급유닛(410)의 동작을 제어한다.

이에 따라, 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 소석회 분산화 장치 기반의 상수관로(800) 부식제어 방법을 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 소석회 분산화 장치 기반의 상수관로(800) 부식제어 시스템에서 분산액주입제어유닛(700)의 제어로직으로 표현할 수 있다.

부식제어 방법은 산출단계(S10)와, 농도비교단계(S20)와, 지수비교단계(S30)와, 주입단계(S40) 및 분석대기단계(S50)를 구비할 수 있다.

상기 산출단계(S10)에서는 상수관로(800)에 공급되는 생산수에서 칼슘이온농도와 수소이온지수(pH)를 측정하고, 부식성 지수를 산출한다.

상기 농도비교단계(S20)에서는 산출단계(S10)에서 산출된 칼슘이온농도와 기 설정된 단위농도범위를 비교한다. 농도비교단계(S20)에서 기 설정된 단위농도범위는 50과 같거나 크고 200과 같거나 작을 수 있다. 좀 더 구체적으로, 기 설정된 단위 농도범위는 80과 같거나 크고 150과 같거나 작을 수 있다.

상기 지수비교단계(S30)는 산출단계(S10)에서 산출된 부식성 지수와 기 설정된 단위지수범위를 비교한다. 지수비교단계(S30)에서 기 설정된 단위지수범위는 -0.5와 같거나 크고 0.5와 같거나 작을 수 있다.

상기 주입단계(S40)는 산출단계(S10)에서 산출된 칼슘이온농도가 기 설정된 단위농도범위를 벗어나는 경우와 산출단계(S10)의 부식성 지수가 기 설정된 단위지수범위를 벗어나는 경우 중 적어도 어느 하나의 경우, 칼슘이온농도와 산출된 부식성 지수 중 적어도 어느 하나를 바탕으로 분산액의 주입량을 계산하고, 분산액의 주입량에 근거하여 분산액의 주입량을 조절한다. 주입단계(S40)에서는 분산액 공급유닛(300)의 동작을 제어하여 분산액 주입량을 조절하게 된다.

또한, 주입단계(S40)는 산출단계의 칼슘이온농도가 기 설정된 단위농도범위를 벗어나는 경우와 산출단계의 부식성 지수가 기 설정된 단위지수범위를 벗어나는 경우 중 적어도 어느 하나의 경우, 칼슘이온농도와 산출된 부식성 지수 중 적어도 어느 하나를 바탕으로 이산화탄소의 주입량을 계산하고, 이산화탄소의 주입량에 근거하여 이산화탄소의 주입량을 조절한다. 주입단계는 이산화탄소 공급유닛(410)의 동작을 제어할 수 있다.

상기 분석대기단계(S50)는 산출단계(S10)에서 산출된 칼슘이온농도가 기 설정된 단위농도범위에 포함되고, 산출단계(S10)의 부식성 지수가 기 설정된 단위지수범위에 포함되는 경우, 기 설정된 대기시간 동안 생산수에서 칼슘이온농도와 수소이온지수(pH)의 측정을 보류한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 소석회 분산화 장치 기반의 상수관로(800) 부식제어 시스템은 소석회 저장조(100)와, 소석회 공급유닛(110)을 더 포함할 수 있다.

상기 소석회 저장조(100)에는 분말 또는 고체 상태의 소석회가 저장된다.

상기 소석회 공급유닛(110)은 소석회 저장조(100)의 소석회를 소석회 수화 및 분쇄유닛(210)으로 공급한다.

상술한 소석회 분산화 장치 기반의 상수관로(800) 부식제어 시스템에 따르면, 정수장(900)에서 생산되는 생산수를 상수관로(800)에 공급할 때, 생산수의 부식성 지수에 따라 소석회가 함유된 분산액의 주입량을 조절함으로써, 생산수에 의한 상수관로(800)의 부식을 억제 또는 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 정수장의 생산수와 혼합된 수중의 액상 소석회를 물리적으로 분쇄하고, 혼합하여 균질화할 수 있다.

상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면, 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있다.

100: 소석회저장조 110: 소석회공급유닛
200: 분산화장치 210: 소석회 수화 및 분쇄유닛
211: 수화 및 분쇄조 212: 수화 및 분쇄모터
213: 수화 및 분쇄임펠러 230: 분산액저장유닛
231: 분산액저장조 232: 저장모터
233: 저장임펠러 234: 수위계
250: 분산화제어유닛 201: 임펠러바디
202: 회전축부 203: 날개부
204: 제1회전향상부 205: 제2회전향상부
300: 분산액공급유닛 400: 이산화탄소 저장조
410: 이산화탄소공급유닛 500: 관로접속유닛
510: 이산화탄소주입부 520: 분산액주입부
530: 유닛접속부 600: 지수산출유닛
700: 분산액주입제어유닛 800: 상수관로
900: 정수장 SL: 소석회

Claims (3)

1. 분말 또는 고체 상태의 소석회와 정수장에서 생산되는 생산수를 혼합하여 혼합액을 제조하고, 상기 혼합액에 함유된 소석회를 기 설정된 미세 입경을 갖도록 분쇄하는 소석회 수화 및 분쇄유닛; 및
   상기 소석회 수화 및 분쇄유닛을 온도를 일정하게 유지시키는 냉각유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 액상소석회의 용해도 향상을 위한 통합형 소석회 분산화 장치.
2. 제1항에 있어서,
   기 설정된 입경의 소석회와 상기 생산수의 혼합에 의해 형성되는 분산액이 저장되는 분산액 저장유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액상소석회의 용해도 향상을 위한 통합형 소석회 분산화 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 분산액 저장유닛의 수위에 따라 상기 소석회 수화 및 분쇄유닛의 동작을 제어하는 분산화제어유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액상소석회의 용해도 향상을 위한 통합형 소석회 분산화 장치.

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