KR101024363B1

KR101024363B1 - 슬러지층의 높이 측정장치 및 방법

Info

Publication number: KR101024363B1
Application number: KR1020100046673A
Authority: KR
Inventors: 박병선
Original assignee: 박병선
Priority date: 2010-05-18
Filing date: 2010-05-18
Publication date: 2011-03-23
Also published as: CN102252628A

Abstract

슬러지가 침전된 침전조에 바닥까지 연장하도록 설치되며, 측면에 다수의 유입공이 형성된 시료수집통; 상기 유입공 각각에 연통하여 외부로 연장하는 다수의 시료튜브; 상기 시료튜브에 연결되어 상기 시료튜브로부터 제공된 상기 침전조의 내용물의 광도를 측정하는 측정유닛; 및 상기 측정유닛의 후단에 연결되는 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러지층의 높이 측정장치가 개시된다.

Description

슬러지층의 높이 측정장치 및 방법{Apparatus and Method for measuring depth of sludge}

본 발명은 슬러지층의 높이 측정장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 침전조에 침전된 슬러지층에 직접 접촉하지 않고 슬러지층의 높이를 측정하는 기술에 관련한다.

일반적으로 유기성 오염물질과 질소, 인을 함유한 오폐수는 수중의 용존산소를 고갈시켜 수중 생태계를 파괴하고 호수와 저수지의 물을 부영양화시켜 수자원의 이용을 저해시키는 요인으로 작용하고 있다. 따라서, 하천의 수질오염을 방지하기 위하여 오폐수 내에 함유된 유기성 오염물질 및 유기영양염류 성분이 하천 등의 수역으로 유입되기 전에 제거되어야 한다.

이를 제거하기 위한 오폐수 처리시설의 처리공법으로 경제성 면에서 우수한 생물학적 처리방법이 많이 적용되는데, 생물학적 처리방법 중에서 활성 슬러지법과 고도처리와 같은 미생물을 이용한 유기물의 제거가 이루어지고 있으나, 유기물 제거과정에서 증식된 미생물들이 폐 슬러지로 발생하게 된다.

대표적인 생물학적 처리방법인 활성 슬러지법은 폐수가 폭기조(aeration tank)로 계속 유입됨에 따라 미생물이 폐수 중의 유기물을 섭취, 분해하면서 성장하게 되는데, 이렇게 성장된 미생물은 응집되어 최종 침전조에서 침전되어 침전물의 일부는 활성 슬러지의 형태로 다시 폭기조로 반송되고 일부 잉여 슬러지는 배출되어 폐기됨으로써 폭기조 내의 미생물량이 적절한 수준으로 유지되어 폐수 중의 유기성 오염물질 및 질소, 인 등의 제거가 이루어진다.

여기서, 최종 침전조에서는 응집제를 투입하여 부유하는 슬러지를 신속하게 침전시키는데, 최종 침전조에 형성된 슬러지층의 높이를 정확하게 측정할 수 있어야 최적의 반송 및 배출 시간을 지정할 수가 있으므로 슬러지층의 높이 측정은 하수종말처리장 또는 폐수처리장 등에서 매우 중요한 관리 파라미터가 되고 있다.

현재 슬러지층의 높이를 측정하는 방법으로는, 초음파를 이용한 주파수 측정방법, LED 등과 같은 빛을 이용한 광학적 측정방법, 중량체를 단 줄에 센서를 부착하는 방법과 같이 물리적인 부품을 이용하여 측정하는 구동방식 측정방법 등이 있다.

그러나, 이들 방법은 최종 침전조의 수질상태에 따라 슬러지층의 높이를 측정하는데 많은 간섭현상이 있어 정확도와 신뢰성이 많이 떨어진다는 단점이 있다.

예를 들어, 주파수 측정방법에 의할 경우, 수면 아래에서 슬러지층 상면 사이에 존재하고 있는 미세 슬러지에 의한 간섭현상에 의해 충분한 세기의 주파수를 수신하지 못하기 때문에 정확한 측정이 어렵다는 문제점이 있다. 이를 극복하기 위해 방사하는 주파수의 세기를 증가시킬 수 있지만, 이 경우 슬러지층 상면에서 반사하지 못하고 투과해버린다는 다른 문제가 있다.

또한, 수중에 설치된 측정장치의 부품을 설치하는 방법에　있어서는 부품에 슬러지가 달라붙게 되어 정확도가 저하되며, 부품의 잦은 세척이 요구되는 불편함 등으로 사용이 제한적이라는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 침전조에 침전되는 슬러지층의 높이를 정확하고 신뢰성 있게 측정할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 측정장치에 대해 잦은 세척이 필요 없으며, 세척을 하더라도 손쉽게 이루어지도록 하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 슬러지가 침전된 침전조에 바닥까지 연장하도록 설치되며, 측면에 다수의 유입공이 형성된 시료수집통; 상기 유입공 각각에 연통하여 외부로 연장하는 다수의 시료튜브; 상기 시료튜브에 연결되어 상기 시료튜브로부터 제공된 상기 침전조의 내용물의 광도를 측정하는 측정유닛; 및 상기 측정유닛의 후단에 연결되는 펌프를 포함하는 슬러지층의 높이 측정장치가 개시된다.

일 실시 예로, 상기 측정유닛은, 상기 시료튜브 각각에 연결된 밸브; 상기 밸브 각각에 연결된 다수의 측정 셀; 및 상기 측정 셀 각각에 설치된 광도 측정센서를 포함하며, 상기 펌프는 다수 개 설치되며, 각 펌프에 대해 상기 다수의 측정 셀이 일정하게 분할되어 할당된다.

다른 실시 예로, 상기 측정유닛은, 상기 시료튜브 각각에 연결된 밸브; 상기 밸브에 공통으로 연결된 공동 입력; 상기 공동 입력에 연결된 하나의 측정 셀; 및 상기 측정 셀에 설치된 광도 측정센서를 포함한다.

바람직하게, 상기 광도 측정센서는 상기 내용물의 흐름 방향을 가로질러 대향하도록 설치된 한 쌍의 발광소자 및 수광소자를 포함할 수 있다.

바람직하게, 상기 광도 측정센서는 광도계(photometer)를 포함할 수 있다.

선택적으로, 상기 펌프의 후단에는 상기 측정 셀에 대응하여 다수의 3방 밸브가 설치되고, 상기 3방 밸브에는 각각 혼합액과 슬러지를 각각 배출하는 드레인 및 세정수를 공급하는 세정라인이 연결될 수 있다.

또한, 상기 측정 셀의 전단에 하나의 3방 밸브가 설치되고, 상기 3방 밸브는 압축공기 라인과 연결될 수 있다.

선택적으로, 상기 펌프의 후단에는 하나의 3방 밸브가 설치되고, 상기 3방 밸브에는 혼합액과 슬러지를 배출하는 드레인 및 세정수를 공급하는 세정라인이 연결될 수 있다.

바람직하게, 제어 컨트롤러를 더 포함하며, 상기 제어 컨트롤러는, 슬러지로 판단하기 위한 기준 투과 광도 또는 슬러지 배출 시점의 슬러지층 높이정보를 저장하는 메모리; 상기 측정유닛으로부터 측정된 광도에 기초하여 상기 내용물이 슬러지인지의 여부를 판단하고, 현재 슬러지층의 높이가 상기 배출 시점의 슬러지층 높이까지 쌓여있는지를 판단하는 비교판단부; 및 상기 비교판단부의 판단 결과에 기초하여 현재 침전조 내부의 상황을 표시하도록 하거나, 슬러지 인발 펌프를 구동하는 제어부를 포함할 수 있다.

바람직하게, 상기 시료수집통은 내부가 밀폐된 통 형상이며, 상기 유입공은 상기 시료수집통의 길이방향으로 일정한 간격으로 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 슬러지가 침전된 침전조로부터 높이에 따라 구별하여 침전조의 내용물을 흡입하여 외부로 인출하는 단계; 상기 구별하여 인출된 내용물을 독립된 다수의 측정 셀 각각에 흐르게 하는 단계; 상기 각 측정 셀의 내용물의 투과 광도를 측정하는 단계; 상기 측정된 투과 광도와 기설정된 기준 투과 광도를 비교하여 상기 내용물이 슬러지인지 혼합액인지를 판단하는 단계; 및 상기 판단결과에 기초하여 상기 침전조의 슬러지층의 높이를 연산하는 단계를 포함하는 슬러지층의 높이 측정방법이 개시된다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 슬러지가 침전된 침전조로부터 높이에 따라 구별하여 침전조의 내용물을 순차로 흡입하여 외부로 인출하는 단계; 상기 순차로 인출된 내용물을 측정 셀에 흐르게 하는 단계; 상기 측정 셀의 내용물의 투과 광도를 측정하는 단계; 상기 측정된 투과 광도와 기설정된 기준 투과 광도를 비교하여 상기 내용물이 슬러지인지 혼합액인지를 판단하는 단계; 및 상기 판단결과에 기초하여 상기 침전조의 슬러지층의 높이를 연산하는 단계를 포함하는 슬러지층의 높이 측정방법이 개시된다.

바람직하게, 기설정된 배출시점의 슬러지층의 높이에 대응하여 인출된 내용물의 투과 광도가 기준 투과 광도 이하인 경우, 상기 침전조에 침전된 슬러지를 인발하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기의 구성에 의하면, 침전조에 침전되는 슬러지층의 높이를 정확하고 신뢰성 있게 측정할 수 있다.

또한, 측정장치에 대해 잦은 세척이 필요 없으며, 세척을 하더라도 손쉽게 이루어진다.

도 1은 본 발명에 따른 측정장치가 적용된 예를 개략적으로 보여주는 구성도이다.
도 2는 도 1의 측정장치를 구체적으로 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 측정장치를 구동하기 위한 제어 컨트롤러의 기능적 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 측정장치를 구체적으로 나타낸 구성도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 측정장치가 적용된 예를 개략적으로 보여주는 구성도이고, 도 2는 도 1의 측정장치를 구체적으로 나타낸 구성도이다.

도 1을 참조하면, 침전조(100)에는 슬러지 인발펌프(300)가 연결되고, 그 내부에 시료수집통(200)이 설치된다. 시료수집통(200)에 연결된 시료펌프(250)에 의해 침전조(100)의 내용물은 외부로 인출되어 측정유닛(220)을 거쳐 혼합액 드레인 밸브로 혼합액이 배출되고, 슬러지 드레인 밸브를 통하여 슬러지가 배출된다. 또한, 배관과 측정유닛을 세정하기 위해 시료펌프(250)의 전단에 압축공기가 별도의 압축펌프에 의해 공급되거나, 시료펌프(250)의 후단에 PH 세정수가 공급되어 시료펌프(250)의 역회전에 의해 시료펌프(250) 전단의 배관을 세정할 수 있다. 설명하지 않은 도면부호 210은 유량계를 나타낸다.

또한, 압축공기의 공급밸브, 유량계(210), 측정유닛(220), 시료펌프(250), 세정수의 공급밸브 및 혼합액과 슬러지 드레인은 각각 제어 컨트롤러에 의해 제어된다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 침전조(100)의 내부에는 미세 슬러지와 물이 혼재하는 혼합액층(104)과 침전된 슬러지가 쌓이는 슬러지층(102)이 구별된다.

침전조(100) 내부에는 혼합액층(104)과 슬러지층(102)을 관통하여 바닥까지 연장하는 시료수집통(200)이 수직으로 설치된다.

시료수집통(200)은, 가령 원통이나 육면체통과 같은 통 형상으로 내부는 밀폐되고, 길이방향을 따라 수직으로 또는 나선상으로 다수 개의 유입공(202, 204, 206, 208)이 일정한 간격으로 형성된다. 도 2에서는 편의상 4개의 유입공 만을 도시하고 있다.

시료수집통(200)은 조립식으로 제작할 수 있는데, 가령 길이가 4m라고 하면, 1m 길이의 원통을 4개 조립하여 구성할 수 있으며, 이 경우 조립 부분에서 밀폐를 유지해야 한다. 더불어 시료수집통(200)의 내부 바닥에는 누수감지 센서가 부착되어 원통 내부의 누수를 감지할 수 있다.

시료수집통(200) 내부에는 유입공(202, 204, 206, 208)과 연통하는 시료튜브(212, 214, 216, 218)가 모여 외부로 연장된다. 후술하는 바와 같이, 유입공(202, 204, 206, 208)으로 유입되는 혼합액이나 슬러지는 시료튜브(212, 214, 216, 218)를 통하여 측정유닛(220)에 공급된다. 마찬가지로, 유입공(202, 204, 206, 208)과 시료튜브(212, 214, 216, 218)의 연결 부분에는 내용물이 누설되지 않도록 한다.

이러한 구조에 의하여, 상기한 바와 같이, 시료수집통(200)의 내부는 밀폐 상태를 유지할 수 있다.

바람직하게, 시료수집통(200)의 유입공(202, 204, 206, 208)에는 스트레이너가 부착될 수 있으며, 이물질에 의해 시료 유입이 안 되거나 막힌 경우 유입방향과 반대 방향으로 압축공기를 배출함으로써 이물질을 제거할 수 있다.

측정유닛(220)은 유입공(202, 204, 206, 208)에 일대일로 대응하는 다수의 측정 셀(231, 232, 233, 234)과, 각 측정 셀(231, 232, 233, 234)에 설치된 수발광소자(241, 241a)(242, 242a)(243, 243a)(244, 244a)로 구성된다.

여기서, 수발광소자 대신에 흡광도로 시료의 농도를 측정하는 광도계(photometer)가 사용될 수 있다. 광도계를 이용하는 경우에는, 펄스신호를 방사하거나 수신한 펄스신호를 카운트할 필요가 없기 때문에 구조가 더 간단하다는 이점이 있다.

선택적으로, 측정 셀(231, 232, 233, 234)의 전단이나 후단 또는 양단에 밸브(221, 222, 223, 224)가 설치될 수 있으며, 바람직하게, 밸브(221, 222, 223, 224)는 전기신호에 의해 개폐되는 전자식 밸브일 수 있다.

바람직하게, 측정유닛(220)은 독립형(stand alone) 케이스에 수용되어 침전조(100)에 인접하여 설치될 수 있다.

도 2를 참조하면, 측정 셀(231, 232, 233, 234)의 내부에는 발광소자(241, 242, 243, 244)와 수광소자(241a, 242a, 243a, 244a)가 측정 셀(231, 232, 233, 234)의 직경 방향, 다시 말해 내용물이 흐르는 방향을 가로질러 설치된다. 시료튜브(212, 214, 216, 218)를 통하여 유입된 내용물, 즉 혼합액이나 슬러지가 흐를 때, 발광소자(241, 242, 243, 244)로부터 수광소자(241a, 242a, 243a, 244a)로 가령 적외선 펄스가 방사된다.

측정 셀(231, 232, 233, 234)의 후단에는 펌프(250)가 연결되어 시료수집통(200)의 유입공(202, 204, 206, 208)으로부터 펌프(250) 입력 측에 부압(마이너스압)이 걸리도록 하여 침전조(100)의 혼합액이나 슬러지가 원활하게 유입되도록 한다.

바람직하게, 펌프(250)로는 튜브 연동식 정량펌프(peristaltic tubing pump)가 적용될 수 있다.

이 실시 예에서 펌프(250)는 다수 개 설치되며, 각 펌프(250)에 대해 다수의 측정 셀을 일정하게 분할하여 할당할 수 있다. 가령, 측정 셀이 모두 50개라면, 10개씩 분할하여 모두 5대의 펌프가 사용될 수 있다.

선택적으로, 펌프(250)의 후단에는 세정을 위한 구성을 구비할 수 있다. 구체적으로, 각 측정 셀(231, 232, 233, 234)에 대응하여 펌프(250)의 후단에는 3방 밸브(225, 226, 227, 228)이 설치되어 세정수나 압축공기를 공급하기 위한 세정라인(225a, 226a, 227a, 228a)이 추가로 연결된다. 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.

도 3은 본 발명의 측정장치를 구동하기 위한 제어 컨트롤러의 기능적 구성을 나타내는 블록도이다.

메모리(20)에는 각 발광소자(241, 242, 243, 244)에서 각 수광소자(241a, 242a, 243a, 244a)로 방사한 펄스신호를 카운트한 카운트 정보가 임시로 저장되거나, 슬러지로 판단하기 위한 기준 투과 광도 또는 침전조 내의 슬러지 배출 시점의 슬러지층의 높이정보 등이 저장될 수 있다. 여기서, 슬러지층의 높이정보는 실제 해당 높이에 대응하는 유입공과 연통하는 측정 셀에 설치된 수광소자의 식별정보로 저장될 수 있다.

비교판단부(30)는 각 수광소자(241a, 242a, 243a, 244a)가 펄스신호의 개수에 기초하여 측정 셀(231, 232, 233, 234)을 흐르는 내용물이 슬러지인지의 여부를 판단하거나, 현재 슬러지층의 높이를 판단하여 제어부(10)에 전달한다.

표시부(40)는 제어부(10)의 명령으로 현재 슬러지층의 높이를, 가령 GUI 환경으로 LCD 등에 표시한다.

이하, 본 발명의 일 실시 예에 따른 측정장치의 동작에 대해 설명한다.

제어 컨트롤러가 동작하면, 제어부(10)는 각 밸브(221, 222, 223, 224)의 개폐상태를 확인하고, 펌프(250)를 구동한다.

펌프(250)의 구동에 따라 그 전단에 부압이 걸리면, 각 유입공(202, 204, 206, 208)을 통하여 혼합액이나 슬러지가 유입된다.

여기서, 설명의 편의를 위하여 유입공(206, 208)에는 혼합액이 유입되고, 유입공(202, 204)에는 슬러지가 유입되는데 유입공(202)으로 유입되는 슬러지의 농도가 더 진한 것으로 가정한다. 또한, 유입공(204)이 실제 배출 시점의 슬러지층의 높이에 대응하는 유입공인 것으로 가정한다.

각 유입공(202, 204, 206, 208)으로 유입된 혼합액이나 슬러지는 열려 있는 밸브(221, 222, 223, 224)를 경유하여 측정 셀(231, 232, 233, 234)로 유입된다.

제어부(10)는, 펌프(250) 구동 후 일정시간 지난 다음, 다시 말해 혼합액이나 슬러지가 측정 셀(231, 232, 233, 234)로 유입된 다음, 발광소자(241, 242, 243, 244)를 제어하여 적외선 펄스를 일정한 주기로 방사하도록 한다.

발광소자(241, 242, 243, 244)에서 방사된 적외선은 측정 셀(231, 232, 233, 234)의 내부를 흐르는 혼합액이나 슬러지를 가로질러 수광소자(241a, 242a, 243a, 244a)에 도달하거나 도달하지 못하게 된다. 즉, 측정 셀(231, 232, 233, 234)의 내부를 흐르는 내용물이 혼합액인 경우는 적외선 펄스가 도달하지만, 슬러지인 경우에는 도달하지 못한다.

적외선 펄스의 방사는 기설정된 시간 동안 일정한 간격으로 또는 기설정된 횟수만큼 수행되며, 제어부(10)는 각 수광소자(241a, 242a, 243a, 244a)가 감지한 펄스신호의 개수를 카운트하고, 카운트 정보를 임시로 메모리(20)에 저장한다.

기설정된 시간이 경과하거나 기설정된 횟수로 적외선 펄스의 방사가 수행된 후, 비교판단부(30)는 각 수광소자(241a, 242a, 243a, 244a)에 대응하는 카운트 정보를 참조하여 각 유입공(202, 204, 206, 208)의 높이에 대해 현재 슬러지층이 형성되어 있는지 또는 혼합액층이 형성되어 있는지를 판단한다.

이러한 판단에 기초하여 제어부(10)는 표시부(40)로 하여금 이를 LCD 등의 표시유닛에 나타내도록 한다. 바람직하게, 표시부(40)는 GUI 환경으로 침전조 내부와 동일한 인터페이스 이미지에 슬러지와 혼합액을 분리하여 표시함으로써, 사용자가 직관적으로 침전조 내부의 상태를 인식하도록 할 수 있다.

특히, 각 수광소자(241a, 242a, 243a, 244a)가 감지한 적외선 펄스신호에 기초한 카운트 정보로부터 슬러지의 상태와 혼합액의 상태를 여러 단계로 나누어 색상을 달리하거나 색조를 달리하여 표시함으로써 훨씬 실제 상황과 유사하게 표현할 수 있다.

상기 판단과 함께, 비교판단부(30)는 메모리(20)에 저장된 침전조 내의 슬러지 배출 시점의 슬러지층의 높이정보에 대응하는 유입공(204)과 연통하는 측정 셀(233)의 수광소자(243a)의 투과 광도가 기준 투과 광도 이하인지를 판단한다.

기준 투과 광도 이상이면, 현재 슬러지층의 높이가 메모리(20)에 저장된 슬러지 배출 시점의 슬러지층의 높이까지 도달하지 않은 것이므로 무시한다.

반면, 기준 투과 광도 이하인 것으로 판단되면, 현재 슬러지층의 높이가 메모리(20)에 저장된 슬러지 배출 시점의 슬러지층의 높이까지 도달한 것이므로, 제어부(10)는 슬러지 인발 펌프(300)를 구동하여 침전조(100) 내부의 슬러지를 인발한다.

상기와 같은 과정을 일정한 시간 단위로 주기적으로 반복 수행함으로써 침전조 내부의 상황을 거의 실시간으로 사용자에게 알려주는 효과를 얻을 수 있으며, 자동으로 침전조로부터 슬러지를 인발할 수 있다.

상기의 과정을 수행하는 과정에서, 시료튜브(212, 214, 216, 218)나 밸브(221, 222, 223, 224), 측정 셀(231, 232, 233, 234)을 세척할 필요가 있다.

상기한 바와 같이, 도 2를 참조하면, 3방 밸브(225, 226, 227, 228)에는 세정수 또는 압축공기를 공급하기 위한 세정라인(225a, 226a, 227a, 228a)이 연결되어 선택적으로 개폐할 수 있도록 구성된다. 여기서, 세정수로 일정한 PH 산도를 갖는 세정수를 사용하는 것이 바람직하다.

이러한 구성에 의하면, 세척시에는 3방 밸브(225, 226, 227, 228)의 드레인 연결부를 차단하여 세정라인(225a, 226a, 227a, 228a)이 펌프(250)와 연통하도록 한 후 펌프(250)를 역회전으로 구동하면, 세정라인(225a, 226a, 227a, 228a)을 통하여 세정수 또는 압축공기가 흡입되어 측정 셀(231, 232, 233, 234), 밸브(221, 222, 223, 224), 및 시료튜브(212, 214, 216, 218)에 공급되면서 그 내부에 쌓인 슬러지나 이물질이 모두 제거된다.

상기의 실시 예에서는 펌프(250)의 전단에 측정유닛(220)이 설치되는 것을 예로 들었으나, 이에 한정하지 않고 펌프(250)의 후단에 설치하는 것도 가능하다.

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 측정장치가 적용된 예를 개략적으로 보여주는 구성도이다.

도 1에 따른 실시 예에 의하면, 시료튜브(212, 214, 216, 218)의 개수가 많아짐에 따라 펌프(250)도 다수 개 설치되어야 하기 때문에 그에 따른 제조비용이 문제가 될 수도 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해서 도 4의 실시 예가 적용될 수 있다.

도 4를 참조하면, 각 시료튜브(212, 214, 216, 218)에 연결된 밸브(221, 222, 223, 224)의 출력은 공동배관(310)을 통하여 측정 셀(340)에 연결된다.

측정 셀(340)에는, 가령 한 쌍의 발광소자(341)와 수광소자(341a)로 이루어진 감지센서가 설치되고, 측정 셀(340)은 펌프(350)에 연결된다.

또한, 선택적으로, 펌프(350)의 후단에는 세정을 위한 3방 밸브(355)가 설치되고, 도 1과 같이, 3방 밸브(355)는 세정라인(355a)과 2개의 드레인 밸브, 즉 혼합액 드레인과 슬러지 드레인에 각각 연결된다.

도 4에서 점선은 제어 컨트롤러에 의한 각 밸브(221, 222, 223, 224)의 제어를 나타낸다.

이하, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 측정장치의 동작에 대해 설명한다.

침전조(100)의 수면에 인접한 유입공(208)에 대응하는 밸브(221)만 개방하고 나머지 밸브(222, 223, 224)는 폐쇄한 상태에서, 펌프(350)를 구동하면 유입공(208)으로부터 내용물이 흡입되어 측정 셀(340)을 채운다.

이어, 발광소자(341)로부터 적외선 펄스를 일정 시간 동안 또는 일정한 개수로 방사하고, 이에 대응하는 수광소자(341a)가 검출한 펄스의 개수를 카운트하여 메모리(20)에 저장한다.

다음, 카운트 정보에 기초하여 유입공(208)으로부터 유입된 내용물의 투과 광도를 연산하고, 이를 메모리(20)에 저장되어 있는 기준 투과 광도와 비교한다.

비교결과, 연산한 투과 광도가 기준 투과 광도보다 작으면, 유입된 내용물이 슬러지인 것으로 판정한다.

이러한 과정을 전체 유입공(202, 204, 206, 208)에 대해 수행하여 현재의 침전조의 내부 상태를 표시한다.

이 과정에서, 메모리(20)에 저장된 침전조 내의 슬러지 배출 시점의 슬러지층의 높이정보에 대응하는 유입공(204)으로 유입된 내용물의 투과 광도가 기준 투과 광도 이하인지를 판단한다.

기준 투과 광도 이상이면, 현재 슬러지층의 높이가 메모리(20)에 저장된 슬러지 배출 시점의 슬러지층의 높이까지 도달하지 않은 것이므로 무시한다. 반면, 기준 투과 광도 이하인 것으로 판단되면, 현재 슬러지층의 높이가 메모리(20)에 저장된 슬러지 배출 시점의 슬러지층의 높이까지 도달한 것이므로, 제어 컨트롤러는 슬러지 인발 펌프(300)를 구동하여 침전조(100) 내부의 슬러지를 인발한다.

한편, 세정 시에는 3방 밸브(355)의 드레인 연결부를 차단하여 세정라인(355a)이 펌프(350)와 연통하도록 하고, 밸브(221, 222, 223, 224)를 개방한 후 펌프(350)를 역회전으로 구동하면, 세정라인(355a)을 통하여 세정수가 흡입되어 측정 셀(340), 밸브(221, 222, 223, 224), 및 시료튜브(212, 214, 216, 218)에 공급되면서 그 내부에 쌓인 박테리아, 슬러지 또는 이물질이 모두 제거된다.

또한, 압축공기를 이용하는 경우, 측정 셀(340)의 전단에 3방 밸브(365)가 설치되고, 3방 밸브(365)는 압축공기 라인(365a)과 연결되어 밸브(221, 222, 223, 224), 및 시료튜브(212, 214, 216, 218)에 공급되면서 그 내부에 쌓인 슬러지나 이물질이 모두 제거된다.

이 실시 예에 의하면, 하나의 측정 셀(340)과 한 대의 펌프(350)만을 이용할 수 있어, 제조비용이 저렴하다는 이점이 있다.

이와 달리, 슬러지 인발과 동시에 세정을 하는 경우에는 별도의 세정 설비를 설치하지 않고도 가능하다. 즉, 상기한 바와 같이, 유입공(204)으로 유입된 내용물의 투과 광도가 기준 투과 광도 이하로 판정되어, 슬러지 인발펌프(300)에 의해 슬러지가 인발되면, 인발에 의해 슬러지층(102)이 없어지면서 이를 혼합액층(104)에 대체하게 된다.

따라서, 이 시점에서 밸브(221, 222, 223, 224)를 모두 개방하고 모든 유입공(202, 204, 206, 208)을 통하여 내용물을 흡입하면, 그 시점에서 내용물은 모두 혼합액이기 때문에 유입공(202, 204, 206, 208)부터 펌프(350)까지의 내부 배관은 모두 세정될 수 있다.

이 실시 예에 의하면, 혼합액에 의한 세정이므로 세정의 질이 다소 떨어질 수는 있지만, 하나의 측정 셀(340)과 한 대의 펌프(350)만을 이용하고, 특히 별도의 세정설비를 필요로 하지 않나 제조비용이 더욱 저렴하다는 이점이 있다.

이상에서는 본 발명의 실시 예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있음은 물론이다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 상기의 실시 예에 한정되어 해석되어서는 안 되며 이하에 기재된 특허청구범위에 의해 해석되어야 한다.

200: 시료수집통
202, 204, 206, 208: 유입공
212, 214, 216, 218: 시료튜브
220: 측정유닛
221, 222, 223, 224: 밸브
231, 232, 233, 234: 측정 셀
241, 242, 243, 244: 발광소자
241a, 242a, 243a, 244a: 수광소자
250: 펌프

Claims

슬러지가 침전된 침전조에 바닥까지 연장하도록 설치되며, 측면에 다수의 유입공이 형성된 시료수집통;
상기 유입공 각각에 연통하여 외부로 연장하는 다수의 시료튜브;
상기 시료튜브에 연결되어 상기 시료튜브로부터 제공된 상기 침전조의 내용물의 광도를 측정하는 측정유닛; 및
상기 측정유닛의 후단에 연결되는 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러지층의 높이 측정장치.
청구항 1에 있어서,
상기 측정유닛은,
상기 시료튜브 각각에 연결된 밸브;
상기 밸브 각각에 연결된 다수의 측정 셀; 및
상기 측정 셀 각각에 설치된 광도 측정센서를 포함하며,
상기 펌프는 다수 개 설치되며, 각 펌프에 대해 상기 다수의 측정 셀을 일정하게 분할하여 할당하는 것을 특징으로 하는 슬러지층의 높이 측정장치.
청구항 1에 있어서,
상기 측정유닛은,
상기 시료튜브 각각에 연결된 밸브;
상기 밸브에 공통으로 연결된 공동 입력;
상기 공동 입력에 연결된 하나의 측정 셀; 및
상기 측정 셀에 설치된 광도 측정센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러지층의 높이 측정장치.
청구항 2 또는 3에 있어서,
상기 광도 측정센서는 상기 내용물의 흐름 방향을 가로질러 대향하도록 설치된 한 쌍의 발광소자 및 수광소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러지층의 높이 측정장치.
청구항 2 또는 3에 있어서,
상기 광도 측정센서는 광도계(photometer)를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러지층의 높이 측정장치.
청구항 1에 있어서,
상기 펌프의 후단에는 상기 측정 셀에 대응하여 다수의 3방 밸브가 설치되고, 상기 3방 밸브에는 각각 혼합액과 슬러지를 각각 배출하는 드레인 및 세정수를 공급하는 세정라인이 연결되는 것을 특징으로 하는 슬러지층의 높이 측정장치.
청구항 2에 있어서,
상기 측정 셀의 전단에 하나의 3방 밸브가 설치되고, 상기 3방 밸브는 압축공기 라인과 연결되는 것을 특징으로 하는 슬러지층의 높이 측정장치.
청구항 2에 있어서,
상기 펌프의 후단에는 하나의 3방 밸브가 설치되고, 상기 3방 밸브에는 혼합액과 슬러지를 배출하는 드레인 및 세정수를 공급하는 세정라인이 연결되는 것을 특징으로 하는 슬러지층의 높이 측정장치.
청구항 1 또는 2에 있어서,
제어 컨트롤러를 더 포함하며,
상기 제어 컨트롤러는,
슬러지로 판단하기 위한 기준 투과 광도 또는 슬러지 배출 시점의 슬러지층 높이정보를 저장하는 메모리;
상기 측정유닛으로부터 측정된 광도에 기초하여 상기 내용물이 슬러지인지의 여부를 판단하고, 현재 슬러지층의 높이가 상기 배출 시점의 슬러지층 높이까지 쌓여있는지를 판단하는 비교판단부; 및
상기 비교판단부의 판단 결과에 기초하여 현재 침전조 내부의 상황을 표시하도록 하거나, 슬러지 인발 펌프를 구동하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러지층의 높이 측정장치.
청구항 1에 있어서,
상기 시료수집통은 내부가 밀폐된 통 형상이며, 상기 유입공은 상기 시료수집통의 길이방향으로 일정한 간격으로 형성되는 것을 특징으로 하는 슬러지층의 높이 측정장치.
슬러지가 침전된 침전조에 시료수집통을 바닥까지 연장하고 측면에 다수의 유입공을 통하여 높이에 따라 구별하여 내용물을 흡입하여 외부로 인출하는 단계;
상기 유입공 각각에 연통하여 외부로 연장하는 다수의 시료튜브를 통하여 흐르게 하는 단계;
상기 시료튜브에 연결된 측정유닛을 이용하여 상기 시료튜브로부터 제공된 상기 침전조의 내용물의 투과 광도를 측정하는 단계;
상기 측정된 투과 광도와 기설정된 기준 투과 광도를 비교하여 상기 내용물이 슬러지인지 혼합액인지를 판단하는 단계; 및
상기 판단결과에 기초하여 상기 침전조의 슬러지층의 높이를 연산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러지층의 높이 측정방법.
삭제
청구항 11에 있어서,
기설정된 배출시점의 슬러지층의 높이에 대응하여 인출된 내용물의 투과 광도가 기준 투과 광도 이하인 경우, 상기 침전조에 침전된 슬러지를 인발하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러지층의 높이 측정방법.