KR101543299B1 - 약품투입장치 및 이를 포함한 상수도 통합관리 제어 시스템 - Google Patents

약품투입장치 및 이를 포함한 상수도 통합관리 제어 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 약품투입장치 및 이를 포함한 상수도 통합관리 제어 시스템에 관한 것으로, 유량을 측정하는 유량 측정부; 차아염소산나트륨수용액이 보관된 약품탱크; 및 상기 약품탱크 안에 저장되어 있는 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도 측정 값이 입력되는 입력부; 를 포함하는 것을 기술적 특징으로 하며, 시간 또는 온도에 따라 약품탱크 안에 있는 차아염소산나트륨수용액이 분해되어 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소의 농도가 감소하는 것을 감안하여, 차아염소산나트륨수용액을 더 많이 투입함으로써, 원하는 적정량의 염소가 물속에 투입될 수 있는 효과가 있다.

Description

약품투입장치 및 이를 포함한 상수도 통합관리 제어 시스템{The Inputting Apparatus of Chemicals and Intergrated Management System for Water Supply}
본 발명은 약품투입장치 및 이를 포함한 상수도 통합관리 제어 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상수원수의 정수처리를 위해 사용되는 약품탱크에 저장되어 있는 차아염소산나트륨수용액이 일정 기간 경과 후에 분해됨에 따라 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도가 감소되는 것을 감안하여 차아염소산나트륨수용액 투입량을 제어함으로, 약품탱크에 차아염소산나트륨수용액을 주입 후 일정 기간이 경과하여도 원하는 적정량의 염소가 물속에 잔류할 수 있도록 하는 약품투입장치 및 이를 포함한 상수도 통합관리 제어 시스템에 관한 것이다.
수처리공정에 있어서 살균소독기술은 거의 대부분을 염소계 소독제에 의존하고 있다. 특히 상수도 처리 공정에 있어서의 살균소독은 90% 이상을 염소계 소독인 염소, 차아염소산나트륨, 차아염소산칼슘 등을 사용하고 있다.
염소주입설비의 경우 독성물질인 염소의 누출위험이 항시 내재되어 있으며, 염소사용에 따른 안전관리 전문가의 필요 및 유지관리비용의 증가, 안전관리자의 위험으로의 노출 등의 문제를 가지고 있다. 또한, 염소주입 시에 물과 반응하여 부산물인 클로레이트가 형성될 수 있다는 문제점을 포함하고 있다.
이에 최근에는 염소 대신 차아염소산나트륨수용액을 많이 사용하는 추세이다.
최근 수처리공정에서는 5%의 유효염소 농도를 가지는 차아염소산나트륨수용액을 사용하고 있으며, 상기 차아염소산나트륨수용액을 저장하는 약품탱크는 3~5개월 정도 사용할 수 있는 용량이다.
차아염소산나트륨수용액은 불안정한 물질로 저장 중에 서서히 자기 분해하며, 이에 따라 일정 기간이 경과한 후에는 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도가 약품탱크에 주입 시점의 유효염소 농도에 비해 감소하게 된다.
따라서, 유량을 고려하여 적정량의 차아염소산나트륨수용액을 투입한다 하더라도, 실제적으로는 투입되는 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소의 양이 목표치에 미달하게 되는 문제가 있다.
대한민국등록특허공보 제10-1274983호(2013.06.17.)에는 센서를 이용한 잔류염소농도의 측정방법과 측정장치 및 그를 이용한 정수처리시스템이 개시되어 있고, 대한민국공개특허공보 제10-2014-0073450호(2014.06.16.)에는 잔류염소센서를 이용한 관로 내 용수의 체류시간 예측방법을 통한 수질 관리 시스템 및 수질 관리 방법이 개시되어 있다.
상기 센서는 5ppm 까지만 실시간으로 잔류염소를 측정할 수 있을 뿐, 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도가 몇 %인지 실시간으로 측정할 수 있는 센서는 아직까지 개발되지 않았다.
KR 10-1274983 B1 2013.06.17. KR 10-2014-0073450 A 2014.06.16.
본 발명의 목적은, 시간 또는 온도에 따라 약품탱크 안에 있는 차아염소산나트륨수용액이 분해되어 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소의 농도가 감소하는 것을 감안하여, 차아염소산나트륨수용액을 더 많이 투입하는 약품투입장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 유입량이 동일하더라도 시간 또는 온도에 따라 차아염소산나트륨수용액의 투입량을 다르게 하는 약품투입장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 약품탱크에 차아염소산나트륨수용액을 주입하고 일정 기간이 경과한 후에도 원하는 적정량의 염소가 물속에 잔류할 수 있도록 하는 상수도 통합관리 제어 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 주변 환경의 상황을 고려하여 원하는 적정량의 염소가 물속에 투입될 수 있도록 하는 재염소투입설비 자동화시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 다음과 같은 수단을 제공한다.
본 발명의 약품투입장치는 유량을 측정하는 유량 측정부; 차아염소산나트륨수용액이 저장된 약품탱크; 및 상기 약품탱크 안에 저장되어 있는 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도 측정 값이 입력되는 입력부;가 포함된다.
또한, 결정된 양의 차아염소산나트륨수용액을 투입하는 정량펌프가 더 포함된다.
본 발명의 상수도 통합관리 제어시스템은 상기 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도가 감소되는 것을 보정하는 약품투입콘트롤러를 구비하되, 상기 약품투입콘트롤러는; 상기 약품탱크에 주입시 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도와 측정된 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도의 차이가 표시되는 디스플레이부 및 유량과 설정잔류염소농도에 상기 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도 변화가 더 감안되어 차아염소산나트륨수용액의 투입량이 산출되는 연산부를 포함한다.
본 발명의 상기 입력부는, 상기 차아염소산나트륨수용액을 샘플링한 후 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도를 측정한 값을 사용자로부터 직접 입력을 받거나, 기 저장된 데이터베이스로부터 해당 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도를 불러와 입력하거나 또는 실시간 측정에 의해 자동으로 입력한다.
상기 입력부에 실시간 측정에 의해 자동으로 입력하는 경우는, 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도 측정장치를 이용하여 실시간으로 물에 희석된 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도를 측정하고, 상기 측정된 농도 값을 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도로 환산하여 상기 입력부에 자동으로 입력한다.
본 발명의 재염소투입설비 자동화 시스템은 차아염소산나트륨수용액이 저장된 약품탱크; 상기 약품탱크 안에 저장되어 있는 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소의 농도 측정 값이 입력되는 입력부와 차아염소산나트륨수용액의 투입량이 산출되는 연산부를 포함하는 재염 제어반; 상기 재염 제어반에 의해 결정된 양의 차아염소산나트륨수용액을 투입하는 정량펌프; 송배수관에 흐르는 유량을 측정하는 유량계실; 및 상기 차아염소산나트륨수용액을 투입한 물의 잔류염소농도를 측정하는 잔류염소센서를 포함한다.
상기 재염 제어반은, 상기 약품탱크에 주입시 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도와 상기 측정된 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도의 차이가 표시되는 디스플레이부를 더 포함하며, 상기 연산부는 유량과 설정잔류염소농도에 상기 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도 변화가 더 감안되어 차아염소산나트륨수용액의 투입량을 산출한다.
본 발명은 상기 약품탱크에 주입된 차아염소산나트륨수용액의 저장기간과 상기 약품탱크에 차아염소산나트륨수용액 주입시 약품탱크 주변 온도, 차아염소산나트륨수용액을 물에 투입시 약품탱크 주변 온도 및 두 시점의 온도변화가 상기 디스플레이부에 표시되고, 상기 약품탱크 저장기간 및 온도 변화를 감안하여 보정계수가 산출되며, 유량과 잔류염소농도 및 설정잔류염소농도에 상기 보정계수가 더 감안되어 자동연산 프로그램이 포함된 연산부에 의하여 차아염소산나트륨수용액의 투입량이 산출된다.
본 발명에 따른 약품투입장치는 시간 또는 온도에 따라 약품탱크 안에 있는 차아염소산나트륨수용액이 분해되어 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소의 농도가 감소하는 것을 감안하여, 차아염소산나트륨수용액을 더 많이 투입함으로써, 원하는 적정량의 염소가 물속에 투입될 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따른 상수도 통합관리 제어 시스템은 약품탱크에 차아염소산나트륨수용액을 주입하고 일정 기간이 경과한 후에도 원하는 적정량의 염소가 물속에 잔류할 수 있도록 하는 장점이 있다.
본 발명에 따른 재염소투입설비 자동화시스템은 주변 환경의 상황을 고려하여 원하는 적정량의 염소가 물속에 투입될 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 약품투입장치 및 상수도 통합관리 제어 시스템의 개략적인 구성도.
도 2 본 발명의 일실시예에 따른 상수도 통합관리 제어 시스템의 약품투입 콘트롤러의 정면도.
도 3은 본 발명의 약품탱크 안에 저장되는 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도 측정장치의 개요도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 재염소투입설비 자동화 시스템의 개략적인 구성도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 재염소투입설비 자동화 시스템의 재염 제어반의 정면도.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
최근 정수처리공정에서, 원수에 정량펌프가 포함된 약품투입장치를 이용하여 차아염소산나트륨수용액을 투입하며, 차아염소산나트륨수용액이 투입된 이후에 적정량의 염소가 포함되어 있는지 확인하여 염소의 양이 적으면 재염소투입장치를 이용하여 차아염소산나트륨수용액을 투입한다. 염소는 배관의 종류, 온도, 이물질의 양, pH 등에 의해 영향을 받으므로, 이렇게 차아염소산나트륨수용액을 투입한 이후에 다시 차아염소산나트륨수용액을 투입하여 염소의 양이 일정 이상으로 유지할 수 있도록 하고 있다.
상기 약품투입장치 및 재염소투입장치에는 약품탱크가 구비되어 있는데, 상기 약품탱크는 3개월 사용을 기준으로 정하나, 실제적으로는 3개월 보다 긴 4~5개월 정도 사용하는 경우도 많이 있다. 상기 약품탱크에는 5%의 유효염소 농도를 가지는 차아염소산나트륨수용액이 저장되어 있다.
본 발명자가 약품탱크에 차아염소산나트륨수용액을 주입하고 일정 기간 경과 후에, 약품탱크에 저장되어 있는 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도를 측정해 본 결과, 3개월 이후부터는 시간이 경과할수록 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도가 감소되는 것을 확인하였으며, 그 감소 정도를 표 1에 나타내었다.
주입 후 시간 경과 3개월 후 4개월 후 5개월 후
측정 시점 6월17일 7월17일 8월19일
차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도 4.1% 3.6% 1.2%
겨울철에는 약품탱크에 저장되어 있는 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도가 크게 변하지 않지만, 표 1에서 보는 바와 같이, 측정 시점이 여름이어서 온도가 높은 조건에서는 3개월 이후에 약품탱크에 저장되어 있는 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도가 감소하는 것을 확인하였다. 또한, 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도가 낮은 상태에서는 더 빨리 감소되는 것을 확인하였다.
현재 정수처리장에서 사용되고 있는 센서는 잔류염소농도가 5ppm 이하에서만 실시간으로 측정이 가능하므로, 약품탱크로부터 투입되는 차아염소산나트륨수용액 중의 5%에 가까운 유효염소 농도가 실질적으로 얼마인지 센서를 이용하여 실시간으로 측정하는 것은 불가능하다. 따라서, 종래 상수도 통합관리 제어 시스템에서는 5%의 유효염소 농도를 가지는 차아염소산나트륨수용액이 투입될 것으로 간주하고, 차아염소산나트륨수용액의 투입량을 산정하고 있다. 다만, 차아염소산나트륨수용액이 외부 환경에 영향을 덜 받도록 이중으로 밀폐하며 햇빛이 차단되는 위치에 설치하였다.
그러나, 일정 기간이 경과한 후에는 약품탱크로부터 투입되는 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도가 밀폐의 정도, 온도, 시간의 경과에 따라 5% 미만으로 떨어지므로, 실질적으로 목표치 염소량보다 더 적게 투입되는 문제가 발생한다. 현재 사용되는 정량펌프는 오차범위가 매우 정밀하게 생산되므로 프로그램에 의해 책정된 양의 차아염소산나트륨수용액을 정확하게 펌핑할 수 있으나, 펌핑되기 이전에 변해진 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도로 인하여 약품투입장치 및 재염소투입장치에서 정확한 양이 투입되더라도 물속에 잔류되는 염소는 그 양이 적정치보다 적게 되는 것이다.
또한, 본 발명자는 차아염소산나트륨수용액의 보관 온도가 높으면 차아염소산나트륨수용액이 더 빨리 분해되어, 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도가 더 빨리 감소되는 것을 확인하였다.
본 발명의 목적은, 시간 또는 온도에 따라 약품탱크 안에 있는 차아염소산나트륨수용액이 분해되어 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소의 농도가 감소하는 것을 감안하여, 차아염소산나트륨수용액을 더 많이 투입하는 약품(염소)투입장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 약품탱크에 차아염소산나트륨수용액을 주입하고 일정 기간이 경과한 후에도 원하는 적정량의 염소가 물속에 잔류할 수 있도록 하는 상수도 통합관리 제어 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 주변 환경의 상황을 고려하여 원하는 적정량의 염소가 물속에 투입될 수 있도록 하는 재염소투입설비 자동화 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 상수도 통합관리 제어 시스템은 정수장 / 배수지 등 대규모 급수시설, 소규모 급수시설, 도농 간이상수도, 생활용수(군부대, 학교 등) 및 하·오수 처리시설 등에 설치하여 상용수를 살균, 소독 및 잔류염소농도를 유지하여 안정적인 물을 공급할 수 있도록 한다.
먼저, 소규모 급수시설, 도농 간이상수도, 생활용수(군부대, 학교 등)에 적용할 수 있는 본 발명의 일실시예에 따른 상수도 통합관리 제어 시스템을 설명한다.
본 출원인은 대한민국등록특허공보 제10-1177029호(2012.08.24.)에 농어촌 지역이나 산간 벽지에서 마을의 급수를 위한 마을 간이상수도에 적용하는 상수도 통합관리 감시 시스템을 출원하여 등록된 바 있다.
본 발명의 일실시예는 상기 상수도 통합관리 감시 시스템에 일정 기간이 경과함에 따라 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도가 감소하는 것을 보정할 수 있는 제어 수단을 더 포함한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 약품투입장치 및 상수도 통합관리 제어 시스템의 개략적인 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 상수도 통합관리 제어 시스템의 약품투입콘트롤러의 정면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 약품투입장치 및 상수도 통합관리 제어 시스템을 설명한다.
본 발명의 일실시예에 따른 약품투입장치(20)는 송배수관(9)에 흐르는 유량을 상시 측정 수신하는 유량 측정부(10)와, 차아염소산나트륨수용액이 저장된 약품탱크(21)와, 상기 약품탱크(21) 안에 저장되어 있는 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도 측정 값이 입력되는 입력부(22)와, 결정된 양의 차아염소산나트륨수용액을 투입하는 정량펌프(23)를 포함한다. 종래의 어떤 약품투입장치도 상기 약품탱크 안에 저장되어 있는 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도가 입력되는 입력부를 구비하지 않았으나, 본 발명의 약품투입장치(20)는 일정 기간이 경과함에 따라 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도가 감소하는 것을 보정할 수 있도록 하기 위해 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소의 농도가 입력되도록 입력부(22)를 더 구비한다. 상기 입력부(22)는 후술하는 바와 같이, 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소의 농도를 사용자가 직접 입력할수도 있고, 데이터베이스에 저장된 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소의 농도를 불러들여 입력할수도 있고, 실시간으로 측정된 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소의 농도가 자동 입력될 수도 있다.
상기 약품투입장치(20)는 상기 약품탱크(21)에 저장되어 있는 차아염소산나트륨수용액의 잔류량이 일정 기준 이하일 경우에 램프에 불이 들어오는 경광등(28)을 추가적으로 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 상수도 통합관리 제어시스템은,
상기 약품투입장치(20)와 상기 약품탱크(21)에 저장된 상기 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도가 감소되는 것을 보정하는 약품투입콘트롤러(24)를 포함하되,
상기 약품투입콘트롤러(24)는;
상기 약품탱크(21)에 주입시 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도와 측정된 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도의 차이가 표시되는 디스플레이부(25),
유량과 설정잔류염소농도에 상기 유효염소 농도 변화가 더 감안되어 차아염소산나트륨수용액의 투입량이 산출되는 연산부(26)를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 상수도 통합관리 제어 시스템은 상기 차아염소산나트륨수용액이 투입된 물을 저장하는 물탱크(30)를 더 포함한다.
상기 유량 측정부(10)는 약품 투입량을 결정하기 위하여 송배수관(9)에 설치한 바이패스 유량계 또는 산업용 미터 / 전자유량계에서 유량을 측정하고, 상기 약품투입컨트롤러(24)로 유량측정값을 전송하는 장치이다.
상기 약품탱크(21)는 차아염소산나트륨수용액을 보호함 또는 보온케이싱으로 안전하게 보호하는 탱크이다. 상기 약품탱크(21)는 약품의 성분에 의하여 부식되지 않고 쉽게 변형되지 않는 재질를 사용하며, 약품의 누설 등이 없고 약품의 소모량을 외부에서 쉽게 확인할 수 있는 구조로 되어 있다. 상기 약품탱크(21)는 약품 잔량 또는 약품 부족시 약품투입컨트롤러(24)에 신호를 보낼 수 있는 구조이다. 사용약품은 액상약품으로 5%의 유효염소 농도를 가지는 차아염소산나트륨수용액을 기본으로 사용한다. 하지만 유효염소의 농도가 다른 경우(6~12%)에도 상기 약품투입콘트롤러(24)의 사용약품 농도 설정 변경 기능이 있어 농도가 다른 약품도 사용이 가능하다.
상기 정량펌프(23)는 유량에 비례하여 설정된 농도 값에 맞는 약품량을 정확하게 제어하여 투입할 수 있는 성능이어야 한다.
상기 약품투입콘트롤러(24)는 디스플레이부(25), 연산부(26) 및 조작버튼(27)을 포함한다. 상기 디스플레이부(25)는 실시간으로 자동, 수동 및 원격으로 제어가 가능하며, 순시유량, 적산유량, 설정잔류염소농도, 유효염소 농도변화, 약품탱크 보관기간, 온도변화, 습도변화, 보정계수, 약품 잔량, 부족시 알람, 물탱크 수위 또는 작동상태 등을 표시하는 모니터링 부위로 제품별 LED, LCD, 터치패널을 사용한다. 또한, 옵션의 측정기기류 장착시 설정 및 표시가 가능하다.
상기 입력부(22)는 설정잔류염소농도, 약품탱크 주입일자, 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도 또는 사용약품 농도 설정변경 등을 입력할 수 있다.
본 발명에서 입력부(22)는 약품투입장치(20)의 구성으로 구분하였으나, 약품투입콘트롤러(24)의 일 구성으로 할 수도 있다.
상기 약품탱크(21)에 차아염소산나트륨수용액을 주입 후 일정 시점 이전까지는, 상기 유량 측정부(10)에서 유량측정값을 상기 약품투입콘트롤러(24)에 송신하며, 상기 약품투입콘트롤러(24)는 설정잔류염소농도에 맞게 자동연산 프로그램이 포함된 연산부(26)에서 유량에 비례하여 투입량을 결정하고 펄스 신호를 보내 정량펌프(23)를 구동한다. 상기 정량펌프(23)는 약품탱크(21)로부터 공급된 차아염소산나트륨수용액을 정량으로 약품이송부(12)와 인젝션센서를 통해 송배수관에 직접 투입한다.
상기 약품탱크(21)에 차아염소산나트륨수용액을 주입 후 일정 시점이 경과하면, 약품탱크(21) 안에 저장되어 있는 차아염소산나트륨수용액을 샘플링 한 후, 상기 샘플링 한 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도를 측정하여 상기 입력부(22)에 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도를 입력한다. 상기 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도 측정 주기는 특별히 한정되지 아니하며, 3일, 일주일 또는 10일에 한번 측정할 수 있다.
한편, 상기 약품탱크(21) 안에 저장되는 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소의 농도는 경험에 의해 자동으로 입력할 수도 있다. 즉, 위와 같이 일정 기간별로 특정지역의 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소의 농도를 측정하여 데이터베이스화하여 저장한 후에, 이후 단계에서 이를 적용하여 저장된 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도 값을 불러들여 입력할 수 있다.
다음은, 상기 입력부(22)에 상기 약품탱크(21) 안에 저장되는 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소의 농도를 입력하는 또 다른 방법을 설명한다.
차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소의 농도를 실시간으로 측정하여 상기 입력부(22)에 자동 입력되도록, 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도 측정장치(13)를 추가적으로 구비할 수 있다. 유효염소의 농도는 현재 5ppm까지만 실시간으로 측정할 수 있기에, % 단위의 유효염소를 실시간으로 측정할 수 있는 센서는 개발되어 있지 않다. 본 발명에서는 실시간으로 % 단위의 유효염소의 농도를 측정하기 위해 별도의 구성을 부가하였다.
도 3은 본 발명에 따른 약품탱크(21) 안에 저장되는 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소의 농도를 실시간으로 측정할 수 있는 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도 측정장치(13)의 개요도이다.
도 3을 참고하여, 상기 입력부(22)에 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소의 농도를 실시간으로 측정하여 자동 입력하는 방법을 설명한다.
상기 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도 측정장치(13)는 상기 유량 측정부(10) 이전의 송배수관(9)에 연결되어 구비될 수 있다. 상기 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도 측정장치(13)는 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도 측정장치(13) 안에 있는 물의 수위를 측정하여 자동으로 개폐하는 제1 솔레노이드 밸브(15)와, 상기 약품탱크(21) 안에 저장되는 차아염소산나트륨수용액을 소량 투입하는 투입구(14)와, 물과 상기 차아염소산나트륨수용액을 교반하는 교반기(18)와, 상기 교반기(18)를 구동하는 모터(17)와, 상기 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도를 측정하는 센서(19)와, 상기 차아염소산나트륨수용액을 포함하는 물을 배출하는 제2 솔레노이드 밸브(16)를 포함한다.
상기 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도 측정장치(13)는 실시간으로 물에 희석된 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도를 ppm 단위로 측정할 수 있으며, 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도 측정장치(13) 안에 있는 물의 양을 고려하여 상기 약품탱크(21) 안에 저장되는 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도를 % 단위로 환산하여 상기 입력부(22)에 자동으로 입력하게 된다.
상기 약품탱크(21)에 차아염소산나트륨수용액을 주입하고 일정 시점이 경과한 후에, 측정된 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도를 상기 약품투입컨트롤러(24)에 입력(또는, 데이터베이스에 저장된 유효염소 농도를 자동으로 불러오거나, 실시간 측정에 의한 유효염소 농도 값이 자동입력)하면, 상기 약품탱크(21)에 주입시 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도(a%)와 측정된 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도(b%)의 차이((a-b)%)가 디스플레이부(25)에 표시되며, 유량과 설정잔류염소농도에 상기 유효염소 농도 변화((a-b)%)가 더 감안되어 자동연산 프로그램이 포함된 연산부(26)에 의하여 차아염소산나트륨수용액의 투입량이 산출되며, 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도가 감소된 정도를 보정하여 차아염소산나트륨수용액이 더 많이 투입되게 된다.
한편, 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도 측정 값이 없을 경우에는, 상기 약품탱크(21)에 주입된 차아염소산나트륨수용액의 저장기간과 상기 약품탱크(21)에 차아염소산나트륨수용액을 주입시 약품탱크(21) 주변 온도, 차아염소산나트륨수용액을 물에 투입시 약품탱크(21) 주변 온도 및 두 시점의 온도변화가 디스플레이부(25)에 표시되고, 상기 약품탱크(21) 저장기간 및 온도 변화를 감안하여 보정계수가 산출되며, 유량과 설정잔류염소농도에 상기 보정계수가 더 감안되어 자동연산 프로그램이 포함된 연산부(26)에 의하여 차아염소산나트륨수용액의 투입량이 산출되며, 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도가 감소된 정도를 감안하여 차아염소산나트륨수용액이 더 많이 투입되게 된다.
종래에는, 약품탱크에 차아염소산나트륨수용액을 주입하고 일정 시점이 경과한 후에 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도가 감소되어, 정량의 차아염소산나트륨수용액을 투입한다 할지라도 물속에 염소가 목표치보다 적게 잔류하는 문제가 있었지만, 본 발명은 일정 시점이 경과한 후에 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도변화를 보정하거나, 약품탱크(21) 저장기간 및 온도변화를 감안하여 차아염소산나트륨수용액을 더 많이 투입함으로 물속의 잔류염소가 목표치를 유지하도록 하는 장점이 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 상수도 통합관리 제어 시스템은, 상기 약품탱크(21)에서 약품투입구(11)까지 차아염소산나트륨수용액을 이송하는 약품이송부(12), 상기 이송된 차아염소산나트륨수용액을 인젝션 렌서를 통해 송배수관에 연결하여 투입하는 약품투입구(11)를 더 포함한다. 펑션밸브와 인젝션 렌서를 사용하여 사이펀 현상과 역류방지 및 약품공급라인 관압 유지, 릴리이프 밸브 등의 기능을 가지는 구조이다.
본 발명의 일실시예에 따른 상수도 통합관리 제어 시스템은, 상기 차아염소산나트륨수용액을 투입한 물의 잔류염소농도를 포함하는 수질을 측정하는 수질감지센서를 더 포함할 수 있다. 상기 수질감지센서는 잔류염소농도 이외에 탁도, 수소이온농도, 전기전도도 등을 더 측정할 수 있도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 상수도 통합관리 제어 시스템은, 물탱크(30)와 지하수 관정을 무선 RF 통신으로 연결하여 물탱크(30) 수위에 따라 무선으로 지하수 관정을 제어하는 수위조절기를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 상수도 통합관리 제어 시스템은, 약품탱크(21) 및 물탱크(30) 수위를 측정하는 장치로, 로드셀을 이용하여 압력을 측정하여 약품탱크(21)나 물탱크(30) 수위를 백분률 형태로 나타내도록 구현된 수위측정기를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 상수도 통합관리 제어 시스템은, 상기 약품투입컨트롤러(24)에 연결되어, 무선 RF와 CDMA 이동전화로 연결하여 현장 관리자(이장)는 관리사로, 지자체 담당자는 웹상의 통합관리 시스템으로 물탱크 수위, 약품투입량, 약품 잔량, 지하수 사용량, 관정 및 물탱크 외부 침입 감시를 모니터링하며, 잔류염소농도 등을 원격으로 제어할 수 있다.
다음은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 대규모 상수도용 상수도 통합관리 제어 시스템을 설명한다.
대규모 상수도용 정수처리는 미생물을 일정농도 이하로 제거하는 일차소독과 급배수관망에서 미생물의 재증식을 억제하는 이차소독으로 분류할 수 있으며, 이에 근거하여 전염소 투입과 재염소 투입으로 분류된다.
전염소 투입과정은 전술한 본 발명의 일실시예에 따른 상수도 통합관리 제어 시스템에 해당되므로 자세한 설명을 생략하며, 재염소 투입과정을 재염소투입설비 자동화 시스템을 중심으로 설명한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 재염소투입설비 자동화 시스템의 개략적인 구성도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 재염소투입설비 자동화 시스템의 재염 제어반의 정면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 재염소투입설비 자동화 시스템을 설명한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 재염소투입설비 자동화 시스템은, 송배수관에 흐르는 유량 및 잔류염소농도를 측정하며, 설정잔류염소농도에 맞게 유량과 잔류염소농도와 설정잔류염소농도를 가지고 약품 투입량을 자동연산 프로세서에 의해 정량펌프를 제어하되, 일정 기간이 경과함에 따라 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도가 감소하는 것을 보정할 수 있는 자동제어 시스템이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 재염소투입설비 자동화 시스템은, 차아염소산나트륨수용액을 저장하는 약품탱크(40)와, 상기 약품탱크(40)에 차아염소산나트륨수용액을 주입하고 일정 기간이 경과한 후에 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도가 감소되는 것을 보정할 수 있는 재염 제어반(50)과, 상기 재염 제어반(50)에 의해 일정량의 차아염소산나트륨수용액을 투입하는 정량펌프(60)와, 송배수관에 흐르는 유량을 측정하는 유량계실(70) 및 상기 차아염소산나트륨수용액을 투입한 물의 잔류염소농도를 측정하는 잔류염소센서(80)를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 재염소투입설비 자동화 시스템은, 상기 약품탱크(40)에서 약품투입라인(42)까지 차아염소산나트륨수용액을 이송하는 약품이송부(44), 상기 이송된 차아염소산나트륨수용액을 인젝션 센서를 통해 송배수관에 연결하여 투입하는 약품투입라인(42), 1차 송수 채수라인(46) 및 2차 배수 채수라인(48)을 더 포함한다.
상기 약품탱크(40)는 차아염소산나트륨수용액을 보호함 또는 보온케이싱으로 안전하게 보호하는 탱크이다. 상기 약품탱크(40)는 약품의 성분에 의하여 부식되지 않고 쉽게 변형되지 않는 재질를 사용하며, 약품의 누설 등이 없고 약품의 소모량을 외부에서 쉽게 확인할 수 있는 구조로 되어 있다. 상기 약품탱크(40)는 약품 잔량 또는 약품 부족시 상기 재염 제어반(50)에 신호를 보낼 수 있는 구조이다. 사용약품은 액상약품으로 5%의 유효염소 농도를 가지는 차아염소산나트륨수용액을 기본으로 사용한다. 하지만 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소의 농도가 다른 경우(6~12%)에도 상기 재염 제어반(50)의 사용약품 농도 설정 변경 기능이 있어 농도가 다른 약품도 사용이 가능하다.
상기 유량계실(70)는 약품 투입량을 결정하기 위하여 배수지 또는 가압장에 설치된 유량계의 신호를 받거나, 검증된 초음파, 전자유량계 등으로 유량을 측정하여, 상기 재염 제어반(50)으로 유량측정값을 전송하는 장치이다.
상기 잔류염소센서(80)는 1차 잔류염소센서(81)와 2차 잔류염소센서(82)를 포함한다. 상기 1차 잔류염소센서(81)는 원수에 차아염소산나트륨수용액을 투입한 후에 배수관망을 거치면서 염소가 얼마나 소멸되었는지를 파악하기 위한 목적으로 재염소 투입 이전의 잔류염소농도를 측정하는 것이며, 상기 2차 잔류염소센서(82)는 재염소 투입 이후의 잔류염소농도를 측정하는 것이다.
상기 재염 제어반(50)은 상기 약품탱크(40) 안에 저장되어 있는 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소의 농도가 입력되는 입력부(51)와 차아염소산나트륨수용액의 투입량이 산출되는 연산부(52)를 포함한다.
상기 재염 제어반(50)은 상기 약품탱크(40)에 주입시 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도와 상기 측정된 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도의 차이가 표시되는 디스플레이부(53) 및 조작버튼(54)을 더 포함한다.
상기 연산부(52)는 유량과 설정잔류염소농도에 상기 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도 변화가 더 감안되어 차아염소산나트륨수용액의 투입량을 산출한다.
상기 입력부(51)는 설정잔류염소농도, 약품탱크 주입일자, 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도, 사용약품 농도 설정변경 등을 입력할 수 있다.
상기 디스플레이부(53)는 실시간으로 자동, 수동 및 원격으로 제거가 가능하며, 순시유량, 적산유량, 설정잔류염소농도, 1차 잔류염소농도, 2차 잔류염소농도, 유효염소 농도변화, 약품탱크 보관기간, 온도변화, 습도변화, 보정계수, 약품 잔량, 부족시 알람, 작동상태 등을 표시하는 모니터링 부위로 제품별 LED, LCD, 터치패널을 사용한다. 또한, 옵션의 측정기기류 장착시 설정 및 표시가 가능하다.
상기 약품탱크(40)에 차아염소산나트륨수용액을 주입 후 일정 시점 이전까지는, 상기 유량계실(70)에서 유량측정값을 상기 재염 제어반(50)에 송신하고, 상기 1차 잔류염소농도센서(81) 및 2차 잔류염소농도센서(82)에서 잔류염소농도값을 상기 재염 제어반(50)에 송신하며, 상기 재염 제어반(50)는 설정잔류염소농도에 맞게 자동연산 프로그램이 포함된 연산부(52)에 의하여 유량에 비례하여 투입량을 결정하고 펄스 신호를 보내 상기 정량펌프(60)를 구동한다. 상기 정량펌프(60)는 상기 약품탱크(40)로부터 공급된 차아염소산나트륨수용액을 정량으로 상기 약품이송부(44)와 인젝션센서를 통해 송배수관에 직접 투입한다.
상기 약품탱크(40)에 차아염소산나트륨수용액을 주입 후 일정 시점이 경과하면, 상기 약품탱크(40) 안에 저장되어 있는 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도를 측정하여 상기 입력부(51)에 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도를 입력한다. 상기 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도 측정 주기는 특별히 한정되지 아니하며, 3일, 일주일 또는 10일에 한번 측정할 수 있다.
상기 약품탱크(40)에 차아염소산나트륨수용액을 주입하고 일정 시점이 경과한 후에, 상기 재염 제어반(50)에 측정된 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도를 입력하면, 약품탱크(40)에 주입시 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도와 상기 측정된 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도의 차이가 상기 디스플레이부(52)에 표시되며, 유량과 잔류염소농도 및 설정잔류염소농도에 상기 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도 변화가 더 감안되어 자동연산 프로그램이 포함된 연산부(52)에 의하여 차아염소산나트륨수용액의 투입량이 산출되며, 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도가 감소된 정도를 보정하여 차아염소산나트륨수용액이 더 많이 투입되게 된다. 또한, 전염소투입과 마찬가지로 기존의 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도 변화를 데이터베이스로 저장하여 자동으로 계산된 값을 활용하거나, 실시간으로 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도 측정 데이터를 불러와 자동으로 차아염소산나트륨수용액의 투입량을 보정할 수 있다.
한편, 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도 측정치가 없을 경우에는, 상기 약품탱크(40)에 주입된 차아염소산나트륨수용액의 저장기간과 상기 약품탱크(40)에 차아염소산나트륨수용액 주입시 약품탱크(40) 주변 온도, 차아염소산나트륨수용액을 물에 투입시 약품탱크(40) 주변 온도 및 두 시점의 온도변화가 디스플레이부(52)에 표시되고, 상기 약품탱크(40) 저장기간 및 온도 변화를 감안하여 보정계수가 산출되며, 유량과 잔류염소농도 및 설정잔류염소농도에 상기 보정계수가 더 감안되어 자동연산 프로그램이 포함된 연산부(52)에서 차아염소산나트륨수용액의 투입량이 산출되며, 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도가 감소된 정도를 감안하여 차아염소산나트륨수용액이 더 많이 투입되게 된다.
종래에는, 약품탱크에 차아염소산나트륨수용액을 주입하고 일정 시점이 경과한 후에 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도가 감소되어, 정량의 차아염소산나트륨수용액을 투입한다 할지라도 물속에 염소가 목표치보다 적게 잔류하는 문제가 있었지만, 본 발명은 일정 시점이 경과한 후에 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도변화를 보정하거나, 약품탱크(40) 저장기간 및 온도변화를 감안하여 차아염소산나트륨수용액을 더 많이 투입함으로 물속의 잔류염소가 목표치를 유지하도록 하는 장점이 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 재염소 투입설비 자동화 시스템은, 인터넷 모뎀을 이용하여 웹상의 원격모니터링 시스템과 원활한 데이터통신 및 원격제어가 가능하다.
9 : 송배수관 10 : 유량 측정부
11 : 약품투입구 12 : 약품이송부
13 : 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도 측정장치
14 : 투입구 15 : 제1 솔레노이드 밸브
16 : 제2 솔레노이드 밸브 17 : 모터
18 : 교반기 19 : 센서
20 : 약품투입장치 21 : 약품탱크
22 : 입력부 23 : 정량펌프
24 : 약품투입컨트롤러
25 : 디스플레이부 26 : 연산부
27 : 조작버튼 28 : 경광등
30 : 물탱크
40 : 약품탱크 42 : 약품투입라인
44 : 약품이송부 46 : 1차 송부 채수라인
48 : 2차 배수 채수라인 50 : 재염 제어반
51 : 입력부 52 : 연산부
53 : 디스플레이부 54 : 조작버튼
60 : 정량펌프 70 : 유량계실
80 : 잔류염소센서 81 : 1차 잔류염소센서
82 : 2차 잔류염소센서

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 유량을 측정하는 유량 측정부;
    차아염소산나트륨수용액이 저장된 약품탱크; 및
    상기 약품탱크 안에 저장되어 있는 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도 측정 값이 입력되는 입력부;
    를 포함하는 약품투입장치;
    상기 약품탱크에 주입시 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도와 유효염소 농도 측정장치 내 물에 희석된 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도의 차이가 표시되는 디스플레이부; 및 유량과 설정잔류염소농도에 상기 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도 변화가 더 감안되어 차아염소산나트륨수용액의 투입량이 산출되는 연산부;
    를 포함하는 약품투입콘트롤러; 를 포함하되,
    상기 입력부는,
    차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도 측정장치 안에 있는 물의 수위를 측정하여 자동으로 개폐하는 제1 솔레노이드 밸브와, 상기 약품탱크 안에 저장되는 차아염소산나트륨수용액을 소량 투입하는 투입구와, 물과 상기 차아염소산나트륨수용액을 교반하는 교반기와, 상기 교반기를 구동하는 모터와, 상기 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도를 측정하는 센서와, 상기 차아염소산나트륨수용액을 포함하는 물을 배출하는 제2 솔레노이드 밸브를 포함하는 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도 측정장치를 이용하여 실시간으로 물에 희석된 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도가 측정되고, 상기 측정된 유효염소 농도 측정장치 내 물에 희석된 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도 값이 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도로 환산되여 자동으로 입력되는,
    상수도 통합관리 제어 시스템.
  6. 차아염소산나트륨수용액이 저장된 약품탱크;
    상기 약품탱크 안에 저장되어 있는 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소의 농도 측정 값이 입력되는 입력부와 차아염소산나트륨수용액의 투입량이 산출되는 연산부를 포함하는 재염 제어반;
    상기 재염 제어반에 의해 결정된 양의 차아염소산나트륨수용액을 투입하는 정량펌프;
    송배수관에 흐르는 유량을 측정하는 유량계실; 및
    상기 차아염소산나트륨수용액을 투입한 물의 잔류염소농도를 측정하는 잔류염소센서를 포함하되,
    상기 입력부는,
    차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도 측정장치 안에 있는 물의 수위를 측정하여 자동으로 개폐하는 제1 솔레노이드 밸브와, 상기 약품탱크 안에 저장되는 차아염소산나트륨수용액을 소량 투입하는 투입구와, 물과 상기 차아염소산나트륨수용액을 교반하는 교반기와, 상기 교반기를 구동하는 모터와, 상기 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도를 측정하는 센서와, 상기 차아염소산나트륨수용액을 포함하는 물을 배출하는 제2 솔레노이드 밸브를 포함하는 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도 측정장치를 이용하여 실시간으로 물에 희석된 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도가 측정되고, 상기 측정된 유효염소 농도 측정장치 내 물에 희석된 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도 값이 차아염소산나트륨수용액 중의 유효염소 농도로 환산되여 자동으로 입력되는,
    재염소투입설비 자동화 시스템.
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