KR101715614B1 - 수처리시설의 플록 모니터링 장치 - Google Patents

Abstract

수처리시설의 플록 모니터링 장치는 플록이 형성되는 수조 내부에 배치되며 수납공간을 갖는 모형 수조; 상기 모형 수조의 측벽들 중 어느 하나의 측벽의 내측면에 배치되며 상기 플록의 색상에 대하여 보색인 보색광(complementary light)을 발생시키는 면 발광 유닛; 상기 면 발광 유닛과 마주하게 상기 모형 수조 내에 배치된 카메라; 상기 모형 수조 내에 배치되며 상기 카메라 및 상기 면 발광 유닛의 사이에 개재되며 격자를 포함하는 격자 유닛; 및 상기 격자 유닛 및 상기 면 발광 유닛을 감싸 상기 격자 유닛과 상기 면 발광 유닛 사이로 상기 플록이 유입되는 것을 방지하는 케이스를 포함한다.

Description

수처리시설의 플록 모니터링 장치{APPARATUS FOR MONITORING FLOC OF WATER TREATMENT EQUIPMENT}

본 발명은 수처리시설의 플록 모니터링 장치에 관한 것이다.

일반적으로 수돗물은 혼화지(mixing basin), 응집지(flocculation basin), 침전지(sedimentation basin) 및 여과지(filter basin)를 순차적으로 통과하면서 생산된다.

혼화지에서는 상수원으로부터 이물질이 다량 포함된 원수에 응집제가 제공되고, 응집제에 의하여 이물질들은 플록(floc) 형태로 고형화된다.

혼화지에서 플록이 형성된 원수는 응집지로 제공되고, 응집지에서는 추가적으로 응집제 등이 제공되어 플록의 사이즈, 개수 등이 증가 된다.

원수는 응집지에서 침전지로 제공되고, 침전지에서 플록은 침전된다.

플록이 침전된 원수는 침전지에서 여과지로 제공된다. 여과지에서 플록 및 기타 이물질이 완전히 여과됨으로써 깨끗한 수돗물이 생산된다.

이와 같은 수처리 공정에서 원수에 포함된 이물질을 플록 형태로 고형화하는 과정은 매우 중요하다.

특히 원수에 제공되는 응집제의 양이 원수에 포함된 이물질의 양 대비 부족할 경우, 플록이 원활하게 형성되지 않고 이로 인해 원수에는 미세한 이물질이 완전히 제거되지 않아 수돗물의 품질이 크게 저하된다.

반대로 원수에 제공되는 응집제의 양이 이물질의 양 대비 상대적으로 많을 경우 응집제가 원수에 남게 되어 역시 식용수로 음용하기 어렵고 수돗물의 품질이 크게 저하된다.

따라서 원수에 제공되는 응집제에 의하여 원수 내에서 형성되는 플록의 개수 및 플록의 사이즈는 실시간으로 모니터링 되며, 모니터링 결과에 의하여 원수에 제공되는 응집제의 양은 피드백 제어된다.

원수 내에서 형성되는 플록의 개수를 모니터링하기 위한 방법으로는 대한민국 등록특허 제10-0448560호, 응집지의 플록 측정 시스템 (2004년 9월 3일 등록)이 대표적이다.

상기 응집지의 플록 측정 시스템에는 응집지에 고정된 영상획득장치에 의하여 응집지의 플록 특성을 측정하여 응집제 교반속도 및 응집제 투입량을 조절할 수 있는 기술이 개시되어 있다.

그러나 상기 응집지의 플록 측정시스템은 응집지에 고정된 상태에서 응집지의 수면 아래를 촬영하는 영상획득장치로부터 플록을 모니터링 하기 때문에 응집지의 혼탁하며 시야 확보가 어려운 수면의 하부에서 형성되는 플록의 사이즈, 플록의 개수 및 수심별 플록의 부피 변화를 정확하게 모니터링 하기 어렵다.

또한, 응집지의 플록 측정시스템은 영상획득장치가 지정된 위치에 고정 배치되어 있기 때문에 응집지의 위치, 예를 들어, 응집지의 테두리 또는 응집지의 중앙 부분에서의 플록의 사이즈, 개수 및 부피를 정확하게 모니터링하기 어렵다.

또한 상기 응집지의 플록 측정 시스템은 카메라가 항상 수면의 하부에 배치되어 원수에 의하여 이끼 등이 카메라의 렌즈 부분에 쉽게 부착되고 이로 인해 플록을 모니터링하기 위해 별도의 세척관 등이 필요하다.

상기 응집지의 플록 측정 시스템은 원수의 수면 아래에 배치된 세척관에 의하여 영상획등장치를 세척하기 때문에 카메라를 완전히 세척하기 매우 어렵다.

대한민국 등록특허 제10-0448560호, 응집지의 플록 측정 시스템 (2004년 9월 3일 등록)

본 발명은 원수에 형성된 플록의 사이즈, 플록의 개수 및 플록의 부피를 정확하게 모니터링 할 수 있는 플록 모니터링 장치를 제공한다.

본 발명은 플록의 색상에 대하여 보색 관계를 갖는 보색광을 이용하여 카메라가 플록을 보다 정밀하게 촬영하여 플록의 사이즈, 개수 및 부피를 정확하게 산출할 있도록 하는 플록 모니터링 장치를 제공한다.

일실시예로서, 수처리시설의 플록 모니터링 장치는 플록이 형성되는 수조 내부에 배치되며 수납공간을 갖는 모형 수조; 상기 모형 수조의 측벽들 중 어느 하나의 측벽의 내측면에 배치되며 상기 플록의 색상에 대하여 보색인 보색광(complementary light)을 발생시키는 면 발광 유닛; 상기 면 발광 유닛과 마주하게 상기 모형 수조 내에 배치된 카메라; 상기 모형 수조 내에 배치되며 상기 카메라 및 상기 면 발광 유닛의 사이에 개재되며 격자를 포함하는 격자 유닛; 및 상기 격자 유닛 및 상기 면 발광 유닛을 감싸 상기 격자 유닛과 상기 면 발광 유닛 사이로 상기 플록이 유입되는 것을 방지하는 케이스를 포함한다.

수처리시설의 플록 모니터링 장치는 상기 모형 수조를 상기 수조 내부에서 이동시키는 가이드 유닛을 더 포함한다.

수처리시설의 플록 모니터링 장치의 상기 가이드 유닛은 상기 수조의 수면의 상부에 배치되는 제1 가이드 레일 및 상기 제1 가이드 레일을 따라 이동되는 제1 구동 유닛을 포함하는 제1 가이드 유닛; 및 상기 제1 구동 유닛에 배치되며 상기 수조의 바닥을 향하는 방향으로 형성된 제2 가이드 레일 및 상기 제2 가이드 레일을 따라 이동되는 제2 구동 유닛을 포함하는 제2 가이드 유닛을 포함한다.

수처리시설의 플록 모니터링 장치의 상기 제2 가이드 레일의 일부는 상기 수면의 하부로 연장되고 상기 제2 가이드 레일의 일부는 상기 수면의 상부로 연장된다.

수처리시설의 플록 모니터링 장치는 상기 모형 수조의 내부에 배치되고 상기 카메라의 촬영 범위 내에 배치되며 플록의 부피를 측정하기 위한 플록 부피 측정 유닛을 더 포함한다.

수처리시설의 플록 모니터링 장치의 상기 플록 부피 측정 유닛은 상기 플록의 부피를 계량하기 위한 계량 눈금이 형성된 측정 용기를 포함한다.

수처리시설의 플록 모니터링 장치는 상기 측정 용기에 수납된 플록을 배출하기 위해 상기 모형 수조를 반전시키는 반전 유닛을 더 포함한다.

수처리시설의 플록 모니터링 장치의 상기 면 발광 유닛은 수납 프레임, 상기 수납 프레임에 수납된 도광판, 상기 도광판의 측면으로 상기 보색광을 제공하는 발광 유닛 및 상기 발광 유닛에 전원을 제공하는 전원 유닛을 포함한다.

수처리시설의 플록 모니터링 장치의 상기 격자 유닛은 개구가 형성된 프레임, 상기 프레임에 결합되며 격자 형태로 형성된 광섬유, 상기 광섬유에 상기 보색광과 다른 파장의 광을 제공하는 발광 유닛 및 상기 발광 유닛에 전원을 제공하는 전원 유닛을 포함한다.

수처리시설의 플록 모니터링 장치의 상기 케이스는 상기 면 발광 유닛 및 상기 격자 유닛을 수납하는 케이스 몸체 및 상기 격자 유닛의 개구를 밀봉하는 투명 밀봉 부재를 포함한다.

수처리시설의 플록 모니터링 장치의 상기 면 발광 유닛 및 상기 격자 유닛은 상호 접촉된다.

수처리시설의 플록 모니터링 장치는 상기 카메라를 클리닝 하는 클리닝 유닛을 더 포함한다.

수처리시설의 플록 모니터링 장치의 상기 클리닝 유닛은 회전되는 브러시 및 상기 브러시들을 회전시키는 모터를 포함한다.

수처리시설의 플록 모니터링 장치는 상기 카메라에서 촬영된 플록의 영상 및 상기 플록 부피 측정 유닛의 영상을 통해 상기 플록의 사이즈, 개수 및 부피를 각각 산출하는 영상처리유닛; 상기 영상처리유닛에 의하여 상기 수조로 제공되어 상기 플록을 형성하기 위한 응집제의 양을 결정하는 응집제 산출 유닛; 및 상기 영상처리 유닛, 상기 응집제 산출 유닛, 상기 제1 가이드 유닛 및 상기 제2 가이드 유닛을 제어하는 제어 유닛을 더 포함한다.

본 발명에 의하면, 원수를 수납하며 응집제가 투여되는 수조에서 원수의 수면으로부터 수조의 바닥을 향하는 방향으로 이동 및 수조의 테두리 및 수조의 중앙 부분으로 이동되는 카메라 및 카메라의 전방에 면 발광 유닛 및 격자 유닛을 포함하는 케이스를 설치하여 수조 내의 원수에 형성된 플록의 사이즈, 개수 및 부피를 정확하게 모니터링 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 수처리시설의 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 수처리장치에 적용되는 플록 모니터링 장치를 도시한 블록도이다.
도 3 및 도 4는 플록 모니터링 장치의 가이드 유닛을 도시한 평면도 및 단면도이다.
도 5는 모형 수조, 카메라, 플록 부피 측정 유닛을 도시한 단면도이다.
도 6은 도 5의 케이스를 제거한 면 발광 유닛 및 격자 유닛의 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 클리닝 유닛을 도시한 단면도이다.

이하 설명되는 본 발명은 다양한 변환 및 변형을 가할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 구분하여 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 수처리시설의 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에서 수처리시설(10)은 상수원에서 취수된 원수를 정수하여 수돗물을 생산하는 시설이다.

수처리시설(10)은 혼화지(1), 응집지(2), 침전지(3) 및 여과지(4)를 포함하며, 혼화자(1), 응집지(2), 침전지(3) 및 여과지(4)는 적어도 1개의 수조를 포함할 수 있다.

수처리시설(10) 중 혼화지(1), 응집지(2) 및 침전지(3)로는 플록(floc)을 생성하기 위한 응집제가 제공될 수 있다.

혼화지(1)에서는 상수원으로부터 이물질이 다량 포함된 원수에 응집제가 제공되고, 원수에 제공된 응집제에 의하여 이물질들은 플록(floc) 형태로 고형화된다.

응집지(2)에서는 혼화지(1)에서 1차적으로 생성된 플록을 포함하는 원수에 추가적으로 응집제를 제공하여 추가적으로 플록을 생성 또는 플록의 사이즈를 증가 시킨다.

침전지(3)에서는 응집지(2)에서 생성된 플록이 슬러지 형태로 침전된다.

여과지(4)에서는 침전지(3)에서 침전되지 않은 잔여 플록 및 기타 이물질이 여과되어 깨끗한 수돗물이 생산된다.

양질의 수돗물을 생산하기 위해서는 혼화지(1), 응집지(2) 및 침전지(3)에서 발생된 플록의 개수, 플록의 사이즈, 플록의 부피를 종합적으로 고려하여 최적의 플럭을 생성하기 위한 응집제의 투여량이 결정되어야 한다.

본 발명의 일실시예에서 수처리시설(10)은 플록의 개수, 플록의 사이즈 및 플록의 부피를 모니터링 및 분석하기 위해 플록 모니터링 장치(900)를 포함한다.

도 2는 도 1에 도시된 수처리장치에 적용되는 플록 모니터링 장치를 도시한 블록도이다.

도 2를 참조하면, 플록 모니터링 장치(900)는 모형 수조(370), 면 발광 유닛(360), 카메라(300), 격자 유닛(340) 및 케이스(380)를 포함한다.

이에 더하여 플록 모니터링 장치(900)는 플록 부피 측정 유닛(350), 가이드 유닛(250), 타이머(400), 제어 유닛(500), 영상 처리 유닛(600), 응집제 산출 유닛(700) 및 클리닝 유닛(800)을 포함할 수 있다.

제어 유닛(500)은 가이드 유닛(250), 카메라(300), 플록 부피 측정 유닛(350), 면 발광 유닛(360), 격자 유닛(340), 영상 처리 유닛(600), 응집제 산출 유닛(700) 및 클리닝 유닛(800)을 제어하기 위한 제어 신호를 발생 및 이들을 제어한다.

도 3 및 도 4는 플록 모니터링 장치의 가이드 유닛을 도시한 평면도 및 단면도이다.

도 3을 참조하면, 가이드 유닛(250)은 모형 수조(370)를 수조 내부에서 이동시키는 역할을 한다.

가이드 유닛(250)은 제1 가이드 유닛(100) 및 제2 가이드 유닛(200)을 포함한다.

가이드 유닛(250)은 도 1에 도시된 혼화지(1), 응집지(2) 및 침전지(3)를 포함하는 수조 중 적어도 하나 또는 모두에 설치될 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 제1 가이드 유닛(100)은 혼화지(1), 응집지(2) 및 침전지(3)에 각각 설치되며, 설명의 편의상 본 발명의 일실시예에서는 응집지(2)에 설치된 제1 가이드 유닛(100)을 예를 들어 설명하기로 한다.

도 3을 참조하면, 제1 가이드 유닛(100)은 제1 가이드 레일(110) 및 제1 구동 유닛(120)을 포함한다.

제1 가이드 레일(110)은 응집지(2)에 제공된 원수의 수면의 상부에 배치될 수 있고, 예를 들어, 제1 가이드 레일(110)은 원수의 수면과 평행하게 배치될 수 있다.

제1 가이드 레일(110)은, 예를 들어, 금속 소재로 제작될 수 있으며, 긴 레일 형태로 형성된다.

제1 가이드 레일(110)은, 예를 들어, 응집지(2)의 테두리 부분을 따라 배치될 수 있으며, 이와 다르게 제1 가이드 레일(110)의 일부는 응집지(2)를 가로 질러 형성될 수 있다.

제1 가이드 레일(110)의 일부가 응집지(2)의 테두리를 따라 형성 또는 제1 가이드 레일(110)의 일부가 응집지(2)를 가로 질러 형성될 경우, 모형 수조(370) 내에 배치되는 카메라(300)가 응집지(2)의 테두리 부분에서 플록의 개수, 플록의 사이즈 및 플록의 부피를 측정할 수 있을 뿐만 아니라 응집지(2)의 중앙 부분에서 플록의 개수, 플록의 사이즈 및 플록의 부피를 측정할 수 있다.

제1 구동 유닛(120)은 제1 가이드 레일(110)에 장착되며, 제1 구동 유닛(120)은 가이드 레일(110)을 따라 이동된다.

본 발명의 일실시예에서 제1 구동 유닛(120)은 제1 가이드 레일(110)에 장착된 바퀴들, 바퀴들을 회전시키는 모터 및 모터를 제어하는 모터 제어부 등을 포함할 수 있다.

비록 본 발명의 일실시예에서 제1 구동 유닛(120)은 모터 등을 사용하는 것이 설명되고 있지만, 제1 구동 유닛(120)은 다양한 동력 장치 또는 회전 장치를 포함할 수 있다.

또한, 제1 가이드 레일(110) 중 곡선 구간은 제1 구동 유닛(120)이 회전하기에 충분한 곡률로 형성될 수 있다.

도 3 및 도 4를 다시 참조하면, 제2 가이드 유닛(200)은 제2 가이드 레일(210) 및 제2 구동 유닛(220)을 포함한다.

제2 가이드 레일(210)은 제1 가이드 유닛(100)의 제1 구동 유닛(120)에 결합 된다. 따라서 제2 가이드 레일(210)은 제1 가이드 유닛(100)과 함께 이동된다.

제2 가이드 레일(210)은 금속 소재로 제작될 수 있으며, 레일 형상으로 형성될 수 있다.

제2 가이드 레일(210)은 응집지(2)의 수면에 대하여 응집지(2)의 바닥을 향하는 방향으로 형성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 제1 구동 유닛(120)에 결합된 제2 가이드 레일(210)의 일부는 응집지(2)의 바닥과 인접한 부분으로 연장되고, 제2 가이드 레일(210)의 일부는 응집지(2)의 수면의 상부로 연장된다.

제2 구동 유닛(220)은 제2 가이드 레일(210)에 장착되며, 제2 구동 유닛(220)은 후술 될 카메라(300)가 제2 가이드 레일(210)을 따라 이동될 수 있도록 한다.

본 발명의 일실시예에서, 제2 구동 유닛(220)은 구동 블록(222) 및 구동 블록(222)에 나사 체결된 스크류(224) 및 스크류(224)를 회전시키는 모터(226)를 포함할 수 있다.

모터(226)는 제2 가이드 레일(210) 중 응집지(2)의 수면의 상부에 배치된 제2 가이드 레일(210)의 상단에 고정될 수 있다.

모터(226)에는 제2 가이드 레일(210)과 평행한 방향 즉, 수면을 향하는 방향으로 스크류(224)가 결합 되며, 스크류(224)는 응집지(2)의 수면의 하부로 연장된다.

구동 블록(222)은 스크류(224)에 나사 체결 방식으로 결합 되며, 모터(226)에 의하여 스크류(224)가 회전됨에 따라 구동 블록(222)은 제2 가이드 레일(210)을 따라 승강 또는 하강 되며, 이로 인해 구동 블록(222)은 응집지(2)의 수면의 상부로 승강 또는 응집지(2)의 바닥과 인접한 위치로 하강 될 수 있다.

도 5는 모형 수조, 카메라, 플록 부피 측정 유닛을 도시한 단면도이다.

도 3 및 도 5를 참조하면, 모형 수조(370)는 제2 가이드 유닛(200)의 제2 구동 블록(222)에 결합 되며, 이로 인해 모형 수조(370)는 제1 가이드 유닛(100) 및 제2 가이드 유닛(200)과 함께 이동된다.

제1 및 제2 가이드 유닛(100,200)들과 함께 이동되는 모형 수조(370)는 응집지(2)의 부피에 비하여 매우 작은 수납 공간을 갖는다.

본 발명의 일실시예에서 모형 수조(370)는, 예를 들어, 응집지(2)와 동일한 형상을 가지며 응집지(2)를 축소한 형상을 갖는다.

본 발명의 일실시예에서, 모형 수조(370)의 내부에서 플록의 크기, 개수 및 부피를 측정함으로써 응집지(2) 전체의 플록의 크기, 개수 및 부피를 유추 해석할 수 있다.

모형 수조(370)는 응집지(2)의 바닥으로 낙하하는 플록의 크기, 개수 및 부피를 측정 또는 모니터링 하기 위해 상부가 개방된 박스 형상으로 제작될 수 있다.

모형 수조(370)는 상부가 개방된 다양한 형상으로 제작될 수 있다. 본 발명의 일실시예에서, 모형 수조(370)는, 예를 들어, 상부가 개방된 육면체 박스 형상으로 형성된다.

모형 수조(370)는 수납공간을 형성하기 위해 복수개의 측벽(372)들 및 측벽(372)들과 연결된 바닥판(374)을 포함하며, 모형 수조(370)의 측벽(372) 및 바닥판(374)은 일체로 형성된다.

본 발명의 일실시예에서, 모형 수조(370) 및 제2 가이드 유닛(200)의 제2 구동 유닛(220) 사이에는 모형 수조(370)의 개방된 상면이 아래로 향하도록 하는 반전 유닛(305)이 결합 될 수 있다.

반전 유닛(305)은 모형 수조(370)를 뒤집어 모형 수조(370)의 내부에 배치된 플록 부피 측정 유닛의 내부에 배치된 이물질 또는 플록을 제거하거나 플록의 모니터링을 수행하지 않을 때 플록 또는 이물질이 모형 수조(370)의 내부에 수납되지 않도록 한다.

반전 유닛(305)은 모형 수조(370)를 뒤집기 위한 회동 모터 또는 스텝 모터를 포함할 수 있다.

도 5를 다시 참조하면, 카메라(300)는 모형 수조(370)의 일측 측벽(372)의 내측면에 배치된다. 카메라(300)는 플록의 개수, 플록의 사이즈 및 플록의 부피를 산출하기 위해 응집지(2)의 수면 아래에서 생성되는 플록을 촬영하여 디지털 이미지 또는 디지털 영상을 생성한다.

본 발명의 일실시예에서, 모형 수조(370)의 내부에 배치된 카메라(300)는 모형 수조(370)의 일측 측벽(372)에 고정될 수 있다. 이와 다르게 카메라(300)는 모형 수조(370)의 일측 측벽(372)에 대하여 직선 왕복 운동 될 수 있다.

모형 수조(370)의 내측에는 케이스(380), 면 발광 유닛(360) 및 격자 유닛(346)이 배치된다.

케이스(380)는 케이스 몸체(382) 및 투명 밀봉 부재(384)를 포함한다.

케이스 몸체(382)는 속이 빈 박스 형상으로 형성되며, 케이스 몸체(382) 중 카메라(300)와 마주하는 일측은 개방되고, 개방된 케이스 몸체(282)에는 투명 밀봉 부재(384)가 배치된다.

투명 밀봉 부재(384)는 케이스 몸체(382)의 개방된 부분을 밀봉하여 케이스 몸체(382)의 내부로 원수 및 원수에 포함된 플록이 케이스 몸체(382)의 내부로 유입되는 것을 방지한다.

케이스 몸체(382)의 내측에는 면 발광 유닛(360)이 배치되며, 면 발광 유닛(360)은 카메라(300)를 향하는 방향으로 광을 제공한다. 면 발광 유닛(360)은 원수에서 생성된 플록의 색상과 보색 관계를 갖고 휘도 균일성이 높은 보색광을 카메라(300)를 향해 제공한다.

도 6은 도 5의 케이스를 제거한 면 발광 유닛 및 격자 유닛의 분해 사시도이다.

도 6을 참조하면, 면 발광 유닛(360)은 일측이 개구된 수납 프레임(362), 도광판(364), 반사판(366), 발광 유닛(368) 및 전원 유닛(369)을 포함한다.

수납 프레임(362)은, 예를 들어, 내부에 수납공간이 형성되며 카메라(300)를 향하는 전면이 개구된 박스 형상으로 형성될 수 있다.

도광판(364)은 수납 프레임(362)의 내부에 배치 및 고정되며, 도광판(364)은 수납 프레임(362)의 전면에 형성된 개구로 광이 출사 되도록 한다.

본 발명의 일실시예에서, 도광판(364)의 후면에는 도광판(364)의 측면으로 입사된 광을 도광판(364)의 전면으로 출사 시키는 도트 패턴 또는 요철이 형성될 수 있다.

한편, 도광판(364)의 후면 및 수납 프레임(362)의 사이에는 반사판(366)이 배치되는데, 반사판(366)은 도광판(364)으로부터 누설된 누설광이 도광판(364)으로 다시 입사될 수 있도록 한다.

비록 본 발명의 일실시예에서는 도광판(364)의 후면에 반사판(366)이 배치된 것이 도시 및 설명되고 있지만, 반사판(366) 대신 수납 프레임(362) 중 도광판(364)의 후면과 마주하는 내측면에 광을 반사시키는 물질을 도포할 수 있다.

발광 유닛(368)은 수납 프레임(362)의 내부에 배치되며, 발광 유닛(368)은, 예를 들어, 수납 프레임(362)에 배치된 도광판(364)의 측면에 배치될 수 있다.

발광 유닛(368)은, 예를 들어, 적색광을 발생시키는 적색 발광 다이오드, 녹색광을 발생시키는 녹색 발광 다이오드 및 청색광을 발생시키는 청색 발광 다이오드를 포함할 수 있다.

발광 유닛(368)은 적색, 녹색 및 청색 발광 다이오드에서 발생 된 적색광, 녹색광 및 청색광을 조합하여 플록의 색상과 보색 관계인 보색광을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 응집지(2)에서 생성된 플록이 녹색 색상일 경우 발광 유닛(368)은 적색광을 발생시킬 수 있다.

전원 유닛(369)는 발광 유닛(368)에 전원을 제공한다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 케이스(380)의 내부에는 격자 유닛(340)이 배치되고, 면 발광 유닛(360)에서 발생된 보색광은 격자 유닛(340)을 통과하여 카메라(300)로 입사된다.

격자 유닛(340)은 프레임(343), 광섬유(346), 발광 유닛(347) 및 전원 유닛(348)을 포함한다. 격자 유닛(340)은 카메라(300)와 마주하게 케이스(380)의 내부에 배치된다.

프레임(343)은 내부에 개구가 형성된 사각 띠 형상을 갖는 프레임 형상으로 형성되며, 프레임(343)은 프레임 몸체(341) 및 프레임 커버(342)를 포함한다.

광섬유(346)는 프레임(343)에 결합 되며, 광섬유(346)는 제1 광섬유(344) 및 제2 광섬유(345)를 포함한다.

제1 광섬유(344)는 수직 방향으로 다수개가 등 간격으로 배치되고, 제2 광섬유(345)는 제1 광섬유(344)와 수직한 수평 방향으로 다수개가 등 간격으로 배치 및 제1 광섬유(344)와 교차 되며, 따라서 제1 광섬유(344) 및 제2 광섬유(345)에 의하여 형성된 격자는 동일한 면적으로 형성된다.

발광 유닛(347)은 각 제1 광섬유(344) 및 제2 광섬유(345)의 단부에서 제1 및 제2 광섬유(344,345)들의 내부로 각각 광을 제공하여, 제1 및 제2 광섬유(344,345)들로부터 광이 방출되도록 한다.

본 발명의 일실시예에서, 발광 유닛(347)은, 예를 들어, 회로기판 및 회로기판에 배치된 발광다이오드(LED)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 발광 유닛(347)은 면 발광 유닛(360)에서 발생된 보색광과 다른 파장 길이를 갖는 광이 발생된다. 예를 들어, 면 발광 유닛(360)에서 적색광이 발생 될 경우 발광 유닛(347)에서는 적색광을 제외한 다양한 파장을 갖는 광이 발생 될 수 있다.

도 5을 다시 참조하면, 본 발명의 일실시예에서, 케이스(380)에 면 발광 유닛(360) 및 격자 유닛(340)이 배치될 경우, 응집지(2)에서 발생된 플록은 케이스(380) 및 카메라 사이의 공간(A)을 통해 낙하 되고, 응집지(2)에서 발생된 플록은 케이스(380)의 내부에 배치된 면 발광 유닛(360) 또는 격자 유닛(340)의 사이로는 유입되지 않는다.

따라서, 카메라(300)에서는 케이스(380) 및 카메라(300) 사이의 공간(A)을 통해 낙하되는 플록의 디지털 이미지 또는 영상이 생성되기 때문에 단위 부피당 플록의 개수를 정확하게 산출할 수 있다.

만일 면 발광 유닛(360) 및 격자 유닛(340)의 사이로도 플록이 낙하할 경우 카메라(300)에서 생성된 영상에는 공간(A)을 통해 낙하되는 플록 뿐만 아니라 면 발광 유닛(360) 및 격자 유닛(340)으로 낙하되는 플록이 함께 포함되기 때문에 낙하되는 플록을 계수하기 어려울 뿐만 아니라 단위 부피당 플록의 개수를 정확하게 산출하기 어렵다.

한편, 면 발광 유닛(360) 및 격자 유닛(340)을 이용하여 카메라(300)가 플록을 촬영할 경우, 플록의 개수 및 사이즈를 정확하게 측정 및 모니터링할 수 있지만, 정확한 플록의 부피를 산출하기는 어려운데 이는 플록이 2차원 형상이 아니라 3차원 형상을 갖기 때문이다.

본 발명의 일실시에에서, 케이스(380)의 내부에 배치된 면 발광 유닛(360) 및 격자 유닛(340)은 상호 소정 간격 이격되어 배치될 수 있으나, 이와 다르게 면 발광 유닛(360) 및 격자 유닛(340)은 상호 접촉되게 배치될 수 있다.

본 발명의 일실시예에서는 응집지(2)에서 생성된 플록의 부피를 정확하게 산출하여 응집제의 투여량을 결정하기 위한 자료로 사용하기 위하여, 모형 수조(370)의 내부에는 도 5에 도시된 바와 같이 플록 부피 측정 유닛(350)이 배치된다.

플록 부피 측정 유닛(350)은 카메라(300)의 전방에 배치 및 카메라(300)의 촬영 범위 내에 배치된다.

플록 부피 측정 유닛(350)은 측정 용기(352)를 포함하는데, 측정 용기(352)는 응집지(2)의 내부에서 낙하하는 플록을 수납하기 위해 상부가 개방된 투명한 소재로 형성된다.

측정 용기(352)는, 예를 들어, 모형 수조(370)의 바닥판(374)에 고정되며, 측정 용기(352)에는 낙하하는 플록의 단위 시간당 부피를 계량하기 위한 계량 눈금이 형성된다.

카메라(300)는 타이머(400)를 통해 측정 용기(352)를 지정된 시간 또는 지정된 시간 간격으로 촬영한다.

카메라(300)로부터 촬영된 측정 용기(352)의 내부에 수납된 플록의 단위 시간당 부피는 영상 처리 과정을 통해 측정 용기(352)에 형성된 눈금을 통해 쉽게 산출될 수 있다.

한편, 측정 용기(352)에 수납된 플록의 부피를 다시 산출하기 위해서는 측정 용기(352)에 이미 수납되어 있는 플록을 배출해야 한다.

측정 용기(352)에 수납된 플록의 부피를 다시 산출하기 위해서는 측정 용기(352)를 회전시키는 기구를 측정 용기(352)에 결합함으로써 구현되지만 이를 위해서는 매우 복잡한 기구 구성을 필요로 한다.

본 발명의 일실시예에서는 측정 용기(352)에 수납된 플록을 배출하기 위하여 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이 모형 수조(370) 및 제2 가이드 유닛(200)의 사이에 결합 된 반전 유닛(305)을 사용한다.

측정 용기(352)에 수납된 플록은 반전 유닛(305)에 의하여 모형 수조(370)를 반전시킴에 따라 자연스럽게 측정 용기(352)로부터 배출되고 이로 인해 매우 간단한 구성으로 측정 용기(352)에 수납된 플록을 측정 용기(352) 외부로 배출할 수 있다.

도 2를 다시 참조하면, 제어 유닛(500)은 카메라(300)로부터 촬영된 데이터를 영상 처리 유닛(600)으로 제공하고, 영상 처리 유닛(600)은 카메라(300)로부터 촬영되어 제공된 데이터를 영상 처리하여 응집지(2)의 위치별 및 응집지(2)의 수심별 단위 면적당 플록의 개수, 플록의 사이즈, 플록의 낙하 속도 및 단위 시간당 플록의 부피를 산출할 수 있다.

영상 처리 유닛(600)에서 분석된 응집지(2)의 위치별 및 응집지(2)의 수심별 단위 면적당 플록의 개수, 플록의 사이즈, 플록의 낙하 속도 및 단위 시간당 플록의 부피와 연관된 분석 데이터는 응집제 산출 유닛(700)으로 제공되고, 응집제 산출 유닛(700)은 원수에 포함된 이물질의 및 상기 분석 데이터를 종합적으로 고려하여 응집지(2)에 투입될 최적의 응집제 투입량을 산출한다.

응집제 산출 유닛(700)에 의하여 산출된 응집제의 최적 투입량, 영상 처리 유닛(600)에서 생성된 상기 분석 데이터는 작업자에게 유선 또는 무선 통신망을 통해 제공되고, 작업자는 제공된 분석 데이터 및 응집제의 투입량을 종합적으로 분석하여 최적의 응집제 투입량을 결정한 후 원수에 응집제를 투입한다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 클리닝 유닛을 도시한 단면도이다.

도 7을 참조하면, 클리닝 유닛(800)은 제2 가이드 레일(210)에 설치되며, 클리닝 유닛(800)은 제2 가이드 레일(210)에 설치된 프레임(815), 프레임(815)에 장착된 브러시(817) 및 브러시(817)를 회전시키는 모터를 포함할 수 있다.

브러시(817)는 프레임(815)에 회전 가능하게 설치되며, 브러시(817)는 카메라(300)의 렌즈 등을 클리닝한다.

이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 본 발명은 원수를 수납하며 응집제가 투여되는 수조에서 원수의 수면으로부터 수조의 바닥을 향하는 방향으로 이동 및 수조의 테두리 및 수조의 중앙 부분으로 이동되는 카메라 및 카메라의 전방에 면 발광 유닛 및 격자 유닛을 포함하는 케이스를 설치하여 수조 내의 원수에 형성된 플록의 사이즈, 개수 및 부피를 정확하게 모니터링 할 수 있다.

한편, 본 도면에 개시된 실시예는 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.

100...제1 가이드 유닛 200...제2 가이드 유닛
300...카메라 340...격자 유닛
350...플록 부피 측정 유닛 360...면 발광 유닛
370...모형 수조 380...케이스
400...타이머 500...제어 유닛
600...영상 처리 유닛 700...응집제 산출 유닛
800...클리닝 유닛 900...플록 모니터링 장치

Claims (14)

1. 플록이 형성되는 수조 내부에 배치되며 수납공간을 갖는 모형 수조;
   상기 모형 수조의 측벽들 중 어느 하나의 측벽의 내측면에 배치되며 상기 플록의 색상에 대하여 보색인 보색광(complementary light)을 발생시키는 면 발광 유닛;
   상기 면 발광 유닛과 마주하게 상기 모형 수조 내에 배치된 카메라;
   상기 모형 수조 내에 배치되며 상기 카메라 및 상기 면 발광 유닛의 사이에 개재되며 격자를 포함하는 격자 유닛;
   상기 격자 유닛 및 상기 면 발광 유닛을 감싸 상기 격자 유닛과 상기 면 발광 유닛 사이로 상기 플록이 유입되는 것을 방지하는 케이스; 및
   상기 모형 수조의 내부에 배치되고 상기 카메라의 촬영 범위 내에 배치되며 플록의 부피를 측정하기 위한 플록 부피 측정 유닛을 포함하며,
   상기 플록 부피 측정 유닛은 상기 플록의 부피를 계량하기 위한 계량 눈금이 형성된 측정 용기를 포함하는 수처리시설의 플록 모니터링 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 모형 수조를 상기 수조 내부에서 이동시키는 가이드 유닛을 더 포함하는 수처리시설의 플록 모니터링 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 가이드 유닛은 상기 수조의 수면의 상부에 배치되는 제1 가이드 레일 및 상기 제1 가이드 레일을 따라 이동되는 제1 구동 유닛을 포함하는 제1 가이드 유닛; 및
   상기 제1 구동 유닛에 배치되며 상기 수조의 바닥을 향하는 방향으로 형성된 제2 가이드 레일 및 상기 제2 가이드 레일을 따라 이동되는 제2 구동 유닛을 포함하는 제2 가이드 유닛을 포함하는 수처리시설의 플록 모니터링 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제2 가이드 레일의 일부는 상기 수면의 하부로 연장되고 상기 제2 가이드 레일의 일부는 상기 수면의 상부로 연장된 수처리시설의 플록 모니터링 장치.
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 측정 용기에 수납된 플록을 배출하기 위해 상기 모형 수조를 반전시키는 반전 유닛을 포함하는 수처리시설의 플록 모니터링 장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 면 발광 유닛은 수납 프레임, 상기 수납 프레임에 수납된 도광판, 상기 도광판의 측면으로 상기 보색광을 제공하는 발광 유닛 및 상기 발광 유닛에 전원을 제공하는 전원 유닛을 포함하는 수처리시설의 플록 모니터링 장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 격자 유닛은 개구가 형성된 프레임, 상기 프레임에 결합되며 격자 형태로 형성된 광섬유, 상기 광섬유에 상기 보색광과 다른 파장의 광을 제공하는 발광 유닛 및 상기 발광 유닛에 전원을 제공하는 전원 유닛을 포함하는 수처리시설의 플록 모니터링 장치.
10. 제1항에 있어서,
    상기 케이스는 상기 면 발광 유닛 및 상기 격자 유닛을 수납하는 케이스 몸체 및 상기 격자 유닛의 개구를 밀봉하는 투명 밀봉 부재를 포함하는 수처리시설의 플록 모니터링 장치.
11. 제1항에 있어서,
    상기 면 발광 유닛 및 상기 격자 유닛은 상호 접촉된 수처리시설의 플록 모니터링 장치.
12. 제1항에 있어서,
    상기 카메라를 클리닝 하는 클리닝 유닛을 더 포함하는 수처리시설의 플록 모니터링 장치.
13. 제12항에 있어서,
    상기 클리닝 유닛은 회전되는 브러시 및 상기 브러시를 회전시키는 모터를 포함하는 수처리시설의 플록 모니터링 장치.
14. 삭제

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