KR20010006614A - 활성탄공정의 자동역세척 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
1.청구범위에 기재된 발명이 속한 기술 분야
활성탄공정의 자동역세척 장치 및 방법
2.발명이 해결하고자 하는 기술적 요지
본 발명은 입도측정기, 탁도계 등을 이용하여 활성탄공정 처리수의 입자 및 탁도 분석을 수행하여 입상활성탄 및 생물활성탄공정의 역세척시점을 수질인자에 따라 자동으로 결정하고 역세척함으로써, 활성탄흡착지의 운전효율을 극대화시킬 수 있도록 한 활성탄공정의 자동역세척 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
3.발명 해결방법의 요지
본 발명은 외부의 모래여과지나 오존접촉지를 거쳐 유입되는 처리수에 포함된 오염물질을 흡착하도록 그 내부에 활성탄층이 형성된 활성탄흡착지; 상기 모래여과지의 출구측 또는 활성탄흡착지의 입구측에 장착되어 활성탄흡착지의 유입수에 포함된 입도물질을 측정하는 수단; 상기 활성탄흡착지의 출구측에 장착되어 활성탄에 흡착처리된 후 배출되는 처리수의 입도 및 탁도를 측정하는 수단; 및 상기 입도측정수단 및 탁도측정수단으로부터 각각 측정된 입도 및 탁도 데이터를 입력받아 역세척 시점을 결정하고 제어신호를 출력하는 제어수단을 포함하는 활성탄공정의 자동역세척장치를 제공한다.
4.발명의 중요한 용도
상기 활성탄흡착지에서 유출되는 처리수의 입자분석을 수행하여 처리수의 병원성 미생물, 미세활성탄 등 입자성 물질의 누출상태를 파악하여 자동으로 역세척을 수행하는 것임.
Description
본 발명은 상수원수중의 미량유해물질들을 경제적이고 효과적으로 처리하기 위한 고도정수처리장치에서, 활성탄공정의 자동역세척 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 상기 활성탄흡착지 처리수의 입자분석을 수행하여 처리수 중의 병원성 미생물, 미세활성탄 등 입자성 물질의 누출상태를 파악하여 자동으로 역세척을 수행하는 활성탄공정의 자동역세척 장치 및 방법에 관한 것이다.
종래에는 표준 정수공정인 응집/침전 및 모래여과공정을 수행하여 수처리를 실시하고 있었으나, 산업의 고도화에 따라 생활하수 및 공장폐수 등이 수질악화를 심화시키는 원인으로 작용하고 있기 때문에 상기한 표준 정수공정만으로는 음용가능한 적정한 상태로 수돗물을 처리할 수가 없었다. 이를 방지하고자 근래에 들어와서는 오존과 활성탄 공정을 표준 정수공정에 결합시킨 고도정수처리기법이 도입되어 실행되고 있다.
상기 고도정수처리공정은 상기 표준 정수공정인 응집/침전 및 모래여과공정을 거친 후, 산화력이 우수한 오존을 이용하여 원수에 포함된 수중유기물을 산화시키고, 최종적으로 활성탄의 흡착을 거치도록 하여 미량의 유해물질을 제거함으로써 처리효율을 제고시킨 것이다.
상기한 고도정수처리공정에서, 상기 모래여과 공정(sand filter process)은 여과층의 표면에 생기는 머드볼(mudball), 수두손실의 증가, 탁도물질의 유출 등의 문제를 역세척을 통해 해결하고 있다.
마찬가지로, 상기 활성탄흡착공정에서도 흡착층에 축적된 현탁물질에 의해 발생하는 과도한 수두손실을 방지하고, 미세활성탄 및 병원성 미생물의 누출을 막기 위해서 주기적인 역세척을 해주어야 한다. 여기에는 상기 모래여과공정에서 발생하는 전술한 문제뿐만 아니라, 활성탄의 유실, 활성탄 처리수의 수질변동에 따른 역세척 시점 결정의 어려움 등이 활성탄공정의 역세척시 중요한 문제가 된다. 즉, 활성탄은 밀도가 작기 때문에 역세척시 많은 활성탄이 유실될 가능성이 있으며, 또한 활성탄흡착지의 운전시간이 길어지게 되면 활성탄의 표면에 부착된 미생물 중 활성이 저하된 미생물이 누출되어 처리수를 음용하는 사람에게 건강상의 위해를 일으킬 우려가 있기 때문이다.
한편, 활성탄공정에서 종래의 역세척방식인 수두차나 처리수의 탁도를 이용하여 역세척을 수행한다면, 역세척 주기가 매우 길어져 활성탄 표면에 부착된 미생물의 양을 적절히 통제하기가 어려운 문제점이 있다. 이러한 문제를 해소하기 위한 최적의 역세척시간을 결정함에 있어서, 수질인자 등 역세척에 필요한 운전요소들을 자동화하고, 역세척시 활성탄의 유실이 적은 방법 및 장치의 개발이 필요하다.
따라서, 본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 입도측정기, 탁도계 등을 이용하여 활성탄공정 처리수의 입자분석을 수행하여 입상활성탄 및 생물활성탄공정의 역세척 시점을 수질인자에 따라 자동으로 결정하고, 역세척함으로써 활성탄흡착지의 운전효율을 최적화시킬 수 있도록 한 활성탄공정의 자동역세척 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 처리수의 병원성 미생물, 미세활성탄과 같은 입자성 물질의 누출상태를 파악하여 역세척을 실시함으로써 처리수질의 안정성 및 안정성을 확보하고, 역세척시 역세척 배수의 입도를 분석하여 활성탄의 누출을 방지할 수 있는 활성탄공정의 자동역세척 장치 및 방법을 제공함에 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 활성탄에 공기와 물을 병용 사용하여 역세척함으로써 역세척 효율을 극대화한 활성탄공정의 자동역세척 장치 및 방법을 제공함에 또 다른 목적이 있다.
도1은 본 발명에 따른 활성탄공정의 자동역세척 장치의 일실시예를 나타낸 개략적인 공정도.
도2는 본 발명에 따른 활성탄공정의 자동역세척방법을 수행하기 위한 처리공정 흐름도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 활성탄흡착지 2 : 제1 입도측정기
3 : 탁도계 4 : 제2 입도측정기
5 : 제어유니트 6 : 역세용 공기
7 : 역세용 정수 8 : 배출오존처리시설
9 : 경보기
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 외부의 모래여과지나 오존접촉지를 거쳐 유입되는 처리수에 포함된 오염물질을 흡착하도록 그 내부에 활성탄층이 형성된 활성탄흡착지; 상기 모래여과지의 출구측 또는 활성탄흡착지의 입구측에 장착되어 활성탄흡착지의 유입수에 포함된 입도물질을 측정하는 수단; 상기 활성탄흡착지의 출구측에 장착되어 활성탄에 흡착처리된 후 배출되는 처리수의 입도 및 탁도를 측정하는 수단; 및 상기 입도측정수단 및 탁도측정수단으로부터 각각 측정된 입도 및 탁도 데이터를 입력받아 역세척 시점을 결정하고 제어신호를 출력하는 제어수단을 포함하는 활성탄공정의 자동역세척장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 활성탄흡착지로 유입되는 처리수의 현탁물질 입도를 측정 및 분석하는 제1단계; 처리수를 활성탄층에 흡착시키는 제2단계; 활성탄 처리수의 입도 및 탁도를 측정하는 제3단계; 역세척시점을 결정하는 제4단계; 및 역세척을 실시하는 제5단계를 포함하는 활성탄공정의 자동역세척방법을 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명에 의한 활성탄공정의 자동역세척 장치 및 방법은 탁도, 손실수두 및 여과지속시간을 이용한 역세척 시점 결정방식을 보완하고, 역세척시 활성탄의 누출을 막을 뿐만 아니라, 물과 공기를 병용하여 역세척 효율을 제고시키도록 구현한 것으로, 본 발명에서는 도1에 도시한 바와 같이, 응집/침전지 및 모래여과지나 상기 모래여과지에서 오존접촉지를 거친 처리수를 유입하며, 상기 처리수에 포함된 오염물질을 흡착하도록 그 내부에 활성탄층이 형성된 활성탄흡착지(1)가 구비된다. 여기서, 상기 활성탄층은 다양한 세공구조를 가진 무정형 탄소 입자의 여층으로서 물리적, 화학적 공정을 거쳐 제조되며, 주로 입상활성탄(GAC) 혹은 생물활성탄(BAC) 공정으로 이용한다.
상기 활성탄흡착지(1)의 입구측에는 모래여과수 및 오존 처리수에 포함된 현탁물질의 입도를 측정하는 제1 입도측정기(2)가 설치된다.
한편, 상기 활성탄흡착지(1)의 출구측에는 활성탄에 흡착처리된 후 배출되는 처리수의 탁도를 측정하는 탁도계(3)와, 활성탄 흡착처리된 처리수의 현탁물질의 입도를 재차 측정하는 제2 입도측정기(4)가 소정 간격을 두고 각각 설치된다. 제2 입도측정기(4)는 입도분석을 통해 활성탄흡착지(1)에서 누출되는 활성탄을 감지하여 활성탄의 비정상적인 유출을 방지하도록 한다.
그리고, 상기 제1 및 제2 입도측정기(2, 4)와 탁도계(3)에는 그들로부터 각각 측정된 입도 및 탁도 데이터를 온라인(On-Line)으로 입력받고 그 결과의 분석을 통하여 역세척 시점을 결정하도록 제어하는 제어유니트(5)가 연결된다.
상기 활성탄흡착지(1)의 일측 상면에는 후오존 접촉조의 잔류오존이 활성탄흡착지(1)에서 누출되는 경우, 배출오존을 파괴하여 제거하는 배출오존처리시설(8)이 설치되며, 상기 활성탄흡착지(1)의 저면에는 공기 및 정수를 각각 주입하여 역세척 효율을 증가시키기 위한 공기공급라인(6) 및 정수공급라인(7)이 소정간격을 두고 각각 설치된다. 따라서, 상기 활성탄흡착지(1)에 물과 공기를 병용시켜 유입하는 역세척방식은 활성탄 입자간 전단력을 매우 크게 하므로 역세척 효율을 매우 향상시킬 수 있는 것이다.
또한, 상기 제어유니트(5)내에는 상기 제2 입도측정기(4)로부터 입력된 제어신호를 인가받아 경보음을 발생하거나 점멸하여 작업자에게 인지시키기 위한 경보기(9)가 내장되어 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에서, 상기 제어유니트(5)에 의한 역세척 시점의 결정은 역세척 직후부터 입상활성탄(GAC : Granular Activated Carbon) 혹은 생물활성탄(BAC : Biological Activated Carbon) 처리수 중에 포함된 현탁물질의 입도분석, 탁도, 수두손실 및 여과지속시간을 정량화하여 자동으로 결정한다. 이러한 역세척에 의해 생물활성탄(BAC)으로 운전할 경우, 병원성 미생물의 누출이 제어되고, 생물활성탄으로서의 기능을 최적화할 수 있다. 또한, 상기한 기능들은 활성탄 유출 등의 이상운전에 대한 경보시스템으로서 이용될 수 있다.
한편, 상기 제어유니트(5)에 의해 역세척 시기를 결정하는 방법은 입자크기분석, 제거율 등을 분석하여 결정한다. 또한, 역세척시 배출되는 역세척배수의 입도 및 탁도를 분석하여 역세척 효율을 평가할 수 있도록 하였다.
또한, 상기 제2 입도측정기(4)로부터 활성탄 유출감지신호가 제어유니트(5)에 전달됨으로써 활성탄의 비정상 유출이 방지되는 것이며, 또 상기 제1 및 제2 입도측정기(2, 4)가 크립토스포리디움(Cryptosporidium) 및 지아르디아(Giardia)와 같은 미생물 입경대 입자의 누출을 측정하여 제어유니트(5)에 전달함으로써 활성탄에서 병원성 미생물 등이 누출되는 것을 사전에 예방할 수 있게 되는 것이다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 관리자에 의한 개략적인 경험이 아니라 입자의 크기, 탁도, 손실수두 및 여과지속시간 등을 온라인상태에서 과학적으로 분석하여 역세척 시점을 합리적으로 결정하여 물과 공기의 병용세정에 의해 역세척 효율을 증진시키고 역세척시 활성탄의 누출을 방지하게 되는 것이다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 활성탄공정의 자동역세척 방법을 도2를 통하여 설명하면 다음과 같다.
도면에 도시한 바와 같이 상기 활성탄흡착지(1)로 유입되는 처리수의 현탁물질을 상기 제1 입도측정기(2)를 통하여 입도를 측정하고 분석한 후, 상기 제어유니트(5)에 측정된 결과데이터를 입력한다(S1). 상기 활성탄흡착지(1)에 유입되는 처리수를 활성탄층에 흡착되도록 하여 상기 처리수에 포함되는 미량 유해물질을 제거한다(S2). 상기 활성탄흡착지(1)를 통과한 활성탄공정 처리수는 그의 출구측에 설치된 탁도계(3)와, 제2 입도측정기(4)에 의해 탁도 및 입도가 각각 측정되어 제어유니트(5)에 입력된다(S4). 상기 제어유니트(5)는 상기 제1 및 제2 입도측정기(2, 4)로부터 입력되는 입도데이터와, 상기 탁도계(3)로부터 입력되는 탁도데이터를 분석하고 연산처리하여 역세척시점을 결정하고, 역세척에 필요한 운전요소들을 결정한 후 역세척을 실시한다(S5). 상기 역세척의 실시과정에서 물과 공기를 병용하여 활성탄흡착지에 유입시켜 역세척 효율을 향상시킨다(S6).
상기 역세척과정에서 역세척배수의 입자크기를 검출하되(S7), 상기 14㎛이상의 입자가 소정시간(약 2분)이상 동안 지속적으로 검출되면 경보음을 발생하고, 그렇지 않으면 정상적인 역세척을 실시한 후 종료한다(S8, S9, S10, S11).
상기한 바와 같이 활성탄 역세척공정을 수행하므로서 활성탄의 역세척시 문제점으로 제기되었던 역세척시기 결정의 어려움, 활성탄 누출문제, 병원성 미생물 등의 누출과 같은 처리수의 수질문제, 역세척 효율의 평가 문제를 해결할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 있어 명백할 것이다.
전술한 본 발명은 활성탄흡착지에서 유출되는 미생물이나 활성탄을 입도측정기와 탁도계에 의해 자동으로 분석하여 역세척시점을 결정하여 최적의 상태에서 역세척을 할 수 있도록 하고, 역세척시 활성탄의 유출을 방지하고, 물과 공기를 병용하는 방식에 의해 역세척 효율을 향상시킬 수 있다.
Claims (6)
- 외부의 모래여과지나 오존접촉지를 거쳐 유입되는 처리수에 포함된 오염물질을 흡착하도록 그 내부에 활성탄층이 형성된 활성탄흡착지;상기 활성탄흡착지의 입구측 및 출구측에 각각 장착되어 처리수의 입도를 측정하는 수단;상기 활성탄흡착지의 출구측에 장착되어 활성탄에 흡착처리된 후 배출되는 처리수의 탁도를 측정하는 수단; 및상기 입도측정수단 및 탁도측정수단으로부터 각각 측정된 입도 및 탁도 데이터를 입력받아 역세척 시점을 결정하고 제어신호를 출력하는 제어수단을 포함하는 활성탄공정의 자동역세척 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 활성탄흡착지의 출구측에 설치되어 그로부터 누출되는 활성탄을 감지하는 수단을 더 포함하는 활성탄공정의 자동역세척 장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 제어수단내에 설치되어 상기 활성탄 누출 감지수단으로부터 입력된 제어신호를 입력받아 경보음을 발생하는 수단을 더 포함하는 활성탄공정의 자동역세척 장치.
- 활성탄흡착지로 유입되는 처리수의 현탁물질 입도를 측정 및 분석하는 제1단계;처리수를 상기 활성탄흡착지에 구비된 활성탄층에 흡착시키는 제2단계;활성탄 처리수의 입도 및 탁도를 측정하는 제3단계;역세척시점을 결정하는 제4단계; 및역세척을 실시하는 제5단계를 포함하는 활성탄공정의 자동역세척방법.
- 제 4 항에 있어서,상기 제4단계는 입자크기분석, 제거율 등을 결정하는 제6단계를 포함하는 활성탄공정의 자동역세척방법.
- 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,상기 제5단계 수행후 입자누출을 검출하되, 상기 14㎛ 이상의 입자가 소정시간 이상동안 검출되면 경보를 발생하고, 그렇지 않으면 정상적인 역세척을 실시하는 제7 단계를 포함하는 활성탄공정의 자동역세척방법.
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