KR20080101649A - 수처리 방법에서의 응집제 주입률의 결정 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

과제

응집 처리를 하는 수처리 방법에 있어서, 단시간에 자동적으로 적정한 응집제 주입률을 결정할 수 있는 응집제 주입률의 결정 방법 및 장치를 제공한다.

해결 수단

소정량의 원수를 넣기 위한 시험용 수조 (1A ∼ 1D) 와, 급수 펌프 (7) 와, 원수 및 세정수의 급배수 밸브 (4, 6) 와, 교반기 (3A ∼ 3D) 와, 응집제 주입부 (21) 와, 플록의 입경과 입자수를 측정하는 검출기 (30) 등으로 구성되는 응집 분석 장치에 의해, 당해 시험용 수조에 응집제 (20) 를 주입하고 나서, 교반에 의해 응집제가 분산되고, 입자의 집괴가 시작될 때까지의 시간 (집괴화 개시 시간) 을 측정하여, 그 집괴화 개시 시간에 기초하여, 응집제 주입률을 결정, 또는 응집제 주입량을 제어한다.

Description

수처리 방법에서의 응집제 주입률의 결정 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DETERMINING INJECTION RATE OF COAGULANT IN WATER TREATMENT METHOD}

본 발명은 하천수나 호숫물 등의 표류수, 공업용수, 하수, 오니, 공장 폐수 등을 처리하기 위한 응집 처리에서, 응집제 주입률 (피처리수 수량에 대한 응집제 주입량의 비율) 을 결정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

급속 여과 방식을 채용한 정수장에서는, 일반적으로 응집제를 주입함과 함께 급속 교반을 하는 혼화지와, 혼화지에서 생성된 응집체 (플록 (floc)) 를 성장시키는 플록 형성지와, 성장된 플록을 침전 제거하기 위한 침전지와, 완전히 침전되지 않은 입자나 플록을 제거하는 여과지로 구성된다 (특허 문헌 2 의 도 7 참조).

급속 여과 방식에서의 중요한 포인트는, 원수 수질에 따라 응집제의 주입률을 적정한 값으로 제어하여, 침강성이 좋은 플록을 형성하는 것이다. 부적절한 주입률에 따라 응집 처리를 한 경우에는, 침전지로부터의 플록의 캐리 오버나 응집 불량에 의해, 여과지의 손실 수두의 상승, 역세 빈도의 상승, 입자의 여과지로부터의 유출 등의 문제가 발생한다.

적정한 응집제 주입률은 원수 탁도 이외에, 알칼리도, pH, 수온 등에 의해서도 변화되어, 원수마다 상이하기 때문에, 원수 탁도를 기초로 하여 일의적으로 응집제 주입률을 결정할 수는 없다. 그 때문에, 종래부터 정수장에서는 다음과 같은 방법으로, 응집 상황의 판정이나, 응집제 주입률의 결정, 또는 제어를 실시하고 있다.

(1) 자 (jar) 테스트

처리해야 할 원수의 일정량을 몇 개의 비커에 채취하여, 비커마다 주입률을 단계적으로 변화시키고, 급속 교반과 완속 교반에 의해 응집 반응을 일으켜, 소정의 시간만큼 정치시킨 후의 상청수 탁도나 플록의 침강 상황을 판정하여, 응집제 주입률을 결정하는 방법이다 (특허 문헌 2 의 도 8 참조).

이들 작업은 일반적으로 손으로 분석으로 이루어지는데, 특허 문헌 1 에 기재되어 있는 바와 같이 원수의 채수 (採水) 부터, 응집제의 주입이나, 교반기의 회전수 및 회전 시간의 설정, 상청수 탁도의 측정까지를 자동적으로 실시하는 오토 자 테스터와 같은 것도 실용화되고 있다 (상세한 것은, 특허 문헌 1 참조).

(2) 주입률식

원수의 탁도나 pH, 알칼리도, 수온 등의 수질을 파라미터로 하여, 적정한 응집제 주입률과의 관계를 나타낸 주입률식에 기초하여 피드 포워드 제어하는 것이다. 주입률식은 자 테스트나 실시설의 침전수 탁도 등을 기초로 경험적인 방법에 따라 정해진다. 이 방식의 발전형으로서, 침전수 탁도의 측정값에 기초한 피드백 제어의 포함이나, 오퍼레이터에 의한 자 테스트의 결과와 실시설의 운용 실 적에 가까워지도록 퍼지나 뉴로에 의한 제어를 이용하는 예도 있다 (특허 문헌 2 의 단락［0006］및［0007］참조).

(3) 응집 센서

특허 문헌 2 에 개시된 발명 방법과 같이 피측정 유체의 흐름에 대하여 광 빔을 조사하고, 그 투과 광량의 평균값과 표준 편차로부터 플록의 평균 입경과 개수 농도를 구함과 함께, 평균 입경이 적정한 값이 되도록 응집제 주입률을 제어하는 방법이다 (상세한 것은, 특허 문헌 2 참조).

또한, 본 발명에 관련된 기술을 개시하는 하기 특허 문헌 3 ∼ 6 에 관해서는, 설명의 편의상 후술한다.

[특허 문헌 1] 일본 공개특허공보 평2－114178호

[특허 문헌 2] 일본 특허 제3205450호

[특허 문헌 3] 일본 특허 제3672158호 (US 6,184,983 에 상당)

[특허 문헌 4] 일본 특허 제2824164호

[특허 문헌 5] 일본 공개특허공보 평10－311784호 (특허 문헌 3 의 공개 공보, US 09/037,431 에 상당)

[특허 문헌 6] 일본 공개특허공보 2002－90284호

그런데, 상기와 같은 방법에 따른 응집 상황의 판정 방법, 또는 응집제 주입률의 결정 방법에는, 다음과 같은 과제가 있다.

(1) 의 자 테스트에 의한 방법은, 숙련된 오퍼레이터가 필요하고, 나아가서는 오퍼레이터에 따라 상이한 결과가 되기 쉽다는 문제가 있다. 또, 응집 상황이나 적정한 응집제 주입률의 판정에 걸리는 시간이 30 분 정도로 길기 때문에, 빈번한 자 테스트의 실시는 곤란하고, 실시설의 응집제 주입률에 대한 반영이 늦어 버린다는 문제가 있다.

자 테스트 작업을 자동화한 오토 자 테스터이면, 오퍼레이터의 작업은 대폭 경감되지만, 측정 결과를 얻기 위해서는 여전히 30 분 정도 필요하고, 타임 래그가 크다는 과제는 해결되지 않는다.

(2) 의 주입률식에 의한 방법은, 원수에 따라 주입률식이 상이하기 때문에, 정수장마다 주입률식을 관리해야 하며, 또한 항구적으로 그 주입률식을 사용할 수 있다는 보증은 없다. 즉, 취수구보다 상류측에 댐이 생기거나, 하안 공사가 시공되거나 한 경우나, 호우의 영향 등에 의해, 각 수질과 최적 응집제 주입률의 관계는 무너져 버릴 우려가 있어, 장소적, 시간적 보편성이 없다는 문제가 있다.

(3) 의 응집 센서에 의한 방법은, 적정한 플록 입경이 되도록 응집제 주입률을 실시간으로 자동적으로 관리할 수 있어, (1) 의 오퍼레이터 문제나 타임 래그 문제, (2) 의 보편성 문제를 해결하는 방법이다. 그러나, 원수 수질에 따라 적 정한 플록 입경은 상이한 것으로서, 응집제 주입률의 자동 제어를 하기 위해서는, 미리 원수 탁도와 최적 플록 입경의 관계에 대하여, 데이터베이스를 작성해야 한다. 즉, 사계를 통해서 응집 센서에 의한 데이터를 취득해야 하며, 정식 운용까지 시간이 걸린다는 문제가 있다.

이상, 정수장에서의 과제에 대하여 서술하였는데, 공업용수, 하수나 공장 폐수에서의 응집에 대해서도 동일한 과제가 있는 것은 말할 필요도 없다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 과제는 응집 처리를 하는 수처리 방법에 있어서, 단시간에 자동적으로 적정한 응집제 주입률을 결정할 수 있는 응집제 주입률의 결정 방법 및 장치를 제공하는 것에 있다.

전술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 피처리수에 응집제를 주입하여 응집 처리를 하는 수처리 방법에서의 피처리수 수량에 대한 응집제 주입량의 비율 (응집제 주입률) 을 결정하는 방법에서, 하기 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다 (청구항 1).

(1) 피처리수를 복수 개의 시험용 수조에 각각 소정량 채취하고, 상기 각 시험용 수조에 채취된 시료수에 대하여, 각각 상이한 응집제 주입률을 갖는 시료수가 되도록, 미리 설정한 상이한 소정량의 응집제를 주입하는 공정 (응집제 주입 공정).

(2) 상기 각 시료수에 응집제 주입 후, 교반에 의해 응집제를 분산시켜, 각 시료수 내 입자의 집괴가 시작될 때까지의 시간 (집괴화 개시 시간) 을, 상기 각 시료수마다 측정하는 공정 (집괴화 개시 시간 측정 공정).

(3) 상기 각 시료수마다 측정된 집괴화 개시 시간과, 상기 각 응집제 주입률에 기초하여, 집괴화 개시 시간과 응집제 주입률의 상관을 피팅 라인으로서 연산하는 공정 (피팅 라인 연산 공정).

(4) 수처리 설비에 따라 미리 설정하는 집괴화 개시 시간의 적정값과, 상기 피팅 라인에 기초하여, 상기 수처리 설비에 대하여 적정한 응집제 주입률을 연산하는 공정 (적정 응집제 주입률 연산 공정).

또, 상기 청구항 1 의 발명에서는, 복수 개의 시험용 수조를 이용하고 있는데, 하기 청구항 2 의 발명과 같이, 1 개의 시험용 수조를 반복하여 이용함으로써, 상이한 응집제 주입률을 갖는 시료수의 집괴화 개시 시간을 측정하도록 할 수도 있다. 즉, 상기 청구항 1 에 기재된 응집제 주입률의 결정 방법에서, 상기 (1) 및 (2) 공정 대신에, 하기 (1a), (2a) 및 (2b) 공정으로 실시하는 것을 특징으로 한다 (청구항 2).

(1a) 피처리수를 단일 시험용 수조에 소정량 채취하고, 상기 시험용 수조에 채취된 시료수에 대하여, 미리 설정한 소정량의 응집제를 주입하고, 응집제 주입 후, 교반에 의해 응집제를 분산시켜, 시료수 내 입자의 집괴가 시작될 때까지의 시간 (집괴화 개시 시간) 을 측정하는 공정.

(2a) 상기 공정 후, 시험용 수조를 세정수로 세정하고, 이 세정수를 시험용 수조로부터 배출한 후에, 다시, 피처리수를 시험용 수조에 소정량 채취하고, 상기 공정은 상이한 시료수에 대하여, 상이한 소정량의 응집제를 주입하여, 상기 집괴화 개시 시간을 측정하는 공정.

(2b) 상기 공정과 동일한 공정을, 응집제의 주입량을 바꾸어 복수 회 실시하여, 각각 상이한 응집제 주입률을 갖는 시료수에 대하여, 각각 상기 집괴화 개시 시간을 측정하는 공정.

또한, 하기 청구항 3 의 발명과 같이, 상기 집괴화 개시 시간과 응집제 주입률의 상관에 관하여 미리 실험에 의해 구한 관계식 등의 데이터베이스를 이용하는 경우에는, 1 개의 시험용 수조를 이용하여, 1 회의 집괴화 개시 시간을 측정함으로써 적정한 응집제 주입률을 연산할 수 있다. 즉, 피처리수에 응집제를 주입하여 응집 처리를 하는 수처리 방법에서의 피처리수 수량에 대한 응집제 주입량의 비율 (응집제 주입률) 을 결정하는 방법에서, 하기 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다 (청구항 3).

(1) 피처리수를 단일 시험용 수조에 소정량 채취하고, 상기 시험용 수조에 채취된 시료수에 대하여, 피처리수의 수질에 기초하여 미리 설정한 소정량의 응집제를 주입하고, 응집제 주입 후, 교반에 의해 응집제를 분산시켜, 시료수 내 입자의 집괴가 시작될 때까지의 시간 (집괴화 개시 시간) 을 측정하는 공정.

(2) 상기에 의해 측정된 집괴화 개시 시간의 측정값과, 수처리 설비에 따라 미리 설정하는 집괴화 개시 시간의 적정값의 차이가, 소정폭 이내이면, 상기 (1) 공정에서의 소정량의 응집제에 상응하는 응집제 주입률을 적정한 응집제 주입률로 결정하고, 상기 차이가 상기 소정 폭보다 큰 경우에는, 하기 순서 (21) ∼ (23) 에 따라, 적정한 응집제 주입률을 연산하는 공정.

(21) 집괴화 개시 시간과 응집제 주입률의 상관에 관하여, 2 개의 상수를 포함하는 일반식으로 하여 정하고, 실험에 의해 미리 구한 데이터베이스에 기초하여, 일방의 상기 상수를, 상기 피처리수의 수질에 기초하여 정하고, 1 개의 상수를 포함한 일반식을 구한다.

(22) 상기 1 개의 상수를 포함하는 일반식과, 상기 집괴화 개시 시간의 측정값 및 당해 측정시의 응집제 주입률에 기초하여, 타방의 상기 상수를 구하여, 집괴화 개시 시간과 응집제 주입률의 상관 연산식을 특정한다.

(23) 상기 특정된 연산식과, 수처리 설비에 따라 미리 설정하는 집괴화 개시 시간의 적정값에 기초하여, 적정한 응집제 주입률을 연산한다.

또, 상기 청구항 1 또는 3 발명의 실시양태로는, 하기 청구항 4 내지 6 발명이 바람직하다. 즉, 상기 청구항 1 또는 3 에 기재된 응집제 주입률의 결정 방법에서, 상기 집괴화 개시 시간은 시료수 중 입경 구분마다의 입자수를 측정하여, 응집제 주입 전부터 시료수 중에 존재하는 입자의 소정의 소입경 구분의 입자에 관해서 측정되는 입자수의 감소 개시 시간, 또는, 응집제 주입 후에 집괴화가 시작됨으로써 상기 소정의 소입경 구분보다는 큰 소정의 입경 구분의 입자에 관해서 측정되는 입자수의 증가 개시 시간 중, 적어도 어느 일방의 시간으로부터 특정되는 것을 특징으로 한다 (청구항 4).

또한, 상기 청구항 1 또는 3 에 기재된 응집제 주입률의 결정 방법에서, 상기 집괴화 개시 시간은, 시료수 중의 입자의 평균 입경과 입자수를 측정하고, 평균 입경의 증대가 보이기 시작하는 시간을 플록 성장 개시 시간으로서 측정하며, 플록으로서 계수되는 평균 입자수가 증가하기 시작하는 점을 플록 증가 개시 시간으로서 측정했을 때에, 상기 플록 성장 개시 시간 또는 플록 증가 개시 시간 중, 적어도 어느 일방의 시간으로부터 특정되는 것을 특징으로 한다 (청구항 5).

또한, 상기 청구항 1 또는 3 에 기재된 응집제 주입률의 결정 방법에서, 상기 수처리 설비에 따라 미리 설정하는 집괴화 개시 시간의 적정값은, 상기 수처리 설비가 구비하는 혼화지에서의 피처리수의 체류 시간에 기초하여 설정되는 것을 특징으로 한다 (청구항 6).

또한, 상기 혼화지에서의 피처리수의 체류 시간은, 실제의 수처리 시설 (실시설) 에서의 혼화지의 용적, 처리 수량에 따라 결정된다. 또, 실시설에서의 적정한 응집제 주입률은, 피처리수 (원수) 의 수질에 따라 시시각각 변화하기 때문에, 피처리수를 시험용 수조에 적절히 채취하여, 적정한 응집제 주입률을 변화에 따라 결정할 필요가 있다.

또한, 응집제 주입률의 결정 장치에 관한 발명으로는, 하기 청구항 7 의 발명이 바람직하다. 즉, 상기 청구항 1 또는 3 에 기재된 응집제 주입률의 결정 방법을 실시하기 위한 장치로서, 교반기를 구비한 적어도 1 개의 시험용 수조와, 미리 설정한 상이한 소정량의 응집제를 주입하는 응집제 주입 장치와, 집괴화 개시 시간 측정기와, 적정한 응집제 주입률의 연산을 하는 연산 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다 (청구항 7).

본 발명에 의하면, 응집 처리를 하는 수처리 방법에서, 종래 방법보다 단시간에 자동적으로 적정한 응집제 주입률을 결정할 수 있다.

본 발명의 실시형태에 대하여, 도 1 에 기초하여 이하에 서술하며, 상세한 것은 실시예의 항에서 서술한다. 또한, 본 발명은 하기 실시형태나 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

일반적으로 응집 침전 처리에서는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 응집제 주입 후의 혼화지에서의 급속 교반에서부터 플록 형성지에서의 완속 교반 공정에 걸쳐 입자가 집괴되어, 플록으로서 성장해간다. 이 때, 집괴화는 혼화지에서 시작된 것이 기본이며, 상기 집괴화 개시 시간은 혼화지의 체류 시간과 동일한 정도의 시간인 것이 중요하다.

이 상황에서는, 혼화지 이후의 처리가 양호하게 실시되어, 결과적으로 침강성이 높은 플록이 형성되어, 침전수 탁도를 저감시킬 수 있다. 여기서, 집괴화 개시 시간은 원수의 탁도, 알칼리도, pH, 수온 등의 수질과, 교반 강도와, 응집제 주입률의 영향을 받으며, 이들 중에서, 실시설에서 용이하게 제어할 수 있는 것은 응집제 주입률이다. 즉, 응집제 주입률이 적정량보다 작으면, 집괴화 개시 시간은 혼화지의 체류 시간보다 길어져, 그 후의 플록 형성에 문제가 발생한다. 한편, 응집제 주입률이 적정량보다 크면, 집괴화 개시 시간은 혼화지의 체류 시간보다 짧아지고, 응집제는 과주입 상황이 된다. 본 발명에서는, 피처리수 (원수) 의 일부를 도 1 에 나타내는 응집 분석 장치로 통류시키고, 이 응집 분석 장치 에서, 시시각각 변화하는 수질에 대하여, 집괴화 개시 시간이 소정의 값이 되도록 응집제 주입률을 제어하면, 자 테스트의 플록 침강성이나 상청수 탁도의 평가, 또는 응집 센서의 최적 플록 입경 제어와 동일한 결과를 얻을 수 있다.

즉, 이 응집 분석 장치에 의해 집괴화 개시 시간을 측정하고, 그 시간에 따라 응집제 주입률을 제어하는 방법에 따르면, 완속 교반과 정치 공정이 필요하지 않기 때문에, 약 10 분 정도로 자동적으로 응집제 주입률을 결정할 수 있다. 따라서, 자 테스트와 같은 숙련된 오퍼레이터에 의한 작업이 삭감되고, 또한, 오토 자 테스터보다 타임 래그가 적은 응집제 주입률 제어를 실현할 수 있다. 또, 응집 센서와 같이 원수 탁도와 적정 플록 입경의 데이터베이스를 작성할 필요가 없기 때문에, 응집 분석 장치에 의한 응집제 주입률 제어 시스템은, 장치 설치 후부터 비교적 단기간에 실제 운용에 들어갈 수 있다는 특징이 있다.

다음으로, 응집 분석 장치에 의한 집괴화 개시 시간의 측정, 및 응집제 주입률의 결정, 또는 제어에 대하여 구체적 방법을 이하에 서술한다.

본 발명에서의 집괴화 개시 시간의 측정에는, 이하에 기술하는 두 가지 방법 중 적어도 어느 일방을 이용한다. 제 1 방법 (이하, 입자 카운트법이라고 한다) 의 입자 카운트 방법에 대해서는, 상기 특허 문헌 3 에 개시된 방법과 동일하다. 이 입자 카운트 방법은 검출기 내를 흐르는 시료수에 대하여, 광 빔을 조사하여, 전방 산란광과, 측방 산란광과, 후방 산란광과, 투과광 중 적어도 하나의 광을 광전 변환기에서 수광하여, 소정 시간 내에 광전 변환기에 의해 변환된 전기 신호의 펄스수와 각 펄스 높이로부터 입경 구분마다의 입자수를 측정한다. 본 발명의 제 1 방법은, 또한 입자수가 많은 입경 구분에 대해서는, 응집제 첨가 개시시부터 입자수의 감소가 보일 때까지를 입자수 감소 개시 시간으로 하고, 입자수가 적은 입경 구분에 대해서는, 입자수가 증가하는 점을 입자수 증가 개시 시간으로 하며, 입자수 감소 개시 시간 또는 입자수 증가 개시 시간 중, 적어도 일방의 시간, 또는 양방의 시간을 연산한 결과를 집괴화 개시 시간으로서 채용하는 방법이다.

제 2 방법 (이하, 변동 해석법이라고 한다) 의 변동 해석 방법에 대해서는, 상기 특허 문헌 4 에 개시된 방법과 동일하다. 이 변동 해석 방법은 검출기 내를 흐르는 시료수에 대하여, 적어도 한 지점으로부터 광 빔을 조사하여, 전방 산란광과, 측방 산란광과, 후방 산란광과, 투과광 중 적어도 하나의 광을 광전 변환기에서 수광하여, 소정 시간 내에 광전 변환기의 출력으로부터 변환된 전기 신호의 평균값과 표준 편차로부터, 시료수에 함유되는 입자의 평균 입경과 입자수를 구하는 방법이다. 본 발명의 제 2 방법은 또한, 응집제 첨가 개시시부터 평균 입경의 증대가 보이기 시작할 때까지를 플록 성장 개시 시간으로 하고, 응집제 첨가 개시시부터 플록으로서 계수되는 입자수가 증가하기 시작할 때까지를 플록 증가 개시 시간으로서 측정했을 때에, 플록 성장 개시 시간 또는 플록 증가 개시 시간 중, 적어도 일방의 시간, 또는 양방의 시간을 연산한 결과를 집괴화 개시 시간으로서 채용하는 방법이다.

여기서, 상기 전기 신호의 평균값과 표준 편차로부터 입자의 평균 입경과 입자수를 구하는 방법에 관해서는, 특허 문헌 4 에 기재되어 있다. 또, 당해 특 허를 응용한 예로서, 특허 문헌 2 에 기재된 방법과 같이, 플록 평균 직경이 적정한 입경이 되도록, 응집제 주입률을 제어하는 방법도 있다. 그러나, 본 발명과는 이하의 점에서 상이하다. 먼저, 특허 문헌 4 및 특허 문헌 2 에 기재된 방법에서는, 응집제의 주입은 연속적으로 실시되고 있기 때문에, 응집 전의 현탁질 입자는, 여러가지 성장 과정의 플록과 함께 혼재되어 있다. 따라서, 특허 문헌 4 및 특허 문헌 2 에 관련된 방법은, 본 발명에서 측정하는 입자의 집괴에 의해 입자수가 감소하기 시작하는 시간이나 플록의 성장 개시에 수반하여, 플록의 입경이 증대되기 시작하는 시간, 또는 플록의 수가 증가하기 시작하는 시간 (집괴화 개시 시간) 을 측정할 수 없다. 그 때문에, 특허 문헌 4 및 특허 문헌 2 에 관련된 방법은, 본 발명의 집괴화 개시 시간에 기초하는 응집제 주입률의 제어를 실현할 수는 없어, 본 발명 방법과 특허 문헌 4 및 특허 문헌 2 의 발명에 관련된 방법은 상이한 방법이라고 할 수 있다.

본 발명에서의 상기 제 1 방법, 또는 제 2 방법에 따라, 집괴화 개시 시간과 플록의 입자수나 평균 직경을 측정하는 장치를 응집 분석 장치라고 한다.

본 발명에서의 응집제 주입률을 제어하는 방법으로는, 이하에 서술하는 방법의 어느 하나를 이용한다. 제 1 방법은 응집 분석 장치에 의해, 복수의 상이한 응집제 주입률에서의 집괴화 개시 시간을 측정하고, 그 측정 결과로부터 집괴화 개시 시간과 응집제 주입률의 관계식을 이끌어낸 후, 당해 관계식에 미리 정한 적정한 집괴화 개시 시간의 설정값을 대입함으로써, 최적의 응집제 주입률을 구하는 방법이다.

제 2 방법은 원수의 탁도와 알칼리도와 pH 와 수온 중, 적어도 하나의 지표를 파라미터로 한 주입률식에서, 적정한 것으로 예측되는 응집제 주입률을 미리 구해 둠과 함께, 당해 주입률에서의 집괴화 개시 시간을 응집 분석 장치에 의해 측정했을 때에, 당해 집괴화 개시 시간이 소정의 시간 범위에서 벗어난 경우에는, 미리 정한 집괴화 개시 시간과 응집제 주입률의 관계식에 의해, 집괴화 개시 시간을 소정의 시간 범위에 포함시키기 위한 응집제 주입률의 보정량을 구하는 방법이다.

실시예

〔실시예 1〕

본 발명에서의 응집 분석 장치는, 상기 도 1 에 나타내는 바와 같이, 하천에서 취수한 원수를 착수정에 송수하여, 급속 혼화지에서 주입된 응집제를 신속하게 교반하고, 플록 형성지에서 급속 혼화지에서 형성된 응집체를 플록으로 성장시키고, 침전지에서 플록을 침강시키며, 그 상청수를 여과지에서 여과시키는 기능을 갖는 정수 프로세스에 있어서, 착수정으로부터의 원수를 분기한 배관에 설치된다. 경우에 따라서는, 자 테스트나 원수 수질 검사를 하는 것을 목적으로 하여 수질 시험실에 송수되고 있는 원수의 배관에 응집 분석 장치를 접속시켜도 된다.

여기서, 응집 분석 장치에 의해 측정되는 집괴화 개시 시간에 의해 결정되는 적정한 응집제 주입률을 정수 프로세스에서의 응집제 주입률에 반영하는 것이 본 발명의 특징이다.

실시예 1 에서의 응집 분석 장치는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 소정량의 원수를 넣기 위한 복수 (본 실시예에서는 4 개) 의 시험용 수조 (1A ∼ 1D) 와, 급 배수 밸브 (2A ∼ 2E) 와, 교반기 (3A ∼ 3D) 와, 원수 입구 밸브 (4) 와, 원수 배출 밸브 (5) 와, 수돗물 입구 밸브 (6) 와, 급수 펌프 (7) 와, 필터 (8) 와, 필터 입구 밸브 (9) 와, 원수 송수 밸브 (10) 와, 배수 밸브 (11) 와, 월류(越流)벽 (12) 으로부터 흘러넘친 물을 배수하는 배관 (13) 이 접속된 수위 조정조 (14) 와, 응집제 (20) 와, 응집제 주입부 (21) 와, 응집제 주입관 (22) 과, 주입관 가동부 (23) 와, 스테이지 (24) 와, 플록의 입경과 입자수를 측정하기 위한 검출기 (30) 와, 채수관 (31A ∼ 31D) 과, 채수 펌프 (32A ∼ 32D) 와, 검출기로부터의 전기 신호 (33) 를 해석함과 함께 기기를 제어하기 위한 시퀀서 (34) 와, 측정 결과의 표시나 장치의 설정 조건을 입력하기 위한 POD (Programable operation display) (35) 등으로 구성된다.

여기서, 검출기 (30) 는 특허 문헌 3 에 개시된 바와 같이, 시료수를 향해 광 빔을 조사하기 위한 레이저, LED, 램프의 어느 하나로 구성되는 광 빔 조사부와, 시료수 중에 함유되는 입자로부터 발하여지는 전방 산란광이나, 측방 산란광이나, 후방 산란광이나, 투과광의 적어도 하나의 광을 수광하여, 전기 신호로 변환하는 광전 변환기와, 변환된 전기 신호의 펄스수와 펄스 높이로부터 입경 구분마다의 입자수를 측정하는 전자 회로로 구성된다.

구체적인 입경과 입자수의 측정 방법에 대해서는, 반도체 레이저를 조사부로 하여, 전방 산란광을 수광하는 광학계를 이용한 예로서, 시료수 중의 입자 수를 측정하는 것을 목적으로 한 상기 특허 문헌 5 에 기재된 방법이나, 반도체 레이저를 조사부로 하여 투과광을 수광하는 광학계를 이용한 예로서, 특허 문헌 6 에 기재된 방법 등이 있다. 또한, 본 실시예의 검출기 (30) 로는, 상기 입자 카운트법을 이용하고 있는데, 상기 특허 문헌 4 에 기재된 변동 해석법에 따른 광학계를 이용해도 된다.

다음으로 집괴화 개시 시간의 측정 방법에 대하여, 이하에 구체적 순서를 서술한다.

먼저, 시험용 수조 (1A ∼ 1D) 에 남아 있는 시료수를 배수하기 위해서, 교반기 (3A ∼ 3D), 급수 펌프 (7), 채수 펌프 (32A ∼ 32D) 를 정지, 원수 배출 밸브 (5) 를 개방, 원수 입구 밸브 (4), 수돗물 입구 밸브 (6), 필터 입구 밸브 (9), 원수 송수 밸브 (10) 를 폐쇄, 급배수 밸브 (2A ∼ 2E), 배수 밸브 (11) 를 개방으로 한다 (이하, 시료수 배수 공정이라고 한다).

시료수가 시험용 수조 (1A ∼ 1D) 로부터 배수된 후, 수돗물 입구 밸브 (6), 필터 입구 밸브 (9) 를 열어, 수돗물이 수돗물 입구 밸브 (6) 를 통하여 급수 펌프 (7) 에 의해 송수되고, 필터 입구 밸브 (9) 를 통하여, 필터 (8) 에서 입자가 제거된 물 (이하, 세정수) 이 된다. 이 세정수는 급배수 밸브 (2A ∼ 2E) 를 통하여, 시험용 수조 (1A ∼ 1D) 및 수위 조정조 (14) 로 송수된다. 또한, 배수 밸브 (11) 는 폐쇄로 하고, 이로써, 시험용 수조에는 서서히 세정수가 고여, 도 3 의 시험용 수조를 측면에서 본 도면에 나타내는 바와 같이, 시험용 수조로부터 오버 플로우된 물이 배관 (15A ∼ 15D) (도시는 15A 만) 을 통하여 배수된다 (이하, 세정수 송수 공정이라고 한다).

여기서, 오버 플로우의 높이는 월류벽 (12) 의 높이에서 규정되는 수면보다 높은 위치로 해야 한다. 또, 유량 스위치 또는 출력 기능이 부여된 유량계 (16) 를 형성해 두면, 시험용 수조가 만수가 된 것을 자동적으로 검지할 수 있다. 또한, 본 공정에 있어서, 교반기 (3A ∼ 3D) 를 동작시켜 둠으로써, 시험용 수조를 세정하도록 하면, 원수의 탁도나 색도가 높은 경우에 유효하다.

세정수 송수 공정 후, 즉, 충분히 세정수가 당해 시험용 수조로 송수된 후에ㄴ는채수 펌프 (32A ∼ 32D) 를 가동시키고, 검출기 (30) 에서 세정수의 측정이 이루어진다. 이 때에 광전 변환기에 의해 측정되는 전압 레벨이나, 입자가 광 빔을 통과할 때에 발생되는 펄스의 수나 높이를 변환시켜 얻어지는 입경과 입자수의 정보를 기억해 두면, 광학계의 오염이나, 필터의 열화 등을 판단할 수 있고, 나아가서는 광량을 보정할 수 있다 (이하, 제로수 측정 공정이라고 한다).

제로수 측정 공정이 종료되면, 배수 밸브 (11) 를 개방, 급수 펌프 (7) 를 정지, 필터 입구 밸브 (9), 원수 송수 밸브 (10), 수돗물 입구 밸브 (6) 를 폐쇄로 하여 시험용 수조 및 수위 조정조 내의 세정수를 배수하고 (이하, 세정수 배수 공정), 원수 입구 밸브 (4), 원수 송수 밸브 (10) 를 개방, 원수 배출 밸브 (5) 를 폐쇄, 급수 펌프 (7) 를 가동, 배수 밸브 (11) 를 폐쇄, 급배수 밸브 (2A ∼ 2E) 를 개방으로 한다 (이하, 원수 송수 공정이라고 한다).

시험용 수조가 원수로 채워진 후, 즉, 소정의 시간이 경과하거나, 유량 스위치 또는 출력 기능이 부여된 유량계 (16) 에 의해, 시험용 수조가 만수가 된 것을 검지한 후에, 급수 펌프 (7) 를 정지, 원수 송수 밸브 (10), 원수 입구 밸브 (4) 를 폐쇄, 원수 배출 밸브 (5) 를 개방으로 한다. 그러면, 각 시험용 수조의 수 위는 수위 조정조 (14) 의 월류벽 (12) 의 높이가 되어, 매회의 시험에서 동일한 용량의 시험수가 규정된다. 그리고, 급배수 밸브 (2A ∼ 2D) 를 닫는다 (이하, 수위 조정 공정이라고 한다).

여기서, 월류벽 (12) 은 경우에 따라 높이가 상이한 재료를 사용함으로써, 시험수의 용량을 변경할 수 있다.

수위가 조정된 후에는, 교반기 (3A ∼ 3D) 를 소정의 회전수로 가동시킨다. 다음으로 채수 펌프 (32A ∼ 32D) 를 가동시키고, 검출기 (30) 로 원수의 입자수 또는 탁도를 측정하여, 그 값에 기초하여, 시험용 수조 (1A ∼ 1D) 에서의 각 응집제 주입률의 범위를 각각 설정해 둔다. 이 때, 채수 펌프 (32A ∼ 32D) 의 배수는 시험용 수조로 되돌려도 된다. 원수의 측정을 소정 시간 실시한 후에는, 정량 펌프 또는 실린지 펌프로 구성되는 응집제 주입부 (21) 에 의해, 시험용 수조 (1A ∼ 1D) 의 순서로 응집제 (20) 가 주입된다. 이 때 응집제 주입관 (22) 은 주입관 가동부 (23) 에 접속되고, 스테이지 (24) 상을 이동함으로써, 각 시험용 수조에 대하여, 상기 측정에 의해 결정된 소정량의 응집제가 주입된다 (이하, 응집제 주입 공정이라고 한다).

응집제가 주입되면, 교반에 의해 응집제가 분산되고, 입자의 집괴화가 시작된다. 이 때, 검출기 (30) 에 의해 측정되는 입자수의 거동을 나타낸 것이 도 4 이다. 즉, 본 실시예에서 이용한 원수에서는, 1 ∼ 3㎛ 의 입자수가 많이 함유되어 있기 때문에, 응집제 주입 전부터 검출기 (30) 에 의해 카운트되고 있는데, 응집제 주입 후 3 분 정도에 집괴화가 시작되어, 1 ∼ 3㎛ 의 입자수가 감소로 변 한다. 그리고, 응집제 주입 전에는 거의 존재하지 않았던 3 ∼ 7㎛ 의 입자수가 증가한다. 이것은, 입자가 집괴되어 마이크로 플록이 형성된 것을 나타내고 있다. 시간이 더 경과하면 마이크로 플록은 더욱 큰 플록으로 성장하기 때문에, 3 ∼ 7㎛ 의 입자수가 감소로 변함과 동시에, 7 ∼ 10㎛, 10 ∼ 15㎛ 구분의 입자수가 순서대로 증가된다.

여기서, 본 장치에 있어서, 원수 중에 많이 함유되어 있는 입경에 관한 입자구분은 임의로 선택할 수 있는데, 본 실시예에서 사용한 원수의 경우에는 1 ∼ 3㎛ 가 적합하다. 여기서, 도 5 에 나타내는 바와 같이 입자수가 감소하기 시작하는 시간을 입자수 감소 개시 시간이라고 정의할 수 있다. 본 장치에서는 검출기로부터 전기 신호 (33) 를 통하여, 시퀀서 (34) 에 입자수가 출력되기 때문에, 시퀀서에서 입자수 감소 개시 시간을 판정하여, 기억해 둔다. 한편, 원수 중에 그다지 함유되지 않은 입경에 관한 입자구분도 임의로 선택할 수 있으며, 본 실시예의 경우에는 3 ∼ 7㎛ 가 적합하다. 여기서, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 입자수가 증가하기 시작하는 시간을 입자수 증가 개시 시간이라고 정의하여, 당해 시간을 시퀀서에서 기억해 둔다 (이하, 집괴화 개시 시간 측정 공정이라고 한다).

또한, 상기 입자수 감소 개시 시간이나 입자수 증가 개시 시간 중 어느 일방을, 집괴화 개시 시간으로 할지, 또는 쌍방의 평균값을 집괴화 개시 시간으로 할지는 미리 결정해 두고, 어느 하나를 채용할 수 있다.

각 시험용 수조의 집괴화 개시 시간이 측정되면, 도 7 과 같이 A ∼ D 의 각 응집제 주입률과 집괴화 개시 시간의 관계를 플롯할 수 있다. 본 발명의 응집 분석 장치는 이들 데이터를 이용한 꺽은선 근사식, 또는 최소 이승법에 따른 다항식으로의 근사에 의해, 응집제 주입률과 집괴화 개시 시간의 관계식 (피팅 라인) 을 구한다 (이하, 피팅 라인 연산 공정이라고 한다).

다음으로, 수처리 설비에 따라 미리 적정값으로서 설정된 집괴화 개시 시간을 상기 관계식에 대입하여, 적정한 응집제 주입률을 연산한다 (이하, 적정 응집제 주입률 연산 공정이라고 한다).

또한, 집괴화 개시 시간의 적정값은, 혼화지의 체류 시간에 기초하여 결정되는데, 실시설의 응집제 주입률의 운용 실적에 맞춰 보정해도 된다. 혼화지의 체류 시간은 실설비의 혼화지 용적, 처리 수량에 따라 결정된다.

응집제 주입률이 연산된 후에는, 시료수 배수 공정으로 되돌아가, 상기 공정이 반복된다. 또한, 상기에서는, 복수 개의 시험용 수조를 이용한 실시예에 대하여 서술하였는데, 전술한 바와 같이, 1 개의 시험용 수조를 반복하여 이용함으로써, 상이한 응집제 주입률을 갖는 시료수의 집괴화 개시 시간을 측정하도록 할 수도 있다. 또, 전술한 바와 같이 연산된 적정한 응집제 주입률은, 실시설의 주입률을 수동으로 변경할 때의 설정값으로 이용하거나, 중앙 감시 장치의 주입률 제어 시스템의 입력으로서 이용할 수 있다.

다음으로, 도 8 의 응집제 주입률의 결정에 필요로 하는 시간에 관한 종래 방법과 본원 발명에 관련된 방법의 비교 설명도에 대하여 서술한다. 본 발명에 의한 적정한 응집제 주입률의 판정은, 자 테스트와 비교하여 단시간에 가능하다. 그것은, 도 8 에 나타내는 바와 같이 본 발명에서는, 자 테스트에서 필요로 하는 완속 교반과 정치(靜置)의 공정이 불필요하기 때문이다.

〔실시예 2〕

다음으로, 도 9 ∼ 12 에 기초하여, 실시예 2 에 대하여 서술한다. 도 9 에 나타내는 본 발명에서의 응집 분석 장치는, 소정량의 원수를 넣기 위한 시험용 수조 (1) 와, 급배수 밸브 (2, 2E) 와, 교반기 (3) 와, 원수 입구 밸브 (4) 와, 원수 배출 밸브 (5) 와, 수돗물 입구 밸브 (6) 와, 급수 펌프 (7) 와, 필터 (8) 와, 필터 입구 밸브 (9) 와, 원수 송수 밸브 (10) 와, 배수 밸브 (11) 와, 월류관 (17) 으로 흘러넘친 물을 배수하는 배관 (13) 이 접속된 수위 조정조 (14) 와, 응집제 (20) 와, 응집제 주입부 (21) 와, 응집제 주입관 (22) 과, 플록의 평균 입경과 평균 입자수를 측정하기 위한 검출기 (36) 와, 채수관 (31) 과, 채수 펌프 (32) 와, 검출기로부터의 전기 신호 (33) 를 해석함과 함께 기기를 제어하기 위한 시퀀서 (34) 와, 측정 결과의 표시나 장치의 설정 조건을 입력하기 위한 POD (35) 등으로 구성된다.

여기서, 검출기 (36) 는 시료수를 향해 광 빔을 조사하기 위한 레이저, LED, 램프의 어느 하나로 구성되는 광 빔 조사부와, 시료수 중에 함유되는 입자로부터 발하여지는 전방 산란광이나, 측방 산란광이나, 후방 산란광이나, 투과광의 적어도 하나의 광을 수광하여, 전기 신호로 변환하는 광전 변환기와, 변환된 전기 신호의 평균값과 표준 편차로부터, 플록의 평균 입경과 평균 입자수를 측정하는 전자 회로로 구성된다. 구체적인 입경과 입자수의 측정 방법에 대해서는, 상기 특허 문헌 4 에 기재되어 있다. 또한, 본 실시예의 검출기 (36) 로는, 상기 변동 해석 법을 이용하고 있는데, 상기 특허 문헌 3 에 기재된 입자 카운트법에 따른 광학계를 이용해도 된다.

다음으로 집괴화 개시 시간의 측정 방법에 대하여, 이하에 구체적 순서를 서술한다. 먼저, 시료수 배수 공정, 세정수 송수 공정, 제로수 측정 공정, 세정수 배수 공정, 원수 송수 공정, 수위 조정 공정까지는, 실시예 1 과 기본 동작은 동일하다. 상이한 점은, 실시예 1 에서는 복수 개 있던 시험용 수조가 1 개인 점, 수위 조정조의 월류벽이 월류관인 점, 스테이지나, 응집제 주입관의 가동부가 없는 점 등이다.

수위가 조정된 후에는, 교반기 (3) 를 소정의 회전수로 가동시킨 후, 채수 펌프 (32) 를 가동시킨다. 이 때, 채수 펌프의 배수는 시험용 수조 (1) 로 되돌려도 된다. 다음으로, 응집 분석 장치 또는 다른 장치에 의해 측정된, 원수의 탁도, 알칼리도, pH, 수온 등의 수질을 파라미터로 한 주입률식에서, 적정한 것으로 예측되는 응집제 주입률을 미리 구해 두고, 시험용 수조 (1) 에서의 응집제 주입률로서 설정한다. 그리고, 정량 펌프 또는 실린지 펌프로 구성되는 응집제 주입부 (21) 에 의해, 시험용 수조 (1) 에 응집제 (20) 가 주입된다 (이하, 응집제 주입 공정이라고 한다).

다음으로 응집제가 주입되면, 교반에 의해 응집제가 분산되고, 입자의 집괴화가 시작된다. 이 때, 검출기 (36) 에 의해 측정되는 플록의 평균 입경은, 도 10 과 같은 거동을 나타낸다. 여기서, 검출기로부터는 전기 신호 (33) 를 통하여, 시퀀서 (34) 에 플록의 평균 입경이 출력되기 때문에, 시퀀서에서 응집제 주입 개시시부터 플록 입경이 증대하기 시작할 때까지를 플록 성장 개시 시간으로서 기억해 둔다. 한편, 플록의 평균 입자수는, 도 11 과 같은 거동을 나타내기 때문에, 응집제 주입 개시시부터 플록이 증가하기 시작할 때까지를 플록 증가 개시 시간으로서 기억해 둔다 (이하, 집괴화 개시 시간 측정 공정이라고 한다).

또한, 상기 플록 성장 개시 시간이나 플록 증가 개시 시간 중 어느 일방을, 집괴화 개시 시간으로 할지, 쌍방의 평균값을 집괴화 개시 시간으로서 채용할지는 미리 결정해 둔다.

상기에 의해 측정된 집괴화 개시 시간의 측정값과, 수처리 설비에 따라 미리 설정하는 집괴화 개시 시간의 적정값의 차이가, 소정폭 이내이면, 상기 집괴화 개시 시간 측정 공정에서의 소정량의 응집제에 상응하는 응집제 주입률을 적정한 응집제 주입률로 결정하고, 상기 차이가 상기 소정 폭보다 큰 경우에는, 상기 청구항 3 에서의 순서 (21) ∼ (23) 에 따라, 적정한 응집제 주입률을 연산하는 공정을 실시한다. 그 상세한 것은 이하와 같다.

즉, 먼저 처음으로, 미리 실험 등에 의해 응집제 주입률과 집괴화 개시 시간의 관계를 일반식으로 하여 구한다. 일반식으로는, 몇 가지 식이 제창되고 있는데, 예를 들어, 하기 수학식 1 (식 (1)) 과 같이 지수 함수에 의해 표시된다.

T=α exp (-βP) (1)

여기서, T 는 집괴화 개시 시간, P 는 응집제 주입률, α, β 는 상수이며, 당해 상수는 수온, pH, 알칼리도, 탁도 등의 수질에 따라 상이한 값이 된다. 다음으로 집괴화 개시 시간을 측정했을 때의 원수의 당해 수질 중, 적어도 하나의 지표로부터 일방의 상수 α 를 결정한다. 당해 수질의 파라미터와 α 의 관계는 미리 실험 등에 의해 구해 둔다.

그리고, 당해 일반식에 당해 α 의 수치와 집괴화 개시 시간의 측정값과 측정시의 응집제 주입률을 대입하여, 당해 일반식의 β 를 구하고, 일반식의 모든 상수를 결정한다 (이하, 주입률 연산식이라고 한다).

여기서, 일반식이 식 (1) 과 상이한 함수로 표시되는 경우에도, 당해 집괴화 개시 시간의 측정값과 응집제 주입률을 대입하기 전에, 미리, 실험 등에 의해 구해 둔 당해 수질과 상수의 관계에 기초하여, 일반식에서 수치가 불명료한 상수는 하나만 되도록, 상수를 결정해 두면 된다.

다음으로 당해 주입률 연산식에 집괴화 개시 시간의 적정값을 대입하여, 적정한 응집제 주입률을 연산한다. 이상이 적정 응집제 주입률 연산 공정의 상세한 것이다.

도 12 는 당해 공정에서의, 집괴화 개시 시간의 측정값 및 적정값, 응집제 주입률과 집괴화 개시 시간의 일반식 및, 상수 결정 후의 주입률 연산식의 관계를 도면에 나타낸 예이다. 여기서, 동도에서는, 집괴화 개시 시간의 측정값이 적정값보다 크기 때문에, 응집제의 주입률을 보정 (증가) 하게 된다. 즉, 수질에 따라 변화하는 일반식에 집괴화 개시 시간의 측정값과 측정시의 응집제 주입률을 대입하여, 주입률 연산식을 결정한다. 이로써, 집괴화 개시 시간이 적정값이 되도록 응집제 주입률 적정값을 구할 수 있다. 실시설의 주입률을 당해 주입률 적정값으로 변경하면, 주입률 연산식에 따라 결정된 응집제 주입률을 보정할 수 있다.

이상에서 서술한 바와 같이, 본 발명의 응집 분석 장치에 의해 집괴화 개시 시간을 측정하고, 그 시간에 따라 응집제 주입률을 제어하는 방법에 따르면, 완속 교반과 정치 공정이 필요하지 않기 때문에, 종래 방법보다 단시간에 자동적으로 응집제 주입률을 결정할 수 있다.

도 1 은, 본 발명의 응집제 주입률 결정 방법을 실시하기 위한 장치로서의 응집 분석 장치를 정수 프로세스 플로우에 접속시킨 실시예에 관련된 주요부 계통도.

도 2 는, 도 1 에 나타내는 응집 분석 장치에 관련된 실시예의 모식적 구성 도.

도 3 은, 도 2 의 시험용 수조의 모식적 측단면도.

도 4 는, 시료수에 응집제 주입 후, 측정되는 입자수의 거동을 설명하는 도면.

도 5 는, 집괴화 개시 시간의 설명에 관한 것으로, 1 ∼ 3㎛ 입자의 입자수의 거동에 관한 실험 결과의 일례를 나타내는 도면.

도 6 은, 집괴화 개시 시간의 설명에 관한 것으로, 3 ∼ 7㎛ 입자의 입자수의 거동에 관련된 실험 결과의 일례를 나타내는 도면.

도 7 은, 집괴화 개시 시간과 응집제 주입률의 상관으로서의 피팅 라인의 설명도.

도 8 은, 응집제 주입률의 결정에 필요로 하는 시간에 관한 종래 방법과 본원 발명에 관련된 실시예 방법의 비교 설명도.

도 9 는, 도 1 에 나타내는 응집 분석 장치에 관련된, 도 2 와는 상이한 실시예의 모식적 구성도.

도 10 은, 플록의 성장 개시 시간에 관한 것으로, 시료수에 응집제 주입 후, 측정되는 평균 입경의 거동을 나타내는 도면.

도 11 은, 플록의 증가 개시 시간에 관한 것으로, 시료수에 응집제 주입 후, 측정되는 플록의 평균 입자수의 거동을 나타내는 도면.

도 12 는, 실시예 2 에 관한 것으로, 집괴화 개시 시간의 측정값 및 적정값, 응집제 주입률과 집괴화 개시 시간의 일반식 및, 상수 결정 후의 주입률 연산식의 관계를 나타내는 도면.

부호의 설명

1, 1A ∼ 1D : 시험용 수조,

3, 3A ∼ 3D : 교반기,

4 : 원수 입구 밸브,

5 : 원수 배출 밸브,

6 : 수돗물 입구 밸브,

7 : 급수 펌프,

10 : 원수 송수 밸브,

11 : 배수 밸브,

12 : 월류벽,

14 : 수위 조정조,

20 : 응집제,

21 : 응집제 주입부,

22 : 응집제 주입관,

23 : 주입관 가동부,

24 : 스테이지,

30 : 플록의 입경과 입자수를 측정하기 위한 검출기,

31, 31A ∼ 31D : 채수관,

32, 32A ∼ 32D : 채수 펌프,

33 : 검출기로부터의 전기 신호,

34 : 검출기로부터의 전기 신호를 해석함과 함께 기기를 제어하기 위한 시퀀서,

35 : 측정 결과의 표시나 장치의 설정 조건을 입력하기 위한 POD.

Claims (7)

1. 피처리수에 응집제를 주입하여 응집 처리를 하는 수처리 방법에서의 피처리수 수량에 대한 응집제 주입량의 비율 (응집제 주입률) 을 결정하는 방법에서, 하기 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 응집제 주입률의 결정 방법.

   (1) 피처리수를 복수 개의 시험용 수조에 각각 소정량 채취하고, 상기 각 시험용 수조에 채취된 시료수에 대하여, 각각 상이한 응집제 주입률을 갖는 시료수가 되도록, 미리 설정한 상이한 소정량의 응집제를 주입하는 공정 (응집제 주입 공정).

   (2) 상기 각 시료수에 응집제 주입 후, 교반에 의해 응집제를 분산시켜, 각 시료수 내 입자의 집괴가 시작될 때까지의 시간 (집괴화 개시 시간) 을, 상기 각 시료수마다 측정하는 공정 (집괴화 개시 시간 측정 공정).

   (3) 상기 각 시료수마다 측정된 집괴화 개시 시간과, 상기 각 응집제 주입률에 기초하여, 집괴화 개시 시간과 응집제 주입률의 상관을 피팅 라인으로서 연산하는 공정 (피팅 라인 연산 공정).

   (4) 수처리 설비에 따라 미리 설정하는 집괴화 개시 시간의 적정값과, 상기 피팅 라인에 기초하여, 상기 수처리 설비에 대하여 적정한 응집제 주입률을 연산하는 공정 (적정 응집제 주입률 연산 공정).
2. 제 1 항에 있어서, 상기 (1) 및 (2) 공정 대신에, 하기 (1a), (2a) 및 (2b) 공정으로 실시하는 것을 특징으로 하는 응집제 주입률의 결정 방법.

   (1a) 피처리수를 단일 시험용 수조에 소정량 채취하고, 상기 시험용 수조에 채취된 시료수에 대하여, 미리 설정한 소정량의 응집제를 주입하고, 응집제 주입 후, 교반에 의해 응집제를 분산시켜, 시료수 내 입자의 집괴가 시작될 때까지의 시간 (집괴화 개시 시간) 을 측정하는 공정.

   (2a) 상기 공정 후, 시험용 수조를 세정수로 세정하고, 이 세정수를 시험용 수조로부터 배출한 후에, 다시, 피처리수를 시험용 수조에 소정량 채취하고, 상기 공정과는 상이한 시료수에 대하여, 상이한 소정량의 응집제를 주입하여, 상기 집괴화 개시 시간을 측정하는 공정.

   (2b) 상기 공정과 동일한 공정을, 응집제의 주입량을 바꾸어 복수 회 실시하여, 각각 상이한 응집제 주입률을 갖는 시료수에 대하여, 각각 상기 집괴화 개시 시간을 측정하는 공정.
3. 피처리수에 응집제를 주입하여 응집 처리를 하는 수처리 방법에서의 피처리수 수량에 대한 응집제 주입량의 비율 (응집제 주입률) 을 결정하는 방법에서, 하기 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 응집제 주입률의 결정 방법.

   (1) 피처리수를 단일 시험용 수조에 소정량 채취하고, 상기 시험용 수조에 채취된 시료수에 대하여, 피처리수의 수질에 기초하여 미리 설정한 소정량의 응집제를 주입하고, 응집제 주입 후, 교반에 의해 응집제를 분산시켜, 시료수 내 입자의 집괴가 시작될 때까지의 시간 (집괴화 개시 시간) 을 측정하는 공정.

   (2) 상기에 의해 측정된 집괴화 개시 시간의 측정값과, 수처리 설비에 따라 미리 설정하는 집괴화 개시 시간의 적정값의 차이가, 소정폭 이내이면, 상기 (1) 공정에서의 소정량의 응집제에 상응하는 응집제 주입률을 적정한 응집제 주입률로 결정하고, 상기 차이가 상기 소정 폭보다 큰 경우에는, 하기 순서 (21) ∼ (23) 에 따라, 적정한 응집제 주입률을 연산하는 공정.

   (21) 집괴화 개시 시간과 응집제 주입률의 상관에 관하여, 2 개의 상수를 포함하는 일반식으로 하여 정하고, 실험에 의해 미리 구한 데이터베이스에 기초하여, 일방의 상기 상수를, 상기 피처리수의 수질에 기초하여 정하고, 1 개의 상수를 포함한 일반식을 구한다.

   (22) 상기 1 개의 상수를 포함하는 일반식과, 상기 집괴화 개시 시간의 측정값 및 당해 측정시의 응집제 주입률에 기초하여, 타방의 상기 상수를 구하여, 집괴화 개시 시간과 응집제 주입률의 상관 연산식을 특정한다.

   (23) 상기 특정된 연산식과, 수처리 설비에 따라 미리 설정하는 집괴화 개시 시간의 적정값에 기초하여, 적정한 응집제 주입률을 연산한다.
4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 집괴화 개시 시간은, 시료수 중의 입경 구분마다의 입자수를 측정하고, 응집제 주입 전부터 시료수 중에 존재하는 입자의 소정의 소입경 구분의 입자에 관해서 측정되는 입자수의 감소 개시 시간, 또는, 응집제 주입 후에 집괴화가 시작됨으로써 상기 소정의 소입경 구분보다는 큰 소정의 입경 구분의 입자에 관해서 측정되는 입자수의 증가 개시 시간 중, 적어도 어느 일방의 시간으로부터 특정되는 것을 특징으로 하는 응집제 주입률의 결정 방법.
5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 집괴화 개시 시간은, 시료수 중의 입자 평균 입경과 입자수를 측정하고, 평균 입경의 증대가 보이기 시작하는 시간을 플록 성장 개시 시간으로서 측정하며, 플록으로서 계수되는 평균 입자수가 증가하기 시작하는 점을 플록 증가 개시 시간으로서 측정했을 때에, 상기 플록 성장 개시 시간 또는 플록 증가 개시 시간 중, 적어도 어느 일방의 시간으로부터 특정되는 것을 특징으로 하는 응집제 주입률의 결정 방법.
6. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 수처리 설비에 따라 미리 설정하는 집괴화 개시 시간의 적정값은, 상기 수처리 설비가 구비하는 혼화지에서의 피처리수의 체류 시간에 기초하여 설정되는 것을 특징으로 하는 응집제 주입률의 결정 방법.
7. 제 1 항 또는 제 3 항에 기재된 응집제 주입률의 결정 방법을 실시하기 위한 장치로서, 교반기를 구비한 적어도 1 개의 시험용 수조와, 미리 설정한 상이한 소정량의 응집제를 주입하는 응집제 주입 장치와, 집괴화 개시 시간 측정기와, 적정한 응집제 주입률의 연산을 하는 연산 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 응집제 주입률의 결정 장치.

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