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마을 공동 우물용 지하수 정수 장치의 원격 모니터링 시스템 개발
Development of Remote Monitoring System for groundwater purifier apparatus for community wells 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.20 no.11, 2019년, pp.224 - 231  

김동진 (호서대학교 로봇자동화공학과) ,  박상흡 (공주대학교 기계공학과) ,  이홍섭 (공주대학교 기계공학과)

초록
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최근 지하수의 오염이 심각해지고 있다. 특히 축산농가 근처의 지하수 오염은 더욱 심해지고 있으며, 음용수로 마시기 어렵다. 그러나 일부 지역에서는 오염된 것을 알면서도 마시고 있다. 본 논문에서는 마을 공동우물에 설치할 수 있는 지하수 정수 장치를 설계 하였다. 설계된 지하수 정수 장치는 RO 멤브레인 필터를 사용하고, UV 살균을 통해 중금속, 박테리아, 유기화합물 등의 오염물질을 제거할 수 있게 하였다. 또한 원격 모니터링을 위해 전기 전도도, 압력, 유량 등의 센서를 부가하였다. 원격으로 모니터링하는 압력 및 유량 데이터로 RO 멤브레인 필터의 파울링 및 오염의 여부를 판단할 수 있으며, 급수의 전기전도도를 통해 유입되는 지하수의 오염 및 상태의 변동을 파악할 수 있다. 본 논문에서 설계된 지하수 정수 장치를 시골 농가에 설치하여 원격 모니터링 하였다. 15일간 지하수 정수 장치를 운영하고 모니터링 데이터를 분석한 결과, 생산수 유량은 평균 2.67L/min이고 급수의 압력 평균 7.09kgf/㎠로 RO 멤브레인 필터가 파울링 및 막힘없이 필터링되고 있음을 파악할 수 있었다. 또한 평균 전기전도도는 급수 796.6 uS/㎠이고 생산수 55.6uS/㎠로 일반적인 수돗물과 유사한 값을 나타내고 있어 주변에 오염원이 발생하지 않았음을 확인 할 수 있었다. 따라서 설계된 지하수 정수 장치는 원격 모니터링을 통해 필터의 교체 시점을 미리 확인할 수 있고, 지하수의 오염 여부에 대한 상태 확인이 가능하다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Recently, the pollution of groundwater has become serious. In particular, the contamination of groundwater near livestock farms is becoming increasingly severe and it is difficult to drink with drinking water. In this paper, a groundwater purifier apparatus that can be installed in a community well ...

주제어

#Drinking Water   #Groundwater   #Purification Apparatus   #Remote Monitoring   #Revers Osmotic  

표/그림 (12)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 마을 공동우물에 설치하는 지하수 정수 장치를 설계하고, 유입수의 오염 여부 및 정수 장치의 상태를 원격으로 모니터링 하는 시스템을 개발하고자한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
정수 처리장의 처리 과정은 어떤 과정을 거치는가? 정 수 처리 시스템은 각각의 단위공정들의 조합으로 구성되 며, 불순물의 크기, 화학적 반응성, 농도 등 각 공정의 처 리 특성을 고려하여 시스템으로 조합한다. 정수 처리장의 처리과정은 취수 ⇒ 약품처리 ⇒ 응교와 응집 ⇒ 침전 ⇒ 여과 ⇒ 소독 ⇒ 저장의 과정을 거쳐 깨끗한 물을 정수한 다. 이와 같은 과정을 가지는 정수처리장에서는 지표수를 정수하여 수돗물을 만드는 것으로 환경부의 정수처리 기 준에 따라 공정을 구성한다.
원격 모니터링으로 파악 가능한 데이터는 무엇인가? 또한 원격 모니터링을 위해 전기 전도도, 압력, 유량 등의 센서를 부가하였다. 원격으로 모니터링하는 압력 및 유량 데이터로 RO 멤브레인 필터의 파울링 및 오염의 여부를 판단할 수 있으며, 급수의 전기전도도를 통해 유입되는 지하수의 오염 및 상태의 변동을 파악할 수 있다. 본 논문에서 설계된 지하수 정수 장치를 시골 농가에 설치하여 원격 모니터링 하였다.
지하수 오염물 질 수질관리가 중요한 이유는 무엇인가? 그러나 최근에는 지하수도 각종 오염물질에 의해 문제가 더 심각해지고 있는 실정이다. 지하에 존재하는 지하수는 지표수에 비해 이동이 매우 느리고, 오염이 발생하면 빠 른 희석이 어려우며 지하수의 환경은 지표수에 비해 용 존산소량이 적고, 존재하는 미생물이 적기 때문에 오염물 질이 쉽게 분해되지 않는다[2][3].
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참고문헌 (13)

  1. K-water, Water and Future, pp. 10-11, 159, 2019. 

  2. Ji-Hye Yoon, Problems and Improvement of Ground -water Management, Master's thesis, Ajou University, pp. 44-60, 2017. 

  3. Joung-Ku Park, Rak-Hyeon Kim, Jin-Yong Lee, Dong -Hyuk Choi, Tae-Dong Kim, "Evaluation of status of Groundwater Quality Monitoring Network of Korea : Implications for Improvement", Journal of Soil and Groundwater Environment, Vol. 12, No. 6, pp. 92-99, 2007. 

  4. Mok Young Lee, Sung Woo Lee, Bang Ryun Hur, Guidebook of Standard for Water purification, National Institute of Environment Research, pp. 220, 2013. 

  5. Garyoung Lee, Min Kyeong Choi, Chaeeun Shim, Hyunha Shin, Jisoo Lee, Jun Seok Hwang, "Procedure for Implementing Water Supply System: Case of Rainwater and Groundwater Utilization", Journal of Appropriate Technology, Vol. 4, No. 2, pp. 108-119, 2018. 

  6. Ministry of Environment, Integrated work instructions on water quality conservation of groundwater, Soil and Groundwater Division(MOE), Korea, pp. 32-33, 311-315, 332-339. 

  7. Murat Eyvaz, Serkan Arslan, Ercan Gurbulak, Ebubekir Yuksel, "Textile Materials in Liquid Filtration Practices : Current Status and Perspectives in Water and Wastewater Treatment", pp. 297, IntechOpen, 2017. DOI: https://dx.doi.org/10.5772/intechopen.69462 

  8. Kyung-chul Yang, Kyung-soo Chun, Duk-Soo Lee, Jae-Keun Ryu, "Physicochemical Characteristic of Drinking Water in The Longevity Villages", Environmental Monitoring and Assessment, Vol. 11, No. 3, pp. 119-128, 2004. 

  9. Ministry of Environment, Manual of action when pollution enters in intake and water purification plant, Korea, pp. 35. 2009. 

  10. Masaki Hayashi, "Temperature-Electrical Conductivity Relation of Water for Environmental Monitoring and Geophysical Data Inversion", Journal of Korean Society for Environmental Analysis, Vol. 96, Iss. 1-3, pp. 189-195, 2008. DOI: https://doi.org/10.1023/B:EMAS.0000031719.83065.68 

  11. N. R. G. Walton, "Electrical conductivity and Total Dissolved Solids -What is Their Precise Relationship?" Desalination, Vol. 72, pp. 275-292, 1985. 

  12. Anna F Rusydi, "Correlation between conductivity and total dissolved solid in various type of water : A review" IOP Conference Series Earth and Environmental Science, Vol. 118, no. 1, pp. 1-6, 2018. DOI: https://doi.org/10.1088/1755-1315/118/1/012019 

  13. Ali M. El-Nashar, "History and current Status of Membrane desalination Processes", Desalination And Water Resources Membrane Processes, Vol. 1, pp. 12-14, 34, 2010. 

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