문서번호	정수과-5273
결재일자	2014.12.11.
공개여부	대시민공개
방침번호

			시 민
주무관		정수과장	뚝도아리수정수센터소장
이준호		代이금재	12/11 김동기
협 조
	주무관			이금재
	주무관			김진수

동절기 여과지 최적운영을 위한

역세시간 변경 실험결과 보고

2014.  12.

뚝도아리수정수센터

동절기 여과지 최적운영을 위한

역세시간 변경 실험결과 보고

동절기 여과지 최적운영을 위하여 #2,3계열 여과지 역세시간을 조정하고자 변경 실험을 실시하고 그 결과를 보고드림

Ⅰ		추진 목적

하반기 여과사 오염도 조사 결과, 역세척 후 여재의 오염도가 매우   깨끗하여 여과지 숙성을 위한 역세척 시간 조정 필요

저수온기 여과지 역세척 강도 조정을 통한 여과사 유실방지 및

세척 물량 절감

Ⅱ		여과지 운영현황

시설 현황

구 분		현 황
여과지	면적	145.6 ㎡/지
	사층깊이	120 ㎝(자갈층 10㎜ 포함)
	지수	총 24지(#2,#3계열)
	여재 유효경	0.95㎜±0.1
	역세척 방식	공기, 물+공기, 물(린스)
	여과속도	143 m/일

역세척 운영 현황

○ 역세척 방식

- #2,#3계열 여과지는 Degremont사의 Aquazur V 여과지와 동일한

형식의 여과지로 공기+물 동시 역세척과 물 헹굼 방식을 채택

<Aquazur V-type 여과지>	3. 역세척 퇴수 밸브 4. 유입 오리피스 5. V형 트라프 6. 역세척수 유출 트라프

※ 역세척 운영인자 비교

(단위 : ㎥/분·㎡)

구 분	#2,3계열 여과지	Water treatment handbook1)	Water Qualilty and treatment2)
역세방식	(0.95㎜±0.1) 팽창방식	(굵은모래 0.95~1.3㎜) 비팽창방식	(굵은모래 1.0㎜) 비팽창방식
공기공급량	0.84	0.83~1.0	0.92~1.22
역세척유속 (scouring)	0.24	0.12~0.25	0.25~0.28
역세척 유속 (Rinse)	0.45(하절기), 0.24(동절기)	0.25	0.25~0.28 또는 2배
역세척 시간	15분	10~12분	-

주) 1. 「Water Treatment Handbook」7th Ed. vol2, 2007, Degremont

2. 「Water Quality and Treatment」5th Ed., 1999, Cleasby.J.L et.al.

3.  저탁도, 저수온기(동절기) 역세펌프 1대 가동 시 역세척 유속

○ 역세척 시퀀스 운영 현황

(단위: 초)

구 분	계	T1	T2	T3	T4	T5	T6	T7
		정수변 close	공기	공기+물	공기변 close	물	역세수변 close	휴지
2계열	1,380 (23분)	150	300	300	15	300	15	300
3계열	1,230 (20분30초)	120	300	300	15	300	15	180

- #2,3계열 여과지 역세척 시, 물(T5) 헹굼 단계에서 여과지 유입수가         50% 개방되며 V-트라프 오리피스를 통하여 횡방향 표면 세척 동반 시행

Ⅲ		실험 개요

대 상 : #2, #3계열 여과지

실험 기간 : 2014.12.5. ~ 12.10

실험 내용

○ 역세척 시간  및 휴지시간 조정

- 여층의 동일한 팽창률을 얻기 위한 역세척 유속은 수온이 낮아질수록         감소하므로 역세척 강도(0℃ 조건)를 감소시켜 운전 후 세정 탁도 평가

수온	역세척 보정계수 (μ20/μT)0.333
0℃	0.824
5℃	0.870
10℃	0.915
20℃	1

〔수온에 따른 역세척 보정계수(출처:상수도시설기준)〕

- 실험 조건(역세수량 20% 감소)

구 분		T1	T2	T3	T4	T5	T6	T7	계
		정수변 close	공기	공기+물	공기변 close	물	역세수변 close	휴지
실험 조건	2계열	150	300	240	15	240	15	180	1,260초 (21분)
	3계열	120	300	240	15	240	15	180	1,110초 (18분 30초)
	공기+물, 물 역세 시간 총 10분 → 8분, 휴지시간(#2계열)5분 → 3분으로 단축

운전조건	역세수량
물+공기(5분), 물(5분)	0.24㎥/분·㎡ × 10분 × 145.6㎡	= 349.4 ㎥
	0.24㎥/분·㎡ × 0.824※ × 10분 × 145.6㎡	= 287.9 ㎥
물+공기(4분), 물(4분)	0.24㎥/분·㎡ × 8분 × 145.6㎡	= 279.5 ㎥

주) 0.824※: 0℃ 수온에서 역세척 보정계수

Ⅳ		실험 결과

역세척 탁도

○ 기존 역세척 조건

- 현재 운영 중인 역세척 시간조건〔공기(5분), 공기+물(5분), 물(5분)〕      으로 #2,#3계열 여과지 각 1지씩 역세척 탁도 표본 조사

(단위: hr, NTU, ℃)

실험일자	대상 여과지	여과 지속시간	수질현황
			유입수 (침전수)탁도	수온	pH
12/5	#2-1	65	0.50 (0.33~0.71)	7.3 (6.8~8.0)	7.3 (7.3~7.4)
	#3-9	68	0.29 (0.26~0.36)

- 역세척 탁도 측정결과

- 역세척 배출수 탁도 측정결과, 세척 종료 탁도가 5.2 NTU 이하로

공기(5분)

공기+물(5분)

물(5분)

여과지가 매우 깨끗한 상태로 세척되는 것으로 조사되었으며,

- 공기세척 시 최고 탁도로 상승 후, 공기+물 역세척 이후 급격히 감소,

물 헹굼단계인 13분 이후 10 NTU 이하를 유지하였음

- #2-1지의 경우, #3-9지 대비 평균 1.7배 높은 탁도의 침전수(유입수)를       처리하여 역세척 세정 탁도도 높게 측정되었음

○ 실험 운전조건

- 현재 운영 중인 여과지 역세시간을 2분 단축(공기+물(4분), 물(4분))      시켜 #2, 3계열 여과지 각 2지씩 역세척 탁도 표본 조사

(단위: hr, NTU, ℃)

실험일자	대상 여과지	여과 지속시간	수질현황
			유입수 (침전수)탁도	수온	pH
12/9	#2-03	67	0.41 (0.28~0.61)	4.8 (4.4~5.7)	7.3 (7.3~7.4)
	#2-09	67
	#3-10	73	0.31 (0.27~0.44)
	#3-12	79

- 역세척 탁도 측정결과

- 실험결과, #2, 3계열 역세척 종료 배수탁도 범위는 10 NTU 내외인        8.5 ~ 12.3 NTU로 역세시간을 2분 단축시켜 운전하여도 여과지가        양호하게 세척되는 것으로 나타났음

공기(5분)

공기+물(4분)

물(4분)

여과개시 초기탁도

○ #3계열 여과지

- #3계열 여과지의 기존 역세척 조건과 실험 역세척 조건으로 조정한 후,      여과개시 초기(30분 이내)의 여과수 탁도를 연속 측정한 결과, 양 조건      모두 여과수 초기 탁도가 최대 0.2 NTU 이하로 양호하였으며, 5분         이후 여과수 탁도가 0.1 NTU 이하로 감소하였음

- #3계열 여과지의 역세척 후, 여과수의 초기 탁도는 역세척 시간을 2분       단축시켜 운영하여도 기존 여과수 초기탁도 변화와 거의 차이가 없었음

<#3계열 여과지 여과개시 초기탁도>

휴지시간	3분	3분	3분
여과시간	기존조건(#3-9)	실험조건(#3-10)	실험조건(#3-12)
0분	0.068	0.067	0.054
1분	0.132	0.078	0.194
2분	0.156	0.109	0.094
3분	0.116	0.127	0.062
4분	0.087	0.105	0.062
5분	0.085	0.087	0.057
6분	0.079	0.077	0.067
7분	0.075	0.080	0.066
8분	0.080	0.071	0.064
9분	0.072	0.068	0.058
10분	0.063	0.060	0.057
15분	0.065	0.057	0.058
30분	0.053	0.052	0.056
최대	0.156	0.127	0.194
최소	0.053	0.052	0.054
평균	0.087	0.080	0.073

○ #2계열 여과지

- #2계열 여과지의 경우, 역세척 시간 및 휴지시간(5분 →3분)을 단축

하여 조정한 후, 역세척 후 여과개시 초기 탁도를 30분간 연속 측정한       결과, 역세척 조건 및 휴지시간 변경 후 여과수 초기 탁도가 기존 여과수      초기(30분) 탁도 대비 0.021 NTU가 감소(개선)되는 것으로 나타남

휴지시간	5분	3분	3분	3분
여과시간	기존 조건 (#2-1)	기존 조건 (#2-1D)	실험 조건 (#2-9)	실험조건 (#2-3)
0분	0.058	0.073	0.073	0.056
1분	0.097	0.189	0.067	0.142
2분	0.18	0.162	0.097	0.162
3분	0.154	0.122	0.122	0.095
4분	0.120	0.106	0.078	0.084
5분	0.102	0.104	0.076	0.078
6분	0.093	0.096	0.072	0.074
7분	0.092	0.083	0.059	0.078
8분	0.084	0.082	0.065	0.067
9분	0.072	0.075	0.063	0.068
10분	0.080	0.070	0.058	0.059
15분	0.075	0.065	0.052	0.061
30분	0.065	0.057	0.054	0.057
최대	0.180	0.189	0.122	0.162
최소	0.058	0.057	0.052	0.056
평균	0.098	0.099	0.072	0.083

Ⅴ		결 론

역세척 시간 변경 실험결과

◌ 저수온기 수온저하에 따른 여층의 팽창률을 고려하여 역세척 시간(강도)를    기존 역세척 조건보다 2분 단축시켜 실험한 결과, 역세척 후 여과지 최종    세정탁도가 10 NTU 내외로 여과지가 양호하게 세척되었음

조건	역세척 시간	역세척 후 종료 세정탁도
기존	공기(5분), 공기+물(5분), 물(5분)	2.7~5.2
실험	공기(5분), 공기+물(4분), 물(4분)	8.5~12.3

역세척 후 여과수 초기 탁도 변화

◌ 역세척 시간 변경에 따른 역세척 운영 조건이 여과수 수질에 미치는 영향     을 조사하기 위하여 역세척 후 여과개시 초기 30분 동안 여과수 탁도를      연속 측정한 결과, 역세척 조건 변경이 여과수 수질에 영향을 주지 않았음

조건	계열	역세 후 휴지시간	여과개시 후 여과수 초기탁도
			평균	최대	최소
기존	#2	5분	0.099	0.189	0.057
	#3	3분	0.087	0.156	0.053
실험	#2	3분	0.078	0.162	0.052
	#3	3분	0.077	0.194	0.052

동절기(저수온기) 역세척 및 휴지시간 변경

조 건	기존	변경
역세척 시간	공기(5분), 공기+물(5분), 물(5분)	공기(5분), 공기+물(4분), 물(4분)
휴지시간	#2계열(5분)/#3계열(3분)	#2계열(3분)/#3계열(3분)

Ⅵ		향후 계획

□ 동절기(저수온기) 여과지 최적운영을 위한 여과지 역세시간 변경 운영

○ 변경 사항: 공기(5분), 공기+물(4분), 물(4분), 휴지(3분)

□ 여과지 성능평가 인자(역세수 탁도, 여과초기 탁도, 여과지속시간)를 분기별   모니터링 후 결과 보고

□ 여과지 유입수 수질변화(침전수 탁도증가, 여과장애성 조류유입)시 여과지
역세척 운영조건 재검토 및 설정

※ 첨 부: 실험결과 엑셀 data 1부.  끝.