문서번호	수처리과-261
결재일자	2013.1.16.
공개여부	대시민공개
방침번호

			시 민
주무관	수처리과장	기술개발부장	상수도연구원장
이호원	김수영	최영준	01/16 박용상

정수지 소독능 개선연구 보고서

기술개발부

수 처 리 과

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정수지 소독능 개선연구 보고서

요  약  문

Ⅰ 연구제목

정수지 소독능 개선연구

Ⅱ 연구기간

2011년 1월 ～ 2012년 12월

Ⅲ 연구목적

겨울철 정수지 불활성화비 1미만인 경우가 발생되어 정수센터별 실태를 조사하고 주요 원인 분석 후 개선방안을 제시하여 건강하고 맛있는 물 생산에 기여하고자 하였다.

Ⅳ 연구내용

본 연구에서는 서울시 6개 아리수정수센터의 지아디아 포낭에 대한 불활성화비를 조사 분석하고 정수지 유출지점에서 지아디아 포낭 불활성화비가 항상 1이상을 만족할 수 있는 운영 개선방안에 대하여 연구하였다.

연구범위 및 내용은 다음과 같다.

․ 서울시 6개 아리수정수센터 정수지 현황 조사

․ 겨울철 아리수정수센터 송수 목표 잔류염소 변화 조사

․ 소독공정에서 지아디아 포낭에 대한 불활성화비 조사

․ 소독능 개선 방안 연구

Ⅴ 연구결과

정수센터별 정수지 유출지점에서 겨울철 정수지 불활성화비 1미만 발생 실태를 조사하고 주요 원인 분석 후 개선방안에 대한 연구결론은 다음과 같다.

1. 6개 정수센터에 대하여 15개월('09.12.01～’11.02.28) 동안 후염소 공정에 의한 정수지 유출지점에서 지아디아 포낭 불활성화비 1미만 발생빈도를 분석한 결과 강북(66건) > 영등포 1정수장(37건) > 뚝도(27건) > 암사(16건) > 구의(1건) > 광암(0건)으로 조사되었다. 정수지 불활성화비에 영향을 미치는 주요 인자는 수온, 잔류염소, 운영수위, 체류시간, 장폭비 환산계수이며, 겨울철에 정수지 수위와 잔류염소를 낮게 운영하여 불활성화비 1미만의 발생빈도가 증가되는 것으로 나타났다.

⋅강북은 장폭비 환산계수(0.55)가 낮아 발생빈도가 가장 높게 나타났다.

⋅영등포 1정수장은 정수지 수위(3.0m)를 낮게 운영하여 발생빈도가 2번째로 높았다.

⋅뚝도는 정수지 수위가 전년도 보다 낮아 2010년도(3.9⇒3.5m)에 많이 발생하였다.

⋅암사는 정수지 수위를 고수위 대비 낮게 운영(5.5⇒4.1m)하여 발생하였다.

2. 각 정수센터별 분석기간('09.12.01～’11.02.28) 동안 불활성화비 1미만인 경우가 발생된 정수센터에 대하여 항시 1이상 유지되도록 정수지 수위 운영기준값을 2011년 12월에 영등포 1정수장(4.6m이상), 뚝도(3.8m이상), 암사 1정수장(3.9m이상), 암사 2정수장(4.8m이상)에 설정 운영하도록 제시하였으며, 정수지 수위 운영기준값 제시 전후에 대하여 불활성화비 1미만 발생 빈도를 분석하였다. 2010년 겨울철과 2011년 겨울철 불활성화비 1미만 발생 빈도를 비교한 결과 영등포 1정수장(26⇒1), 뚝도(23⇒1), 암사 1정수장(1⇒0), 암사 2정수장(5⇒0)으로 급격히 감소하였다. 따라서 정수지 수위 운영기준값 설정이 각 정수센터별 정수지 불활성화비 1미만 발생 예방에 매우 효과적이었다. 또한 분석기간('09.12.01～’11.02.28) 이후에 강북정수센터는 정수지 도류벽 개선공사를 완료하여 장폭비가 0.55에서 0.70으로 향상되었으며, 영등포 2정수장 준공 및 신설정수지를 사용하는 구의정수센터에 대하여 정수지 수위 운영기준값을 업데이트 하였다. 광암을 제외한 5개 아리수정수센터의 정수지 수위 운영기준값은 강북(5.2m이상), 영등포 1정수장(4.6m이상), 영등포 2정수장(4.3m이상), 뚝도(3.8m이상), 암사 1정수장(3.9m이상), 암사 2정수장(4.8m이상), 구의(4.9m이상)이다. 그러나 강북정수센터의 경우 정수지 도류벽 개선 공사 후에도 정수지 수위 운영기준값이 5.2m 이상으로 정수지 고수위 높이와 같기 때문에 현재 시설에서 후염소 공정에 의한 정수지 유출지점에서 불활성화비 1이상을 만족하기 위해서는 송수 잔류염소 목표값을 높이는 것이 유일한 방법이다.

3. 2011년12월부터 2012년2월까지 강북정수센터에서 불활성화비 1미만 발생 건수가 22회로 타 정수센터에 비하여 상당히 많이 발생하였기에 강북정수센터 전염소 처리공정에 대하여 불활성화비를 계산하였다. 위 기간 중 생산량 최대값을 기준으로 착수정 잔류염소를 0.4 mg/L, 수온 0.5℃이하, pH7.5로 유지할 경우 지아디아 포낭에 대한 불활성화비가 0.75이며, 같은 기간 동안 정수지 불활성화비 최소값인 0.68을 합할 경우 정수지 유출지점에서 불활성화비가 1.43으로 정수지 유출지점에서 1이상을 만족하였다. 따라서 모든 정수센터에서 전염소 처리공정 불활성화비 계산값을 후염소 처리공정 불활성화비 계산값과 합할 경우 정수지 유출지점에서 항상 불활성화비 1이상을 만족할 것으로 판단되며 또한 각 정수센터에서 탄력적으로 정수지 수위 운영이 가능하다.

4. 현재 영등포정수센터는 고도정수처리공정 도입을 완료하여 오존공정을 운영하고 있으며, 그 외 5개 정수센터에서 고도정수처리공정 도입 공사가 진행 중에 있다. 영등포 2정수장 오존공정에 대하여 2011년12월부터 2012년2월까지 지아디아 포낭 불활성화비 계산 결과, 평균 1.3log 불활성화율로 오존 상시 주입시 정수지 유출지점에서 정수처리 소독공정 기준인 지아디아 포낭 0.5log 불활성화율을 항상 만족할 것으로 판단된다. 또한, 향후 모든 아리수정수센터에 고도정수처리시설이 도입되어 오존 상시 주입시 겨울철 정수지 유출지점에서 지아디아 포낭에 대한 불활성화비는 항상 1이상을 만족할 것이다.

5. 암사 2정수장 정수지에 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics)을 이용한 시설 개선을 검토한 결과, 정체지역에『ㄱ,ㄴ』모양의 내부도류벽(1.0m×1.0m)을 적용할 경우 장폭비 환산계수의 상향으로 정수지 운영 기준수위값 감소(4.8⇒4.5m)가 가능하며, 바이러스와 지아디아 포낭의 소독능이 각각 0.3, 0.1 이 향상되는 것으로 나타났다.

6. 이 보고서에서 제시한 불활성화비 분석결과는 후염소 처리공정에 의한 정수센터 정수지 유출지점에서 지아디아 포낭에 대한 불활성화비이며, 분석결과 겨울철에 일부 정수센터의 정수지 유출지점에서 불활성화비 1미만이 발생하였다. 그러나 지금까지 취수장에서 전염소 처리를 계속 하였으나 이를 불활성화비 계산에 포함하지 않았다. 불활성화비 1미만 건수가 가장 많이 발생한 강북정수센터 운영결과를 분석하면 2012년2월3일 후염소 공정에 의한 정수지 유출지점에서 불활성화비가 0.68로 가장 낮았으며, 같은 날 전염소 공정에 의한 불활성화비는 0.55로 전염소 공정과 후염소 공정의 불활성화비값을 합할 경우 1.23으로 정수지 유출지점에서 불활성화비 1이상을 만족하여 정수장 직원 및 방문객에게 안전한 수돗물이 공급되었다. 따라서 전염소 공정을 포함할 경우 모든 정수장 정수지 유출지점에서 지아디아 포낭 불활성화비가 1이상을 만족할 것으로 예상되며, 지금까지 정수장 직원 및 방문객에게 안전한 수돗물이 공급된 것으로 판단된다.

Ⅵ 활용방안

2011년 겨울철부터 영등포 1정수장, 뚝도, 암사 1, 2정수장이 정수지 수위 운영기준값으로 운영하여 정수지 유출지점에서 지아디아 포낭에 대한 불활성화비 1미만 발생 빈도가 급격히 감소하였다. 또한, 기존 정수처리공정에서 전염소 처리공정을 불활성화비 계산에 포함하여 운영할 경우 강북정수센터를 포함한 모든 정수센터의 정수지 유출지점에서 불활성화비는 항상 1이상을 만족할 것으로 예상되며, 또한 모든 정수센터에서 탄력적으로 정수지 수위 운영이 가능하다.

본 연구를 통하여 정수센터에서는 정수지 유출지점까지 지아디아 포낭 불활성화비를 항상 1이상으로 운영하여 정수장 직원 및 방문객에게 안전한 아리수 공급에 활용할 수 있으며, 향후 모든 아리수정수센터에 고도정수처리시설이 도입되어 오존 상시 주입시 미생물에 대한 안전성이 강화되어 겨울철 정수지 유출지점에서 지아디아 포낭에 대한 불활성화비는 항상 1이상을 만족할 것이다.

붙임문서 : 정수지 소독능 개선연구 보고서 1부. 끝.