문서번호	정수과-4636
결재일자	2017.8.25.
공개여부	대시민공개
방침번호

			시 민
주무관		정수과장	구의아리수정수센터소장
권학선		서한호	08/25 이달영
협조	주무관		박근희
	주무관		경규선

2017년 상반기

여과지 오염도 및 여과재 성능조사 결과 보고

2017. 8.

구의아리수정수센터

(정수과)

2017년 상반기

여과지 오염도 및 여과재 성능조사 결과 보고

여과공정의 안정적인 운영관리를 위하여 여과지 오염도 조사 및 여과지별 여과재 성능 유지 여부 조사 결과를 보고 드림

Ⅰ		추진 근거 및 시설현황

□ 추진근거

○ 2017년 상반기 여과지오염도 및 여과재 성능조사계획 (정수과-2960,2017.6.7.)

□ 시설현황

구 분		제1정수장		제2정수장
여과/역세척 방식		자연평형형/물세척(표면+역세)		수위제어형/물․공기세척
여과지수		12지		10지
여과면적		131.6m2(14m×9.4m)		124.6m2(16.5m×7.55m)
여층두께	총 두께	75cm		120cm
	안트라사이트	40cm	35cm(2,4,6지)	90cm
	모래	35cm	40cm(2,4,6지)	30cm

Ⅱ		조사개요

□  조사대상 : 제1정수장 여과지 12개지 및 제2정수장 여과지 10개지

□  기    간 : 2017. 6. 5. ~ 6. 30.

		1지	2지	3지	4지	5지	6지	7지	8지	9지	10지	11지	12지	비고
시료채취일	1정수장	6/13	6/15	6/19	6/16	6/12	6/13	6/15	6/12	6/14	6/7	6/16	6/14
	2정수장	6/1	6/2	6/5	6/1	6/1	6/2	6/5	6/2	6/5	6/2
입도조사 대상여부	1정수장						○			○		○		3개지 대상 (6,9,11지)
	2정수장	○	○							○				3개재 대상 (1,2,9지)

□  조 사 자 : 정수과 수질연구실 직원

□  조사내용 : 오염도 조사 등 3항목 조사

< 세부 조사내용 >                        (※ 2016.12.26. 이후 적용)

구 분	목적	검사주기	대상	관리기준	비 고
오염도 조사 (세척탁도/ 머드볼용적비)	역세척 적정성	반기 1회	전체 여과지	- 세척탁도 : 120 NTU 이하 - 머드볼용적비 : 1.0% 이하 ※ 세척탁도 120 NTU 이상시 머드볼용적비 검사 실시	- 세척탁도 :상,중,하층 채취 - 머드볼 용적비 : 상층 20cm 채취
입도 조사	여과기능 적정성	반기 1회	1정수장 : 3개지 2정수장 : 3개지	- 유효경, 균등계수, 최대경, 최소경 관리 (안트라사이트층, 모래층)	2년내 1회 이상 전체여과지 실시 (안트라사이트층 및 여과모래층)
층 두께 조사	여과재 유실정도	월 1회	전체 여과지	1정수장 : 75 ± 5 cm 2정수장 : 120 ± 8cm	별도 보고 완료 (정수과-3573, ’17.7.6)

□  시료 채취지점 및 방법 :  세부사항은 「붙임1」 참조

□  시험방법 : 「붙임 2, 3」 참조

Ⅲ		조사결과

□ 여과재 오염도 조사(세척탁도) : 「최적」 및 「정상」상태 유지

○ 전체 여과지의 오염도는 기준이하로 깨끗하게 유지되고 있음.

○ 제1정수장 여과지 평균 세척탁도는 24.2 NTU였으며, 제2정수장 평균 세척탁도는 12.2 NTU로 나타났음.

- 1정수장 여과지 오염상태가 제2정수장에 비해 다소 높은 이유는 역세척방식상 표면세척과 물역세척을 실시하여 물․공기 병용세척시 보다 심층 여과재의 탁질배출 효율이 상대적으로 작아 일부 숙성된 여재상태로 존재함.

- 이러한 이유로 1정수장의 경우 상·중·하 깊이별 세척탁도 편차를 나타냄

○ 여층상태 판단

- 1정수장 중 「최적」 여층상태인 여과지는 9개지이며, 3개지(3,4,6지)는 세척탁도가 각각 37.1, 37.4, 31.0 NTU로 「정상」여층상태를 유지하고 있음

- 2정수장은 10개지 전체 세척탁도 30NTU 이하로 「최적」 여층상태를 유지하고 있음.

구 분	제1정수장 여과지	제2정수장 여과지
오염도 (세척탁도)	24.2 NTU (14.7~37.4)	12.2 NTU (7.4~21.1)
여재상태	매우 깨끗하고 여층이 숙성되지 않은 여과지	매우 깨끗하고 여층이 숙성되지 않은 여과지

※ 오염도(세척탁도) 관리기준 : 120 NTU이하(붙임1 참조)

< 여과지 세척탁도 결과 >

< 제1정수장 여과지 >	< 제2정수장 여과지 >

□ 여과지 머드볼 용적비조사 :  세척탁도 120 NTU 이하로 해당없음.

□ 여과재 입도조사 : 적합

○ 제1정수장 : 3개지 (6지, 9지, 11지)

▷ 안트라사이트 : 유효경 0.90 ~0.97 mm, 균등계수 1.34~1.52로 기준 적합

· 6지와 11지의 경우 안트라사이트 유효경 0.9mm로 기준 하한치에 걸침 (여과수질에는 이상없음)

· 특히 11지의 경우 안트라사이트의 유효경 0.90mm, 균등계수 1.34로 타지에 비해 표층부 표면부하가 더 작용되는 것으로 판단됨

▷ 모래 :  유효경 0.64~0.69mm, 균등계수 1.23~1.37로 기준에 적합

· 11지의 경우 모래 유효경 0.69mm, 균등계수 1.23으로 기준 상한치의 큰 입자들이 균질하게 분포되어 있어 심층여과에 다소 불리한 여건으로 보여짐(여과수질에는 이상없음).

○ 제2정수장 : 3개지 (1지, 2지, 9지)

· 안트라사이트 : 3개지 모두 유효경 0.97 ~1.06 mm로 기준 적합

3개지 모두 균등계수 1.50~1.66으로 기준 적합

· 모래 : 3개지 모두 유효경 0.63 ~0.64 mm로 기준 적합

3개지 모두 균등계수 1.30~1.32로 기준 적합

< 여과지 입도조사 세부 결과 >

구분		여과재		유효경 (mm,D10)	균등계수 (D60/D10)	최대경 (mm)	최소경 (mm)
관리기준		안트라사이트		1.0±0.1	1.7이하	2.8이하	0.5이상
		모래	1정수장	0.65±0.05	1.7이하	2.0이하	0.3이상
			2정수장	0.60±0.05
제 1 정 수 장	6지	안트라사이트		0.90	1.41	1.69	0.62
		모래		0.64	1.37	1.37	0.51
	9지	안트라사이트		0.97	1.52	2.15	0.85
		모래		0.68	1.36	1.65	0.61
	11지	안트라사이트		0.90	1.34	1.70	0.80
		모래		0.69	1.23	1.37	0.54
제 2 정 수 장	1지	안트라사이트		0.97	1.66	2.77	0.50
		모래		0.63	1.30	1.04	0.52
	2지	안트라사이트		1.01	1.58	2.78	0.69
		모래		0.63	1.32	1.14	0.61
	9지	안트라사이트		1.06	1.50	2.69	0.67
		모래		0.64	1.30	1.10	0.52

※ 유효경 : 여재의 입도가적(粒度加積)곡선 상에서 전체 여과재량의 10%가 통과할 때의 입경

□ 시료채취 및 입도분석 사진

<시료채취- 중층 경계부>	<시료채취>
<시료 건조후 분취 >	<입도분석 >

Ⅳ		결론 및 보고자 의견

○ 여과지 오염도조사, 입도조사 결과 1,2정수장 모두 안정적인 여과기능을 할 수 있는 정상적인 상태임.

○ 제1정수장 여과지의 경우 표면세척이 매우 중요하므로 역세척시 표면세척기, 표세밸브 등의 이상유무를 상시 감시하고, 이상시 신속한 수리가 이루어질 수 있도록 부품재고 확보 등 조치가 필요함.

붙임 : 1. 여재 오염도 기준 1부.

2. 여과지별 오염도(세척탁도) 분석 결과 1부.

3. 여과재 오염도 시험방법 1부.

4. 여과재 입도 시험방법 1부.

5. 2017년 상반기 여과지 입도시험결과(별첨) 1부.  끝.

【붙임1】

여과재 오염도 기준

세척탁도 (NTU)	여 층 상 태	판단기준	비 고
10～30	․매우 깨끗함, 여층이 숙성되지 않음	최적	상수도시설 유지관리메뉴얼 및 정수장 운영 관리사 문헌 (여층상태)
30～60	․깨끗하고 부분적으로 여층 숙성됨	정상
60～120	․깨끗하고 여층이 잘 숙성되어 있음
120～300	․여재오염, 여층이 잘 숙성되어 있음	불량
300～600	․여재오염 머드볼 가능성, 여층이 잘 숙성되어 있음	매우불량
600～1,200	․여층이 매우 오염되어 있고 머드볼이 많음
1,200이상	․매우오염, 화학적 세척 또는 여재교체 필요

【붙임2】

여과지별 여과재 오염도(세척탁도) 분석 결과

구분 여과지	제1정수장				여층 상태
	상	중	하	평균
1지	12.3	14.2	19.5	15.3	최적
2지	48.7	17.0	14.7	26.8	정상
3지	21.0	48.1	42.1	37.1	정상
4지	52.8	33.8	25.5	37.4	정상
5지	11.3	16.6	37.4	21.8	최적
6지	43.2	32.3	17.6	31.0	최적
7지	9.3	22.6	18.5	16.8	최적
8지	5.8	14.3	23.0	14.4	최적
9지	11.6	17.0	56.5	28.4	최적
10지	18.4	28.5	20.0	22.3	최적
11지	8.1	39.0	22.6	23.2	정상
12지	25.4	12.4	9.1	15.6	최적

구분 여과지	제2정수장				여층 상태
	상	중	하	평균
1지	11.1	9.4	6.1	8.9	최적
2지	7.9	9.1	5.3	7.4	최적
3지	9.9	13.8	14.3	12.7	최적
4지	10	11.7	41.6	21.1	정상
5지	17.6	17.1	7.5	14.1	최적
6지	10.1	14.5	18.5	14.4	최적
7지	18.6	14.4	17.2	16.7	최적
8지	10.2	9.6	5.4	8.4	최적
9지	10.4	13.9	6.8	10.4	최적
10지	6.5	13.2	4.6	8.1	최적
※ 단위: NTU

【붙임 3】

여과지 오염도 시험방법

1. 시료 채취 방법

통상의 여과지 운영에 따라 역세척을 실시한 후 여과지내 잔류수를 배수시킨 다음, 아래와 같이 구분하여 시료를 채취한다. 입도시험의 경우는 여재별 깊이 전체에 대하여 채취한다.

1) 여과지면 채취 지점

(1) 여과지면 중 ①④⑤ 또는 ②③⑥에 대하여 시험방법에 따라 깊이별로 구분하여 채취하고 각각 혼합한다.

(제1정수장의 경우는 좌면과 우면의 채취시료를 합하여 고루 섞은 후 시험하고, 특정여과지에 대하여 정밀진단 시에는 좌,우면에 대하여 각각 채취하여 실험한다.)

(2) 채취시에는 벽체로부터 20cm이상 이격시켜 최대한 수직으로 여상채취기를 세워 수직층별로 채취한다.

①                 ③                  ⑤

②                 ④                  ⑥

→ 퇴수로

2) 시험방법별 깊이

(1) 세척탁도

	상층	중층	하층
제1정수장	0~10cm	35~45cm	60~70cm
제2정수장	0~10cm	50~60cm	100~110cm

(2) 머드볼 용적비 시험용 : 표층으로부터 20cm깊이까지 채취

2. 시료건조 및 대상시료 분취

1) 탁도를 유발하지 않는 평평한 접시 또는 면에 시료를 자연건조 또는 완속으로 송풍하여 수분을 증발시킨다.

2) 건조된 시료를 사분법에 의하여 분취한다.

※ 사분법(四分法,quartering)

시료를 원형으로 쌓아올린 것을 대각선상의 두 부분의 것을 취하되, 소정량의   시료로 될 때 까지 그 조작을 반복하여 대표적인 시료를 얻는 방법

3. 시험방법

1) 세척탁도시험

① 시료를 50mL 실린더에 가볍게 다져 넣어서 50mL 눈금에 도달할 때 까지 취한 후 대상시료를 다시 500mL 용기에 넣는다.

② 500mL 메스플라스크에 수돗물을 500mL 넣은 후 약 100～150mL의 수돗물을 대상시료가 있는 500mL 용기에 넣는다.

③ 대상시료와 수돗물이 있는 용기의 마개를 막은 후 30초간 또는 60회 강하게 흔든다

④ 세척된 탁질수를 1,000mL 플라스크 또는 비이커에 따라서 옮긴다.

⑤ 위의 ②～④ 작업을 3회～4회 추가 반복하여 총 세척수가 500mL가 되도록 한다.

⑥ 세척된 시료수 중 탁질 입자가 침전되지 않도록 하여 탁도를 측정한다.

단, 여과모래 또는 안트라사이트 입자로 인해 탁도 측정값에 오차가 유발되지 않도록 여과재 입자를 일정부분 침강시킨다.

2) 머드볼 용적비

① 여과지 상층 20cm지점에서 시료용 채취관으로 3군데 이상 300g을 채취한다.

② 500mL 메스실린더에 물 200mL를 취하고 여기에 300g의 채취시료를 서서히 조금씩 넣고 물 용적의 증가량(a mL)을 측정한다.

③ 이 시료를 7번체(2.8mm)에 부어 물이 들어있는 용기내로 체가 대부분 잠길 때 까지 담가놓고 머드볼이 파괴되지 않도록 천천히 상․하로 반복하여 흔들어서 여재를 떨어뜨리고 체를 기울여 여재와 머드볼을 분리한다.

④ 여재는 체를 빠져나가고 머드볼은 체에 남게된다. 분리된 머드볼에서 물을 빼고 200mL메스실린더에 물 100mL를 취한 후 여기에 분리된 머드볼을 넣고 물 용적의 증가량(b  mL)를 측정한다.

⑤ 다음 식으로 머드볼의 용적비(%)를 계산한다.

머드볼 용적비(%) = b/a × 100

【붙임 4】

여과재 입도(체 가름) 시험방법

1. 시료채취방법

통상의 여과지 운영에 따라 역세척을 실시한 후 여과지내 잔류수를 배수시킨 다음, 아래와 같이 구분하여 시료를 채취한다.

1) 여과지면 채취 지점

(1) 여과지면 중 ①④⑤ 또는 ②③⑥에 대하여 채취하여 지점별, 여재층별로 혼합한다.

(제1정수장의 경우는 좌면과 우면의 채취시료를 합하여 고루 섞은 후 시험하고, 특정여과지에 대하여 정밀진단 시에는 좌,우면에 대하여 각각 채취하여 실험한다.)

(2) 채취시에는 벽체로부터 20cm이상 이격시켜 최대한 수직으로 여상채취기를 세워 수직층별로 채취한다.

①            ③            ⑤

②            ④            ⑥

→ 퇴수로

2) 안트라사이트층과 여과모래층을 분리하여 채취한다.

2. 시료건조 및 대상시료 분취

1) 시료를 105℃～110℃에서 약 3시간 건조시킨 후 방랭시키되 습기를 피하여 보존한다.

2) 건조된 시료를 사분법에 의하여 약 200g을 분취한다.

※ 사분법(四分法,quartering)

시료를 원형으로 쌓아올린 것을 대각선상의 두 부분의 것을 취하되, 소정량의   시료로 될 때 까지 그 조작을 반복하여 대표적인 시료를 얻는 방법

3. 시험방법

1) 건조시료 200g을 달아 체에 옮긴다.

2) 체 진동기 또는 사람 힘으로 체를 상하 좌우로 움직여 시료가 끊임없이 떨어지도록 한다.

3) 체 가름 시간, 체눈 선정 및 체가름 시험 결과표는 다음과 같다.

(1) 체 가름 시간

	체진동기	사람의 힘
여과모래	9분간 체진동기 사용 후 마지막1분은 사람 힘으로 흔든다.	10분
안트라사이트	5분	각 체마다 5분

※ 안트라사이트는 여과모래에 비하여 부스러지기 쉬우므로 취급에 주의하여야 하며 체 진동에 의한 파손을 고려하여 여과모래의 체 가름 시간의 반으로 한다.

(2) 체눈 선정 및 체가름 시험 결과표(예시)

체번호	체눈	여과 모래	안트라 사이트
6	3.35		○
7	2.80		◎
8	2.36	○	◎
10	2.00	◎	◎
12	1.70	◎	◎
14	1.40	○	◎
16	1.18	◎	◎
18	1.00	◎	◎
20	0.85	◎	◎
25	0.71	◎	◎
30	0.60	◎	◎
35	0.50	○	◎
40	0.425	◎	○
45	0.355	○	○
50	0.30	◎
55	0.212	◎

체눈	남은량 (측정치)	남은량 (보정치)	통과량 (g)	통과율 (%)
3.35
2.80
2.36
2.00
1.70
1.40
1.18
1.00
0.85
0.71
0.60
0.50
0.425
0.355
받침대
합 계		200.0

※  ◎ : 체 가름 시 필수적인 체눈, ○ : 체 가름시 선택적인 체눈

4) 체눈에 박혀있는 여과재는 체에 남아있는 양으로 하고 각각의 체에 남은량을 기록하여 통과량 및 통과중량 백분율(통과율,%)을 구한다.

5) 체 통과율의 수치를 사용하여 그래프상에 입도가적곡선을 작성한다.

(횡축: 체 눈, 종축: 통과율)

6) 입도가적곡선상에서 유효경, 균등계수, 최대경, 최소경을 구한다.

※ 본 입도 시험방법에 없는 사항은 수도용 여과모래 시험방법(KWWA F 100) 및 수도용 안트라사이트 시험방법(KWWA F 101)을 준용한다.