문서번호	정수과-2855
결재일자	2019.6.28.
공개여부	대시민공개
방침번호

			시 민
주무관		정수과장	구의아리수정수센터소장
김관우		강성욱	06/28 이달영
협 조
	★주무관			정승열
	주무관			권학선
	★주무관			장세공

정수지 후염소 투입방법 개선결과

추진근거	대내(외) 협력 현황			사 업 비
	부서(단체)명	협의내용	협의결과

2019. 6

구의아리수정수센터

( 정 수 과 )

정수지 후염소 투입방법 개선 결과

갈수기 정수지 수표면 ** 발생량 감소 및 온실가스 저감 등을 위해 정수지 유입부 후염소 투입 설비 변경 운영(워터챔프→인젝터)에 따른 개선 결과를 보고 드림

Ⅰ		관련 문서

□ 갈수기 입상활성탄지 운영개선(안)보고 (정수과-1020, 2019.3.5.)

□ 2019년 전력사용 절감 및 온실가스 감축 추진계획 (정수시설과-1040, 2019.4.12.)

Ⅱ		변경 개선 개요

□ 운영 기간 : ’19.3.26 ~ 6.24

□ 개선 방법 : 워터챔프 → 인젝터 방식으로 후염소 투입 변경

○ 1정수장 : ’19.4.22  인젝터로 변경 투입

○ 2정수장 : ’19.3.26  인젝터로 변경 투입

□ 효과 분석 방법

○ 미세기포에 의한 정수지 수표면 관찰

○ 후염소 투입방법 개선에 따른 잔류염소 농도변화로 투입안전성 검토

○ 개선 전·후 전력비 비교

○ 온실가스 저감 비교

Ⅲ		개선 결과

□ 정수지 수표면 변화

○ 1정수지(1,2지)의 경우 워터챔프→인젝터 변경후 **크기 및 양이 감소

○ 2정수지(3,4지)의 경우 워터챔프→인젝터 변경후 **크기 및 양이 별다른

차이를 보이지 않음

< 정수지 수표면 변화 사진 >

□ 개선 전·후 후염소 투입 안정성 검토

제 1정수장

【 정수지 유입 잔류염소 】

○ 개선 전

- 워터챔프 운영시(4/19) 평균 잔류염소는 0.52 mg/L 였으며,

- 표준편차는 운영범위 ±0.04 mg/L보다 작은 0.031mg/L로 나타나 6.1% 범위내에서 후염소 투입이 균일하게 이루어졌음

○ 개선 후

- 인젝터로 변경 운영후, 4/29일 평균 유입 잔류염소는 0.41 mg/L 였으며,

- 표준편차는  0.024mg/L로 운영범위 ±0.04 mg/L보다 작았으며, 5.8% 범위내에서 후염소 투입이 이루어졌음

○ 1정수장은 워터챔프 및 인젝터 투입시 표준편차가 각각 6.1%, 5.8%를 나타내어 투입방법 변경에 따른 후염소 잔류염소 변동은 큰 차이가 없는 것으로 판단됨

< 1정수장 정수지 유입 잔류염소 트렌드>

	⇒
개선전 (4/19, 워터챔프)		개선후 (4/29, 인젝터)

【 정수지 유출 잔류염소 】

○ 정수지에서 유출되는 잔류염소 평균치에 대하여

- 개선전(워터챔프) 0.36 mg/L, 개선후(인젝터 운영) 0.35 mg/L 이었으며,

- 표준편차는 각각 0.007 mg/L, 0.005 mg/L,

- 변동율은 각각 2.1%, 1.5%로 큰 차이를 나타내지 않았음

< 1정수장 정수지 유출 잔류염소 트렌드 >

	⇒
개선전 (4/19, 워터챔프)		개선후 (4/29, 인젝터)

제 2정수장

【 정수지 유입 잔류염소 】

○ 개선 전

- 워터챔프 운영시(3/23) 평균 잔류염소는 0.52 mg/L 였으며,

- 표준편차는 운영범위 ±0.04 mg/L보다 작은 0.015mg/L로 나타나 2.94% 범위내에서 후염소 투입이 균일하게 이루어졌음

○ 개선 후

- 인젝터로 변경 운영후, 3/30일 평균 유입 잔류염소는 0.55 mg/L 였으며,

표준편차 0.027mg/L로 운영범위 ±0.04 mg/L보다 작았으며, 4% 범위내에서 후염소 투입 적정하게 운영됨

○ 2정수장의 경우 워터챔프 대비 인젝터 투입시 정수지 유입잔류염소 표준편차가 약 57% 증가하였으나(표준편차 : 워터챔프 0.015mg/L → 인젝터 0.027mg/L),

운영범위 ±0.04 mg/L 이내에서 안정적으로 후염소가 투입되고 혼화·교반이 적정하게 이루어짐

< 2정수장 정수지 유입 잔류염소 트렌드>

	⇒
개선전 (3/23, 워터챔프)		개선후 (3/30, 인젝터)

【 후염소 투입률 검토 】

○ 2정수장 후염소 평균 투입률

- 개선전 워터챔프(3/23) 및 개선후 인젝터 운영(3/30)시 투입률이 각각 0.75 mg/L, 0.74 mg/L 이었으며, 표준편차는 0.011 mg/L, 0.012 mg/L로 개선 전·후 투입된 후염소 양은 변동없이 일정하게 유지됨

⇒ 유입 유량 대비 후염소 투입량이 일정하므로 유입 잔류염소에 영향을 주는 인자로 작용하지 않음을 확인

< 2정수장 후염소 투입률 트렌드 >

	⇒
개선전 (3/23, 워터챔프)		개선후 (3/30, 인젝터)

【 정수지 유출 잔류염소 】

○ 정수지에서 유출되는 잔류염소 평균치에 대하여

- 개선전(워터챔프) 0.41 mg/L, 개선후(인젝터 운영) 0.40 mg/L 이었으며,

- 표준편차는 각각 0.011 mg/L, 0.010 mg/L로 큰 차이를 나타내지 않았음

< 2정수장 정수지 유출 잔류염소 트렌드 >

	⇒
개선전 (3/23, 워터챔프)		개선후 (3/30, 인젝터)

소결론

○ 정수지는 구조적으로 후염소 투입 후 높이 6.75m의 위어(weir)가 위치해 있어, 1일 운영 수위 변동폭(3.6~5.2 m)에 따라 위어 낙차가 1.55~3.15m까지 가변적으로 변동이 발생함

○ 따라서, 2정수장의 경우 정수지 유입부에서 워터챔프가 인젝터 방식보다 균일하게 혼화되기는 하나, 위어(weir)에 의한 낙차 혼합 효과가 투입방법 변경 영향보다 큰 것으로 판단됨

< 정수지 위어 및 낙차 구조  >

□ 개선 전·후 전력비 비교 : 년간 14,813천원의 전력비 절감

○ 개선전 (워터챔프 운영) : 년간 37,410천원 전력비 발생

○ 개선후(인젝터 투입) : 년간 22,597천원 전력비 발생

< 개선 전·후 전력비 비교 >

구분	개선전 (워터챔프 운영)		개선후 (인젝터 투입 변경)
년간 전력비 (천원/년)	년간 37,410천원	⇒	년간 22,597천원
가동대수	워터챔프 2대		가압수 펌프 1.5대
1대당 사용 전력량 (kWh)	432kWh (380V, 25hp)		360kWh (380V, 20hp)
1대당 월간 사용전력 (kWh)	13,410 kWh (432kWh/일 × 30일/월)		10,800 kWh (360kWh/일 × 30일/월)
월간 사용 전력비 (원/월)	3,117,500원 (13,410 kWh × 116.238원/kWh × 2대)		1,883,050원 (10,800 kWh × 116.238원/kWh × 1.5대)
※ 2018년 전력비 적용(116.238원/kWh) ※ 가압수펌프는 염소인젝터 가압수공급외의 용도로도 사용됨

□ 온실가스 절감 :  년간 2,192 kg CO2 저감 예상

○ 개선전 (워터챔프 운영) : 년간 11,264 kg CO2 발생

○ 개선후(인젝터 투입) :  년간 9,072 kg CO2 발생

< 개선 전·후 온실가스 발생량 비교 >

구분	개선전 (워터챔프 운영)	⇒	개선후 (인젝터 투입 변경)
연간 전력량 (kWh/년)	26,820		21,600
연간 탄소 배출량 (kg CO2/년)	11,264		9,072
※ 아시아에너지환경지속가능발전연구소 (http://aiees.snu.ac.kr/neo/snu_03) 자료 이용 산출

Ⅳ		개선효과

□  미세기포에 발생에 따른 정수지 수표면 관찰결과 인젝터 변경 전후하여 **의      생성 및 소멸에 특기할 만한 영향을 주지 않는 것으로 사료됨

□  인젝터 사용으로 인한 전력비가 년간 약 14,813천원의 절감효과가 있음

□  전력사용량 감소로 인한 온실가스 발생량이 년간 기준으로 약 2,192kg      감소되는 효과가 있음

Ⅳ		보고자 의견

□ 미세기포에 의한 정수지 수표면 관찰 결과, 워터챔프→인젝터 변경으로

인한 **** 유무 및 크기에 영향이 크지 않음

□ 후염소 투입방법 개선에 따른 잔류염소 농도변화로 투입안전성 검토 결과, 정수지 유입 및 유출잔류염소의 편차가 크지 않고 혼화·교반도 적정하게 이루어지고 있음

□ 개선 전·후 전력비 비교 결과 인젝터 사용으로 인한 전력비가 약 40%         절감되는 것으로 나옴

□ 온실가스 저감 비교 결과 전력량 사용감소로 인한 저감효과가 약 20%정도       감소하는 것으로 나옴

Ⅴ		향후 계획

□ 평상시 후염소 투입설비를 수질, 전력비, 온실가스 등을 고려하여 기존 워터챔프에서 인젝터 투입방식으로 운영하되,

□ 수질 급변시 및 간헐적으로 워터챔프 가동을 실시하여 미가동 등에 따른 노후화 방지에 대비코자 함.  끝.