문서번호	정수과-121
결재일자	2024. 1. 4.
공개여부	부분공개(5)
방침번호

		시 민
주무관		정수과장
경규선		01/04
		代정승경
협 조	주무관		정승경
	주무관		김현희

고도정수처리공정 수질관리 결과 보고

(2023년 4분기)

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

2024. 1.

암사아리수정수센터

(정수과)

고도정수처리공정 수질관리 결과 보고(23년 4분기)

고도정수처리공정의 체계적인 수질관리를 위해 4분기 공정 운영 및 수질관리 결과를 검토·분석하고 보고드림.
	ㅊ

Ⅰ		추진개요

□ 근거 및 배경

ㅇ 서울시 고도정수처리 운영매뉴얼 Ⅱ(서울물연구원, 2020)

- 오존/AOP 공정 및 입상활성탄공정 운영관리(p.38~p.64) 사항 명시

ㅇ 2023년 수질검사 및 관리 추진계획(정수과-723, 2023.1.19.)

ㅇ 상수도 소형생물(유충) 대응 매뉴얼(서울시 상수도사업본부, 2023.6.)

ㅇ 2023년 정수센터 운영활성탄 품질조사 계획(재료연구과-2515, 2023.4.5.)

□ 시설 현황

구분	오존/AOP 공정	구분	활성탄 공정
시설용량	110만m3/일	시설용량	110만m3/일
산소탱크	20 ton × 3대	규격	B4.0m × L14.3m × 2cell
오존주입률	최대 1.5 mg/L	지수	44지(22지/계열 × 2계열)
과수주입률	AOP 3 mg/L / 퀜칭 0.25 mg/L	유량조절	자연평형형
오존발생기	18.5 kg/h × 4대	탄층고	2.5 m
오존접촉조	W16.3m × L28.5m × H5.52m	EBCT	15분
잔류오존제거조	W10.9m × L16.3m × H5.52m	유효경	0.65mm(실제 0.68mm)
지수	6지	역세척	공기, 공기+물, 물

□ 조사개요

ㅇ 기  간 : 2023. 10. ~ 12.(4분기)

ㅇ 조사자 : ****************************

ㅇ 관리사항 및 주기

구 분		세부사항	조사주기	비고
공정관리	오존	약품 주입률 관리 용존오존농도	수시	설비관리 제외
	활성탄	역세척 조건 적정성 층고 및 팽창률 조사	분기 1회 (층고 년1회)	대표지1)선정 관리
수질관리		TOC, 맛냄새, THMs	주 1회	-
		소형생물	일 1회	비활동기 주1회
		오존 소독능	월 1회	-
품질관리		활성탄 물성 검사	반기 1회	서울물연구원 (대표지1)선정 관리)

※ 대표지 : 활성탄 경과년수별 각 1점(1계열 8지, 13지, 2계열 14지, 18지)

ㅇ 고도정수처리 목표 수질(관리기준)

제거대상 물질		수질기준1)	목표수질기준2)
맛·냄새	Geosmin	20 ng/L 이하	8 ng/L 이하
	2-MIB	20 ng/L 이하	8 ng/L 이하
소독 부산물	총트리할로메탄(THMs)	0.1 mg/L 이하	0.04 mg/L 이하(자체)3)
	할로아세틱엑시드(HAAs)	0.1 mg/L 이하	0.02 mg/L 이하
미생물	지아디아	3 log 제거 (여과2.5 + 소독0.5)	0.5 log 제거 (오존+후염소)
		불활성화비 1이상	불활성화비 1이상
기타	총유기탄소(TOC)	5 mg/L 이하	1.5 mg/L 이하(자체)

1) 수질기준 : 환경부 (먹는물 수질기준 / 감시항목 기준 / 정수처리기준)

2) 목표수질기준 : 고도정수처리 시설/운영 최적화를 위해 지향하는 수질관리 지표이며 TOC는 활성탄의 흡착성능을 파악하기 위한 암사정수센터 자체 운영 지표임.

3) 고도정수처리 운영매뉴얼에는 0.03 mg/L이하로 명시되어 있으나, 활성탄 특성 및 암사 운영여건을 고려하여 자체 목표 수질기준으로 관리

Ⅱ		공정현황

□ 오존/AOP 공정

ㅇ 오존주입률 및 용존오존농도 관리 운영 현황

- 기온 및 수온 저하에 따라 소형생물 활동기에서 비활동기로 진행되면서 오존주입률 점차 감소 운영(1.2 → 0.3 mg/L)

- 맛․냄새물질“관심단계”경보 발령에 따른 AOP 전환 운영 실시(10/11~11/7)

- 이후 활성탄지 전동필터(거름망) 설치 공사 및 활성탄 교체공사 관련 작업 안전을 위해 AOP용 과산화수소 및 티오황산나트륨 주입 운영.

- 활성탄공정 작업안전 목적을 제외하고 오존접촉조 유출부에서 용존오존농도 0.1 mg/L이상 유지

구분	오존주입률(mg/L)			용존오존농도(mg/L)
				오존접촉조 4단			활성탄 유입
	10월	11월	12월	10월	11월	12월	10월	11월	12월
최대	1.21	1.01	0.51	0.69	0.25	0.20	0.57	0.39	0.09
최소	0.82	0.35	0.25	0.07	0.05	0.08	0.07	0.04	0.02
평균	1.10	0.75	0.40	0.33	0.16	0.14	0.29	0.17	0.06

※ 활성탄 유입 용존오존농도는 1계열과 2계열의 합산 평균값임.

ㅇ 설비유지관리 및 작업안전을 위한 공정운영 조정사항

조정사항	고도정수처리공정 주요 작업사항
오존투입률 하향 조정 티오황산나트륨 투입	·활성탄 2계열 수위계 관련 통신 및 전기 점검(10/5,10/6,10/10) ·활성탄 1계열 거름망 교체, 배기휀 선로점검(10/16) ·활성탄 2계열 티오황산나트륨 기계 및 전기 설비 공사(10/17~10/20) ·활성탄지 유입부 전동필터 설치 공사(11/6~12/1) ·활성탄 교체공사 및 시운전(11/20 ~ 12/22) ·오존접촉조 및 활성탄지 오존 농도계 점검(10월) ·티오황산나트륨 전용설비 시운전 테스트(12월)

ㅇ 오존 접촉시간

- 오존접촉조 평균 22.8분, 퀜칭조까지 평균 31.5분의 체류시간을 보임.

구분		분배조유량 (m3/일)	이론적 접촉시간(분)			비고
			오존접촉조	퀜칭조	합계
3분기	7월	973,739	20.9	8.0	28.8	오존접촉조:2,350 m3/지 퀜칭조 : 899m3/지
	8월	963,150	21.1	8.1	29.2
	9월	939,409	21.6	8.3	29.9
4분기	10월	911,080	22.3	8.5	30.8
	11월	891,167	22.8	8.7	31.5
	12월	874,040	23.2	8.9	32.1

※ 유출 Weir EL 36.21m, 조 바닥 EL 31.15m로서 수위 5.06m로 조용적 계산

□ 활성탄 흡착공정

ㅇ 활성탄 공정 운영 인자 분석

- 설계 기준 이내로 적정하게 운영하였음.

구분		통과유량 (m3/일)	월 통과량(BV-1)	여과속도 (m/일)	EBCT (분)	설계 대비 가동률(%)
설계		1,100,000	-	240 이하	15 이상	-
1분기	1월	966,940	2,382	192.1	18.7	87.9
	2월	955,027	2,125	189.7	19.0	86.8
	3월	955,552	2,354	189.8	19.0	86.9
2분기	4월	973,955	2,322	193.5	18.6	88.5
	5월	980,610	2,416	194.8	18.5	89.1
	6월	964,381	2,299	191.6	18.8	87.7
3분기	7월	973,739	2,399	193.4	18.6	88.5
	8월	963,150	2,373	191.3	18.8	87.6
	9월	939,409	2,240	186.6	19.3	85.4
4분기	10월	911,080	2,244	181.0	19.9	82.8
	11월	891,167	2,125	177.0	20.3	81.0
	12월	874,040	2,153	173.6	20.7	79.5

※ BV(Bed Volume) : 충진된 활성탄층 총 체적(B4.0m × L14.3m × 2cell × 2.5m × 44지)

※ 가동률(%) : 통과유량(고도정수처리 유입유량(분배조유량))을 설계유량으로 나누어 계산

ㅇ 역세척 운영 현황

- 소형생물(유충) 개체수 감소에 따라 역세척 주기를 증가하여 운영.

- 시동방수 시간은 유출되는 탁도를 기준으로 조정.

구분	역세척 Sequence				시동방수	역세척 주기
	공기	공기+물	물	휴지
운영시간	3분	2분	15분	5분	40→50분 (12/1)	60→72시간 (12/1)

<물 역세척 유량 조정 현황>

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ㅇ 역세척 배출수 및 시동방수(Filter to waste) 탁도

- 역세척 배출수 탁도 기준 전분기와 동일하게 물 역세척 15분 유지 운영.

- 시동방수 탁도 0.10 NTU 이하 기준으로 대표지 4개지가 모두 만족하는 50분으로 조정

시간(분)		0	2	4	6	8	10	15	20	조사일	비고 (지속시간)
역세척 배출수 탁도 (NTU)	1-8	8.6	6.6	4.1	2.2	1.8	1.7	1.0	0.8	10/16	61
	1-13	6.4	4.0	2.7	1.2	0.7	0.4	0.3	0.3	11/1	59
	2-14	5.8	5.5	2.8	1.6	1.3	0.9	0.5	0.4	11/21	50
	2-18	6.4	5.0	2.7	1.2	0.9	0.8	0.8	0.7	10/31	59
시간(분)		0	5	10	20	30	40	50	60	조사일	비고 (지속시간)
시동방수 탁도 (NTU)	1-8	0.07	0.29	0.29	0.19	0.15	0.08	0.07	0.06	11/13	60
	1-13	0.07	0.11	0.13	0.12	0.10	0.09	0.08	0.07	11/1	59
	2-14	0.06	0.16	0.17	0.18	0.14	0.11	0.09	0.09	11/21	50
	2-18	0.06	0.24	0.27	0.17	0.14	0.11	0.08	0.08	10/31	59

※ 역세척 배출수 탁도는 트로프로부터 월류․배출되는 시점부터 개시시간으로 산정

<역세척 배출수 탁도 변화>                <시동방수 탁도 변화>

ㅇ 역세척 팽창률

- 대표지 4개지 모두 팽창률 30% 전후를 유지하고 있음.

구분	경과 개월	탄층고 (m)	세척수량(m3/h)		여과속도 (m/min)	팽창높이 (cm)	팽창률 (%)	수온(℃)	비고 (조사일)
			설정	실제
1-8지	10.6	2.56	2,800	2,800	0.41	80	31.3	12.4	11/13
1-13지	34.2	2.66	3,000	3,000	0.44	75	28.2	12.4	11/13
2-14지	23.2	2.69	2,700	2,700	0.39	80	29.7	10.8	11/21
2-18지	109.2	2.69	3,500	3,500	0.51	80	29.7	12.1	11/17

ㅇ 활성탄 층고

- 전체 평균 탄층고는 전분기 대비 미세하게 감소하였음.

구분	설계기준	′22년			′23년				비고 (조사일)
		2분기	3분기	4분기	1분기	2분기	3분기	4분기
1계열(m)	2.5 이상	2.69	2.65	2.66	2.65	2.69	2.70	2.68	10/31~11/1
2계열(m)	2.5 이상	2.70	2.67	2.67	2.68	2.72	2.71	2.70

- 총 88면(44개지×2면) 중 2계열 7지 1개면(2.33 m)을 제외하고 설계기준(2.5 m 이상) 만족 ☞ 2계열 7지를 포함한 총 10개지 ′23년 교체사업 추진 중.

- 2계열 22지 전분기 대비 9 cm 감소(2.78 → 2.69 m) ☞ 지속 관찰 요함.

- 신탄 교체지(1-18지,1-19지) 층고 조사 결과(12/21) 각각 2.84, 2.75m로 나타남.

ㅇ 활성탄지 역세척 배출수 및 시동방수 회수율

- 취수량 대비 회수수량 비율이 3.9 ~ 4.2%로 전년 동기 대비 회수량 감소

구 분	′22년 4분기			′23년 3분기			′23년 4분기
	10월	11월	12월	7월	8월	9월	10월	11월	12월
취수량(m3/일)	935,514	934,416	940,271	916,477	918,363	889,541	862,893	865,056	863,827
회수량(m3/일)	48,946	48,167	45,045	44,587	35,234	35,781	35,898	35,703	33,398
회수율(%)	5.2	5.2	4.8	4.9	3.8	4.0	4.2	4.1	3.9

※ 회수율(%) : 취수량 대비 고도회수조의 회수유량으로 산출

Ⅱ		수질관리

ㅇ 냄새물질(2-MIB / Geosmin)

- 맛․냄새물질 관심단계 발령기간(10/11~11/7) 착수정 2-MIB 최대 41 ng/L로 높게 나타났으나, 고도정수처리를 거쳐 최종 활성탄 유출수에서는 정량한계 이하로 불검출(정량한계 2 ng/L미만)

ㅇ 소독부산물(THMs)

- 자체 관리기준(0.040 mg/L 이하)에 부합

- 수온저하에 따라 공정별 THMs 감소

단위 : mg/L

구분	수온 (℃)	착수정수	침전수	여과수	오존 처리수	활성탄유출수	정수
7월	23.4	0.006	0.029	0.033	0.031	0.036	0.040
8월	26.5	0.011	0.029	0.031	0.031	0.040	0.036
9월	23.0	0.014	0.035	0.037	0.035	0.043	0.038
10월	18.2	0.012	0.027	0.030	0.028	0.037	0.028
11월	11.2	0.006	0.017	0.018	0.017	0.022	0.020
12월	4.6	0.003	0.008	0.010	0.009	0.014	0.012

ㅇ TOC

- 정수 TOC 0.90 ~ 1.20 mg/L로 자체 목표 수질기준 1.5 mg/L 이하 만족

- 착수정 TOC 기준 표준정수처리공정에서 37.1 %, 고도정수처리공정에서 12.8%가 각각 제거되어 총 49.9%의 제거율로 3분기 대비 감소.

단위 : mg/L

	구분	착수정수	침전수	여과수	오존처리수	활성탄수	정수
1분기	평균	2.41	1.65	1.50	1.51	0.97	1.13
	제거율(%)	-	31.5	37.5	37.4	59.5	53.1
2분기	평균	2.75	1.80	1.70	1.69	1.01	1.14
	제거율(%)	-	34.4	38.3	38.4	63.1	58.5
3분기	평균	2.60	1.60	1.51	1.49	0.95	1.06
	제거율(%)	-	38.3	41.9	42.5	63.4	59.3
4분기	평균	2.17	1.49	1.37	1.41	0.96	1.02
	제거율(%)	-	32.4	37.1	34.0	53.4	49.9
	10월	2.09	1.49	1.37	1.45	0.93	0.97
	11월	2.24	1.48	1.37	1.33	0.93	1.01
	12월	2.20	1.49	1.38	1.45	1.03	1.10

ㅇ 지아디아 및 바이러스 불활성화비

- 오존+후염소의 지아디아 및 바이러스 불활성화비 모두 1.0 이상 유지

구분	월	지아디아 불활성화비						바이러스 불활성화비
		오존			오존+후염소			오존			오존+후염소
		최대	최소	평균	최대	최소	평균	최대	최소	평균	최대	최소	평균
1계열	10월	45.1	1.1	18.1	51.6	5.7	23.9	24.1	0.6	9.1	71.1	29.7	47.3
	11월	10.1	1.0	5.4	13.4	4.5	8.9	4.7	0.6	2.6	38.8	15.9	24.8
	12월	8.4	1.9	4.8	10.7	3.7	6.8	4.5	1.0	2.6	18.8	9.4	14.4
2계열	10월	60.1	1.6	20.5	65.0	5.6	25.0	28.8	0.9	10.2	61.1	25.6	40.0
	11월	12.4	1.0	7.0	14.8	4.5	9.8	5.9	0.6	3.4	27.6	15.6	20.8
	12월	6.7	1.8	4.3	8.3	3.2	5.9	3.6	1.0	2.3	15.8	7.2	11.7

ㅇ 소형생물(유충)

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Ⅲ		결론 및 보고자 의견

ㅇ 오존공정은 용존오존농도 기준으로 오존주입률을 적기 조정하여 운영하였음.

ㅇ 활성탄지 역세척 유량, 세척시간 및 시동방수 시간은 시기별 적정하게 조정하였음.

ㅇ 냄새물질(2-MIB, Geosmin), 소독부산물(THMs), TOC, 소독능 등 수질은 목표 수질 기준 이하로 우수하였음.

붙임   1. 2023년 공정별 수질 데이터(미량물질) 1부.

2. 오존공정 운영 데이터(2023년 4분기) 1부

3. 오존 소독능(2023년 4분기) 1부

4. 활성탄지 층고 조사 결과(2023년 4분기) 1부.  끝.