문서번호	수처리연구과-5491
결재일자	2024. 6. 28.
공개여부	부분공개(5)
방침번호

				시 민
주무관	수처리연구과장	수도연구부장		서울물연구원장
김태균	이준호	안재찬		06/28
				윤희천
협 조	주무관		임춘길
	주무관		임희아

활성탄 교체주기 편익 비용 분석결과

2024. 6.

서울물연구원

(수처리연구과)

☞ 해당사항이 있는 부분에 ‘ ■ ’ 표시하시기 바랍니다. (※ 비고 : 필요시 검토내용 기재)
구 분	사전 검토항목 점검 사항	검토완료	해당없음	비 고
일반사항
정책일반	◆ 제반 법규와 실태, 실제 현장의 의견 등을 검토하였습니까? (법령, 규칙, 통계·빅데이터, 시민의견 등)	■	□
	◆ 정책(사업) 집행의 직·간접적 영향 및 효과성을 분석하였습니까?(갈등, 약자, 일자리, 안전, 탄소 감축 등) ※ 약자 : 하단 세부 검토항목 점검	■	□
	◆ 정책·계획·전시물·홍보물 등이 역사적 사실에 부합하는지 검토하였습니까?	■	□
	◆ 불필요한 외국어·외래어 표현 대신 바른 우리말을 사용하였습니까?	■	□
	◆ 정책·계획 등의 지속가능성을 검토하였습니까?(경제·사회·환경 등)	■	□
약자와의 동행
목적	◆ 경제적으로 취약한 약자를 지원하기 위한 사업인가?	■	□
	◆ 주거, 생계, 의료, 교육, 기타 분야 중 어느 것에 해당하는가?	■	□	주거/생계/의료/교육/기타
	◆ 단순지원 사업과 사다리지원 사업 중 어느 것에 해당하는가? (단순 : 어려움 즉시 개선 / 사다리 : 계층 상향 또는 안정 유도)	■	□	단순지원/ 사다리지원
	◆ 경제적으로 취약한 약자가 아니라 하더라도, 다양한 분야의 사회적 약자를 배려할 수 있는 수단을 포함하였는가?	■	□
계획수립	◆ 사업 대상자가 쉽고 편리하게 서비스를 활용할 수 있도록 사업을 구성하였는가?	■	□
집행·홍보	◆ 집행과정에서 발생할 수 있는 역효과를 최소화하기 위한 대안을 고려하였는가?(‘약자’ 낙인효과, 역차별 등)	■	□
	◆ 사업 대상자에게 적절한 홍보 수단을 채택하였는가?	■	□
평가·환류	◆ 사업효과를 측정할 수 있는 지표(산출, 과정, 성과 등)는 마련하였는가? 아닐 경우, 성과를 평가할 수 있는 대체·보완 수단이 존재하는가?	■	□

활성탄 교체주기 편익 비용 분석결과
수도연구부장 : 안재찬 ☎3146-1810	수처리연구과장 : 이준호 ☎1820	담당 : 김태균, 임춘길, 임희아	☎1816

□ 근거

ㅇ 효율적인 입상활성탄 교체/재생 방안 회의 결과 (생산관리과-1367호, ‘23.2.10.)

- 입상활성탄 교체주기 가이드라인 제시 필요

□ 배경

ㅇ 향후 10년간 노후 정수장 개량에 따른 정수공정 패러다임 전환

ㅇ 정수장 탁도관리 중심에서 유기물 제어로 입상활성탄 적정 교체주기 도출

1990년		2010년		2030년~
탁 도	⇒	맛·냄새	⇒	유기물

	《 현 입상활성탄 교체주기 》
ㅇ 현 교체주기 : ***************************** - 기존 교체주기는 활성탄 품질(요오드 등), 맛냄새물질 대응 위주로 선정

ㅇ 정수장별 입상활성탄지 시설현황

정수장		고도시설 (만㎥/일)	활성탄지 수	활성탄량 (㎥)	종류	가동일	교체 현황
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	《 일본 입상활성탄 교체사례 》
ㅇ 오사카 : 쿠니지마, 니와쿠보, 토요노 - 5년(매년 20% 교체) : TOC, UV254, 요오드흡착력 등으로 결정 ㅇ 동경 : 가나마치, 미사토, 아사카 - 4년(매년 25% 교체) : TOC 등으로 교체 주기 결정 - 편익(TOC 제거율)-비용을 기준한 활성탄 교체주기 선정 ※ 가나마치, 미사토 정수장 : 활성탄 교체주기 7~8년 ⇨ 4년

□ 서울시 활성탄 품질·운영평가

ㅇ 연구대상 : 광암 정수장 (표준 : 40만m3/d, 고도 : 25만m3/d)

ㅇ 2013년 준공 후 6년 주기로 활성탄 교체 (2019년 교체시작 2021년 완료)

ㅇ 광암 신탄 6년 경과 후 활성탄 품질 변화

- 요오드흡착력(1,084→558mg/g, 49%↓), MB탈색력(196→50mL/g, 74%↓), 경도(99→98%)

ㅇ 활성탄 운영기간에 따른 TOC 농도 변화

- 운영기간 : 2013. 1. ~ 2019. 10.

- TOC 농도 : 원수 2.3mg/L(1.5~3.9), 오존수 1.5mg/L(1.0~2.7), 활성탄수 1.1mg/L(0.4~2.2)

·오존수, 활성탄수 TOC 농도는 원수농도 변화에 따라 동일한 양상으로 변화

·활성탄수 TOC 농도는 1년 6개월 이내에 1.0 mg/L 도달

운영기간에 따른 TOC 농도변화 (원수, 오존수, 활성탄수)

신탄 투입후 활성탄수 TOC 농도변화

ㅇ 활성탄 운영기간에 따른 TOC 제거율 변화

- 신탄주입시점 : 2013년 1월

- TOC 평균제거율 20% 내외에서 안정화 : 2017년 6월 (약 4년 5개월)

→ 신탄 주입 4년을 기점으로 TOC 평균 감소율이 둔화됨

구 분	1년	2년	3년	4년	5년	6년	7년
TOC 평균감소율	*** ********	*** ********	*** ********	*** ********	*** *******	*** ********	*** ********

※ TOC 감소율 : 오존수 대비 활성탄수 TOC 제거율

TOC 제거율 변화

운영기간에 따른 TOC 평균 감소율

□ 활성탄 교체주기 경제성 평가

ㅇ 편익/비용(TOC제거율/교체비용) 관점에서 활성탄 교체주기 검토

- TOC 평균 제거율(회귀식) 기반 B/C 분석

⇒ ******************************************

구 분	운영기간 (년수)
	1년	2년	3년	4년	5년	6년	7년
****	****	****	****	****	****	****	****
*****************	****	****	****	****	****	****	****
*********	***	***	***	***	***	****	*
*************	*	***	****	****	***	****	****
*******	***	****	****	****	****	****	*
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※ 회귀식 : Y(TOC평균제거율) = 0.7036×(운영기간)2 – 8.9607×(운영기간) + 46.74

운영기간에 따른 편익-비용 분석결과

□ 결 론

ㅇ ************************************

- 기존 탁도관리에서 유기물(TOC) 제어 중심으로 변경

ㅇ *******************************

- 운영기간별 TOC 평균 제거율 변화 : 1~4년(4~9%), 4~7년(1~2%)

ㅇ ******************************************

- *****************************************

붙임

1. 입상활성탄 구매 현황

납품연도	정수센터	총 활성탄량 (총활성탄지)	구매단가 (천원/㎥)	구매량 (활성탄지)	납품업체
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2. 일본 활성탄 교체주기 선정방법

활성탄 교체주기 선정

ㅇ 대상 : 일본 미사토 정수장 (110만m3/d)

ㅇ (기존) 교체주기 : 요오드, MB탈색력 기준 7~8년 주기로 교체

- 경도는 5년 이후, 흡착능력(요오드, MB)은 7년 이후 급격히 저하

※ 요오드흡착력(1.023→210mg/g, 79%↓), MB탈색력(190→70 mL/g, 63%↓)

ㅇ (개선) 도쿄 고품질 수돗물 공급 정책 : 소비자 만족을 위해 TOC 중점 관리

- TOC 평균제거율 40% 이상 유지를 위해 최적 교체주기는 4년 : 매년 25%씩 교체

구 분	1년	2년	3년	4년	5년	6년	7년
TOC 평균 제거율	59%	49.6%	45.2%	41.9%	39.5%	37.9%	36.7%

ㅇ 편익-비용(TOC제거율/교체비용) 바탕으로 최적 교체주기 선정

- 운영기간(B/C) : 1년(19), 2년(27), 3년(39), 4년(48), 5년(48), 6년(48), 7년(48)

⇒ 활성탄 교체주기를 기존 7~8년에서 4년으로 선정

운영기간에 따른 TOC 제거율 변화

편익-비용 비율 분석결과

※ 출처 : T. Iwamoto, T. Tasaki, T. Kanami, Renewal and selection of granular activated carbon

in advanced drinking water purification in Tokyo, Tokyo Metropolitan Government