친환경오존접촉조 시설 및 설계표준화용역

영등포1정수장 수리검토 보완 및 개선방안

2018. 1. 3.

(주) 한국종합엔지니어링

						목 차

Ⅰ. 운영현황 .......................................................1

Ⅱ. 수리계산 검토 ........................................... 2

Ⅲ. 검토결과 ........................................................ 4

첨부 #1. 수리종단도

첨부 #2. 수리계산서

첨부 #3. 구내배관 평면도

Ⅰ.	운영현황

□ 하부집수장치 및 여재 철거 이후 운영자료

◦ 오존공정 운영유량별 접촉조 지내 수심 분석

- 영등포 제공자료(오존 by-pass 100% 차단시 운영결과)

- 여과지 유출수로 3.0m 이상 : 월류 위험 (여유고 0.3m 고려)

생산유량		개선전 수심 (m)		개선후 수심 (m)
만톤/일	m3/hr	여과지 출수로	오존접촉조	여과지 유출수로	오존접촉조
19.2	8000	2.78	6.11	2.72 (▽ 0.05)	5.77 (▽ 0.34)
20.4	8500	2.85	6.15	2.80 (▽ 0.05)	5.78 (▽ 0.37)
21.6	9000	2.95	6.19	2.87 (▽ 0.08)	5.80 (▽ 0.39)
22.8	9500	> 3.0	6.24	2.93	5.83 (▽ 0.41)
24.0	10000	> 3.0	6.30※(El.11.8m)	3.0	5.88※(El.11.38m)(▽ 0.42)

※ 개선 전에는 지내 수심이 높아 유입부 도류벽이 수중웨어(submerged) 상태로 운영

□ 분석결과

◦ 1정수 친환경오존접촉조 지내 안트라사이트, 하부집수장치 철거 (2017.10~11)로 오존접촉조 수위는 약 0.4m 낮아졌으나, 여과지 유출 수로 수위는 0.05~0.08m 낮아지는 효과가 있음.

◦ 오존접촉조 수리구조 특성

- 접촉조 유입부 1단 도류벽은 웨어정고 El.11.40m의 수중웨어(submerged weir)로 계획되었으며,

- 하부집수장치, 여재 철거 이후 지내 수위는 Q=25만㎥/일 기준 El.11.41m로 월류웨어로 운영(실측값 El.11.38m, Q=24만㎥/일 기준).

- 월류웨어로 운영되어 도류벽 후단 수위는 낮아졌으나, 도류벽 전단의 지내수위(월류수심)는 웨어 정고 높이에 의해 지배되므로 추가적 수위저하 효과가 발생되지 않음.

유입부 도류벽

(수중웨어)

Ⅱ.	수리계산 검토

□ 수위에 따른 운영조건 및 가용수두 비교

◦ 유입부 1단 도류벽에 따른 수리조건 비교

- 제시된 비교값은 설계유량 Q=25만㎥/일 기준으로 비교함.

유입부 1단 도류벽(수중웨어로 설계됨, 웨어정고 El11.40m)의 운영조건에 따라 오존접촉조 유입부 수위 및 가용수두(여과지~오존접촉조)가 상이함.

∙ 당초 설계는 지내수심 6.35m (수위 El.11.85m), 유입부 수심 6.41m (수위 El.11.91m)로 계획하였으며, 지내수위가 낮아질 경우 도류벽이 월류웨어로 운영되어 도류벽 높이가 수리조건의 control point로 변화됨.

[현재 조건 가용수두] control point인 오존접촉조 유입부 1단 도류벽 높이 El. 11.40m와 모래여과지 유출수로 상부슬라브 높이 El. 12.37m를 고려시 최대 가용수두(여과지~접촉조)는 0.97m이며, 수두손실은 0.84m임.

∙ 여과지~오존접촉조 배관손실 : 0.46m

∙ 도류벽 (수중웨어) 월류수심 : 0.38m

[조정 조건 가용수두] 도류벽 높이를 낮출 경우 지내수심에만 영향을 받으므로 control point인 유출수로 상부슬라브 높이 El. 12.37m에 의해 최대 가용수두는 1.5m, 수두손실 0.46m, 유출수로 여유고 약 1.0m임.

유입부 도류벽 El. 11.40m	유입부 도류벽 El. 9.90m
동일지내수위, 월류웨어로 운영됨	동일지내수위, 수중웨어로 운영됨

◦ 수리계산 비교 : 설계유량 Q=25만㎥/일 기준

※ 주1. 당초 설계 : 여재, 하부집수장치 손실 0.35m로 계산함. 실제 손실수두 고려시 월류수위 이상 발생됨.

※ 주2. 잔류오존제거조 유출 Trough 철거 및 오존접촉조 1단 도류벽(수중웨어) 높이를 1.5m 낮출 경우.

◦ 오존접촉조 유입부 1단 도류벽 높이에 따른 수위변화

- 1단 도류벽 높이에 따른 수위변화 및 운영조건은 다음과 같음 (설계유량 Q=25만㎥/일 기준으로 비교).

- 1단 도류벽 높이를 1.5m 이상 낮출 경우 당초 도류벽의 설계 손실수두 0.06m 이하 유지하며, 모래여과지 유출부 수위도 안정적으로 확보 가능(1.5m 이상 낮추어도 추가적인 저감 효과는 적음).

Ⅲ.	검토결과

□ 가용수두 확보

◦ control point가 중간에 없는 경우 활성탄흡착지 유입수로 웨어와 모래여과지 상부슬라브의 높이에 의해서 수리조건이 결정되며, 이때 가용수두(모래여과지~활성탄접촉조)는 1.92m임.

모래여과지 상부슬라브 El. 12.37m.

활성탄흡착지 유입수로 웨어정고 El. 10.45m.

◦ 모래여과지~활성탄흡착지의 control point는 다음과 같으며, 상기 가용수두를 최대한 활용하기 위해서는 다음의 control point 높이가 운영유량 조건에서 운영수위보다 낮아야 함.

오존접촉지 1단 도류벽 El. 11.40m.

잔류오존 제거조 유출 트로프 El. 11.35~10.83m. (트로프는 부분 철거됨)

□ 검토결과

◦ 현재 운영결과 운영상 필요한 여유수두 0.3m를 안정적으로 확보하기 곤란하나, 공정상 가용수두를 모두 활용한다면 확보 가능함. (모래여과지 유출부 최대 가능 여유수두 1.01m = El.12.37m – El. 11.36m)

◦ 이를 위해서는 오존접촉조 1단 도류벽 높이를 현재보다 1.5m 낮추고 부분 철거된 트로프도 철거 필요함.

◦ 1정수는 bypass 운영에 따라 계산값에 대한 검증이 어려우나, 공사 시행시는 사전에 도류벽 전후의 지내 운영수위 확인, 단수시 도류벽 높이 확인 등이 필요함.

※ 단수시 수위측정 결과에 따른 수위 검토

∙ 오존접촉조 지내 수심 (잔류오존제거조 유출트로프) : 4.94m

→ 지내수위 4.94m는 바닥높이 5.5m를 고려시 10.44m로 환산되며, 활성탄흡착지 유입수로 웨어고 El.10.45m 고려시 검증된 값으로 판단됨.

∙ 모래여과지 유출수로 수심 : 1.85m

→ 지내수위 1.85m는 수로 유출부 바닥높이 El. 8.77m(구조물 측량오차 –0.24m 포함)를 고려시 10.62m로 환산됨. 정지된 수위이므로 오존 접촉조 지내 수위 El.10.44m와 같아야 하나, 0.18m의 오차가 발생하였음. 이에 대한 원인은 도류벽 전단의 수위가 완전히 빠지지 않아 지내수위와 상이한 것으로 판단되나, 여과지 구조물 높이가 상이한 가능성도 고려될 수 있음.

첨부 #1. 수리종단도

첨부 #2. 수리계산서

첨부 #3. 구내배관 평면도