다시 뛰는 공정도시 서울!

문서번호 정수과-986 결재일자 2018.1.31. 공개여부 대시민공개 방침번호 시 민 ★주무관 정수과장 암사아리수정수센터소장 김중구 하은경 01/31 가길현 협 조 정수시설과장 남효돈 주무관 최필규 주무관 송만식 주무관 신은수 주무관 정진택 ※ 본 보고서는 업무개선 실행결과임. ― 제 안 자 : 최필규, 김중구, 신은수, 정진택, 전영조 ― 실행계획자 : 최필규, 김중구, 정완균, 송만식 ― 실 행 자 : 최필규, 김중구, 신은수, 정진택, 송만식 제1정수장 급속여과지 역세척 시스템 개선결과 2018. 01. 암사아리수정수센터 (정수과) 급속여과지 역세척 시스템 개선결과 【암사아리수정수센터】 제1정수장 표준여과지 역세척시 최종 역세척 펌프 중지 후, 펌프밸브 및 역세척수 퇴수밸브 닫힘 시간에 유입수(침전수)가 낭비되고 있어 역세척 시스템을 변경 개선하는 방안을 고안하여 정수처리 비용을 절감하였음. Ⅰ 역세척 시스템 개요 여과지 시설규모 및 역세척 시스템 현황 구 분 규 격 비 고 계획정수량(m3/일) 1,300,000 지 수(지) 64지(1계열 16지×4계열) 여과속도(m/일) 152 여과방식 정속여과 여과유량조절방식 자연평형형 여층구성 모래단층 지당여과유량(m3/일) 20,312 지당여과면적(m2) 134 규 격 총 면 적 4.73mB×16.7mL×2.2mWH×64지×2면 = 22,243.9m3 여과면적 4mB×16.7mL×64지×2면 = 8550.4m2 1지: 134m2 여과사의 유효경(mm) 0.95 (여과사층 : 115cm, 여과사리 : 5cm) 여과사의 균등계수 1.7이하 역세척 역세척 방식 공기, 공기+물, 물에 의한 세척 역세척 수량 0.64m3/m2/분 역세척 공기량 0.84m3/m2/분 역세척 주기 손실수두계에 의한 자동역세척 부대시설 하부집수장치 공기물겸용 Strainer형식 역세척 펌프 형 식 : 양흡입 볼류트 펌프(150마력) 용 량 : 43m3/분×10mH×110Kw×6대(2대 예비) 역세척시 1대 및 2대 가동 역세척 블로어 (Blower) 형 식 : Inverter Blower 용 량 : 47.5m3/min×160Kpa×56Kw×6대(2대 예비) 용 량 : 120m3/min×3,000mmAq×112Kw×4대(2대 예비) 역세척시 1대 및 2대 가동 에어벤트 (Air Vent) 공기 역세척 후, 여과지 사층내 잔류공기 제거 여과지 운영현황 시설규격 여과속도(최대 : 2017년) 여과유량 조절방식 시설용량 (만m3/일) 크 기 (m2) 면 적 (m2) 지수 설 계 (m/일) 운 영 (m/일) 여과량 (만m3/일) 조 절 방 식 침 전 수 유입방식 트라프설치 유, 무 130 4m×16.7m×2면 134×16지×4계열=8,550 64 152 115 99 자 연 평형형 V-Type 무 - 여과속도(m/일) : Qm3(여과량)/Am2(여과지 단면적) - V-Type 수로 : 유입수(침전수)가 양쪽에서 유입되는 Type - 자연평형형 : 유출측에서 사면상보다 높은 위치에 위어(Weir)를 설치하여 여과지 자체의 사면상 수심을 크게 함으로써 정속여과유지 ？？ 역세척 방식 - 공기 역세척 : 여과사 마찰에 의한 탁질 탈리 - 공기+물 역세척 : 탁질의 탈리, 파쇄 및 배출 - 물 역세척 : 잔류탁질 배출 및 잔류공기 제거 ？？ 여과지 좌, 우 벽면 V-Trough(수로)-(Water Treatment HandBook Degremont) - V-Trough(수로)는 여과지 양쪽의 벽면에 설치되어 있는 수로로써 ① 여과 중에는 여과지 양면으로 유입수(침전수)를 분배하는 기능을 함 ② 역세척 중에는 배출수가 퇴수구(중앙 Trough)로 신속히 배출될 수 있도록 수평방향으로 밀어주는 역할을 함(그림 1. 참조) 그림 1. 제1정수장 모래단층 표준여과지 측면도 Ⅱ 현황 및 문제점 역세척 시스템 운영현황 및 문제점 아리수정수센터내 정수처리공정중 여과지는 최후의 보루로 여과지의 최적 유지 관리 및 운영은 양질의 아리수 생산과 정수처리 비용을 절감하는데 좌우됨 제1정수장 여과지는 자연평형형 여과지로 역세척 방식은 시퀀스 제어 프로그램 시스템에 의해 순차적으로 다음과 같이 역세척이 진행됨 가장 먼저 여과지 좌,우면에 있는 유입수제어 전동밸브가 닫히고 정수변이 닫히면, 역세척수 퇴수밸브가 열리고 여과지내수를 트라프 상단까지 배출 함 다음으로 유입수제어 전동밸브가 열리면 공기 역세척이 이루어져 여과사에 억류 되어 있는 탁질이 탈리되고 배출 됨 공기 역세척이 완료되면 역세척 펌프가 가동되어 공기+물 역세척이 동시에 이루어져 탁질이 탈리, 파쇄 및 배출 됨 공기 역세척이 중지되고, 물 역세척만 진행되어 잔류탁질 배출 및 잔류공기를 제거하면 역세척 펌프가 중지되고 펌프밸브가 닫힘 후, 역세척수 퇴수밸브가 순차적으로 닫히면 역세척이 완료됨 그런데 역세척 펌프밸브(약 1분) 및 퇴수밸브(약 2분)의 닫힘 시간까지 유입수 (침전수)가 열려 있는 역세척수 퇴수밸브로 유출되어 낭비되고 있어 역세척 공정이 비효율적으로 운영되고 있음 Ⅲ 개선방안 역세척 시스템 개선 역세척 시퀀스 제어 프로그램 시스템을 변경 운영 - 유출되어 낭비되는 유입수(침전수)를 절감하기 위해 여과지내 유입수를 여과시와 역세척시 차단 및 공급하고, 유지보수작업시 차단하기 위해 여과지 좌,우면 유입수 유입수로에 설치하여 100%로 개방 운영 중인 유입수제어 전동밸브를 이용하는 방안을 고안 그림 2. 좌면 유입수제어 전동밸브 그림 3. 우면 유입수제어 전동밸브 - 현재 운영 중인 제1정수장 여과지 역세척 시퀀스 제어 프로그램 시스템(표 1. Sequence Time Chart)을 물 역세척 T6(1분)이 완료되고 역세척 펌프가 정지된 후, 먼저 유입수제어 전동밸브를 닫히게 하여 유입수가 여과지내로 유입되지 않도록 역세척 시퀀스 제어 프로그램 시스템을 추가하여 변경 - 또한 유입수제어 전동밸브의 닫힘 시간과 동시에 역세척수 퇴수밸브도 닫히게 하여 유입수가 유출되는 것을 최소화하여 역세척이 진행되도록 역세척 시퀀스 제어 프로그램 시스템도 추가하여 변경 - 그리고 퇴수밸브가 닫히면 유입수제어 전동밸브를 열리게 하여 유입수가 여과지내로 공급되어 여과가 진행되도록 역세척 시퀀스 제어 프로그램 시스템을 다시 변경 개선하여 운영함 < 표 1. 역세척 시퀀스 제어 프로그램 시스템 Time Chart(2017.11.20. 현재)> TIMER T0 (정수밸브 닫힘) T1 (퇴수 시간) T2 (공기) T3 (공기+물) T4 (공기밸브 닫힘) T5 (물, 펌프 2대 가동) T6 (물, 펌프 1대 가동) T7 (펌프,퇴수밸브 닫힘) T8 (휴지) 총 역세척 시 간 운영치 1분 2분 4분 5분 20초 2분 1분 20초 3분 18분 40초 ① T0 : 유입수제어 전동밸브, 정수밸브 닫힘 및 퇴수밸브 열림시간 ② T1 : 역세척수 퇴수밸브가 열리면 여과지내 유입수가 퇴수되는 시간 ③ T2 : 공기 역세척시간 및 유입수제어 전동밸브 열림시간 ④ T3 : 공기+물 동시 역세척시간(펌프 1대 가동) ⑤ T4 : 공기밸브 닫힘 후, 안정시간 ⑥ T5 : 물 역세척시간(펌프 2대 가동) ⑦ T6 : 물 역세척시간(펌프 1대 가동) - (개선전) 역세척 펌프 1대 중지 후, 펌프밸브 및 퇴수밸브 순차적으로 닫힘시간 (약 3분)에 유입수(침전수) 낭비 - (개선후) 역세척 펌프 1대 중지 후, 유입수제어 전동밸브 닫힘과 동시에 펌프밸브 및 퇴수밸브도 닫히게 한 후, 다시 유입수제어 전동밸브 열림으로 역세척 시퀀스 제어 프로그램 시스템을 추가 변경하여 유입수(침전수) 낭비 개선 ⑧ T7 : 물 역세척 펌프밸브 및 퇴수밸브 순차적으로 닫힘 후, 안정시간 - (개선후) : 유입수제어 전동밸브 다시 열림 후, 안정시간 ⑨ T8 : 역세척수 퇴수밸브가 닫힘 후, 정수변이 열리기 전 휴지시간 ⑩ T9 : 정수변 열림 시간(여과 진행) T6 : 역세척 펌프 1대 중지 후, 유입수, 펌프, 퇴수밸브 동시 닫힘 T7 : 유입수제어 전동밸브 다시 열림 후, 안정시간 그림 4. 개선전, 역세척 시퀀스 Time Chart 진행도 그림 5. 개선후, 역세척 시퀀스 Time Chart 진행도 Ⅳ 개선결과 역세척 시스템 개선완료 개선전 역세척 시퀀스 제어 프로그램 시스템 - 역세척 펌프 1대 중지 후, 역세척 완료시 펌프 및 퇴수밸브 순차적으로 닫힘시간에 유입수(침전수) 낭비 그림 6. 개선전 역세척 시퀀스 제어 프로그램 시스템 그림 7. 역세척 펌프 중지 후, 펌프밸브 닫힘상태 그림 8. 펌프밸브 닫힘 후, 퇴수밸브 닫힘상태 그림 9. 펌프 및 퇴수밸브 닫힘시간에 유입수 낭비상태 개선후 역세척 시퀀스 제어 프로그램 시스템 - 역세척 펌프 1대 중지 후, 역세척 완료시 유입수제어 전동밸브, 펌프 및 퇴수밸브 동시에 닫히게하여 유입수(침전수) 낭비 개선(절감) 그림 10. 개선후 역세척 시퀀스 제어 프로그램 시스템 그림 11. 역세척 펌프 중지 후, 밸브 동시 닫힘상태 그림 12. 퇴수밸브로 유입수(침전수) 낭비 개선(절감) 상태 그림 13. 유입수제어 전동밸브 다시 열림 후, 여과진행 개선결과 분석 정수처리비용 절감 - 총 절감액(①유입수 유출수량 + ②전력비) : 96,800천원/년 ① 유입수 유출수량(정수) 절감 : 94,680천원/년 절감 - 유입수 유출수량 = 34m3/지 ？유입수 유출수량 : 10.3m3/분×(T6∼T7 시간 : 3분 20초) = 34m3 ※ 96만톤(평균)/일 = 96만톤/일 ÷ 24시간 = 40,000톤/시간 ÷ 60분 = 660톤/분 ÷ 64지 = 10.3m3/분 - 총 유입수 유출수량 절감량(m3/년) ？역세척 횟수 : 121회/1개지/년 = 년간 역세척 횟수 : 8,760시간/년 1회/72시간/지(기준 역세척 여과지속시간) = 121회/1개지/년 - 총 역세척 횟수 : 7,744회/년 ？1계열 16개지 4계열 = 64개지 ？년간 역세척 횟수 : 121회/1개지/년 64개지 = 7,744회/년 - 여과지 총 유입수 유출수량 : 263,000m3/년 ？유출수량(34m3/지) 총 역세척 횟수(7,744회/년) = 263,000m3/년 - 총 유입수 유출수량 절감액 : 94,680천원/년 ？총 유입수 유출수량 절감량 수돗물단가(‘17년 가정용 기준) = 263,000m3/년 360원/m3 = 94,680천원/년 ② 전력비 절감 : 2,113천원/년 절감 - 역세척 유입수 유출수량 회수펌프 소비전력량 : 23,100kWh/년 ？회수펌프 용량 : 7m3/분×17mH×37Kw×2대(1,4호), 6m3/분×25mH×37Kw×2대(2,3호) = 37kW(1대) 총 유입수 유출수량 절감량/회수펌프 1대 회수량 = 37kW 263,000m3/년/420(m3/시간) = 23,100kWh/년 - 전력비 절감액 : 2,113천원/년 = 총 소비전력량 전력량요금【‘17년 산업용을(고압B) 기준】 = 23,100kWh/년 91.5원/kWh = 2,113천원/년 Ⅴ 개선효과 역세척시 유입수(침전수) 수량 절감으로 생산효율 향상 유입수 수량 배출 억제로 정수처리비용 절감 - 유입수 수량 절감액 : 94,680천원/년 - 전력비 절감액 : 2,113천원/년 - 총 절감액 : 96,800천원/년 -끝-

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본청

정수과-986

D0000032722217