다시 뛰는 공정도시 서울!

문서번호 기술진단과-6036 결재일자 2019.7.17. 공개여부 부분공개(5 7) 방침번호 시 민 ★주무관 기술진단과장 생산부장 김태극 김기윤 07/17 유병기 협 조 에코스마트상수도시스템 개발(Phase Ⅱ) 사업 4차년도 2분기(’19. 4.～6.) 연구추진 실적 보고 2019. 7. . 생 산 부 (기술진단과) 에코스마트상수도시스템 개발(Phase Ⅱ) 사업 4차년도 2분기(’19.4.～6.) 연구추진 실적 보고 상수도분야 기술개발을 위하여 환경부 「Eco-Smart 상수도시스템 개발(2단계)」기술개발 사업의 4차년도 2분기 4차년도 2019.1.1.~12.31. 기간 중 2019.4.1.~6.30.(3개월) 기간을 말함. 추진실적에 대하여 아래와 같이 보고 함. Ⅰ 사업개요 목 적 : 상수도분야에 기술개발 집중 투자를 통한 상수도산업의 신성장 동력화와 세계 최고수준의 기술 확보 기 간 : 2016. 8. 1.~2021. 4.30.(5년) 주 관 : 환경부(수도정책과) ※ 상수도시스템개발사업단(단장 고려대학교 최승일 교수) 정수센터별 연구현황 구 분 광암정수센터 영등포정수센터 강북정수센터 기 간 ’16.9월~’21.4월(5년) ’16.9월~’21.4월(5년) ’16.8월~’21.4월(5년) 예 산 과제명 고부하율 기반 고속 응집/부상 시스템 개발 AOP 공정향상 메커 니즘 규명실험 평가 유지관리 고도화를 위한 막기반 융·복합 기술 책임자 시설규모 300㎥/d 50㎥/d(기존시설) 1,000㎥/d 승인일 ’17.8.16. 승인 ’17.8.16. 승인 ’17.8.16. 승인 ※ 서울시립대 산학협력단 협약기간 연장신청 승인 : 2019.4.30. → 2021.4.30. Ⅱ 분기 연구실적 기 간 : 2019.4.1.~6.30.(4차년도 1차년도 2016.3.1.~2017.4.30. 2차년도 2017.5.1.~2018.2.28. 3차년도 2018.3.1.~12.31. 4차년도 2019.1.1.~2019.12.31. 5차년도 2020.1.1.~2021.4.30. 2분기) 근 거 : 사업관리 세부운영 협약 제3조(실증단지 운영) [ 단국대학교 산학협력단 ？ 광암정수센터 ] < 목표 및 연차계획 > ◇ 목 표 : 부상보조제를 이용 응집/부상 최적화 시스템 개발 ◇ 연차별 연구계획(’16.9월~’21.4월(5년)) 분기내 연구실적 ○ 성남 정수장 DAF pilot plant 요소기술 현장 적용을 위한 추가 시설 구축 완료 - 시각적 확인을 위해 hydrocyclone을 스테인리스에서 투명 아크릴로 제작 설치 완료 - Magnetic particle 및 micro-hollow bead 주입구 제작 완료 ？ 두 개의 물질들을 주입할 수 있도록 수조를 특수 제작하여 DAF pilot plant 유량 유입배관에 연결하는 작업 수행 ？ 수조에는 균질혼합을 위해서 교반기 장착, 유입은 정량펌프를 설치 - 저에너지 Splitting type의 Saturator를 기존 미세기포 발생 배관에 장착 ？ 기존 DAF에서와 다르게 독립적으로 미세기포를 생성시킬 수 있기 때문에 현장에서 배관을 추가 설치 수행 ○ 고부하율(고탁도)에서 DAF pilot plant 운전효율 비교 - 저탁도 및 고탁도에서의 DAF, Bead+DAF의 탁도 처리 효율 비교 - Bead+DAF의 효율이 DAF 보다 높았으며, 저탁도에서는 87% 처리효율 및 고탁도에서는 98%의 높은 탁도 처리효율을 보여줌 <저탁도(왼쪽 그림) 및 고탁도(오른쪽 그림)의 DAF, Bead+DAF 탁도처리 효율> ○ DAF를 통한 Chl-a 처리 효율 - 원수 대비 처리수에서의 Chl-a 제거 효율을 알아보기 위해서 원수, inline mixer, DAF, Bead+DAF에서 샘플링 - 처리효율에서 inline mixer에서 25%제거되며, DAF와 Bead+DAF에서는 각각 60%, 65%의 제거효율을 보여줌 < Chl-a 처리 농도(왼쪽 그림) 및 처리효율(오른쪽 그림) 비교> 향후 연구계획 ○ DAF 전처리 운전을 위한 magnetic particle 적용 운전 - 고부하율(고탁도)에서 DAF의 부하량을 줄이기 위한 방안으로 magnetic particle을 이용하여 비중이 큰 floc의 제거경향 파악 - 응집제 주입량에 따라 magnetic particle의 DAF 전처리에 미치는 영향 파악 ○ 응집제 종류에 따른 고탁도에서의 DAF, Bead+DAF 운전 - 서울시에서는 고탁도 및 고조류가 유입할 때 PAHCS을 사용하여 정수장을 운영하기 때문에 본 DAF 운전에서도 고탁도시 PAHCS을 운영하여 처리효율 비교 - 저탁도 및 고탁도에서 PAHCS 주입량에 따른 DAF, Bead+DAF 운전 ○ 광암 정수장으로 DAF pilot plant 이전 - 현재 성남정수장에 위치한 150 ㎥/d 규모의 pilot plant를 광암정수장으로 이전 - 현재 서울물연구원이 광암정수장 관계자와 이전 계획 및 일정 조율 중 - high-rate DAF(20, 30m/h) 운전을 위해서 3분기 및 4분기에 최적운전조건을 적용시켜 실험할 계획임 [ 서울시립대학교 산학협력단 ？ 영등포정수센터 ] < 목표 및 연차계획 > ◇ 목 표 : 고급산화법(AOP) 기술 최적화를 위한 장치개발 ◇ 연차별 연구계획(’16.9월~’21.4월(5년)) 분기내 연구실적 ○ 습식활성탄을 활용한 배오존 제거 실험 - 건식활성탄을 대상으로 오존 주입량을 달리하여 파과실험 진행 ？ 유량이 25ml/min일 때가 50ml/min 보다 135분 정도 파과가 느리게 일어남 ？ 오존 주입유량에 따른 활성탄 EBCT 일반적으로 EBCT가 클수록 활성탄과 제거 대상 물질 사이의 접촉시간이 크고, 이는 빠른 활성탄 파과로 이어질 수 있다. (Empty bet contact time)의 차이인 것으로 판단 - 활성탄 함수율 차이에 따른 파과경향 비교 ？ 함수율을 0% 및 10%로 조정하고 실험한 결과 10% 쪽이 활성탄 파과 및 폐색현상이 늦게 일어나는 것으로 나타남 ？ 두 조건에서의 파과시간 차이가 크지 않아 20%, 40%와 같이 높은 함수율로 조정하고 실험을 진행할 필요성이 있는 것으로 판단됨 ○ 산화제 주입을 통한 용존망간 수중에 존재하는 망간 이온은 적정 처리를 거치지 않고 관로로 유입될 경우 침적과정을 통해 관로 폐색현상을 유발할 수 있다. 제거 실험 - 과망간산칼륨, 이산화염소와 같은 산화제 주입을 통해 유입되는 용존망간 제거효율 평가 실험진행 ？ 과망간산칼륨 1.2mg/L로 주입한 실험에서 가장 높은 제거효율 94.15%를 나타냄 - pH 변화가 산화제에 의한 용존망간 제거에 미치는 영향을 살펴보기 위해 실험진행 ？ pH 조건을 7, 8, 10으로 조정 후 실험을 진행한 결과 pH가 높아질수록 산화제에 의한 용존망간 제거효율이 높아지는 것을 알 수 있음 ？ pH가 높아질수록 과망간산칼륨이 MnO4-로 존재할 확률이 높기 때문으로 판단됨 향후 연구계획 ○ 잔류오존에 대한 kinetics 수립 - 막여과수에 대한 잔류오존 퀜칭 실험결과 3사분기 보고서에 제출 예정 ※ 모래여과수에 대한 잔류오존 퀜칭 실험 진행 완료 ※ 막여과수에 대한 잔류오존 퀜칭 실험 진행 중 - 모래여과수 및 막여과수 대상 pH에 따른 잔류오존 제거율 평가 계획 ○ 오존-GAC 단위공정 최적화를 위한 연구 - 여과수에 대한 처리조 최적화를 위한 실험진행 예정 ○ 과망간산칼륨 주입을 통한 용존 망간 제거 - 수은, TOC, 응집처리에 의한 망간 제거효율 평가실험 진행 중 ※ pH, 과망간산칼륨/망간 이온에 따른 실험 완료 ○ 습식활성탄을 통한 배오존 제거 실험 - 활성탄 수분함량에 따른 추가실험 진행 중 [ 성균관대학교 산학협력단 ？ 강북정수센터 ] < 목표 및 연차계획 > ◇ 목 표 : 유량균등분배 기술 기반 막여과스마트 스키드 장치개발 ◇ 연차별 연구계획(’16.8월~’21.4월(5년)) 분기내 연구실적 ○ 1계열 유량균등분배 막여과 파일럿 플랜트 운영 - 유량균등분배 진단 평가 : U타입(유입부와 유출부가 한 방향으로 동일), Z타입(유입부와 유출부가 각각 반대방향), h1타입(유입부가 양쪽, 유출부가 한쪽 방향) ？ 정수처리 공정에서 적정하게 설계된 수리 조건을 만족하기 위해서는 운영되는 유량의 계열별, 지별 균등배분이 전제되어야 함 ？ 평가항목으로는 유입펌프에서 유입되는 원수의 총량을 측정, 각 모듈별로 유입되는 유량 측정 및 유입압을 각각 측정하여 평가 ？ U타입 : 유입부 방향으로부터 멀어지는 거리에 따라 막 모듈로의 유입 유량이 줄어들었으며, 개별 모듈의 변동계수 산출 결과 0.273으로 나타남 ？ Z타입 : 전반적으로 U형과 비슷한 경향을 보이나 편차가 감소한 것으로 확인됨 ？ h1타입 : 전반적으로 Z타입과 U타입을 접목시킨 경향이 나타났으며, 양방향 흐름이 적용될 때 유동 편차가 감소하는 경향을 확인함 ○ 2계열 표준 막여과 파일럿 플랜트 운영 - 여과성능 평가 ？ 24시간 연속가동 하며 여과유속을 1.50m/d로 설정, 목표 생산유량은 500㎥/일 규모로 30분의 운전사이클[급수(60s), 여과(28min), 역세(60sec)]로 가동되며 목표 처리수질의 탁도 기준은 0.5NTU 이하로 선정 ？ 연속운전을 수행한 이후 정유량 운전방식으로 성능평가 수행 - 현재 2계열 막여과 파일럿 장치는 미가동 중이며, 하반기 운영계획 검토 및 수정 후 재가동할 계획 향후 연구계획 ○ 유량균등분배 막여과 파일럿 설비 (1계열)단일계열 유량분배 진단 평가 수행(h2타입 및 H타입) ○ 2계열 파일럿 설비 자동운전 및 평수온기 여과성능평가 진행 Ⅲ 행정사항 연구결과에 대한 모니터링 지속 실시 ○ 연구기관별 실증단지 운영계획에 의하여 연구진척도 체크 ○ 분기별 연구실적 보고 유관기관(부서)별 행정지원 체계 유지 ○ 상수도사업본부(생산부) : 총괄 - 에코스마트상수도시스템 사업관리 총괄운영 ○ 정수센터 - 정수센터별 연구진 등 출입자 관리 철저 - 연구용 Pilot Plant 구축에 행정지원.(단, 사업비용 및 전력비 등은 제외) - 연구에 필요한 운영정보(수질) 자료 협조 따로 붙임 : 1. 단국대학교 산학협력단 연구실적 1부. 2. 서울시립대학교 산학협력단 연구실적 1부. 3. 성균관대학교 산학협력단 연구실적 1부. 끝.

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