다시 뛰는 공정도시 서울!

문서번호 연구기획과-2737 결재일자 2020.8.14. 공개여부 부분공개(5) 방침번호 시 민 주무관 연구기획과장 미래전략연구센터장 서울물연구원장 조우현 박영복 차동훈 08/14 엄연숙 협 조 수질분석부장 代안재찬 수도연구부장 代홍숭희 수질과장 서한호 수질연구과장 안재찬 수처리연구과장 홍숭희 서울시 공급계통 수돗물 잔류염소 균등분배 자동제어 운영결과 보고 2020. 8 서울물연구원 서울시 공급수계 수돗물 잔류염소 균등분배 자동제어 운영결과 보고 우리 연구원에서 개발한『잔류염소 정밀제어 시스템』을 통한 공급수계별 잔류염소 제어 운영결과와 잔류염소 균등화 개선방안을 보고드림 1 추진경위 ？ ’17.3 ∼ 9 : 잔류염소 정밀제어 프로그램 개발 ？ ’18.3 ∼ 12 : 영등포정수센터 공급수계 시범적용 연구 ？ ’18.12.17 : 본부 수질관리시스템 개선사업 반영 (본부) ？ ’19.3 ∼12 : 서울시 전역 공급수계 확대적용 연구 (본부, 연구원, 사업소) ？ ’20.3 ∼ : 잔류염소 균등분배 자동제어 시행 (본부, 연구원, 사업소) ⇒ 잔류염소 분석결과 바탕으로 재염시설 추가 확대여부 분석요청 (본부) 2 추진개요 ？ 운영체계 담당부서 담당업무 본부 생산부 (수질과) 수질(잔류염소) 관리 총괄 물연구원 (수처리연구과) 시스템 개발, 데이터 분석, 교육 본부 급수부 (급수운영과) 시스템 구축, 유지관리 정수센터, 수도사업소 잔류염소 조절운영 ？ 잔류염소 정밀제어 프로그램 수질관리시스템(워터나우)의 실시간 수질 빅데이터 활용, 해당 급수계통의 잔류염소 염소소모량을 계산하여 정수장과 배수지(재염소) 잔류염소를 실시간 예측/조절할 수 있는 운영체제 ？ 잔류염소 조절 및 관리 지점 (총 19개 라인) 구 분 잔류염소 조절지점 잔류염소 관리지점 관리지점 목표잔류염소농도 (mg/L) 사업소 조절지점 사업소 관리지점 (3∼6월) (7∼9월) (10∼11월) (12∼2월) 정수 센터 광암정수 송수 강동수도 잠실동수도꼭지 0.20 0.22 0.20 0.20 구의정수 1송수 동부수도 장안동수도꼭지 0.24 0.24 0.24 0.24 구의정수 2송수 북부수도 419배수지 0.20 0.20 0.20 0.20 뚝도정수 송수 서부수도 노고산배수지 0.22 0.22 0.22 0.22 영등포정수 1송수 강서수도 온수배수지 0.24 0.24 0.24 0.24 영등포정수 2송수 남부수도 법원가압장 0.22 0.25 0.22 0.22 암사정수 1송수 남부수도 낙성대배수지(유입) 0.32 0.35 0.32 0.30 강북정수 송수 서부수도 북악터널(유입) 0.32 0.35 0.32 0.30 수도 사업소 강남수도 반포배수지 강남수도 반포수도꼭지 0.23 0.23 0.23 0.23 강남수도 방배배수지 남부수도 사당3배수지 0.25 0.25 0.25 0.25 강남수도 서초배수지 강남수도 도곡동수도꼭지 0.25 0.25 0.25 0.25 남부수도 노량진배수지 남부수도 문래동현대아파트 0.22 0.22 0.22 0.22 남부수도 낙성대배수지 북부수도 봉천11소배수지 0.20 0.20 0.20 0.20 북부수도 공릉배수지 북부수도 방학3동수도꼭지 0.20 0.20 0.20 0.20 중부수도 월곡대배수지 중부수도 종암1배수지 0.22 0.22 0.22 0.22 중부수도 개운산배수지 중부수도 인수배수지 0.22 0.22 0.22 0.22 서부수도 백련배수지 서부수도 홍은3배수지 0.23 0.23 0.23 0.23 서부수도 불광배수지 서부수도 삼우배수지 0.23 0.23 0.23 0.23 서부수도 홍은배수지 서부수도 홍제배수지 0.23 0.23 0.23 0.23 ※ 조절지점 : 정수센터 정수지(8개 지점)과 재염소를 투입하는 배수지(11개 지점) 관리지점 : 공급수계별 가장 원거리 관말 19개 지점 (계절별 목표잔류염소 설정) ※ 코로나 19 이후(’20.5∼) 관리지점 목표잔류염소 (+0.02mg/L) 상향조정 운영 중 ？ 효과분석 잔류염소 모니터링 데이터 분석 및 제어 결과 분석 상수도사업본부 수질관리시스템 (공급계통별 잔류염소 감시) 상수도사업본부 수질관리시스템 (잔류염소 예측/조절프로그램 운영) 빅데이터 활용시스템 등 활용 (취약지점 잔류염소 공간 분석) 3 2020년 추진실적 ？ 기 간 : 2020.1. ∼ 7. ？ 연구팀 : 수처리연구과 조우현(책임), 백영애, 강문숙 ？ 추진내용 - 잔류염소 정밀제어 운영매뉴얼 개발 및 보급 : ’20.1.30 - 잔류염소 정밀제어 현장방문 교육 및 프로그램 운영 인수인계 ？6개 정수센터 (수질, 염소관리 담당자) : ’19.11월 ？5개 수도사업소 (수질, 배수지 재염소 담당자) : ’20.6월 - 잔류염소 정밀제어 효과분석 ？주간단위 잔류염소 조정값 통보 (연구원 ⇒ 정수센터, 수도사업소) ※ 연구원과 사업소가 프로그램 공동 운영 : ’19.12∼ ’20.7 ？급수계통 잔류염소 빅데이터 분석을 통한 서울시 급수계통 잔류염소 균등화 방안 연구 ※ 재염소 투입시설 적정여부, 신규 필요지점, 공급수계조정 등 - 서울시 지적 재산권 보호를 위한 특허출원 ？특허명 : 『상수도관 잔류염소 제어방법』(’20.6.17. 출원완료) 4 운영분석결과 ？？ 잔류염소 정밀제어 부문 ○ 2020년 상반기 잔류염소 정밀제어 운영결과 구 분 조절지점 잔류염소 편차 (±) 관리지점 잔류염소 편차 (±) 사업소 조절지점 2019 2020 상반기 사업소 관리지점 2019 2020 상반기 정수 센터 광암정수 송수 0.04 0.01 강동수도 잠실동수도꼭지 0.03 0.02 구의정수 1송수 0.05 0.02 동부수도 장안동수도꼭지 0.03 0.02 구의정수 2송수 0.04 0.02 북부수도 419배수지 0.03 0.02 뚝도정수 송수 0.04 0.02 서부수도 노고산배수지 0.02 0.02 영등포정수 1송수 0.06 0.03 강서수도 온수배수지 0.05 0.02 영등포정수 2송수 0.05 0.03 남부수도 법원가압장 0.03 0.02 암사정수 1송수 0.04 0.02 남부수도 낙성대배수지(유입) 0.05 0.03 강북정수 송수 0.06 0.03 서부수도 북악터널(유입) 0.04 0.02 평균 0.05 0.02 평균 0.04 0.02 수도 사업소 강남수도 반포배수지 0.06 0.03 강남수도 반포수도꼭지 0.05 0.05 강남수도 방배배수지 0.08 0.03 남부수도 사당3배수지 0.07 0.03 강남수도 서초배수지 0.06 0.04 강남수도 도곡동수도꼭지 0.04 0.03 남부수도 노량진배수지 0.08 0.04 남부수도 문래동현대아파트 0.04 0.02 남부수도 낙성대배수지 0.07 0.04 북부수도 봉천11소배수지 0.05 0.04 북부수도 공릉배수지 0.04 0.02 북부수도 방학3동수도꼭지 0.03 0.03 중부수도 월곡대배수지 0.08 0.03 중부수도 종암1배수지 0.07 0.03 중부수도 개운산배수지 0.04 0.01 중부수도 인수배수지 0.04 0.02 서부수도 백련배수지 0.05 0.02 서부수도 홍은3배수지 0.03 0.02 서부수도 불광배수지 0.05 0.03 서부수도 삼우배수지 0.04 0.04 서부수도 홍은배수지 0.04 0.01 서부수도 홍제배수지 0.02 0.02 평균 0.06 0.03 평균 0.04 0.03 ○ 분석결과 - 잔류염소 정밀제어 운영이 정착화 함에 따라 전반적으로 수도꼭지 잔류염소(맛있는 물 가이드라인 목표 0.1∼0.3mg/L) 편차는 개선되었음 ？ 2019년 : 0.2mg/L±0.04 ⇒ 2020년 상반기 0.2mg/L±0.02 - 배수지 재염소는 수도꼭지 잔류염소가 부족해지는 하절기만 투입하고 있고, 관리지점의 잔류염소가 높아지는 경우 수도사업소에서는 제어할 방법이 없으므로 1차적으로 정수센터에서 정밀한 송수잔류염소 관리 필요 (특히 장대 수계를 가진 암사, 강북정수센터의 정밀제어 중요) ※ 첨부 1. 공급수계별 잔류염소 정밀제어 및 균등분배 결과 ？？ 잔류염소 균등화 부문 ○ 서울시 전역의 잔류염소 농도 분포현황 - 잔류염소가 낮은 구역 : 강북, 암사, 영등포 2 수계 원거리 관말지역 ⇒ 강북과 암사의 경우 배수지 재염소 농도 조절, 운영적으로 해결 가능 - 잔류염소가 높은 구역 : 정수센터에서 근거리에 위치한 지역배수지 인근 ？ 암사정수센터 수계 : 길동배수지, 삼성배수지, 반포배수지 공급지역 ？ 구의정수센터 수계 : 아차산배수지 공급지역 ⇒ 근본적으로 공급수계 조정을 통해 원거리와 근거리지역에 대해 송수잔류염소를 별도로 조절 바람직함 (2040 수도정비계획 연계 검토 필요) <법정 수도꼭지 수질검사(’19.1∼’20.6) 공간분석 결과(낮은 곳과 높은 곳만 표시)> ○ 공급수계별 잔류염소 균등화 세부 검토결과 - 수질자동측정기기(117개소)와 수도사업소에서 측정한 관말 잔류염소 데이터(’19.1∼’20.7) 종합 분석 결과 정수센터 계통 지역배수지 급수구역 검토결과 광 암 송수 광암, 오금 송파, 강동 공급계통이 짧아 잔류염소관리 용이 구 의 1송수 용마 성동, 중랑 동대문 공급계통이 짧아 잔류염소관리 용이 2송수 아차산 광진 동일 공급수계 잔류염소 편차 있음 월계배수지 재염소 추가 필요 ※ 아차산(근거리), 월계(장거리) 월계 강북, 도봉, 노원 뚝 도 송수 보광 용산 공급계통이 짧아 잔류염소관리 용이 대현산 종로, 중구, 성북, 성동 와우산 마포, 서대문 영등포 1송수 목동, 신정, 신월 양천, 구로, 강서 공급계통이 짧아 잔류염소관리 용이 2송수 우장산 강서 동일 공급수계 잔류염소 편차 있음 금천배수지 재염소 추가 필요 ※우장산,화곡(근거리), 금천(장거리) 금천 금천, 구로 암 사 1송수 <노량진라인> 노량진, 상도, 대방 동작, 영등포, 용산, 구로, 관악 원거리 지역이나 노량진 재염운영으로 관말 잔류염소 관리 가능 <우면산라인> 길동, 수서, 서초, 낙성대 강동, 강남, 관악, 송파, 금천, 서초 배수지 재염 이후 일부 특정지역 관말 잔류염소 편차 있으나, 관리지점 정밀제어 안정화 단계로 지속적인 정밀 검토 필요 2송수 <방배라인> 삼성, 방배, 반포 서초, 강남 배수지 재염 이후 일부 특정지역 관말 잔류염소 편차 있으나, 관리지점 정밀제어 안정화 단계로 지속적인 정밀 검토 필요 강 북 송수 <북악터널이전> 공릉, 월곡, 개운산 도봉, 노원 동대문, 강북 공급계통이 짧아 잔류염소관리 용이 <북악터널 이후> 불광, 홍은, 백련, 증산 종로, 성북, 은평, 서대문, 마포 원거리 지역으로 북악터널 이후 불광, 홍은, 백련 재염 최적운영으로 관말 잔류염소 관리 가능 ※ 붉은 색 : 분산염소(재염)시설 운영 중인 지역배수지 - 정수센터 동일 공급수계이나 근거리와 원거리에 지역배수지가 위치함으로써 관말 잔류염소 편차가 큰 지역은 원거리 지역배수지에 재염소시설을 설치하여 공급수계 전역에 잔류염소를 균등화할 필요 있음 ？ 영등포2송수 ⇒ 우장산배수지(근거리) ⇒ 화곡배수지 관말(잔류염소 높음) ⇒ 금천배수지(원거리) ⇒ 선우배수지 관말(잔류염소 낮음) < 영등포 2정수장 공급수계 관말 잔류염소 변화 (’19.1∼’20.6) > ？ 구의2송수 ⇒ 아차산배수지 (근거리) ⇒ 아차산배수지 관말(잔류염소 높음) ⇒ 월계배수지 (원거리) ⇒ 월계배수지 관말(잔류염소 낮음) < 구의 2정수장 공급수계 관말 잔류염소 변화 (’19.1∼’20.6) > - 지역배수지 재염소 투입 이후에도 일부지역 잔류염소 편차 큰 곳 있으나, 관리지점 정밀제어 안정화 단계로 향후 지속적인 정밀 검토 필요 ？ 방배배수지(재염) ⇒ 직수 관말 (잔류염소 높음) ⇒ 소배수지(남현, 사당3, 사당4) 관말 (잔류염소 낮음) < 암사, 방배배수지(재염) 공급수계 관말 잔류염소 변화 (’19.1∼’20.6) > 암사 2송수 < 암사, 방배배수지(재염) 공급수계 하절기 잔류염소농도 현황 (’19.8월 평균) > ？ 서초배수지(재염) ⇒ 직수 관말 (잔류염소 높음) ⇒ 소배수지(일원) 관말 (잔류염소 낮음) < 암사, 서초배수지(재염) 공급수계 관말 잔류염소 변화 (’19.1∼’20.6) > 암사 1송수 < 암사, 서초배수지(재염) 공급수계 하절기 잔류염소농도 현황 (’19.8월 평균) > - 19개 공급계통별 자세한 관말잔류염소 현황분석결과는 첨부 1 참고 ※ 첨부 1. 공급수계별 잔류염소 정밀제어 및 균등분배 결과 5 결론 및 제언 ？？ 잔류염소 정밀제어 ○ 종전 정수센터 송수잔류염소 제어에서 고객(시민)중심의 수도꼭지 잔류염소제어 운영시스템 정착화 되었음 ○ 수도꼭지 잔류염소 예측제어 시스템은 워터나우 실시간 잔류염소계 계측값으로 운영되므로, 보다 세심한 수질자동계측기 관리 필요 ○ 수도꼭지 잔류염소 (맛있는 물 가이드라인 목표 0.1∼0.3mg/L) 편차 개선 ？ 2019년 : 0.2mg/L±0.04 ⇒ 2020년 상반기 0.2mg/L±0.02 ○ 분산염소투입시설(재염소)은 6∼8월 정도만 가동하고 있는 반면, 내구 년한 도래로 잦은 고장 등 운영관리에 어려움 있음, 향후 편리한 시판차염 투입방식으로 개선하는 방안 검토 필요 ○ 향후 설비 개선시 현재의 잔류염소 예측 시스템 연계, 염소투입 자동화(피드백 제어, 상한, 하한값 알람설정 등)하여 운영자가 보다 편리하고 실시간으로 제어할 수 있는 시스템 구축 필요 ？？ 잔류염소 균등화 ○ 정수센터 동일 공급수계로 관말 잔류염소의 편차가 큰 곳은 잔류염소 균등분배를 위하여 원거리지점 지역배수지 2개소에 분산염소 투입시설(재염소) 추가 설치 ？ 지역배수지 : 금천배수지(영등포 2 송수), 월계배수지 (구의2 송수) ○ 재염소 투입 후 동일 공급수계아나 관말 잔류염소의 편차가 큰 곳은 우선 관리지점 정밀제어 선행하고, 향후 지속적인 정밀 검토 필요 ？ 1차배수지 : 남현, 사당3 배수지(암사 2 송수), 일원배수지 (암사1 송수) 6 향후계획(발전방안) ？？ 잔류염소 정밀제어 프로그램 보완 (2021년) ○ 현재 진행되고 있는 수질자동 측정지점 확대사업 (’20∼’21, 중블록 117대(기존) ⇒ 행정동별 1대, 424대)에 따라 공급계통 잔류염소 관리지점 재검토와 프로그램 보완 필요 ① 잔류염소 취약지점 발굴 및 잔류염소 취약 관리지점 재지정 ② 기존 계통별 3지점을 대상으로 잔류염소감소소비속도 산출방식에서 4지점으로 확대하여 잔류염소감소 소비속도 정확도 증대 ③ 유량감시시스템과 연계 배수지까지는 실시간 체류시간 반영하고 수도꼭지까지의 체류시간은 기존 전기전도도 분석방식으로 평가 ？？ 잔류염소 정밀제어 업무 조정 ○ 잔류염소 정밀제어 프로그램 개발 등 기술개발 단계에서는 수도연구부 수처리연구과에서 주관해 왔으나, ※ 책임연구원 인사이동 (수처리연구과 ⇒ 연구기획과, ’20.7.17) ○ 지속적인 잔류염소 수질관리 및 수질데이터 분석업무가 진행되어야 하고, 업무성격과 효율적인 연구수행 측면에서 향후 수질분석부 수질연구과로 업무를 이관하는 것이 바람직할 것으로 판단됨. 업 무 명 업무기간 담당부서 정수센터, 급수계통 잔류염소 정밀제어 관리 및 개선에 관한 업무 2018.1∼2020.12 수도연구부 수처리연구과 2021.1∼ 수질분석부 수질연구과 첨부 1. : 19개 공급수계별 잔류염소 정밀제어 및 균등분배 결과 1부. 끝.

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연구기획과-2737

D0000040602741