다시 뛰는 공정도시 서울!

문서번호 연구기획과-4337 결재일자 2020. 11. 10. 공개여부 부분공개(5,6) 방침번호 시 민 주무관 연구기획과장 미래전략연구센터장 서울물연구원장 조우현 박영복 차동훈 11/10 엄연숙 협 조 수질분석부장 이상미 수도연구부장 박현 현안 T/F팀 연구 중간 결과 보고 2020. 11 서울물연구원 (연구기획과) 현안 T/F팀 연구 중간결과 보고 융.복합적 주요현안 해결을 위한 4개 현안 TF팀 운영결과를 보고드림 ※ 근거 : 주요현안 해결을 위한 물연구원 협업연구계획 (연구기회과, ’20.7.30.) 1 회의개요 ○ 일 자 : ’20.10.28(수)~29(목) ○ 장 소 : 연구원 별관 3층 장영실방 ○ 참 석 : 원장, 부장, 연구기획과장, 팀별과장, 담당자 ○ 내 용 : 팀별 협업연구 추진실적 보고 및 협조사항 논의 (30분발표, 1시간토론) ○ 세부일정 일 시 팀 명 팀 장 부 서 보고자 (책임연구원) ’20.10.28.(수) 10:00～11:30 관망팀 수도연구 부장 배급수연구과, 신물질분석과 ’20.10.28.(수) 14:00～15:30 공정팀 수도연구 부장 수처리연구과, 재료연구과, 미생물검사과 ’20.10.29.(목) 10:00～11:30 에너지팀 미래전략 연구센터장 전략연구과, 물순환연구과 수처리연구과, 배급수연구과 ’20.10.29.(목) 14:00～15:30 AI팀 수질분석 부장 수질연구과, 수처리연구과 2 팀별 내용 및 논의사항 ？？ 관망팀 ○ 보고내용 - 수돗물 공급과정에서 발생된 13건의 민원시료로부터 미지의 고형물 성분을 기기분석(FT-IR)을 통해 분석하여 배급수 계통에서 사용되는 실코트, 콜타르에나멜, 에폭시 도료, 폴리에틸렌 등 20여종에 대한 DB 구축함. - 서울시의 닥타일주철관은 약 20년 경과 후 누수건수 증가 경향이 있으며, 경과연수와 노후도 평가인자와의 회귀분석에 의한 관교체 평가기준 검토하고 서울시 목표 유수율과 경제성 고려하여 관교체 방안을 제공할 계획임 - 다양한 해석기능을 가진 최신 관망프로그램(WaterGEMS)을 도입하기 위한 기술검토를 하였으며, 현장 실증을 위한 관망해석 대상지역 선정(본부 급수운영과 협업)하여 ’21년도에 시범 운영하고자 함 - 서울시 관망 통합관리시스템에 유속, 수질 민원, 이물질 정보, 플러싱 정보, 공사 정보(관 부설, 관 교체, 누수 복구, 수계 전환, 대형 계량기 신설 및 교체, 흐름방향 변동 등) 포함되어야 할 것으로 판단됨 ○ 발전방안 논의 결과 - 자산관리시스템과 연계 필요, 전략연구과 참여 바람직 (수도연구부장) - 관세척사업시 탁도 데이터, 급수계통 잔류염소 데이터와 연계하여 분석할 필요 있음 (미래전략센터장, 연구기획과장) - 누수 정보, 수질 민원, 이물질 DB, 자산 관리 등 각종 정보를 통합 구축할 플랫폼 필요, 데이터 구축도 중요하지만 빅데이터를 분석하여 예측 및 의사 결정할 수 있는 시스템 구축이 더욱 중요 , 총 연구기간은 3년으로 하더라도 년차적으로 본부에 현장 적용가능한 결과는 우선적으로 제공해야 함 (원장) ？？ 공정팀 ○ 보고내용 - 하절기 입상활성탄지 생물제어를 위한 비상 운영매뉴얼(역세척 주기 단축 및 소독제가 포함된 역세척수 사용 등 포함) 보급(’20.8.)한 바 있으며, 최근 정수센터 운영결과와 최적 고도정수처리 운영에 관한 관련 연구결과를 반영한 고도처리 운영매뉴얼(Ⅲ) 개발하여 보급할 계획임 - 현 공정의 운영최적화 방안과 함께 향후 안전장치로서의 추가공정 (후단 필터) 적용성 여부를 평가할 계획임 - 활성탄 내 다양한 생물에 대한 염소내성(소독능)에 대한 실험 추진 ○ 논의 사항 - 활성탄 교체시 작업자 건강 보호를 위해 오존투입 어려움. 맛.냄새발생과 생물누출 동시 발생시 고도처리 운영방안 강구 필요, 오존공정 이후에 정수지로 바로 연결하는 바이패스관 설치 필요, 입상활성탄지 모래포설 확대 필요 (강북정수센터 연구사) - 하절기 소독제(염소, 오존)처리 강화에 따른 소독부산물 증가 우려, 오존 단독처리시 AOC 유기물 저감 방안 검토필요 (수도연구부장, 재료연구과장) ※ AOC(Assimilable organic carbon) : 동화 가능한 유기물 - 하절기에는 생물제어를 우선하는 정수처리 운영방안 바람직(수질분석부장) - 오존(AOP) 공정으로만 수질을 확보할 수 있는 지 검토 필요, 오존과 입상활성탄 최적운영방안을 강구하여 제시하고 추가공정(후단 필터 등) 도입여부 검토 필요 (원장) ？？ AI팀 ○ 보고내용 - 정수장의 선제적, 효율적 대응을 위한 원수 수질 사전예측 ？ 3차원 수리, 수질 모델을 통하여 맛.냄새물질, 암모니아성질소, 조류에 대한 모델을 구축하고 있음 ？ 다양한 영향인자(수온, 댐방류량, 기상, 원수수질)의 결과값으로 나타나는 맛.냄새물질, 암모니아성질소, 조류에 대한 상관도를 분석하기 위해 최적의 인공지능(AI) 기법을 비교 검토하고 있음 - 응집제, 염소 등 자동화 기술 도입 위한 인공지능 기법 적용 ？ 정수센터 제어실 운영데이터를 활용하여 응집제투입률와 영향인자(탁도, 전기전도도, pH, 알카리도, 수온)와의 상관도 분석을 위해 AI 머신러닝 기법을 적용 분석하고 있음 - CFD, 3D 융합기술을 활용하여 맞춤형 시설 공정 개선 ？ CFD 분석을 통해 정수공정을 진단하고 경제적인 개선안을 찾는데 유용하게 활용 (뚝도 후염소 교반시설, 까치산 배수지, 2020) ？ 6개 정수센터 응집교반시설을 개선하기 위해 종전의 CFD기법에 추가하여 3D 스캐너 기법을 활용, 시설개선의 타당성을 검토하고 IoT 시스템 추가하여 교반장치의 자동화로 발전시키고자 함 ○ 논의 사항 - 원수수질 예측의 정확도를 높이기 위해서 데이터(조류분석 등) 확보위한 한강 상류측 데이터 공유(수자원공사, 환강유역관리청) 필요 - 현재도 과 년도 데이터 회귀분석을 통한 연산식으로 정수장 응집제 주입하는 자동화시스템이 구축되어 있으나, 다양한 영향인자의 해석과 정확도 높이기 위해 인공지능 도입 필요, 자-테스트는 보조기능 역할 바람직 - 3D 복합기술의 적용은 현시점에서 장비가 갖추어지지 않아 추진상 어려움 있음. CFD 공정 진단에 집중하고, 배급수관망 해석에도 활용 필요 ？？ 에너지팀 ○ 보고내용 - 국내외 신재생에너지 정책동향 및 기술동향 조사 - 서울시 상하수도 에너지 자립률 : 상수도 4.3%, 하수도 51.4% - 최근 태양광 기술의 발전에도 실제 정수장에 설치 확대 어려움 (정수지 상부 설치 시 구조 안전성 문제 등) - 소수력발전량은 위치수두(H)와 유량(Q)에 비례하여 낮은 수두라도 유량이 많은 곳에 설치하는 방안 검토 필요 - 하수도는 대부분 하수처리공정 중 발생되는 슬러지, 소화가스, 폐열 등을 활용하고 있음. 향후 슬러지 건조재 판매, 바이오가스 활용 연료전지 사업 등 진행될 계획으로 에너지 자립률은 더 향상될 것으로 판단됨 - 향후 온실가스 배출권 거래제 강화 예상되며, 상수도분야 신재생에너지 확대 노력 필요 ○ 논의사항 - 기존 신재생에너지 기술 검토외 최신 신기술 추가 조사 필요 - 유량(Q)를 활용 소수력에너지를 확대 적용하는 방안 면밀히 검토하고, 지열에너지는 건축물과 연계하지 않고 적용할 수 있는 부분을 조사 필요 - 마이크로그리드의 세부내용을 검토하고 ESS 등 에너지 축적 기술과 정부지원 보조금제도 검토 필요 ※ 마이크로 그리드 소규모 지역에서 전력 자급자족할 수 있는 작은 단위의 스마트그리드 시스템. 소규모 독립형 전력망으로 태양광·풍력 등 신재생 에너지원과 에너지저장장치(ESS)가 융·복합된 차세대 전력 체계. 3 종합검토 및 향후일정 ？？ 종합검토(조치방안) ○ 관망팀 - 물연구원 베급수 정보(DB) 통합시스템 구축과 관련하여, 디지털 서울 워터 플랫폼 사업 (’20.6～’20.12, 본부 요금관리부 전산정보과) 연계하여 시각화, 의사결정 가능한 시스템으로 발전 - 자산관리시스템 연계 통합관리시스템 구축 (전략연구과 추가 참여) ○ 공정팀 - 현 시설 여건 하에서 고도정수처리 최적운영방안(하절기 활성탄교체 금지, 역세척주기단축, 오존농도 강화 등)은 금년도 고도처리 운영매뉴얼(Ⅲ)에 반영하여 보급 - 수도정비계획 2040(본부 급수부 계획설계과, 생산부 수질과)과 연계, 비상시 유연성 있는 운영이 가능하도록 시설개선 투자방안(활성탄 바이패스관 설치, 역세척수 염소투입설비, 정수 역세척설비 구축 등) 제안 ○ AI팀 - 원수수질 예측결과를 공유할 수 플랫폼 필요, 디지털 서울 워터 플랫폼 활용하여 단계적으로 구축하는 방안 검토 (1단계 : 최근 3년간 데이터의 변화 그래프 등 시각화, 2단계 : 예측모델 장착) - AI 약품주입 사업은 정수센터 4차산업 도입 계획(’21.～’23. 본부 생산부 기전설비과) 연계 추진 (’21년 테스트베드 추진 예정, 뚝도정수센터) - CFD 연구 수요 증가로 전문가 추가 양성 필요, AI팀은 물연구원 4차산업 기술 전문연구팀으로 발전 ○ 에너지팀 - 상수도 부문 에너지 자립화 용역 추진 필요 : 본부(생산부) 협의 - 신재생에너지 각 분야별 전문가의 의견 수렴 : 서울워터 심포지엄(주제 : 물과 친환경에너지, ’20.12.2) 연계하여 추진 ？？ 향후계획 ○ 현안 TF팀 결과에 대한 본부와 협의 (TF 팀장(부장) 주관) : 11월 중 ○ 현안 TF팀 5개팀 운영 (물순환팀 추가) : 11월 중 방침 - 물순환 연구의 활성화 (원장님 지시사항) ○ 2차 진도관리 회의 : ’21년 2월 (예정) ○ 최종 회의 : ’21년 6월 (예정) 첨부 : 4개 현안팀 발표자료 각 1부. 끝.

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본청

연구기획과-4337

D0000041207334