다시 뛰는 공정도시 서울!

문서번호 정수과-7018 결재일자 2021. 6. 29. 공개여부 부분공개(5) 방침번호 시 민 주무관 정수과장 암사아리수정수센터소장 경규선 유준수 06/29 조성태 협 조 기술진단과장 代이승구 정수시설과장 전훈 주무관 강병우 주무관 양봉우 주무관 신장환 여과공정 운영 정밀진단 결과 보고 2021.6. 암사아리수정수센터 (정수과) 여과공정 운영 정밀진단 결과 보고 현 여과지 공정 운영 및 여재 조건을 정밀 진단하고 그 결과에 따라 적정 운영 및 관리 방안을 결정하고자 함. ？？ 배경 ○′19년 수도시설 기술진단 결과에 따른 개선 조치 이행 필요 - 역세척 중 유입밸브 open으로 공기 및 공기+물 세척시 모래유실 ○ ○ 여과지 역세척 공정의 효율적 운영 조건 제시 필요 ？？ 진단 개요 ○ 근 거 - ′19년 수도시설 기술진단 결과보고(기술진단과-1743, 2020.2.21.) - 정수센터 여과지 기술진단 실시결과 보고(기술진단과-4246, 2021.5.25.) - 암사정수센터 여과지 개선 추진 계획(기술진단과-4390, 2021.5.28.) - 여과공정 운영 자체 진단 계획(정수과-6378. 2021.6.11.) ○ 목 적 - 효율적인 여과지 역세척 운영 조건 결정 - 여과지 여층 구성상태 진단 ○ 기 간 : 2021.5.20 ~ 2021.6.20. ○ 추진부서 : 정수과, 본부 기술진단과, 서울물연구원 수처리연구과 ○ 대상지 : 제1정수장 여과지 2~4계열 ○ 진단항목 - 역세척 운영 효율성 평가 : 역세척 배출수 탁도, 초기 여과탁도, 모래유실량 - 여층 구성상태 진단 : 여과모래 유효경, 균등계수, 공극률, 비중 ？？ 진단 결과 1. 여과지 역세척 운영 진단 ○ 여과지 시설 운영 현황(′21.5월 현재) 시설 현황 운영현황 구분 여과면적(m2) 송풍기 역세펌프 여과속도 (m/일) 여과지속 시간(h) UFRV 제1정수장 ※ UFRV(Unit filter run volume; 단위면적당 여과수량) 여과성능 지표로 시설기준상 200 미만 미흡, 410이상 양호, 610초과 우수 ○ 여과지속시간별 역세척 배출수 탁도 및 초기 여과수 탁도 분석 - 여과지속시간이 길수록 여재내 탁질 억류량이 높아 초기 세척배출수 탁도는 높으나, 12분 이후 2NTU이하로 모두 안정적 유지 ☞ 역세척 최종 절차인 물(4분, 펌프1대)는 불필요 - 역세척 주기가 다소 긴 여과50시간의 역세척 후 초기 여과수의 탁질이 보다 양호하고, 약 13분 이후 모두 0.10NTU이하로 유지 ☞ 잦은 역세척에 의해 여재 교란이 초기 여과수 탁도에 영향을 미칠 수 있음. 구분 세부사항 역세척조건 침전수 유입 → 공기(5분) → 공기+물(5분) → 물(3분, 2대) → 물(4분, 1대) 대 상 지 1-1지(여과30시간), 2-3지(여과40시간), 2-11지(여과50시간) ○ 역세척 조건 별 세척효율 분석 - 조건별로 역세척 배출수 탁도는 유사, 초기 여과수 탁도는 0.15 NTU이하로 모두 안정적임. - 역세척 펌프 2대로 물세척을 충분히 하는 것이 초기 여과수 탁도 측면에서 상대적으로 양호함. 구분 역세척 시퀀스 대상지 기존 침전수 유입 → 공기(5분) → 공기+물(5분) → 물(3분, 2대) → 물(4분, 1대) 2계열11지 (50시간여과) 변경 침전수 유입 → 공기(5분) → 공기+물(3분) → 물(7분, 2대) ○ 역세척 조건별 모래 유실량 비교 - 유입밸브 차단 상태에서 공기 및 공기+물 세척시 모래유실량 88%감소 - 공기 및 공기+물 세척시 여과모래가 유실되며, 변경조건에서는 월류수가 상대적으로 적음에 따라 유실이 매우 적은 것으로 판단. 구분 역세척 시퀀스 환산 모래유실량 기존 침전수 유입 → 공기(5분) → 공기+물(3분) → 물(7분,2대) 1.74 kg/지·회 변경 침전수 유입차단 → 공기(5분) → 공기+물(3분) → 침전수 유입 → 물(7분,2대) 0.15 kg/지·회 ※ 모래유실량 시험 · 대 상 지 : 3계열 9지 · 시험조건 : 역세척 조건별 역세척시 배출위어로 월류되는 모래 채취 시험위어길이 0.3m로 우면 전체위어길이의 1/56(우면위어길이 16.75m) · 결 과 : 역세척시 유실량 (기존) 15.55 g (변경) 1.37 g (기존조건으로 현재 충분히 유실된 점과 실험위치의 배출수량이 구조상 가장 적은 점을 고려하면 역세척시 유실되는 총량을 환산하여 유실의 정도를 파악하기에는 곤란함.) <모래유실량 시험> <모래유실정도 비교> 구 분 여과지속시간(h) 3계열 4계열 6/8~6/11 30 30 6/12~6/17 50 30 6/18~6/20 48 48 ○ 펌프2대 주파수 60/40 Hz 펌프2대 주파수 60/60 Hz 2. 여재 구성 상태 진단 ○ 여층 깊이별 여과사 및 여과사리 규격 조사 구분 대상지 : 2계열 10지 깊이(cm) 유효경 (mm) 균등계수 2mm이상 (%) 최대경 (mm) 최소경 (mm) 기준 1.0±0.1 1.7이하 1%미만 2.0이하 0.3이상 0~10 10~20 20~30 30~40 40~50 50~60 60~70 70~80 80~90 90~100 평 균 ※ 구매 규격(시험성적서) 구분 여과사 여과사리 유효경 균등계수 최대경 최소경 비중 입경2mm 이상(%) 비중 기준 0.95±0.1 1.5이하 2mm이하 0.3mm이상 2.55~2.65 - 2.55~2.65 2019.11. 0.95 1.33 1.68 0.74 2.62 86.7 2.58 2020.11. 0.91 1.47 1.96 0.65 2.62 92.8 2.60 - 여과사내 혼재된 여과사리 제거 조건(체거름을 통한 2mm미만 여과사)의 조사 결과에서도 세사유실이 많이 진행되어 유효경이 크게 낮아지지 않음. 구분 2계열 11지(좌면) 2계열 11지(우면) 유효경 (mm) 균등 계수 2mm 이상(%) 최대경 (mm) 최소경 (mm) 유효경 (mm) 균등 계수 2mm 이상(%) 최대경 (mm) 최소경 (mm) ○ L/De비 조사 - 상수도시설기준(2010)에 의한 L/De비 1,000이상으로 시설기준 만족 ※ 심층조립단일여재로 적용 시 시설기준 기준(1,250∼1,500) 이상 구분 보통 모래단독여재 심층 조립단일여재 유효경(mm) De <1.0 1.2< De <1.4 L/De비 1,000이상 1,250이상 - 실험개요 구분 기간 실험 조건 주관 - 실험결과 · · 펌프 2대 펌프 3대 파일롯 장치 여재팽창 정도 현장실험 파일롯 실험 ○ 하부집수장치 여과사리층 조사 - 포설상태 확인 결과, 여과사리층은 스트레나 높이(3cm) 까지만 존재함. ☞ 여과사리층의 모래층 지지 역할 미흡 - 블록이음부로 인해 스트레나 간격 차이가 있어 여층 내 균일한 여과 및 역세척 미흡 ☞ 여층 표면 스트레이나 블록 이음부 굴곡 발생 원인 스트레이나 상부 여과모래 바닥 여과사리 및 스트레이나 여과사리층 바닥～3cm ○ 상수도시설기준(환경부, 2010) 검토 <역세척 조건 및 자갈층 구성 비교> ？전형적인 역세척 조건 사례(비팽창방식) 구 분 여재구성 역세척 순서 공기 속도(m/min) 물 속도(m/min) 상수도시설기준 굵은 모래 1.0mm 공기+물, 물 0.92～1.22 0.25～0.28 (동일속도 혹은 2배) ※ 원문헌 : Cleasby, J.L. and G.S.Logsdon, 1999, Granular Bed and Precoat Filtration, in Water Quality and Treatment, 5th Ed. ？자갈층의 표준적 구성(스트레이너형 하부집수장치) 구 분 여재구성 규격(mm) 두께 총계 상수도시설기준 물 Ø2～Ø5 80～100 250～300 Ø5～Ø10 80～100 Ø10～Ø20 90～100 물+공기 Ø2～Ø5 50～100 50～100 ○ 여과수 탁도 변화 - 현 운영조건에서 여과수 탁도 0.05 ~ 0.07NTU로 안정적 수질 유지 2계열 여과수 탁도 3계열 여과수 탁도 ？？ 결론 ○ 수질 및 운영 효율화 측면에서 여과지속시간 증가 및 역세척 시퀀스 변경 필요 - 여과지속시간 증가시에도 여과수 탁도가 안정적으로 유지되고 소형생물 제어상 여과지속시간과는 관계가 없음 ☞ 여과지속시간 33시간 → 48시간 조정 - 여과사 유실 대폭 감소(88%) ☞ 물 역세척 시에만 유입수 밸브 open ☞ 공기+물 세척시간 단축 및 물세척 속도 증가 ？？ 향후계획 ○ 제1,2정수장 여과지 역세척 시퀀스 변경 추진 - 역세척 단계별 시간 조정 즉시 시행(중앙제어실 협조) - 유입수 밸브 open 절차 변경 단계적 실시(정수시설과 협조) ☞ 계열별 대표지 프로그램 변경 선 시행·운영 후 전체 여과지로 확대 시행 끝.

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