다시 뛰는 공정도시 서울!

문서번호 운영과-20841 결재일자 2022. 6. 23. 공개여부 부분공개(5) 방침번호 시 민 주무관 주무관 운영과장 난지물재생센터소장 채호승 이진호 김봉철 06/23 송장현 협 조 주무관 최승호 주무관 김도훈 소화조 유동분석 연구용역 결과보고 2022. 06. 난지물재생센터 (운영과) 소화조 유동분석 연구용역 결과보고 우리 센터 소화조 내부 상태를 진단하고 최적의 소화공정 유지·관리 및 추후 실시될 ‘소화조 효율개선 실증사업(물재생시설과)’을 대비하여 진행한「소화조 유동분석 연구용역」추진 결과를 보고함. □ 추진근거 ㅇ 소화조 내 유동분석 연구용역 실시계획(운영과-2406, ‘21. 11. 26.) □ 추진배경 ㅇ 혐기성 소화공정은 소화조 내 교반효율에 따라 소화율 차이 발생 - 혐기성미생물과 슬러지 간 접촉성 향상을 위해 충분한 교반 필요 ㅇ 유체거동 시뮬레이션을 통해 소화조 내부 상태진단에 활용 가능 - 전산유체역학(CFD) 활용하여 교반상태 및 사영역(Dead zone) 확인 - 소화조 교반방식(가스식/기계식/펌프식) 따른 교반효율 비교 □ 용역개요 ㅇ 대 상 : 슬러지 1처리장 ㅇ 내 용 : 시뮬레이션을 활용한 유체거동 분석을 수행하여 소화조 내부 교반상태 및 사영역 간접적 확인. 교반방식별 효율 비교분석. 최적의 소화조 운영방안 도출. □ 주요결과 ㅇ 유체거동 시뮬레이션 ？ 가스식 교반(기존) 유속장 및 유속 분포 (수직단면) 유속장 및 유속 분포 (수평단면) - 전산유체역학(CFD)을 활용 소화조 내부를 다각도 시뮬레이션하여 슬러지 TS 4% 조건에서 공법별 교반상태 및 사영역 비율 확인 ㅇ 유체거동 시뮬레이션 ？ 교반 방식별 결과 가스식(압축가스 투입) 기계식(임펠러형) 펌프식(노즐분사) 교반 방식별 소화조 시뮬레이션 결과 (유속장 및 유속벡터 분포) ㅇ 교반 방식에 따른 교반효율지표(UI) 비교 TS(%) 가스식 기계식 펌프식 4.0 0.9542 0.9059 0.9217 ※ 교반효율지표(Uniformity Index) 값이 낮을수록 높은 혼합율을 의미함. - 교반효율지표(UI) 통해 소화조 내 전체 농도와 지점별 농도 간 차이를 분석한 결과, 기계식 교반이 가장 최소 농도 편차를 보였음 - 가스식, 펌프식보다 기계식 교반이 내부지점별 고른 유속분포를 형성하였으며, 소화조 내 사영역 비율도 낮아 교반효율이 가장 우수함 ㅇ 소화조 내 슬러지 침전율 비교(10분 경과 후) TS(%) 가스식 기계식 펌프식 4.0 83.35 73.88 75.44 - 소화조 내 미생물과 더 많은 반응을 하기 위해서는 슬러지가 균질하게 분포해야 하며, 바닥으로 침전되는 슬러지 고형물 양이 적어야 함 - 슬러지 침전율도 기계식 교반이 가장 낮게 나타나 소화조 하부 고형물 정체없이 슬러지와 미생물 간 접촉성 유지에 가장 유리한 것으로 판단됨 ※ 소화조 유입슬러지 TS농도를 너무 높게 운영할 경우 기계식 및 펌프식보다 가스식이 교반효율이 더 높음 - TS농도 12% 조건에서 교반효율은 가스식 > 기계식 > 펌프식 순임 □ 향후계획 ㅇ 우리 센터는 ‘소화조 효율개선 실증사업(물재생시설과 주관)’ 대상시설로서 시설 개선공사 전, 해당 용역 결과를 검토자료로 반영 ㅇ 슬러지 처리공정 유지·관리를 위한 운영참고자료로 활용 ㅇ 해당 용역에 대한 세부 결과는 붙임자료 참조 붙임 1. 소화조 유동분석 연구용역 최종보고서 1부. 끝.

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