다시 뛰는 공정도시 서울!

문서번호 정수과-21908 결재일자 2022. 7. 5. 공개여부 부분공개(5) 방침번호 시 민 주무관 정수과장 구의아리수정수센터소장 권학선 정갑평 07/05 문인기 협 조 주무관 박형수 주무관 이병주 주무관 나윤희 주무관 박석주 주무관 김관우 고도정수처리 공정 운영 결과보고 (2022년 상반기) 2022. 7. 구의아리수정수센터 ( 정 수 과 ) 고도정수처리 공정 운영 결과보고(22년 상반기) 고도정수처리공정 운영효율 개선을 위한 2022년 상반기 자체 진단 결과를 보고 드림 관련문서 ？ 2022년 아리수 수질검사 및 관리 종합계획(정수과-774, 2022.2.15.) ？ 전국 정수장 위생관리 실태조사 계획알림(환경부 물이용기획과-1122, 2021.2.26.) ？ 2021년 유충 대응 정수처리 세부 운영(안) 보고(정수과-1022, 2021.3.4.) ？ 상수도 시설기준(한국상하수도협회, 2010) 진단 개요 ？ 목 적 : 유충발생 대비 고도정수처리공정 운영결과 및 운영인자 분석 ？ 대 상 : 고도(오존,활성탄흡착 공정) 및 AOP 공정 ？ 내 용 - 오존 및 AOP공정, 활성탄 흡착공정 운영 결과 분석 - 활성탄 흡착공정 역세척 진단(팽창률 측정, 역세척 수질측정 등) 진단 방법 ？ 오존설비 운영 진단 - 오존설비 및 과산화수소 투입률, 수중 잔류오존 농도 분포 - 오존투입에 따른 대기오존 농도 분포 조사 - 고도 운영에 따른 공정별 유기물, 냄새물질 제거율 분석 ？ 활성탄지 역세척 진단 - 역세척 배출수 탁도측정 : 트러프를 넘치는 배출수를 시료 채취·측정(1분간격) - 시동방수 시간 결정 : 유출수 탁도 측정 - 팽창률 측정: 팽창률 측정기를 이용하여 역세척 전·중의 활성탄 높이 측정 【 자체 운영기준 】 - 오존설비 : 유충서식 방지 위해 활성탄 유입수 잔류오존 0.05 mg/L 이상 유지 ※ 필요시 오존 충격요법 실시 - 활성탄지 · 역세척 주기 : 140시간 (소형생물 검출시 최소 80시간까지 단축) ※ 여과지 역세척 및 배출수지 용량 고려 탄력운영 및 계절별 변동 가능 · 역세척 배출수 2NTU 이하 · 시동방수 0.1NTU 이하 · 활성탄 역세 팽창률 : 20 ~ 40% ⇒ 평상시 25%, 수질악화시(소형생물, 거품 등) 35~40% 원·정수 맛·냄새 물질 및 소형생물 발생 현황 ？ 전년도('21년) 8/24~9/8까지 15일간 조류경보제 「관심」단계 발령 ？ 22년 현재 조류경보제 및 맛·냄새물질 경보 미발령 - 착수정 원수(#1) 조사결과 · 2-MIB : 1분기(최대 9ng/L) → 2분기(최대 4ng/L) 감소 · 지오스민 : 1분기(최대 8ng/L) → 2분기(최대 13ng/L) 증가 - 정수 : 1분기(2-MIB 최대 3ng/L) → 2분기 불검출 ？ 오존처리에 의한 맛·냄새 물질 제거 및 소형생물 대응 - 표준 정수처리공정에서는 맛·냄새물질 처리불가 - 오존처리에 의한 제거율은 2-MIB 평균 61%(최소25%), 지오스민 평균 85%(최소40%)의 제거율을 보임(분석기간 :1월~6월). < 착수정 원수(#1) 5㎥당 형생물 검출수 > 구 분 1분기 2분기 1월 2월 3월 평균 4월 5월 6월 평균 오존설비 진단결과 ？ 오존 투입률 강화 및 수중 잔류오존 농도 분포 - 5월 하순부터 소형생물(깔따구 유충) 급증 및 수온 상승으로 인한 수중 잔류오존 유지를 위해 오존투입률 강화 · 오존 투입률 : 0.53mg/L(1월~5/23일) → 1.0mg/L(5/24일~) ⇒ 활성탄 유입수의 잔류오존 0.02mg/L에서 0.05mg/L 이상 유지함 < 1정수장 계열 오존투입률 및 활성탄 유입수 잔류오존 농도 > 구 분 1분기 2분기 1월 2월 3월 평균 4월 5월 6월 평균 오존 투입률 (mg/L) 0.55 0.53 0.44 0.51 0.52 0.59 0.97 0.69 활성탄 유입수 잔류오존농도 (mg/L) 0.02 0.02 0.05 0.03 0.07 0.07 0.13 0.09 < 2022년 오존투입률 현황 > - 소형생물 사전 대응 위한 오존 투입률 상향 후(5/24), 오존접촉지내 수중 잔류오존 평균 농도 변화는 · 오존접촉조 1단 : 상향 전(0.24 mg/L), 상향 후(0.49 mg/L) · 오존접촉조 4단 : 상향 전(0.04 mg/L), 상향 후(0.13 mg/L) ？ 오존 원료가스(액화산소, Liquid Oxygen) 사용량 - 6월 액화산소 총 사용량은 101,942kg으로, 2분기 산소사용량은 1분기 사용량에 비해 56,488kg 증가하였음(6/28일 기준) <액체산소 월 사용량 합계 > - 6월 일평균 사용량은 3,640kg으로 액체산소 탱크 충진횟수는 총 5회였으며, 1회 충진시 평균 18,162kg을 충진함(6/28일 기준) ？ 오존발생기 운영 결과 - 오존발생기 1호기 1대를 가동하여 평균 0.51 mg/L 투입하였으며, - 5/24일 이후 2대를 가동하여 0.97mg/L 오존을 투입함 ※ 오존 제어프로그램 및 PLC 수정 확인 위해 1호기로만 계속 가동 < 오존발생기 운영 현황 > 구 분 1분기 2분기 1월 2월 3월 평균 4월 5월 6월 평균 평균 컨버터 출력 (kW) 1호기 64.7 64.6 50.1 59.8 61.4 40.5 28.5 43.5 2호기 4 - 0.2 1.4 - 14.8 43.0 19.3 3호기 - - - - - 13.0 33.1 15.4 평균 산소 가스량 (N㎥/hr) 1호기 52.4 54.0 40.2 48.9 51.1 33.5 24.4 36.6 2호기 3.2 - 0.2 1.1 - 12.5 35.8 16.1 3호기 - - - - - 11.0 27.8 12.9 오존 평균 전환률 (wt%) 11.1 10.7 10.7 10.8 10.7 10.7 10.9 10.8 비 고 5/24일부터 오존발생기 1대 → 2개 가동 - 1대 단독 운전 및 2대 동시 운전시 비교결과 구 분 1대 2대 비고 평균 오존투입률(mg/L) 0.51 0.97 91% 증가 평균 컨버터 출력 (kW) 60.8 104.5 72% 증가 평균 산소 사용량 (N㎥/hr) 49.8 88.4 77% 증가 오존 평균 전환률 (wt%) 10.8 10.9 0.6% 증가 · 오존 전환률 : 10.8~10.9 wt%로 액체산소 최대 활용 · 컨버터 출력 및 산소 사용량은 2대 기동시 각각 72% 및 77%가 감소하여, 단위 전력 및 원료가스 사용량은 저투입률보다는 고투입률에서 감소됨 ？ 오존투입에 따른 대기오존 농도 분포 - 활성탄지내 대기오존농도 감지 센서는 총 6개가 있으며, 화학센서 방식의 미국 Honeywell사 Satellite XT 제품이 설치되어 있음. 구 분 1분기 2분기 1월 2월 3월 4월 5월 6월 대기오존농도 감지센서 (mg/L) E F G H I J ？ 유기물(TOC) 현황 및 제거율 - '22년 상반기 착수정 원수 TOC는 · 1착수정 : 평균 1.96 mg/L (최대 4/11일 2.38 mg/L) · 2착수정 : 평균 2.06 mg/L (최대 4/11일 2.50 mg/L) ⇒ 강북원수에 비해 자양원수의 유기물(TOC)이 더 많았음 < 정수처리 공정별 TOC 농도(mg/L) 및 제거율(%) > 　 　 1정수장 2정수장 오존 활성탄 (#1) 정수 착수정 침전수 여과수 착수정 침전수 여과수 TOC 농도 (mg/L) 1월 2월 3월 4월 5월 6월 평균 평균 TOC 제거율(%) - 정수처리 공정별 TOC 제거 · 표준정수처리인 침전지를 거치면서 TOC가 평균 29.2%(27~31.5%) 제거되었고, · 여과 및 오존처리공정을 거치면서 누적 평균 35.6%, 40.4% 제거, · 활성탄지에서는 원수 대비 45.6%(40~52.5%) 제거되고, · 최종 처리수인 정수에서 0.98 mg/L로 원수 대비 51.2%(47~55%) 제거 - 계절별 TOC 제거율 · 동절기(1월, 2℃) 대비, 수온 상승한 하절기(6월, 20℃)에 TOC 제거율이 더 높았음 활성탄 흡착지 진단결과 ？ 역세척 배출수 탁도 조사 · 1분기(4/1, 6지) 및 2분기(6/29, 8지) 역세척 유량을 각각 2,300 ㎥/hr, 3,130 ㎥/hr로 하여 역세척 한 결과, 역세팽창률 25%로 나타남(흡착지속시간 140시간 경과). 구 분 1분기 (’22.4.1) 2분기 (’22.6.29) 대상지 6지 8지 수온 10.4 ℃ 22.3 ℃ 흡착지속시간 140시간 140시간 역세유량 2,300 ㎥/hr 3,130 ㎥/hr 역세팽창률 25% 25% 시동방수 100분 100분 < 역세척 조건> 구 분 공기 공기+물 물 원수유입 시동방수 비고 1대 2대 공기2대+ 공기1대+ 펌프 펌프 개도율 드레인 역세 팽창률 흡착 지속시간 펌프1대 펌프1대 2대 1대 20% 역세단계 2단계 3단계 4단계 5단계 6단계 7단계 8단계 (%) (시간) 운영시간 (분) 2 1 1 2 20 1 37 100 25 140 · 역세척시 최대 배출 탁도는 23 NTU였으며, 시간 경과에 따라 배출 탁도는 감소하여 물 역세척(5단계) 12~13분 후부터 운영관리 기준인 2NTU 이하로 낮아진 것으로 나타남 · 그러나, 활성탄 탄층내 서식할 수 있는 소형생물 및 미세탁질 배출을 위해 역세시간을 20분까지 연장하여 역세척을 강화 운영함 ？ 입상활성탄 역세척 팽창률 - 역세척 팽창률은 30% → 25%로 유지함 날짜 구 분 3/3 (15지) 4/1 (6지) 6/29 (8지) 비고 팽창률 (%) 30 % 25 % 25 % 미세분탄 생성 및 유출 방지 목적으로 감소 수온 (℃) 9.7 10.4 22.3 역세척 유량(m3/hr) 2,100 2,700 3,250 - 역세 팽창률별 수온에 따른 역세척 유량 관계식을 도출하여 제어실 시스템에 자동화 구축 운영 완료 (21년 하반기) ⇒ 역세척 유량 자동화 ？ 시동방수 탁도 조사 - 활성탄지에 따라 시동방수 경과시간 20~30분경에 최대 탁도(0.20~0.35NTU)를 나타낸 후, 점차 안정화 되는 것으로 나타남(안정화 소요시간: 약 70~90분 소요) - 자체 탁도 기준으로 70분의 시동방수가 필요하나, 미분탄 등 초기 누출탁도 방지를 위해 시동방수시간 80~90분 유지하는 것이 적절한 것으로 판단됨 <’22년 1분기(4.1 6지) 탁도 온라인 측정결과> <’22년 4월 본부 기술진단과 측정결과> < ’22년 2분기(6/29, 8지) 시동방수 온라인 측정결과 > 결 론 ？ 오존 투입설비 - 5월 하순부터 소형생물(깔따구 유충) 급증 및 수온 상승으로 인한 수중 잔류오존 유지를 위해 오존투입률을 0.53mg/L(1월~5/23일) → 1.0mg/L(5/24일~)으로 강화 운영하였으며, 이에 따라 활성탄 유입수 잔류오존이 0.02mg/L → 0.05mg/L 이상 증가 함. - TOC는 착수정 원수 대비 51.2%가 제거되어 정수에서 0.98 mg/L을 나타냄. 계절별 TOC 제거율은 하절기(6월)보다 동절기(1월)가 TOC 제거율이 더 낮으므로 동절기에는 TOC 저감노력에 경주해야 할 것으로 판단 - 오존발생기의 오존 전환률이 10.8~10.9 wt%로 액체산소 최대 활용하여 운영하였으며, 1대 단독 운전 및 2대 동시 운전시 비교결과 단위 전력 및 원료가스 사용량은 저투입률보다는 고투입률에서 감소됨 (컨버터 출력 및 산소 사용량은 2대 기동시 각각 72% 및 77% 감소) - 상반기 활성탄 유입수 잔류오존 농도는 1계열 평균 0.06 mg/L, 2계열 평균 0.09 mg/L 이었으며, 활성탄지 최대 대기 오존 농도는 F센서 지점에서 최대 0.06 mg/L 검출됨 ？ 활성탄 흡착설비 - 활성탄지 역세배출수 탁도는 최대 23NTU 였으며 관리기준 2NTU 도달시간은 역세경과시간 12~13분으로 조사되었으나, 소형생물 및 미세탁질 배출을 위해 20분까지 연장하여 역세척을 강화 운영함 - 시동방수는 70분 경과후 자체 기준인 0.1NTU에 도달하였으나, 이후 탁도 감소현상이 미분탄의 지속적 발생으로 매우 완만하므로, 시동방수시간을 80~100분 유지하는 것이 적절한 것으로 판단됨 - 역세 팽창률은 25%로 적정하게 유지하였으며, 향후 수온 상승에 따른 역세유량 증가에 즉각 대응하기 위해 역세유량 자동화 시스템을 구축 완료함. 끝. 붙임 : 활성탄지 역세척배출수 탁도(22년 2분기) 1부. 끝.

26330286

20220706051506

본청

정수과-21908

D0000045736726