다시 뛰는 공정도시 서울!

문서번호 정수과-26785 결재일자 2022. 10. 12. 공개여부 부분공개(5) 방침번호 시 민 주무관 정수과장 경규선 10/12 이철재 협 조 주무관 정승경 고도정수처리공정 운영관리 결과 보고 (2022년 3분기) 추진근거 대내(외) 협력 현황 사 업 비 부서(단체)명 협의내용 협의결과 2022. 10. 암사아리수정수센터 (정수과) 고도정수처리공정 운영관리 결과 보고(22년 3분기) 고도정수처리공정의 효율적인 운영관리 일환으로 3분기 공정운영 및 수질관리 결과를 검토·분석하고 보고드림. ㅊ Ⅰ 추진개요 근거 및 배경 ㅇ 서울시 고도정수처리 운영매뉴얼 Ⅱ(서울물연구원, 2020) - 오존/AOP 공정 및 입상활성탄공정 운영관리(p.38~p.64) 사항 명시 ㅇ 2022년 수질검사 및 관리 종합계획(정수과-1001, 2022.1.28.) ㅇ 암사정수센터 소형생물(유충) 대응 매뉴얼(2차개정, 2022.3.21.) ㅇ 분기별 정수센터 운영 입상활성탄 품질조사 시행(서울물연구원 재료연구과) ㅇ 항목별 분산 관리에서 고도정수처리공정의 통합적 운영관리 분석 필요성 대두 - 항목별 분산 관리로 인해 공정 운영과 연계된 분석 및 진단 결여 기존 분산 관리 및 내부 보고사항 · 분기별 활성탄 층고 및 팽창률 조사 보고 · 자체 공정별 TOC, 맛냄새물질, 소형생물 등 수질 데이터 관리 및 보고 · 역세척 조건은 조사를 통해 필요시 보고 및 조정 시설 현황 구분 오존/AOP 공정 구분 활성탄 공정 시설용량 110만m3/일 시설용량 110만m3/일 산소탱크 20 ton × 3대 규격 B4.0m × L14.3m × 2cell 오존주입률 최대 1.5 mg/L 지수 44지(22지/계열 × 2계열) 과수주입률 AOP 3 mg/L / 퀜칭 0.25 mg/L 유량조절 자연평형형 오존발생기 18.5 kg/h × 4대 탄층고 2.5 m 오존접촉조 W16.3m × L28.5m × H5.52m EBCT 15분 잔류오존제거조 W10.9m × L16.3m × H5.52m 유효경 0.65mm(실제 0.68mm) 지수 6지 역세척 공기, 공기+물, 물 조사개요 ㅇ 기 간 : 2022. 7. ~ 9.(3분기) ㅇ 조사자 : ㅇ 관리사항 및 주기 구 분 세부사항 조사주기 비고 공정관리 오존 약품 주입률 관리 용존오존농도 수시 설비관리 제외 활성탄 역세척 조건 적정성 층고 및 팽창률 조사 분기1회 대표지 선정 관리 수질관리 TOC, 맛냄새, THMs 주1회 - 오존 소독능 월1회 - 품질관리 활성탄 물성 검사 분기 및 반기 서울물연구원 (재료연구과) ㅇ 고도정수처리 목표 수질(관리기준) 제거대상 물질 수질기준1) 목표수질기준2) 맛·냄새 Geosmin 20 ng/L 이하 8 ng/L 이하 2-MIB 20 ng/L 이하 8 ng/L 이하 소독 부산물 총트리할로메탄(THMs) 0.1 mg/L 이하 0.04 mg/L 이하(자체)3) 할로아세틱엑시드(HAAs) 0.1 mg/L 이하 0.02 mg/L 이하 미생물 지아디아 3 log 제거 (여과2.5 + 소독0.5) 0.5 log 제거 (오존+후염소) 기타 총유기탄소(TOC) 5 mg/L 이하 1.5 mg/L 이하(자체) 1) 수질기준 : 환경부 (먹는물 수질기준 / 감시항목 기준 / 정수처리기준) 2) 목표수질기준 : 고도정수처리 시설/운영 최적화를 위해 지향하는 수질관리 지표이며 TOC는 활성탄의 흡착성능을 파악하기 위한 암사정수센터 자체 운영 지표임. 3) 고도정수처리 운영매뉴얼에는 0.03 mg/L이하로 명시되어 있으나, 활성탄 특성 및 암사 운영여건을 고려하여 자체 목표 수질기준으로 관리 Ⅱ 공정관리 오존/AOP 공정 운영관리 ㅇ 오존주입률 및 용존오존농도 관리 운영 현황 - 소형생물 증가에 따라 전 분기 대비 오존주입률 증가 운영(평균 0.79 → 1.15 mg/L) - 취수원수내 냄새물질 농도가 낮으며 소형생물 관리차원에서 용존오존농도 유지를 위해 AOP(오존+과산화수소) 미운영 - 활성탄지 유입 용존오존농도 0.10 mg/L이상 유지 운영하였으나, 일부 특정일 오존 설비 수리 및 활성탄 실내 작업안전을 위해 조정 운영 구분 오존주입률(mg/L) 활성탄 유입 용존오존농도(mg/L) 7월 8월 9월 7월 8월 9월 최대 1.21 1.21 1.21 0.16 0.18 0.24 최소 0.77 1.00 1.04 0.04 0.05 0.11 평균 1.10 1.16 1.19 0.11 0.13 0.17 ㅇ 설비유지관리 및 작업안전을 위한 공정운영 조정사항 일자 활성탄공정 작업사항 조치사항 ㅇ 오존 접촉시간 - 오존접촉조 평균 19.4분, 퀜칭조까지 26.2분 ~ 27.5분의 체류시간을 보임. 구분 통과유량 (m3/일) 이론적 접촉시간 비고 오존접촉조 퀜칭조 합계 7월 1,069,637 19.0 7.3 26.2 오존접촉조:2,350 m3/지 퀜칭조 : 899m3/지 8월 1,046,005 19.4 7.4 26.8 9월 1,020,956 19.9 7.6 27.5 ※ 유출 Weir EL 36.21m, 조 바닥 EL 31.15m로서 수위 5.06m로 조용적 계산 활성탄 공정 운영관리 ㅇ 활성탄 공정 운영 인자 분석 - 설계 기준 이내로 적정하게 운영하였음. 구분 통과유량 (m3/일) 월평균 통과량 여과속도 (m/일) EBCT (분) 설계 대비 가동률(%) 설계 1,100,000 - 240 15 - 7월 1,069,637 2,550·BV 212.5 16.9 97.2 8월 1,046,005 2,577·BV 207.8 17.3 95.1 9월 1,020,956 2,434·BV 202.8 17.7 92.8 ※ BV(Bed Volume) : 충진된 활성탄층 총 체적(B4.0m × L14.3m × 2cell × 2.5m × 44지) ※ 가동률(%) : 통과유량(고도정수처리 유입유량(분배조유량))을 설계유량으로 나누어 계산 ㅇ 역세척 운영 현황 - 소형생물 증가에 따라 역세척 주기를 단축 운영함으로써 배출 탁질 저하로 공기+물 및 물 역세척 단계 조정(8/5) - 시동방수 탁도 조사 결과 및 소형생물 추가 증가에 따라 세척 단계별 시간 증가 운영(8/31) 구 분 운영 조건 역세척 시간 공기 3분 공기 + 물 3분 → 2분 (8/5) → 3분 (8/31) 물 20분 → 15분 (8/5) → 20분 (8/31) 휴 지 5분 시 동 방 수 40분 → 50분 (8/31) 여과지속시간 60시간 → 50시간 (8/3) 역세척 유량 조정 현황 구 분 이전 4/12 5/13 6/16 9/29 21년 교체지(9개지) 2,300 2,600 2,800 3,000 2,900 20년 교체지(15개지) 2,600 2,900 3,100 3,400 3,200 미교체지(20개지) 3,000 3,400 3,600 3,800 3,600 ㅇ 역세척 배출수 탁도 조사 결과 - 타분기 대비 세척유량이 많아 8분부터 기준(2.0 NTU 이하)에 부합되나, 미세분탄 및 소형생물 관리 차원에서 물 역세척 15분 또는 20분 운영 유지. 시간(분) 0 2 4 6 8 10 15 20 25 분석일 탁도 (NTU) 2-8 10.6 5.5 2.7 2.3 1.3 1.3 1.0 0.8 0.7 8/8 2-15 9.2 6.9 4.4 2.1 1.5 1.0 0.7 0.6 0.6 8/1 ※ 2-8지는 미교체지로서 7년 10월 경과, 2-15지는 ′22년 2월 신탄 교체지. ㅇ 시동방수 탁도 조사 결과 - 0.10 NTU 이하 기준 시동방수시간 50분 적정 → 기존 운영 40분에서 50분으로 조정 운영(8/31) 시간(분) 0 5 10 20 30 40 50 60 분석일 탁도 (NTU) 1-16 0.07 0.15 0.22 0.21 0.16 0.13 0.10 0.10 8/29 2-8 0.07 0.27 0.15 0.09 0.08 0.07 0.07 0.06 8/8 <역세척 배출수 탁도 변화> <시동방수 탁도 변화> ㅇ 역세척 팽창률 조사 - 미교체지를 제외하고 자체 기준인 팽창률 30% 전후 만족 구분 탄층고 (m) 세척수량 (m3/h) 여과속도 (m/min) 팽창높이 (cm) 팽창률 (%) 비고 (조사일) 21년 교체지(2-14지) 2.74 3,030 0.44 80 29.2 8/31 20년 교체지(2-4지) 2.66 3,380 0.49 80 30.1 8/31 미교체지(2-18지) 2.71 3,580 0.52 65 24.0 8/30 - 교체되지 않은 활성탄지의 경우 역세척 펌프(2대 운영) 성능 한계로 인해 수온 증가 시 팽창률 유지 곤란 (장기 운영에 따른 미립 활성탄 감소로 최소경이 상대적으로 증가하여 동일한 역세척 속도에도 팽창에 한계가 있는 것으로 판단됨.) - 회귀분석에 따른 팽창률별 활성탄지 적정 역세척 유량 조견표 마련 ㅇ 활성탄 층고 조사 결과 - 총 88면(44개지×2면) 중 5개면을 제외하고 모두 설계기준 2.5 m 이상 유지 ·기준 미만 5개지는 장기 운영 활성탄지로서 금년 신탄 교체 검토 필요 미충족지면 1-18지-1면 1-11지-2면 2-7지-2면 2-21지-1면 2-22지-1면 탄층고(m) 2.48 2.33 2.32 2.29 2.29 경과년월 7년10월 7년10월 7년10월 7년10월 7년10월 ※ 2계열 19지의 경우 활성탄지 하부에 모래가 포설(30cm)되어 있으므로 신탄 교체 시 준설 및 폐활성탄에 대한 처리 등에 대하여 고려하여야 함. (여과모래 약 0.3m + 입상활성탄 2.38 m) - 2분기 대비 1계열 1.57%, 2계열 1.06% 감소하였음. ·소형생물 대비 잦은 역세척 및 물 역세척 시 높은 활성탄 팽창률 유지(30%), 교체지의 미분탄 배출량 증가 등으로 감소 비율이 높게 나타난 것으로 추정됨. 구분 설계기준 ′22년 2분기 ′22년 3분기 증감(%) 비고 (역세척주기) 1계열 2.5 m 2.69 m 2.65 m -1.57 50시간 2계열 2.5 m 2.70 m 2.67 m -1.06 ㅇ 역세척 배출수 회수율 - 취수량 대비 회수수량 비율이 4.1 ~ 4.9%로 2분기 대비 회수량이 증가하였음. - 수온 상승으로 역세척 팽창률을 유지하기 위해 역세척수 유량을 증가하여 운영하였고 9월의 경우에는 시동방수시간을 증가하여 운영함으로써 회수율이 증가함. 2분기 3분기 4월 5월 6월 7월 8월 9월 취수량(m3/일) 997,231 1,022,957 1,034,471 1,052,360 1,019,685 997,198 회수량(m3/일) 32,275 34,877 39,444 42,843 42,470 48,713 회수율(%) 3.2 3.4 3.8 4.1 4.2 4.9 ※ 회수율(%) : 취수량 대비 고도회수조의 회수유량으로 산출 <활성탄흡착지 물 역세척 유량 조견표> Ⅱ 수질관리 ㅇ 냄새물질(2-MIB / Geosmin) - 원수 냄새물질 농도가 최대 3 ng/L로 매우 낮아 오존처리수, 활성탄유출수 및 정수에서 모두 검출되지 않았음. ㅇ 소독부산물(THMs) - 평균값은 자체 관리기준(0.040 mg/L이하)에 부합하나, 하절기 오염물질 및 소형생물 증가로 인해 전·중염소 강화 운영에 따라 일부 기준보다 높은 농도를 보임. - 활성탄공정에서 흡착 제거가 되지 않는 것으로 나타났으며, 후염소처리로 정수에서 다소 증가하였음. 단위 : mg/L 구분 착수정수 침전수 여과수 오존 처리수 활성탄유출수 정수 염소주입률 원수 수온 전 중 후 전체 평균 0.013 0.027 0.030 0.027 0.030 0.033 2.45 0.63 0.90 23.7 7월 7/4 0.009 0.027 0.040 0.027 0.021 0.024 3.26 0.62 0.82 22.0 7/11 0.009 0.020 0.023 0.022 0.022 0.025 2.29 0.61 0.88 25.1 7/18 0.006 0.023 0.026 0.023 0.022 0.025 3.30 0.61 0.90 23.5 7/25 0.007 0.017 0.019 0.019 0.022 0.024 2.27 0.60 0.95 24.1 평균 0.008 0.022 0.027 0.023 0.022 0.025 2.78 0.61 0.89 23.7 8월 8/1 0.008 0.020 0.021 0.019 0.021 0.024 2.50 0.64 0.96 26.1 8/9 0.019 0.031 0.033 0.029 0.019 0.031 2.69 0.64 0.96 25.1 8/16 0.018 0.038 0.040 0.038 0.044 0.047 2.56 0.64 0.92 25.3 8/22 0.017 0.038 0.042 0.037 0.039 0.045 2.74 0.65 0.92 25.2 8/29 0.021 0.032 0.032 0.030 0.042 0.043 2.02 0.65 0.89 23.8 평균 0.017 0.032 0.034 0.031 0.033 0.038 2.50 0.64 0.93 25.1 9월 9/5 0.017 0.024 0.027 0.027 0.037 0.037 2.02 0.67 0.90 22.4 9/13 0.012 0.027 0.028 0.026 0.035 0.037 2.14 0.69 0.87 21.8 9/19 0.014 0.026 0.028 0.025 0.034 0.034 2.04 0.64 0.86 22.7 9/27 0.017 0.028 0.028 0.028 0.032 0.033 1.99 0.55 0.85 21.1 평균 0.015 0.026 0.028 0.027 0.035 0.035 2.05 0.64 0.87 22.0 ㅇ 소독부산물(HAAs) - 서울물연구원 월별 정수 수질검사 결과에 의하면 7월~9월 각각 0.003, 0.001, 0.004 mg/L로 목표수질기준(0.02 mg/L이하) 만족. ㅇ TOC - 착수정 TOC기준 표준정수처리공정에서 34.1%, 고도정수처리공정에서 25.3%가 각각 제거되어 총 59.4%의 제거율을 보임. 단위 : mg/L 구분 착수정수 침전수 여과수 오존처리수 활성탄수 7월 7/4 2.93 1.81 1.73 1.61 0.96 7/11 2.59 1.76 1.65 1.60 1.02 7/18 2.91 1.88 1.76 1.67 1.03 7/25 2.47 1.54 2.79 1.46 1.21 8월 8/1 2.43 1.76 1.63 1.59 0.99 8/8 2.47 1.58 1.57 1.54 1.05 8/16 2.50 1.44 1.42 1.34 0.93 8/22 2.83 1.56 1.49 1.45 0.93 8/29 2.10 1.39 1.29 1.27 0.85 9월 9/5 2.13 1.40 1.30 1.30 0.90 9/13 1.84 1.42 1.27 1.28 0.94 9/19 1.97 1.40 1.40 1.30 1.00 9/27 2.13 1.54 1.31 1.30 0.91 전체평균 2.41 1.58 1.59 1.44 0.98 제거율 (%) 공정별 - 34.6 -0.6 9.2 32.0 누 적 - 34.6 34.1 40.2 59.4 ㅇ 오존 소독능(지아디아) - 지아디아 0.5 log 제거를 위한 불활성화비는 8월 5일 0.92를 제외하고 정수처리기준인 불활성화비 1 이상을 매일 유지하고 있음. 구분 수온 (℃) pH 오존농도 (mg/L) 체류시간 (분) CT계산값 지아디아 불활성화비 7월 23.7 7.0 0.166 14.47 1.93 17.54 (2.8~80.2) 8월 23.5 7.0 0.083 14.89 0.96 8.61 (0.9~14.9) 9월 21.4 7.0 0.109 15.40 1.29 10.63 (5.5~16.5) ※ 8/5 04:00 잔류용존오존농도 월보 데이터 입력값이 0.01 mg/L 로서 데이터 오류로 추정되며, 정수지 후염소의 지아디아 불활성화비가 8.26으로서 목표 수질기준에는 적합함. ㅇ - - Ⅲ 활성탄 품질관리 ㅇ ′22년 2분기 분석 결과(서울물연구원) - - - 연번 대상지 2-18지 1-13지, 2-4지 2-14지 경과년수 항목 신탄 7년2월 7년8월 신탄 11월 1년 5월 신탄 6월 1-13 2-4 평균 1 요오드흡착력(mg/g) 2 MB탈색력(mL/g) 3 회분(%) 4 경도(%) 5 충전밀도(g/cm3) 6 입도 분포 (mm) 유효입경 7 균등계수(-) 8 최대경 9 최소경 ㅇ 경과년수에 따른 흡착성능 변화(요오드흡착력, MB탈색력) - - Ⅳ 결론 및 보고자 의견 ㅇ 오존공정은 소형생물 대응에 따라 적정 운영하였고 활성탄 역세척 운영 조건 역시 시기별 적정하게 운영하였음. ㅇ 소독부산물(THMs)이 자체 기준에 초과한 일부 기간이 있었고, 타 항목은 고도정수처리 목표 수질 기준 미만으로 처리수 수질이 우수하였으며 운영활성탄에 대한 흡착성능의 경우 과거 성능감소 추이와 유사하게 나타나고 있음. ㅇ 활성탄 경과년수 및 수온에 따라 마련한 적정 역세척 유량 조견표로 선 조정 후 팽창률 조사 등을 통해 조견표 보정을 지속적으로 추진할 예정임. 따로붙임 1. 오존공정 운영 월보(2022년 3분기) 2. 오존 소독능(2022년 3분기) 3. 활성탄흡착지 층고 조사 결과(2022년 3분기). 끝.

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20221013050007

본청

정수과-26785

D0000046409776