다시 뛰는 공정도시 서울!

문서번호 정수과-4035 결재일자 2023. 4. 10. 공개여부 부분공개(5) 방침번호 시 민 주무관 정수과장 경규선 04/10 이철재 협 조 주무관 정승경 주무관 김현희 고도정수처리공정 운영관리 결과 보고 (2023년 1분기) 추진근거 대내(외) 협력 현황 사 업 비 부서(단체)명 협의내용 협의결과 2023. 4. 암사아리수정수센터 (정수과) 고도정수처리공정 운영관리 결과 보고(2023년 1분기) 고도정수처리공정의 체계적인 운영관리를 위해 4분기 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 2023년 수질검사 및 관리 추진계획(정수과-723, 2023.1.19.) ㅇ 소형생물(유충) 자체 대응 매뉴얼 개정안(3차) 보고(정수과-27861, 2022.11.9.) ㅇ 정수센터 운영 입상활성탄 품질조사 시행(서울물연구원 재료연구과) 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 : 2023. 1. ~ 3.(1분기) ㅇ 조사자 : 경규선, 김현희, 기효석, 양방글, 오동환, 김준범 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 분기 1회 대표지 선정 관리 수질관리 TOC, 맛냄새, THMs 주 1회 - 소형생물 일 1회 비활동기 주1회 오존 소독능 월 1회 - 품질관리 활성탄 물성 검사 반기 1회 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) 불활성화비 1이상 불활성화비 1이상 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 - 겨울철 오존주입률 0.3~0.5 mg/L로 설정 운영 - 활성탄 신탄교체 작업(1/3~3/17)으로 인하여 작업안전을 위해 오존주입률 하향 조정 또는 일정시간 중단 반복 운영 - 소형생물(유충) 출현으로 3월 중순부터 오존주입률 0.7 mg/L으로 상향 조정 운영 구분 오존주입률(mg/L) 활성탄 유입 용존오존농도(mg/L) 1월 2월 3월 1월 2월 3월 최대 0.50 0.50 0.70 0.13 0.11 0.25 최소 0 0.07 0.22 0 0.01 0 평균 0.28 0.25 0.52 0.08 0.04 0.10 ※ 활성탄 유입 용존오존농도는 1계열과 2계열의 합산 평균값임. ㅇ 설비유지관리 및 작업안전을 위한 공정운영 조정사항 **** ************* ********** ****************************** ****************************** ********************** ************************** ******* *********************** ************************************ *********** ********** ******************************************** ************************* ******************** *************************** ******************************************** ㅇ 오존 접촉시간 - 오존접촉조 평균 21.2분, 퀜칭조까지 29.0분 ~ 29.4분의 체류시간을 보임. 구분 분배조유량 (m3/일) 이론적 접촉시간(분) 비고 오존접촉조 퀜칭조 합계 1월 966,940 21.0 8.0 29.0 오존접촉조:2,350 m3/지 퀜칭조 : 899m3/지 2월 955,027 21.3 8.1 29.4 3월 955,552 21.3 8.1 29.4 ※ 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(BV-1) 여과속도 (m/일) EBCT (분) 설계 대비 가동률(%) 설계 1,100,000 - 240 이하 15 이상 - 1월 966,940 2,382 192.1 18.7 87.9 2월 955,027 2,125 189.7 19.0 86.8 3월 955,552 2,354 189.8 19.0 86.9 ※ 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 역세척 Sequence 시동방수 여과 지속시간 공기 공기+물 물 휴지 운영시간 3분 3분 20분 5분 50분 72시간 ㅇ 역세척 배출수 및 시동방수 탁도 - 물 역세척 20분 기준에서 신탄교체 후 3개월 경과한 1계열 8지의 역세척 배출수 탁도가 3.1 NTU로 가장 높았으며, 나머지 활성탄의 경우 자체 기준 2 NTU 이하로 유지되고 있음. - 시동방수 탁도 0.10 NTU 이하 기준으로 시동방수시간은 50분~60분이 소요되었으며, 신탄교체지에 대하여는 안정적인 수질을 위해 시동방수시간을 50분에서 60분으로 조정하였음. 시간(분) 0 2 4 6 8 10 15 20 25 조사일 역세척 배출수 탁도 (NTU) 1-8 24.2 20.3 11.6 9.5 7.6 5.7 4.0 3.1 1.9 3/14 1-13 15.1 11.6 5.2 3.3 2.8 2.2 0.88 0.61 0.55 3/14 2-14 16.9 14.4 10.2 5.0 3.0 2.4 0.91 0.68 0.54 3/21 2-18 14.9 12.1 7.2 4.4 2.5 2.1 1.5 1.3 1.2 3/21 시간(분) 0 5 10 20 30 40 50 60 - 조사일 시동방수 탁도 (NTU) 1-8 0.09 0.56 0.89 0.45 0.25 0.18 0.12 0.10 - 3/14 1-13 0.08 0.19 0.27 0.25 0.18 0.11 0.09 0.08 - 3/14 2-14 0.09 0.17 0.18 0.28 0.16 0.13 0.11 0.09 - 3/21 2-18 0.09 0.34 0.44 0.28 0.17 0.12 0.10 0.09 - 3/21 <역세척 배출수 탁도 변화> <시동방수 탁도 변화> ㅇ 역세척 팽창률 - 미교체지인 2-18지를 제외하고 자체 기준 팽창률 25~30% 만족 구분 경과 개월 탄층고 (m) 세척수량(m3/h) 여과속도 (m/min) 팽창높이 (cm) 팽창률 (%) 수온(℃) 비고 (조사일) 설정 실제 1-8지 2.5 2.58 2,300 2,150 0.31 65 25.2 8.4 3/14 1-13지 26 2.69 2,600 2,520 0.37 70 26.0 8.4 3/14 2-14지 15 2.71 2,500 2,500 0.36 75 27.7 9.3 3/21 2-18지 101 2.70 3,000 2,910 0.42 65 24.1 9.3 3/21 <물 역세척 유량 조정 현황> 구 분 12/30 (2℃) 2/27 (5℃) 3/13 (8℃) 3/29 (11℃) 팽창률조건 22년 교체지(9개지) 2,200 2,200 2,300 2,400 30%이상 21년 교체지(9개지) 2,300 2,400 2,500 2,700 25~30% 20년 교체지(15개지) 2,400 2,500 2,600 2,800 미교체지(11개지) 2,800 2,800 3,000 3,200 ㅇ 활성탄 층고 - 전체 평균 탄층고는 전분기와 유사함. 구분 설계기준 ′22년 ′23년 비고 (조사일) 2분기 3분기 4분기 1분기 1계열(m) 2.5 이상 2.69 2.65 2.66 2.65 1/11 2계열(m) 2.5 이상 2.70 2.67 2.67 2.68 - *************************************** ******************************************************************* ** **** ************* ******** ******* ******** ******** ****** ****** **** **** **** **** ****** * ************** ***** ** **** ******** ***** ******** ㅇ 역세척 배출수 회수율 - 취수량 대비 회수수량 비율이 3.9 ~ 4.2%로 4분기 대비 회수량 감소 (여과지속시간 증가 운영(60시간 → 72시간)에 따라 세척횟수 감소 원인) 구 분 ′22년 4분기 ′23년 1분기 10월 11월 12월 1월 2월 3월 취수량(m3/일) 935,514 934,416 940,271 924,491 913,091 917,155 회수량(m3/일) 48,946 48,167 45,045 38,676 35,554 35,437 회수율(%) 5.2 5.2 4.8 4.2 3.9 3.9 ※ 회수율(%) : 취수량 대비 고도회수조의 회수유량으로 산출 Ⅱ 수질관리 ㅇ 냄새물질(2-MIB / Geosmin) - 목표 수질기준(8 ng/L이하) 만족 (활성탄유출수 및 정수 : 불검출 ~ 4 ng/L) (단위 : ng/L) 구분 착수정 여과수 오존처리수 활성탄수 1정수 2-MIB 지오스민 2-MIB 지오스민 2-MIB 지오스민 2-MIB 지오스민 2-MIB 지오스민 1월 7 3 8 4 6 3 3 ND 4 ND 2월 5 5 6 6 5 5 2 ND 3 2 3월 3 7 3 8 2 5 ND ND ND ND ㅇ 소독부산물(THMs) - 자체 관리기준(0.040 mg/L 이하)에 부합 - 월별 수온 증가에 따라 공정별 THMs가 완만히 상승함. 단위 : mg/L 구분 수온 (℃) 염소주입률 착수정수 침전수 여과수 오존 처리수 활성탄유출수 정수 전 후 1월 2.3 2.30 0.62 0.004 0.008 0.009 0.009 0.012 0.012 2월 4.7 2.33 0.62 0.006 0.013 0.014 0.014 0.014 0.018 3월 8.7 2.11 0.77 0.007 0.017 0.020 0.020 0.016 0.022 ㅇ 소독부산물(HAAs) - 서울물연구원 월별 정수 수질검사 결과에 의하면 1월~3월 각각 0.006, 0.013, 0.005 mg/L로 목표 수질기준(0.02 mg/L이하) 만족. ㅇ TOC - 자체 목표 수질기준 1.5 mg/L 이하 만족 - 착수정 TOC 기준 표준정수처리공정에서 31.5%, 고도정수처리공정에서 21.6%가 각각 제거되어 총 53.1%의 제거율을 보임. 단위 : mg/L 구분 착수정수 침전수 여과수 오존처리수 활성탄수 정수 1월 2.04 1.53 1.35 1.35 1.01 1.11 2월 2.62 1.78 1.63 1.64 0.96 1.17 3월 2.65 1.67 1.57 1.57 0.95 1.12 전체평균 2.41 1.65 1.50 1.51 0.97 1.13 제거율(%) - 31.5 37.5 37.4 59.5 53.1 ㅇ 지아디아 불활성화비 - 1분기 바이러스 불활성화비는 1 이상을 매일 유지하였으나, 지아디아 불활성화비는 2계열에서 3일간 기준을 충족하지 못함. 구분 월 지아디아 불활성화비 바이러스 불활성화비 오존 오존+후염소 오존 오존+후염소 최대 최소 평균 최대 최소 평균 최대 최소 평균 최대 최소 평균 1계열 1월 1.08 0.03 0.20 2.28 1.01 1.46 0.58 0.01 0.11 9.67 5.64 7.43 2월 0.71 0.03 0.19 2.31 1.08 1.59 0.38 0.01 0.10 10.14 6.07 8.46 3월 3.33 0.39 1.75 5.56 2.17 3.77 1.46 0.21 0.88 17.55 9.62 13.43 2계열 1월 1.90 0.03 0.35 2.78 0.94 1.43 1.01 0.01 0.19 7.78 5.20 6.43 2월 1.89 0.05 0.76 3.11 1.10 1.90 1.01 0.03 0.40 8.08 6.02 7.11 3월 3.03 0.39 2.23 5.14 1.98 3.95 1.39 0.21 1.14 15.58 7.24 11.65 - 오존과 후염소로 불활성화비 1 이상을 유지하지는 못했으나, 전체 소독공정(전염소 포함)에 의한 법적인 불활성화비는 1 이상을 유지하였음. 일자 2계열 오존공정 운영값 지아디아 불활성화비 오존농도 체류시간 CT값 오존 오존 + 후염소 오존 + 전·후염소 1/25 0.002 9.38 0.01 0.03 0.95 1.17 1/27 0.002 9.48 0.01 0.03 0.94 1.16 1/31 0.002 9.20 0.01 0.03 0.99 1.24 ㅇ 소형생물(유충) - 기온상승에 따라 2월말부터 원수내 유충 검출 및 공정수내 유충 순차적 증가 - 오존처리수 이후 살아있는 소형생물은 없었으며, 활성탄 유출수에서는 소형생물 자체가 검출되지 않았음. (단위 : 개체수/m3) ** ** *** *** ***** **** ***** * ***** * ***** * ***** * ***** * ** ** **** **** ***** * * * * * * * ** **** **** ***** ***** * * * * * * ** **** **** ***** ***** ***** ***** * * * * ** **** **** ***** ***** ***** * ***** * * * ** **** **** ***** ***** ***** ***** ***** * * * ※ 3월부터 일1회 검사 실시하고 침전수 및 여과수는 제1정수장 각 계열 및 제2정수장의 평균값임. Ⅲ 활성탄 품질관리 ㅇ ′22년 4분기 분석 결과(서울물연구원) - 8년 2개월 경과한 2-18지는 신탄 대비 요오드 흡착력 40% 이상 감소, MB 탈색력 85% 감소하였음. - 1년 11개월 경과한 1-13, 2-4지는 신탄 대비 요오드 흡착력, MB 탈색력이 각각 22%, 38% 감소하였으며, 전반기와 유사한 수준임 - 1년 경과한 2-14지는 신탄 대비 요오드 흡착력 22%, MB탈색력 33% 감소하였음. ·요오드흡착력 1,016 → 813, MB탈색력 180 → 120 ·1년 2개월 경과한 1분기 1-13지 및 2-4지의 흡착성능과 유사함 활성탄지 구분 신탄 2022년 1분기 2분기 3분기 4분기 2-18지 경과년월 - 7년5월 7년8월 7년11월 8년2월 요오드흡착력 1,019 591 592 587 568 MB탈색력 194 40 40 30 30 1-13지 경과년월 - 1년2월 1년5월 1년8월 1년11월 요오드흡착력 1,016 811 788 780 774 MB탈색력 180 120 110 110 110 2-4지 경과년월 - 1년2월 1년5월 1년8월 1년11월 요오드흡착력 1,016 790 790 787 780 MB탈색력 180 120 110 110 110 2-14지 경과년월 - 3월 6월 9월 1년 요오드흡착력 1,046 901 867 848 813 MB탈색력 180 150 140 130 120 ※ 단위 : 요오드흡착력 mg/g, 메틸렌블루탈색력 mL/g Ⅳ 결론 및 보고자 의견 ㅇ 오존공정은 활성탄 교체공사 기간 작업안전을 위해 일정한 주입률 운영이 어려워 소독능이 낮았으나 법적 기준은 충족하였고 소형생물의 영향성이 적었으며 처리수 수질 또한 양호하였음. ㅇ 활성탄지 운영조건 및 수질 조사 결과 특이사항은 없었음. ㅇ 처리수 수질 중 냄새물질(2-MIB, Geosmin), 소독부산물(THMs, HAA), TOC는 고도정수처리 목표 수질 기준 이하로 우수하였음. ㅇ 운영활성탄에 대한 흡착성능의 경우 과거 성능감소 추이와 유사하게 나타나고 있음. 붙임 1. 공정별 수질 데이터 1부. 2. 오존공정 운영 데이터(2023년 1분기) 1부(별첨) 3. 오존 소독능(2023년 1분기) 1부(별첨) 4. 활성탄지 층고 조사 결과(2023년 1분기) 1부(별첨). 끝. 붙임 1. 공정별 수질 데이터 1) 냄새물질(2-MIB, Geosmin) (단위 : ng/L) 구분 착수정 여과수 오존처리수 활성탄수 1정수 2-MIB 지오스민 2-MIB 지오스민 2-MIB 지오스민 2-MIB 지오스민 2-MIB 지오스민 1월 1/2 5 3 6 3 4 2 3 ND 3 ND 1/9 9 3 9 3 6 2 3 ND 5 ND 1/16 6 3 6 3 5 3 3 ND 4 ND 1/25 7 3 9 4 7 3 3 ND 4 ND 1/30 8 5 9 5 9 5 3 ND 5 2 평균 7 3 8 4 6 3 3 ND 4 ND 2월 2/6 6 4 6 4 7 5 2 ND 4 2 2/13 4 4 6 6 4 4 2 ND 3 2 2/20 5 4 5 5 5 5 2 ND 4 2 2/27 5 6 5 8 4 6 2 ND 3 2 평균 5 5 6 6 5 5 2 ND 3 2 3월 3/6 3 5 3 5 3 3 2 ND 2 ND 3/13 4 8 4 9 3 7 ND ND 2 2 3/20 3 7 3 7 1 3 ND ND 2 ND 3/27 2 9 2 11 2 5 ND ND ND 2 평균 3 7 3 8 2 5 ND ND ND ND 2) 총트리할로메탄(THMs) (단위 : mg/L) 구분 수온 (℃) 염소주입률 착수정수 침전수 여과수 오존 처리수 활성탄유출수 정수 전 후 1월 1/2 2.5 2.51 0.65 0.004 0.005 0.008 0.006 0.008 0.007 1/9 2.4 2.13 0.60 0.005 0.008 0.010 0.009 0.010 0.011 1/16 2.5 2.13 0.62 0.003 0.007 0.009 0.009 0.013 0.013 1/25 1.9 2.03 0.63 0.004 0.009 0.009 0.009 0.013 0.014 1/30 2.3 2.70 0.61 0.004 0.009 0.010 0.012 0.014 0.015 평균 2.32 2.30 0.62 0.004 0.008 0.009 0.009 0.012 0.012 2월 2/6 4.3 2.41 0.61 0.004 0.013 0.015 0.015 0.015 0.019 2/13 4.5 2.66 0.66 0.010 0.013 0.015 0.015 0.016 0.019 2/20 4.6 2.16 0.66 0.005 0.014 0.014 0.014 0.014 0.019 2/27 5.3 2.08 0.71 0.005 0.012 0.013 0.012 0.010 0.014 평균 4.68 2.33 0.66 0.006 0.013 0.014 0.014 0.014 0.018 3월 3/6 6.9 1.78 0.71 0.005 0.014 0.015 0.015 0.013 0.018 3/13 8.4 2.04 0.79 0.007 0.017 0.019 0.019 0.014 0.021 3/20 8.8 2.15 0.79 0.007 0.018 0.022 0.021 0.018 0.023 3/27 10.8 2.48 0.80 0.007 0.020 0.023 0.023 0.018 0.024 평균 8.73 2.11 0.77 0.007 0.017 0.020 0.020 0.016 0.022 3) 총유기탄소(TOC) (단위 : mg/L) 구분 착수정수 침전수 여과수 오존처리수 활성탄수 정수 10월 1/2 2.03 1.57 1.43 1.43 1.20 1.13 1/9 2.00 1.57 1.37 1.37 0.93 1.10 1/16 1.93 1.37 1.27 1.23 0.97 1.03 1/25 2.03 1.50 1.27 1.27 0.90 1.07 1/30 2.23 1.63 1.43 1.47 1.03 1.20 평균 2.04 1.53 1.35 1.35 1.01 1.11 11월 2/6 2.63 1.80 1.63 1.67 1.00 1.20 2/13 2.63 1.80 1.63 1.70 1.00 1.27 2/20 2.60 1.70 1.53 1.50 0.93 1.07 2/27 2.60 1.80 1.73 1.67 0.90 1.13 평균 2.62 1.78 1.63 1.64 0.96 1.17 12월 3/6 2.53 1.47 1.40 1.40 0.80 1.03 3/13 2.77 1.77 1.67 1.67 0.97 1.17 3/20 2.70 1.77 1.60 1.67 1.07 1.13 3/27 2.60 1.67 1.60 1.53 0.97 1.13 평균 2.65 1.67 1.57 1.57 0.95 1.12 ※ 활성탄수는 2계열 활성탄 유출수, 정수는 제2정수장 송수로 분석한 결과임.

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