다시 뛰는 공정도시 서울!

문서번호 정수과-10174 결재일자 2023. 9. 19. 공개여부 부분공개(6) 방침번호 시 민 주무관 정수과장 암사아리수정수센터소장 경규선 이철재 09/19 강승곤 협 조 주무관 정승경 주무관 기효석 주무관 김유찬 주무관 구자승 제1정수장 여과지 유입유량 조사 분석 보고 추진근거 대내(외) 협력 현황 사 업 비 부서(단체)명 협의내용 협의결과 2023. 9. 암사아리수정수센터 (정수과) 제1정수장 여과지 유입유량 조사 분석 보고 안정적인 공정 및 수질 운영을 위한 여과지별 유량 균등 분배를 목적으로 1계열 여과지 운영 수위 및 유입유량을 조사？분석하고 보고드림. 조사개요 ㅇ 목 적 : 여과지별 유입유량 균등화를 위한 사전 조사 ㅇ 기 간 : 2023. 8. 1. ~ 8. 31. ㅇ 대 상 지 : 제1정수장 1계열 여과지(16개지) ㅇ 조 사 자 : 정수과 실험실 및 제어실 직원 ㅇ 조사항목 - 여과지별 유입밸브 개도율 조사 - 여과지속시간 경과에 따른 여과지 수위 조사？분석 - 여과지별 유입유량 측정 비교 분석 시설 및 운영 현황 ㅇ 시설 설계 및 운영 현황 구분 세부 사항 구분 세부 사항 지수 총 64지(16지/계열×4계열) 여재 (두께/유효경) 모래 1.10m / 1.0±0.1mm 규격 W9.45m×L16.75m×H4.7m 자갈 0.1m / 2~5mm 여과면적 134 m2 (16.75m×4m×2bed) 역세척 펌프 150HP × 6대(3대/2계열) 여과방식 자연평형형 송풍기 75HP × 6대(1,2계열) 여과속도 (설계) 151.6 m/d 150HP × 4대(3,4계열) 역세척 방식 공기+물 병용세척 유입밸브 버터플라이,Ø450,2개/지 물역세척 속도 0.31 ~ 0.45 m/min 정수/퇴수 밸브 버터플라이,Ø600/Ø800 하부집수장치 스트레이너 블록 공기/역세 밸브 버터플라이,Ø350/Ø600 ㅇ 시설 구조 및 흐름도 - 침전지로부터 2개 원수거(1~8지, 9~16지)로 분기 유입되고 개별 여과지의 경우 원수거로부터 개구부(1000×600mm, 2개/지), 월류위어, 유입밸브(2개/지)를 통해 각 여과지로 유입됨. <1계열 여과지 평면배치도> <여과지 유입 전 개략 단면도> <여과지 내부 개략 단면도> 조사결과 1 : 여과지별 유입밸브 개도율 ㅇ 여과지 수위 및 유입유량 관찰을 통해 일부 지 개도율 조정하여 운영 중. - 버터플라이 밸브 40% 개도를 전동식 디지털 개도율을 100%로 셋팅(9지 우측 예시) ㅇ 원수거 초입부인 1지, 2지, 9지, 10지의 경우 개도율 축소 조정 폭 큼. 여과지 유입 9지 10지 11지 12지 13지 14지 15지 16지 좌 우 좌 우 좌 우 좌 우 좌 우 좌 우 좌 우 좌 우 개도율(%) ** ** ** ** *** ** *** *** ** ** ** *** *** *** *** ** 여과지 유입 1지 2지 3지 4지 5지 6지 7지 8지 좌 우 좌 우 좌 우 좌 우 좌 우 좌 우 좌 우 좌 우 개도율(%) ** ** ** ** ** *** ** *** ** *** *** *** ** ** ** *** 조사결과 2 : 여과지별 수위 분석 ㅇ 조사조건 - 기 간 : 2023. 8. 1. ~ 8. 16. - 분석자료 : 여과지속시간 70시간, 5회 주기 운영 시간별 수위 데이타 - 유입수 수질 조건 구분 원수 침전수 수온(℃) 탁도(NTU) pH 알칼리도(mg/L) 잔류염소(mg/L) 평균 (최소~최대) 26.6 (23.4 ~29.2) 0.77 (0.4~1.7) 7.2 (6.9~7.4) 33 (27~46) 0.39 (0.13~0.72) - 가정조건 : 여과지별 여재층 및 오염도, 수온에 따른 손실수두 동일 여과지 퇴수밸브 및 방수(드레인) 밸브 누수 없음 (여과지속시간에 따른 수위변화는 유량과 탁질억류량에 따름) ㅇ 개별 여과지 수위 비교 - ***************************************** - 여과지속시간이 길어짐에 따라 여재층내 탁질억류량이 증가하고 이에 따라 수위가 상승함. - 2지와 5지, 13지와 16지의 수위 비교 결과 유입유량 차이로 인해 여과 개시 수위 뿐만 아니라 수위상승 속도 또한 차등적으로 나타남. <여과지속시간에 따른 여과지내 수위 변화> - 개별 여과지의 수위 데이타로 회귀분석식을 도출하여 개별여과지의 시간에 따른 계산된 수위값을 통해 손실수두로 표준화하여 비교한 결과 ？ 여과지속시간 70시간 기준, 10지와 8지의 손실수두는 각각 98cm, 25cm로 유량 차이가 매우 심한 것으로 나타남 ？ *********************************************************************************************************************************************** 순으로 파악할 수 있음. ？ 유입밸브 개도율과 여과지 손실수두를 고려할 경우 ************************************************************************* <여과지속시간에 따른 수위변화 회귀분석표> *** **** ******* *** ***** ** ** *** **** ******* *** ***** ** ** ** ****** *** *************** ****** ** ****** *** **************** ****** ** ****** *** **************** ****** *** ****** *** **************** ****** ** ****** *** **************** ****** *** ****** *** **************** ****** ** ****** *** **************** ****** *** ****** *** **************** ****** ** ****** *** *************** ****** *** ****** *** *************** ****** ** ****** *** **************** ****** *** ****** *** **************** ****** ** ****** *** **************** ****** *** ****** *** *************** ****** ** ****** *** **************** ****** *** ****** *** *************** ****** ※ 평균 유량 : 조사기간의 1,2계열 취수 평균유량을 반으로 나눈 값으로 1계열 전체 평균 유입유량임. ※ 결정계수 : 상관계수의 제곱(R2)으로 1.0으로 갈수록 매우 높은 상관관계를 나타냄. <여과지속시간에 따른 손실수두 변화> ㅇ 취수유량 변화에 따른 수위 변화 - 총 16개지 중 14개지에서 취수유량 변동 시 여과지 수위 변동 발생 ？ 여과지속시간이 짧은 경우 여과지 손실수두가 적어 수위 변동이 작으나 여과지속시간이 긴 경우에는 수위 상승이 두드러짐. ？ 여과지 9지와 10지의 경우 취수유량 변동에 따라 여과지내 수위 변동 현상이 나타나지 않음 <취수유량과 수위 관계(2지)> <취수유량과 수위 관계(8지)> <취수유량과 수위 관계(9지)> <취수유량과 수위 관계(10지)> 유량에 대한 수위 변화 미발생 원인(9지,10지) 유입유량이 많아 유입밸브 개도율을 축소하여 운영함에 따라 여과지 유입 전 위어 후단 수위가 높아 낙차가 거의 없이 일정한 유량이 유입되고 침전지로부터 유입되는 유량 변동량은 위어 후단의 낙차가 있는 타 여과지에 영향을 미침 <14개지> <2개지(9지,10지)> ㅇ 수온에 따른 수위 변화 - 저수온일수록 물의 밀도와 점성도가 높아 여과지내 통수능이 저하되므로 여과 초기 수위 뿐만 아니라 여과지속시간이 길어질수록 여름철 대비 겨울철 수위가 높게 나타남. <수온과 수위 관계(2지)> <수온과 수위 관계(5지)> 조사결과 3 : 여과지별 유입유량 측정 비교 분석 ㅇ 측정조건 및 방법 - 취수유량 일정 유지, 정수밸브 close, 계열 역세척 금지 상태에서 측정 - 여과지별 휴지상태에서 유입밸브 open하여 일정시간 수위 측정 → 지별 증가 체적을 소요시간으로 나누어 유량 계산 ※ 측정 세부 방법 및 여과지별 유입유량 조사 데이타는 붙임 1 참조. ㅇ 여과지별 유입유량 분석 결과 - 1계열 침전지로부터 1라인(1지~8지) 53.5%, 2라인(9지~16지) 46.5%로 라인별 유량 분배가 비교적 적정하게 유지되는 것으로 판단됨. - ********************************************************************************* - 지별 유량 차에 의해 **************************에 따라 여과 유출수의 수질 편차가 우려되고 운영관리 상 여과지별 여과성능 차가 발생하므로 유입유량 균등화 조치가 필요함. * - 평균 유량 대비 ±5% 범위인 6개지 외 과？부족 10개지 유량 조정 필요 판단기준 (자체) ***** ** ** ** ***** ******** ********* ******* ***************** ********* 대상지 ****** ********** ********* ********** *********** ******* 결론 및 향후 계획 ㅇ 여과지 수위에 따른 손실수두 분석과 유입유량 측정 실험 결과 ****************************************** ㅇ 조사된 1계열 여과지 유입유량 균등화 시범 추진 후 제1정수장 전체 계열 여과지로 확대 시행 예정. 여과지 유입유량 균등화 시범 추진 계획 ㅇ 기 간 : 2023. 10. ~ 11.(예정) ㅇ 대 상 : 제1정수장 1계열 여과지 ㅇ 참 여 자 : 정수과 사무실(***), 실험실(*******), 제어실(*******) ㅇ 추진방법 : 유입밸브 개도율 조정에 따른 지별 유량 편차 해소 - 우선순위 선정 : 1라인 → 2라인, 과유량 여과지부터 조정 - 유입밸브 개도율 조정에 따른 유량 테스트 반복 시행 후 다음 여과지 동일 방법 순차 시행 ※ 밸브 개도율 조정으로 미해결 시 위어(Weir) 조정 방법 강구 붙임 1. 1계열 여과지 유입유량 측정 실험 데이타 1부. 2. 1계열 여과지별 수위 분석 데이타 1부(별첨) 끝. 붙임 1. 1계열 여과지 유입유량 측정 실험 데이타 ㅇ 실 험 일 : 2023. 8. 31.(목) ㅇ 실험조건 - 취수펌프 가동대수 일정 유지(1,2계열 취수유량 : 16,830~17,570 m3/h) - 1계열 여과지 역세척 금지 - 가정조건 : 퇴수밸브 및 방수(드레인) 밸브 누수 없음. ㅇ 실험방법 - 여과지별 순차적으로 상승 수위까지 걸리는 시간 측정 - 절차 : 휴지(모든 v/v close) → 퇴수 v/v open → 트로프 높이 수위 유지 → 퇴수 v/v close → 유입밸브 open → 물 유입 정상상태에서 1차 수위 기록 및 타이머 start → 1차 수위보다 0.3m 수위 상승까지 시간 기록 → 유입밸브 close(실험 종료) → 정상여과 개시 - 유량계산 유량 = (상승 수위×여과지 표면적 ？ 상승 수위까지의 유입개수로 단면적×여과지 장방향 길이×유입개수로 수) ÷ 상승 수위까지 소요시간 = (0.3 × 9.45 × 16.75 ？ 0.12 × 0.3 × 16.75 ×2) ÷ 소요시간 = 46.28 m3 ÷ 소요시간(h) ㅇ 실험데이타 구분 수위(m) 소요 시간(초) 유량 (m3/h) 구분 수위(m) 소요 시간(초) 유량 (m3/h) 시작 종료 시작 종료 1지 0.72 1.02 248 672 9지 0.59 0.89 288 579 2지 0.71 1.01 207 805 10지 0.64 0.94 211 790 3지 0.60 0.90 239 697 11지 0.63 0.93 320 521 4지 0.60 0.90 253 659 12지 0.64 0.94 348 479 5지 0.60 0.90 291 573 13지 0.64 0.94 281 593 6지 0.63 0.93 276 604 14지 0.64 0.94 290 575 7지 0.60 0.90 273 610 15지 0.64 0.94 351 475 8지 0.60 0.90 382 436 16지 0.64 0.94 438 380 ？ 1라인(1지~8지) 유량 : 5,055 m3/h (53.5%), 2라인(9지~16지) 유량 : 4,390 m3/h (46.5%) ？ 측정실험 동안의 1,2계열 취수유량과 회수유량을 합산한 유량과 비교시 +5.3% 오차 발생

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정수과-10174

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