특집 Ⅱ. 제37회 2022년 하반기 물종합기술연찬회

 

울산광역시(상수도사업본부)·청주시(상수도사업본부)·정선군(상하수도사업소), 

업무개선 및 상·하수도 분야 최우수상

삼영기술㈜(우수기술 실용화 분야)·주식회사셈즈(신기술 실용화 분야), 환경부장관상 수상

 

2022년 하반기 물종합기술연찬회

 ‘물관리 우수사례 및 우수기술 실용화 발표대회’서 시상

 

[우수사례] ‘물관리 우수사례 및 우수기술 실용화 발표대회’ 최우수상 사례 소개

 

 

‘물관리 우수사례 및 우수기술 실용화 발표대회’ 분야별 최우수상(환경부장관상) 수상자들이 시상식 후 시상자인 김정환 환경부 원주지방환경청장(왼쪽 네 번째) 및 동료들과 기념촬영을 하고 있다.

 

지난 9월 29일 정선 하이원리조트 그랜드호텔 컨벤션홀에서 개최된 ‘2022년 하반기 물종합기술연찬회’에서 ‘물관리 우수사례 및 우수기술 실용화 발표대회’ 최우수상 시상식이 열렸다.

‘물관리 우수사례 및 우수기술 실용화 발표대회’에서는 △엄점용 울산광역시 상수도사업본부 천상정수사업소 전문관(업무개선사례 분야) △최혜진 청주시 상수도사업본부 시설과 주무관(상수도 분야) △전찬영 정선군 상하수도사업소 주무관(하수도 분야) △정형채 삼영기술㈜ 기업부설 연구소 부장(우수기술 실용화 분야) △전해복 주식회사 셈즈 대표(신기술 실용화 분야)가 분야별 최우수상 수상자로 선정되어 환경부장관상을 수상했다.

이날 5개 분야에서 최우수상을 받은 각 기업·기관의 우수사례를 소개한다. 

 

정수약품 자동화관리 시스템 구축…경영성과 제고

업무개선사례 분야 최우수상으로 선정된 울산광역시 상수도사업본부 엄점용 전문관이 김정환 환경부 원주지방환경청장으로부터 상장을 수여 받고 있다.

 

■업무개선사례 분야 최우수상 울산광역시는 정수약품 자동화관리 시스템을 구축하기 위해 노력했다. 그 결과, 급변하는 원수조건 변화에 실시간으로 반응해 응집제 주입량을 최적 제어하는 시스템을 개발했다. 이 시스템은 응집 플럭스 분석값을 적용해 기존 응집 시험(jar-test)을 통해 주입하던 응집제 주입량을 2.3〜8.3% 절감한 운전 조건에서도 이전과 동일한 수처리 효율을 보여, 정수약품 4천만 원을 절감해 경영성과에 기여했으며, 슬러지 처리량도 감소시켰다. 특히, 장마, 태풍 등으로 인해 고탁도 원수가 유입돼도 기존 응집 시험 방식의 한계점을 극복해 우수하게 대응할 수 있으며, 우수한 응집제 주입량 관리와 효과적인 자동제어가 가능하다.

또한 울산시는 정수약품의 과량·과소 주입 여부를 실시간으로 확인할 수 있는 응집 플럭스 크기값 측정·검증 프로그램을 구축, 실공정에 실용화해 약품을 안정적으로 정량 주입하는 성과를 올렸으며, 자연낙차식 정수약품 투입 및 혼화설비를 구축해 혼화대 8대 미가동으로 연간 전력비용 원가 절감에 기여했다.

아울러 울산시는 수돗물 소독제(차아염소산 나트륨) 발생설비 개선 및 소독제 품질향상을 위해 울산 천상정수장에 국내 대형 정수장 최초로 소독약품을 자체 생산하는 현장제조염소 시설을 구축, 운영 중이다. 이 시설은 기존 차아염소산 나트륨 2종을 1종 수준으로 향상시키기 위해 수소가스 배출장치, 염수 냉각 시스템 및 슬러그 제거 장치를 구축해 소독제의 품질향상 및 경영성과를 제고했다.

정수장 내 깔따구 등 소형생물 관리 철저

울산시는 수돗물 내 소형생물 출현으로 인한 수용가의 불안을 해소하고 안전한 수돗물을 공급하기 위해 연구를 진행했다. 실제 현장조사와 실험을 통한 개선방안을 즉시 정수장에 적용해 얻은 결과와 연구를 통해 향후 추진방향을 도출해 현장에 적용했다. 또한 환경부에서 시달한 깔따구 대응 지침에 대해 실효성 검증, 안전성 등의 내용에 대해 연구를 추진, 보완했으며, 실제 현장에서 적용할 수 있는 방안을 정수공정에서의 예방관리, 소형생물 발생 시 정수공정 대응관리 두 분야로 나눠 대응방안을 마련했다.

울산시는 정수장에서 깔따구 등 소형생물 예방관리에도 최선을 다하고 있다. 깔따구 등 소형생물 유충이 먹이활동을 시작하는 4〜5월에 깔따구 대비 전오존 주입량을 강화(평상시 0.8〜1.5㎎/L에서 단계적으로 2㎎/L까지)해 깔따구를 예방하고 있다. 응집·침전 공정에서는 수조 수면의 철저한 소독과 청소가 필요해 울산시는 수온이 20℃ 이상인 고온기에는 여과지, 흡착지 역세척 주기 단축과 여과사층을 200〜300㎎/L 농도로 소독, 관리하고 있으며, 6〜9월에는 매월 1회 24시간씩 소독하고 있다. 또한 천상정수장에서 수돗물 위생과 안전성 확보를 위해 정수지 유입구에 100메시(mesh) 정밀 여과망을 시공해 깔따구 등 소형생물을 완벽하게 처리하고 있으며, 시민에게 깨끗하고 안전한 수돗물을 공급하고 탁수 및 소형생물 발생 등 수돗물 사고 대비 및 위생관리, 안전관리를 강화하기 위해 식품안전경영 ISO22000(식품안전경영시스템) 인증을 취득했다. 

아울러 울산시는 전국 최초로 위생관리 강화를 위해 ‘자기질 압착 타일 공법’을 정수지 내부(벽체)에 시공했다. 국내 수돗물 이물질(녹물, 유충 등) 발생사고, 상수도 시설 20년 이상 노후시설에 대한 수처리 한계, 먹는물 수질기준 강화 등 보다 위생적이고 영구적인 정수시설 구축 필요성이 높아지고 있어 천상정수장은 정수지 등 수돗물 보관용 물탱크에 영구적인고 위생적인 ‘자기질 압착 타일 공법’을 적용해 국내 최고의 수돗물 보관 기능이 확보된 정수 탱크를 구축·운영하고 있다.

 

지방상수도 현대화사업 사업비 467억2천800만원 확보

상수도 분야 최우수상 수상자로 선정된 청주시 상수도사업본부 최혜진 주무관의 수상 모습. 

■ 상수도 분야 최우수상 청주시는 시민에게 안전한 수돗물을 공급하기 위해 수돗물 공급과정에 ICT(정보통신기술)를 접목한 통합운영체계를 구축하는 등 상수도 관망관리 및 누수관리에 총력을 다하고 있다. 

청주시는 2019년 지방상수도 현대화사업에 선정되어 467억2천800만 원의 사업비를 확보, 노후상수관망 정비로 유수율 제고 및 녹물발생 예방 등 안전한 수돗물 공급을 위해 노력하고 있다.

청주시는 2024년까지 블록시스템 중블록 28개 구축 및 노후관로 27㎞ 정비를 목표로 지방상수도 현대화사업을 추진해 왔으며, 특히 이월예산 소진 및 신속집행을 위해 환경부와 협의를 통해 우선 시공분 7개 중블록에 대해 승인을 받아 설계를 추진하고 있다. 사업을 통해 블록별 누수탐사, 유수율 확인, 수량관리가 가능한 블록시스템의 도입으로 수도사업의 선순환 구조를 구축하고 누수저감을 통한 안정적인 수돗물 공급에 기여했다.

또한 청주시는 인천 붉은 수돗물 사태 이후 환경부에서 근본적인 대책의 일환으로 추진된 스마트 관망관리 인프라 구축사업에 2019년에 선정되어 국비 140억 원을 지원 받아 실시간 수압계 등 10종 및 운영시스템 구축 1〜3단계 사업을 추진, 올해 준공 완료했다. 

청주시는 이 사업을 통해 관망 수질 변화를 통합관제시스템과 연계한 수질감시 체계를 구축하고, 실시간 감시를 통해 수질 이상 시 조기대응 및 사고 대응 골든타임을 확보했으며, 오염물질 수시 제거로 수질사고 예방 및 수돗물 신뢰도 제고에 기여했다.

아울러 지방상수도 현대화사업 및 스마트 관망관리 인프라 구축사업 과정에서 설계·사업 추진을 위해 야간 및 공휴일에 공사를 진행했으며 민원 발생 시 즉각 현장 방문을 통해 민원을 확인하고 주민의 불편사항을 처리하는 등 주민 불편을 최소화하는 민원해소, 주민서비스 향상에 기여했다.

상수도 소외지역 해소 위해 급수구역 확대…38억원 투입

또한 청주시는 재난 발생 시 신속한 대응 및 안전한 상수도시설 관리에도 철저를 기하고 있다. 청주시는 안전한 상수도시설을 위해 매뉴얼을 자체점검 및 정비하는 등 재난·위기 발생 시 신속하게 대응하고 조치할 수 있는 관리를 추진하고 있다. 

청주지역은 2015년부터 2018년까지 총 174건의 지반침하가 발생했으며, 지반침하의 원인은 하수도관 손상 96.5%, 상수도관 손상 2.3%로 나타났다. 이에 청주시는 관련 법령에 따라 지하시설물 안전점검을 추진해 지반침하의 육안조사 및 탐사를 통한 시설물 주변 지반에 대한 안전 관리 실태 점검 용역을 추진했으며, △지하안전관리계획 수립 △지하시설물관리자의 안전관리 △지하안전위원회 구성·운영 △지하안전관리 전담인력 확충 △지하안전점검 및 가이드라인 제시 등 5대 중점관리계획을 수립했다.

아울러 청주시는 시민들에게 깨끗하고 안정적인 수돗물을 소외되는 지역 없이 모든 시민에게 공급하기 위해 2022년 급수구역 확대사업을 추진하고 있다. 청주시는 올해 내수읍(세교리)·오창읍(양지리)·옥산면(남촌리, 국사·소로리)·가덕면(한계리)·북이면(석성리)·남이면(문동리)·용담동·용암동·지북동 10개소에 사업비 38억 원을 투입해 총 13.6㎞의 상수관로를 매설하는 급수구역 확대사업을 10월 말 준공 목표로 추진하고 있다. 이를 위해 올해 1월부터 현지조사와 주민의견을 수렴하고 사업계획에 반영해 3월 말 실시설계를 완료했다.

 

하수도 확충·정비 등 군민 생활환경 개선 위해 총력

하수도 분야 최우수상으로 선정된 정선군 상하수도사업소 전찬영 주무관의 수상 모습.

 

■ 하수도 분야 최우수상 정선군은 군민의 생활환경을 개선하고 공공수역을 보전 및 도시침수를 예방하기 위해 노후된 하수도시설의 체계적 확충·정비 및 하수도 인프라를 확대하는 등 하수관로 정비사업에 힘을 쏟고 있다. 

하수관로는 단순히 관을 매설하는 공사를 넘어 불명수 유입, 동절기 관로 결빙 등 하수처리시설로 유입되는 하수량과 밀접한 연관이 있어 하수의 적정처리를 위해 매우 중요하다. 따라서 하수관로 매설 시 주변환경 및 향후 유지관리 측면을 고려한 하수관로 시공관리가 요구되며 이러한 시공관리의 중요성에 대한 이해와 정서가 널리 확산될 수 있도록 지속적인 고민이 필요하다.

이에 정선군은 하수관로를 효율적으로 유지관리하기 위해 하수관로 시공 시 옥외 배수관과 오수관을 분리 시공하는 등 불명수 유입을 방지했으며, △기존 지하시설물 횡단 시 관로 사이 토피 고려 △하수 유량이 적은 관 구배 추가 확보 및 보온관 적용 △맨홀펌프·자가오수펌프 압송관 동결심도 확보 또는 보온재 적용 등을 통해 동절기 관로 결빙을 방지했다. 이를 통해 정선군 하수도 보급률을 높이는 등 쾌적한 생활환경 조성 및 물환경 개선에 일조했다. 또한 기피시설로 생각할 수 있는 하수시설을 주민설명회 등을 통해 지역주민과의 소통과 대화로 인식 전환을 유도하여 친환경·주민친화적 시설로 자리잡을 수 있도록 기여했다.

재이용수 확보해 안정적 물공급망 구축

또한 정선군은 체계적인 하수도 시설관리에 최선을 다하고 있다. 정선군은 2014년 4월 정선군 하수도정비 기본계획 수립 이후 각종 개발사업으로 지형변화 및 이상기후에 대비하고 노후시설, 수질보전 등을 반영한 하수도시설의 체계적인 관리 및 확충을 위해 정선군 하수도정비 기본계획 변경을 2019년부터 추진했다. 

2020년 1월 정선군 하수도정비 기본계획 변경 수립용역 계약심사 및 동년 2월 계약 심의를 거쳐 2020년 5월 정선군 하수도정비 기본계획 변경 수립용역에 착수했다. 또한 지난 3월에는 총사업비 4억7천600만 원을 투입해 9개 읍·면 하수처리구역 129㎞를 대상으로 오는 10월 완료 목표로 공공하수관로 기술진단 용역을 추진하고 있다.

이를 통해 단계별 투자계획, 효과적인 시설확충 계획을 수립해 군민의 주거생활환경을 개선하고 기상이변으로 인한 국지성 호우 대응 침수피해 방지, 수질기준 확보와 물환경 개선, 하수도의 다목적 이용 등 정선군 물순환시스템 구축의 기틀을 마련했다.

아울러 정선군은 지역간 수자원 불균형 기후변화에 따른 가뭄 등 날이 갈수록 악화되고 있는 물공급 여건에 대응하기 위한 재이용수 확보 및 효율적인 관리를 위해 노력하고 있다. 정선군은 재이용수 활용방안을 모색하기 위해 물재이용 관리계획을 수립했으며, 정선군 내 빗물이용시설 4개소, 중수도시설 6개소에 대한 지속적인 지도·점검을 통해 수자원의 활용 효율성을 극대화 시켰으며 장래 안정적인 물공급망을 확보했다. 

 

스마트 밸브실 제품 개발 및 상용화에 기여

 

실시간 상수도 수질감시 및 오염수 차단이 가능한 스마트 밸브실’ 발표로 우수기술 실용화 분야 최우수상으로 선정된 삼영기술㈜ 정형채 부장의 환경장관상 수상 모습. 

■ 우수기술 실용화 분야 최우수상 삼영기술㈜은 복합패널 밸브실 및 기존 관 폐쇄 개발제조 전문기업으로, ‘최고의 품질과 고객으로부터 신뢰받는 회사’라는 창업 슬로건 아래 2007년 설립됐다. 삼영기술㈜은 기존 밸브실의 단점을 보완해 밸브실을 개선하는 데 주력하고 있다.

최근 붉은 수돗물, 깔따구 유충 등 연이어 발생한 수돗물 사고를 예방하기 위해 환경부가 스마트 상수도 관리체계를 본격적으로 시행하고 있는 상황에서 삼영기술㈜은 수돗물 신뢰도 제고에 일조하기 위해 스마트 상수도 관리체계의 핵심 기자재인 자동 드레인 시스템이 구비된 스마트 밸브실 개발을 2020년부터 추진, 오염된 수돗물은 자동으로 방류하고 깨끗한 수돗물만 수용가로 공급할 수 있는 ‘실시간 상수도 수질 감시 및 오염수 차단이 가능한 스마트 밸브실’을 개발 및 상용화했다. 

삼영기술㈜의 스마트 밸브실은 △자동배수설비가 구비된 일체형 절연밸브실 △다항목 수질분석기와 자동제어장치가 설치된 수질계측부로 구성됐다. 또한 ‘스마트밸브실’은 내면 에폭시 또는 폴리우레아 코팅, 외면 개량아스팔트 방수시트 코팅으로 뛰어난 내부식성을 자랑하며, 밸브실 벽체의 2중 구조로 결로현상을 개선했다. 특히, 내·외면 일체형 구조로 탁월한 방수효과와 우수한 토사 밀착력으로 진동 및 침하 방지 효과를 갖으며, 시공이 간편해 시가지 공사 시 교통혼잡을 최소화할 수 있고, 단수 시간을 최소화 할 수 있다. 

삼영기술㈜의 스마트 밸브실은 국가물산업클러스터에 시제품을 설치해 성능 확인을 마쳤으며, 지난 3월에는 한국환경공단 물기술 능동형 디지털화 지원사업에 선정, 4월에는 조달청으로부터 2022년 제1차 혁신시제품으로 지정 받았다. 

스마트 밸브실, 빅데이터 도입해 오류 여부 판단

삼영기술㈜의 스마트밸브실은 실시간 수돗물 감시를 통해 오염된 수돗물 유입 즉시 차단 및 공급 제어해 깨끗한 물을 가정에 공급하는 장치로, 탄성절연체와 절연플랜지를 활용해 상수도 배관의 방식전류 누전이 없는 완벽한 절연체로 구성됐으며, 먹는물 수질기준 범위 내에서 수돗물의 정상 수질관리 범위를 설정하고, 관리 범위 초과 시 인공지능으로 드레인 밸브의 개도율을 자동으로 조절, 수돗물의 수질을 최적으로 유지할 수 있다.

특히, 삼영기술㈜의 스마트 밸브실은 수질, 측정횟수, 측정시간을 DB화하는 등 빅데이터를 도입했다. 이를 통해 일시적인 오염도 증가와 단순 계측기 오류 발생 시 과거 측정·저장값을 실시간으로 비교·분석, 일정기간 동안 과거 측정값 대비 현재 측정값의 허용범위가 초과된 측정값 발생 건수에 대비해 일시적인 오염도 증가 또는 단순 계측기 오류 여부를 판단해 깨끗한 수돗물 낭비를 방지했다. 

기존 자동배수설비는 관 상단 또는 중단에서 오염수를 배출시켜 관 하단에 탁도 유발물질인 입자성 오염물질이 누적되는 한계가 있다. 반면, 스마트 밸브실은 관 하단에서 오염수를 배출시켜 입자성 물질의 배출이 용이하도록 개선해 이 문제를 해결했다.

 

친환경 맥동류 이용 관로 세척공법 특허 획득

 

 신기술 실용화 분야 최우수상 수상자인 주식회사 셈즈 전해복 대표의 수상 모습. 전해복 대표는 ‘친환경 맥동류(Jet Air+Water)를 이용한 관로세척공법 개발 및 적용사례’를 발표하여 환경부장관상을 받게 됐다.

 

■ 신기술 실용화 분야 최우수상 2019년 5월 인천 서구 등지에서 발생한 붉은 수돗물 사태로 인해 상수도 관망시설 관리의 중요성이 대두됐다. 이에 환경부는 붉은 수돗물 사태로 떨어진 국민의 수돗물 신뢰도를 향상시키기 위해 △수도시설의 현대화 △관리운영의 고도화 △사고대응의 체계화 △국민소통 확대 등 4대 전략을 담은 ‘수돗물안전관리 종합대책’을 발표했으며, 지난해 2월에는 송·배수관로의 관 세척 의무화를 골자로 하는 ‘상수도 관망시설 유지관리업무 세부기준(환경부고시제2021-43호)’을 제정·시행, 같은 해 9월에는 수도사업자가 상수관로를 합리적으로 운영·관리해 수돗물의 안정적 공급에 도움을 주기 위한 ‘상수도관망시설 유지관리업무 가이드라인’을 발간했다. 특히, 관은 매설되면 오랜 기간 교체하기 어렵고 지방회계를 사용하는 지자체 재정 여건 상 관로 교체가 어려워 노후관로 관리 방법으로 관 세척이 떠오르고 있다.

이에 주식회사 셈즈는 친환경 맥동류(Jet Air+Water)를 이용한 관로 세척 특허공법인 ‘관로세척장치 및 이를 포함하는 적수저감 시스템’을 개발에 성공, 실용화했다. 이 공법은 세척 구간에 맥동류 압축공기를 제트 노즐(Jet Nozzle)을 통해 분사하여 배관 내 흐르는 물과 공기의 압력에 의해 형성된 에어피그(air pig)가 관 내벽과 불규칙 수격 서징(surging) 발생장치를 통해 에어포켓(air pocket)이 충돌하면서 관내에 쌓여있는 각종 이물질이나 수도관 벽에 부착된 스케일을 박리시켜 세척하는 공법으로 강관, 주철관, PVC관 등 D25㎜〜D600㎜ 관로에 적용할 수 있다.

공기주입 세척 방식으로 관 내부 손상 없어

이 공법은 다목적 새들 점검구를 맨홀 내부에 설치하여 시공이 간단하고 단수를 최소화할 수 있으며, 내시경을 이용하여 수질·수압·누수탐사를 지원, 지속적인 관망 유지관리가 가능하다는 점이 특징이다. 특히, 맥동류 제트 노즐을 분사, 공기를 이용하여 관 세척을 하는 관계로 관 내부에 상처가 없으며, 간헐 및 지속적인 수충격 파동을 통해 배수관 내부에 미생물로 인해 생긴 끈적끈적한 물질(슬라임)이나 녹을 제거할 수 있다.

또한 역세척을 4회 시행하여 역 수충격으로 탁수 2〜7배 증가 및 관로 내 슬라임 등 탈리량도 많아져 세척 효율이 현격히 증가하는 것은 물론 이동형 적수 저감장치를 사용, 연속적으로 적수를 제거하므로 세척수를 0.5NTU 이하로 낮추거나 잔류염소를 제거하여 친환경인 세척수를 방류한다. 이와 함께 부단수 새들을 이용한 맨홀 내 세척 점검구를 설치, 내시경·수압·수질검사·세척 등 공정을 단순화하여 단수 없이 세척이 가능하며, 맨홀 내부에 새들 다용도 세척 점검구만을 설치해 토목공사를 대폭으로 감소하여 예산을 절감할 수 있다.

주식회사 셈즈는 지난해 9월 2일 인천시 상수도사업본부가 주최한 ‘관 세척 특허공법 현장 시연경진대회’에 출전하여 우수한 성적으로 시범공사에 선정, 관 세척 사업을 진행하고 있다. 같은해 11월에는 용인시 ‘스마트 관망관리 인프라 구축사업 관 세척 우선심사 선정기업’으로 선정되어 기술 입증을 위한 시범사업도 완료했다.

 

[『워터저널』 2022년 10월호에 게재]