[2012. 02. 22 / 원문은 파일첨부 참조]

 

서울 탄천물재생센터를 운영하고 있는 ㈜탄천환경(사장 이항구)은 수질원격감시 시스템(수질TMS) 측정자료를 활용해 하수처리 공정을 개선하고 운영관리의 편의성을 높였다. 수질TMS는 공공하수처리장, 폐수종말처리장, 폐수배출사업장 등의 방류수질을 실시간으로 측정해 조회·관리하는 시스템이다. ㈜탄천환경은 이러한 수질TMS 측정자료를 활용함으로써 △시설·공정개선 △약품비·전력비 절감 △배출 및 방지시설 피드백 제어 실시 △운영관리 편의성 증대 등의 효과를 거뒀다고 밝혔다. 이에 지난 7월에는 환경부와 한국환경공단이 주최한 ‘전국 수질원격감시 시스템 우수운영사례 공모전’에서 수질TMS 활용성 분야 최우수사례로 선정돼, 환경부장관상을 수상했다. 현재 서울특별시 강남구 일원동에 위치한 탄천물재생센터는 4개 구와 2개 시의 하수를 처리하고 있다. 방류수질은 2010년 기준 생화학적산소요구량(BOD) 7.5㎎/L, 화학적산소요구량(COD) 11.0㎎/L, 부유물질(SS) 3.5㎎/L, 총질소(T-N) 15.762㎎/L, 총인(T-P) 1.098㎎/L, 대장균군수 765개로 수질기준을 충족하고 있으며, 내년 1월 고도처리공사 준공 후 더욱 저감될 것으로 예상된다. 본지는 ㈜탄천환경의 ‘수질TMS 우수운영사례’를 소개한다.     ▲ 서울 탄천물재생센터는 수질원격감시 시스템(수질TMS) 측정자료를 활용해 하수처리 공정을 개선하여 약품비·전력비 절감, 운영관리 편의성 증대 등의 효과를 거두고 있다.

운영비·전력비 등 비용 절감
탄천물재생센터는 수질TMS 측정자료를 활용, 공정개선을 통해 하수처리비용을 절감했다. 전 공정의 수질을 파악하기 위해 매일 1회씩 수분석을 측정하고, 이때 방류수 수질은 TMS 측정값으로 기록해 하수처리장의 공정업무에 적극 활용했다. 이에 따라 자체 수분석 주기 조정 및 약품투입량 감소로 경제적 효과를 얻을 수 있었으며 방류수 측정값을 활용해 업무부하를 감소시켰다.

또한, 수질TMS 자료를 분석해 응집약품 투입량 및 케이크 발생량을 감소시켜 하수처리 비용을 절감했다. 탄천물재생센터의 고도처리방법은 MLE(Modified Ludzack Ettinger) 공법으로, 생물학적으로 질소를 제거하고 약품을 사용해 인을 제거하는 방식이다.

그러나 인을 제거할 때, 총인(T-P) 농도를 방류수 수질기준 이내로 유지하기 위해서는 과다한 약품처리비용과 케이크 발생량 증가가 예상돼, 적절한 약품 투입량을 결정하기 위해 수질TMS 관제시스템의 자료를 활용했다.

유입유량 및 송풍량 변동 등의 공정운영 변화에 따른 T-P 측정값 추이를 파악해, 수질TMS T-P 측정값을 약품투입시설에 연동시켜 증감에 따라 약품이 간헐적으로 투입되도록 운영했다.

㈜탄천환경은 이러한 방식으로 시설을 운영할 경우 응집약품 투입 최소화로 전체 약품비용의 약 10%인 4억6천만 원을 절감할 수 있으며 케이크 발생량 또한 줄일 수 있을 것으로 예상한다고 밝혔다.

또한, 송풍기 운전 프로그램의 운영으로 전력비를 절감했다. 이는 수질TMS와 송풍기 운전 프로그램을 연동시켜 수질기준 이내의 지나친 농도 감소로 인한 송풍량 증가를 억제해 전력비를 절감한 것이다.

 

 

수질TMS 측정자료 활용 공정개선
탄천물재생센터는 수질TMS 측정자료를 공정 개선에도 활용했다. 지난 2008년 TMS 자료를 분석한 결과, SS 농도를 안정적으로 관리하기 위해서 고도처리 공사 시 3차 처리시설로 MDF 여과장치가 필요하다는 결론이 도출됐다. 이에 MDF 여과장치를 설치함으로써 수질을 보다 안정적으로 유지할 수 있었다.

수질TMS T-P 측정값은 지난해 7월부터 올해 2월까지 진행된 탄천물재생센터 약품투입시설 운영 및 T-P 방류수 수질 기준강화에 따른 현장 실증실험 보고서의 기초 산출자료로도 활용돼, 시설개선의 기준이 됐다. 

탄천물재생센터는 수질TMS T-P 측정값을 활용해 하루평균 방류수 T-P 목표수질 0.35㎎/L 달성을 위한 약품 주입률 및 경제성을 검토했으며 약품투입방식 비교 검토, 안정적인 방류수 T-P 수질기준 준수를 위한 추가방안 등을 검토했다.

수질TMS 측정자료는 하수처리 공정개선을 위한 연구개발 자료로도 활용됐다. 탄천물재생센터는 2011년 하수처리 공정개선을 위한 연구개발 계획으로 ‘방류수 T-P 농도 저감을 위한 운영방법 연구’ [관련기사 2011년 10월호 참조]에 TMS 측정자료를 활용했다. 이로써 방류수 TP 저감 운영방안과 약품투입을 병행해 인방출을 최소화했다.
 
SS·T-N·T-P 농도변화시 즉시 대처
수질TMS 측정값을 토대로 제1, 2차 처리장 방류수 T-P값, 반송슬러지 변화에 따른 방류수 T-P값, 유입유량 변화에 따른 방류수 T-P값, 유입유량과 반송슬러지 동시 변화에 따른 방류수 T-P값, 송풍량 변화에 따른 방류수 T-P값 등을 비교해 공정개선에 활용했다. 

또한, 최종침전지의 체류시간 증가시간대 및 주말 처리수 인(P) 방출로 인한 방류수 T-P 농도의 상승에 대한 대처방안 모색에도 TMS 측정값이 활용됐다. 현재는 이러한 자료를 활용해, 비상시 2차 처리수에 응집약품을 추가 투입하는 설비를 구축하는 등 시설개선 방안을 모색하고 있다.

탄천물재생센터는 고도처리공사에 포함된 MLDO, 암모니아성 질소측정기와 자체 개발한‘송풍기운전 프로그램’을 연계시켜 방류수 수질을 안정 적으로 유지하고 있다.

송풍기운전 프로그램은 수질TMS와 연동시켜 방류수 총질소(T-N) 농도 운영범위를 설정해 적정 송풍량을 제어하는 것으로 수질TMS 측정자료는 안정적 수질 유지의 기초자료가 되고 있다.

수질TMS 측정 결과를 활용해 배출 및 방지시설 피드백 제어도 가능해졌다. 실시간으로 수질TMS를 모니터링해 SS, T-N, T-P농도 증가시 수처리, 오니처리 공정파악 및 변경으로 즉시 대처가 가능해 방류수질을 안정적으로 유지할 수 있다.

하·폐수처리 자동화 시스템 개선
사업장 하·폐수 처리공정 자동화 시스템 개선에도 수질TMS 측정자료를 활용했다. 수질TMS T-P측정값과 약품투입 설비를 연동시켜 방류수 T-P농도가 1.5㎎/L 이상일 경우 약품이 자동으로 투입되고, 1.2㎎/L이하로 감소할 경우 약품투입이 정지되도록 설정해(설정변경 가능) 하수처리 자동화 설비에 적용, 효율적인 야간·공휴일 운영관리가 가능해졌다.

2009년 자체 개발한 특허 수처리방법인 ‘미생물상 데이터화에 의한 수처리방법’과 ‘고도처리 MLE공법’을 접목해 수질TMS 측정자료를 기초자료로 활용해 송풍기 운전 메뉴얼 도출 및 ‘송풍기 운전 프로그램’을 구축했다. 이로써 수질TMS 관제 시스템과 별도로 수질TMS 측정값 및 상태정보 상황을 파악해 운영이 가능해졌다.

세부적으로 수질TMS 항목별 5분 자료 기준으로 방류수질 기준이 주의보 및 경보일 경우 TMS 담당자 및 각 현장에 SMS문자가 발송되도록 설비를 완료했으며 동작불량, 통신불량 등 상태정보 이상일 경우에도 SMS문자가 발송된다. 또한, 수질TMS T-N농도 운영범위를 설정해 송풍량 증감조절이 탄력적으로 가능하도록 시스템을 구축했다.

수질TMS 유지관리에 만전

▲ 타 하수처리장 관계자들이 탄천물재생센터를 방문. 수질TMS 측정실을 견학하고 있다.

탄천물재생센터는 수질TMS 유지관리에도 만전을 기하고 있다. 지난해부터 수질TMS 유지관리비 약 5천만 원을 책정해 측정기기 유지관리 용역, 소모품 및 환경측정기기 정도검사를 실시하고 있다.

또한, 당직근무제를 통해 제조업체로부터 수질TMS 담당자 및 당직자 대상으로 측정기 교육을 실시해 담당자가 사유서관리기준을 숙지하도록 했으며 당직자가 하루 3회 점검을 실시해 측정기기 이상 발생시 즉시 점검하고 있다. 따라서, 측정기 고장 시 신속한 조치가 가능해 고장으로 인한 개선계획 건수를 최소화하고, 개선완료 조치시간을 최대한 단축했다.

이 밖에 「환경분야 시험·검사 등에 관한 법률」 제11조 및 같은 법 시행규칙 제7조에 의거 측정기기를 사용하는 자는 주기적으로 정도검사를 받아야 하므로 사전에 미리 예약해 적기에 정도검사를 받을 수 있도록 했다.

현재 유지관리업체가 2주에 1회씩 방문해 측정기 시약교체시 교정을 하고 있으며, 측정값의 정확성을 위해 수실험 실시 및 주기적으로 표준용액을 활용, 측정해 관리하고 있다. 탄천물재생센터에서는 매일 방류수를 채수해 측정값과 실험값을 비교·보정함으로써 측정값의 신뢰도를 높이고 있으며 측정장비별로 내역 및 수리사항을 관리하기 위한 대장을 만들어 기록하고 있다.
 

 

▲ 탄천물재생센터 직원이 견학자들에게 수질TMS 측정자료를 활용한 유지관리에 대해 설명하고 있다.

이 밖에, 수질TMS 측정값은 수질에 대한 민원 발생 시 객관적으로 대표되는 Data로써 시민들에게 수질을 확인시킬 수 있는 근거 자료가 되고 있다. 

특히, 탄천물재생센터에서 공정운영을 위해 연구·시험하고 있는 ‘방류수 T-P저감을 위한 운영방안’ 과 ‘약품실증시험 보고서’의 Data로 수질TMS T-P측정값을 사용해 다양한 방법으로 분석할 수 있는 기초자료로도 활용되고 있으며, 고도처리공사 성능확인 평가기준으로 TMS 측정값을 활용하고 있다. 또한 내·외국인 방문시 수질TMS 현황, 측정값 및 유지관리 방법 등의 설명을 통해 홍보에 활용하고 있다.