하수종말처리장 운전개선방식 우수사례집 - mewebbook.me.go.kr/DLi-File/F001/000/128544.pdf · 본 공법 적용결과 ('02. 9. 1～현재) 84.9 40.3 53.0 22.4 1.6

발간등록번호

11-1480000-000736-01

하수종말처리장

운전개선방식 우수사례집

2004. 12

환 경 부

환 경 관 리 공 단

발 간 사

양질의 상수원을 확보하기 위하여 4대강유역의

방류수 수질기준이 강화됨에 따라 하수처리시설에

고도처리시설을 설치하고 있는 현실입니다.

이러한 고도처리시설을 설치하는 과정에서 막대한

예산을 투자하는 시설개량방식(Retrofitting)보다는

아주 작은 아이디어로 최고의 운 효과를 나타내고

있는 운전방식개선(Renovation)에도 많은 관심이 쏟아지고 있습니다.

이에 따라 하수처리시설에서 소규모 비용으로 일부 시설을 개선

하여 강화된 방류수 수질기준을 준수하고 있는 운전개선방식 우수사

례를 모아 『하수처리장 운전개선방식 우수사례집』을 발간하게 되

었습니다.

이번 사례집은 더 효과적․능률적인 반짝이는 아이디어를 가지고

하수처리시설 운전방식을 변경하여 기대 이상의 효과를 얻고 있는 하수

처리장에서부터 아주 작은 부분을 개선하여 운 효율을 높이고 운

비용을 절감하는 하수처리장까지 다양하게 수록하 습니다.

아무쪼록 이번에 발간된 사례집이 하수처리장 운 효율 향상과

운 비용 절감을 위한 좋은 참고자료가 되기를 기대하며, 앞으로도

보다 더 효율적인 하수처리장 운 기술 개발․보급을 위해 더욱 노력

하겠습니다.

끝으로 어려운 현장여건에도 불구하고 열심히 일하고 계시는 모든

하수처리장 운 요원들께 박수를 보냅니다.

더 많은 관심과 협조를 부탁드립니다.

2004년 12월 일

상하수도국장

목 차

Ⅰ. 개 요 ……………………………………………………… 1

Ⅱ. 우수사례

1. 경기 박달하수종말처리시설 ……………………………………… 6

2. 경남 밀양하수종말처리시설 ……………………………………… 10

3. 경북 안동하수종말처리시설 ……………………………………… 14

4. 광주 광주하수종말처리시설 ……………………………………… 17

5. 충남 청양하수종말처리시설 ……………………………………… 24

6. 경기 양평거치리마을하수도 ……………………………………… 29

Ⅲ. 개선노력사례

1. 경기 부곡하수종말처리시설 ……………………………………… 37

2. 경기 여주하수종말처리시설 ……………………………………… 40

3. 경기 청평하수종말처리시설 ……………………………………… 42

4. 경북 의성하수종말처리시설 ……………………………………… 44

5. 대구 서부하수종말처리시설 ……………………………………… 49

6. 대구 지산하수종말처리시설 ……………………………………… 55

7. 부산 녹산하수종말처리시설 ……………………………………… 58

8. 서울 중랑하수종말처리시설 ……………………………………… 62

9. 전남 광 하수종말처리시설 ……………………………………… 75

10. 전남 보성하수종말처리시설 …………………………………… 77

- 1 -

Ⅰ. 개 요

- 2 -

1. 목 적

○ 전국에 운 중인 하수처리장을 대상으로 운전개선방식이나 소규모 비용

으로 일부시설을 개선하여 강화된 방류수 수질기준을 준수하고, 처리장

운 을 효율적으로 운 하고 있는 우수사례를 수집하여

○ 동 우수사례를 처리방식과 운전조건 등이 유사한 다른 하수처리장에 적용

하여 운 효율 향상을 위한 참고자료로 활용하기 위함

2. 우수사례 추천 하수처리장 : 16개소

시․군 시설명시설용량

(m3/일)처리방법

충남 청양하수종말처리시설 3,200 RBC(회전원판)

경북 안동하수종말처리시설 54,000 표준활성슬러지

전남 광 하수종말처리시설 5,500 표준활성슬러지

전남 보성하수종말처리시설 3,000 산화구

광주 광주하수종말처리시설 600,000 표준활성슬러지

경기 청평하수종말처리시설 6,200 표준활성슬러지

경기 여주하수종말처리시설 15,000 표준활성슬러지

경기 박달하수종말처리시설 150,000 표준활성슬러지

경기 양평거치리마을하수도 40 접촉산화

경남 밀양하수종말처리시설 4,000 MBP(산화구변법)

부산 녹산하수종말처리시설 160,000 MLE+화학처리

경북 의성하수종말처리시설 8,000 A2O

대구 지산하수종말처리시설 45,000 A2O

대구 서부하수종말처리시설 520,000 A2O

경기 부곡하수종말처리시설 10,000 DNR

서울 중랑하수종말처리시설 170,000 표준활성슬러지

- 4 -

3. 검토 및 현장조사일

○ 검토자 : 환경부, 환경관리공단(상하수도지원처)

○ 현장조사일 : 2004. 10. ～ 2004. 11.

4. 검토결과

○ 우수 사례

시설명 운전개선 주요내용

경기 박달 소화조 가온방식 및 시설개선

경남 밀양 침사지와 분배조를 무산소 및 혐기조로 활용

경북 안동 포기조 월류수에 PAC투입

광주 광주 최종침전지에 플럭부상방지 격막판 설치

충남 청양 RBC 후단에 PAC투입

경기 양평거치리 SOD 반응조 설치

○ 개선노력 사례

시설명 운전개선 주요내용

경기 부곡 생슬러지와 잉여슬러지를 구분하여 별도 농축조 운

경기 여주 농축조 슬러지 인발밸브 판넬에 타이머 설치

경기 청평 포기조에 키토산(유기원) 투입

경북 의성 생슬러지를 유기탄소원으로 이용

대구 서부 연계처리수(분뇨)를 농축조로 유입

대구 지산 유입펌프에 인버터 설치

부산 녹산 외부탄소원인 메탄올 대신 대체탄소원으로 RCS15 투입

서울 중랑 슬러지 처리시설 보완 및 수처리계통 유량분배조 수위조절

전남 광 포기방식 개선(기계식 표면 포기→산기관에 의한 전면포기식)

전남 보성 포기교반장치의 회전수 상승으로 무산소지역의 침전방지

- 5 -

Ⅱ. 우 수 사 례

- 6 -

1. 경기 안양박달하수종말처리시설

■ 일반 현황

○ 처리시설명(시설용량) : 박달하수처리장(15만톤/일)

○ 처리공법 : 표준활성슬러지법

○ 운전개선(Renovation) 적용시기 : 2001. 10. 19 ～ 현재까지

■ 운전개선(Renovation) 내용

○ 하수슬러지 처리공정 개선(소화조 직접가온방식→간접가온방식)으로 슬러지

발생량 최소화 및 메탄가스 발생량을 극대화하여 대체 에너지로 활용

○ 처리공정별(단계별) 운전개선내용

직접가온방식 간접가온방식

♠ 잉여 활성슬러지의 침전성 불량

♠ 직접가온 설비 효율 저하

♠ 소화 가스설비(보일러 등) 노후

♠ 침사 누적으로 소화조 용적 감소

♠ 생슬러지와 잉여슬러지의 분리 농축

원심농축기를 이용한 농축

♠ 열 교환기에 의한 간접가온

♠ 메탄가스 보일러 등 용량 증설 및 교체

♠ 소화조 내부 준설

소화조효율 증대 개선방안

■시설개선현황

개 선 전 개 선 후 사 유

♠ 스팀보일러(2대) ♠ 온수보일러(2대) ⇒ 가온 방식 변경

♠ 가스압축기(3대) ♠ 가스압축기(3대) ⇒ 가스 분사 압력 증가

♠ 가스홀더(2대) ⇒ 슬러지 교반(혼합)증대

♠ 스컴파쇄기(2대) ♠ 스컴파쇄기(2대) ⇒ 깊이 및 가스 투입량 조절

♠ 원심농축기(1대) ⇒ 잉여슬러지 농축 효율 증대

♠ 온수순환펌프(3대)

♠ 슬러지순환펌프(3대) ♠ 슬러지순환펌프(3대) ⇒ 양정 변경

♠ 잉여슬러지펌프(2대) ♠ 잉여슬러지펌프(2대) ⇒ 양정 변경

- 7 -

○ 처리공정도

○ 시설투자비 현황

- 공 사 명 : 소화조 효율 개선공사

- 위 치 : 안양시 만안구 박달동 664번지(박달 하수처리장내)

- 공사기간 : 2001. 10. 19 ~ 2002. 7. 18

- 공사개요

∙ 소화조 교반시설 교체

(상부 스컴 및 하부 침사 적체 개선 가능한 방식)

- 8 -

∙ 소화조 가온시설 교체 (직접가온식을 간접가온식으로)

∙ 소화조 가온용 보일러 교체(2대)

∙ 가스압축기 교체(3대)

∙ 원심농축기 설치(1대)

∙ 기타 가스이용 부대시설

∙ 개선공사에 따른 토목, 건축, 기계, 전기 등 부대시설

- 공 사 비 : 1,582백만원

■ 기대효과

○ 800,000 N㎥/년 매탄가스 추가 발생, 혐기성 소화조 처리용량 증대 및

슬러지 발생량 감소, 탈수성 향상에 따른 응집제 사용량 감소 등으로

연간 200백만원의 운 비 절감 예상

○ 슬러지 발생량 최소화로 환경오염 감소에 기여

[환경부 검토결과]

■ 개선내용

○ 직접가온 → 간접가온으로 변경

○ Draft-tube 신규설치

- 교반효과 증대로 소화효율 증가

- 9 -

■ 검토결과

< 개선 전․후 비교 >

구 분소화효율

( % )

가스발생 비율 탈수케잌비 고

㎥/㎏vss제거 ㎥/㎏vss유입 톤/일 TS %

개선전 29.7 0.58 0.27 56.89 18.81

개선후 38.7 0.83 0.39 38.3 23.99

○ 소화효율 향상을 위한 소화조 개선사업은 좋은 효과를 얻음

○ 하수슬러지 처리공정을 개선하여 소화슬러지 발생량 최소화 및 메탄

가스 발생량을 극대화하여 소화조 가온 및 시설난방용 대체에너지로

활용하여 운 예산을 절감

○ 개선후의 운전현황에서 소화조 유입 슬러지 량이 293톤/일～866톤/일로

변화가 심한데, 이는 소화조 체류시간인 소화일수와 수온유지에 변화를

주어 소화효율 및 가스발생량 감소에 결정적인 향을 미치고 있으

므로 소화조유입 슬러지량의 변화를 최소화하여 운전하는 것이 바람직

할 것으로 판단

○ 소화조에서 퇴적물 및 스컴 발생을 원천적으로 없애기 위하여 협잡물

종합처리기를 농축조 전단에 설치하여 운 하는 점이 특징

- 10 -

2. 경남 밀양하수종말처리시설

■ 일반현황

○ 시설명 : 밀양시 하남하수종말처리장(4,000㎡/일)

○ 처리공법 : MBP(Miryang Batch Process)

- 기존의 산화구공법을 운전방식으로 개선

○ 운전개선(Renovation) 적용시기 : 2002. 9. 1부터


○ 운전개선내용

- 침사지를 유량조정조화하여 유입하수와 반송수를 Batch(연동)식

으로 운 하여 질소․인 등을 제거

○ 단계별 운전개선 내용

- 침사지의 유량조정조화

⇒ 침전방지 및 일부 무산소 유도

- 분배조의 무산소화 및 혐기화

⇒ 단위시간당 일정기간 동안 하수와 반송수를 동시에 유입시켜 외부의

공기주입 없이 자체 교반만 실시함으로써 무산소화 및 혐기화 유지

⇒ 무산소화 : 탈질반응〔NO3(질산성질소) → N2(질소가스)↑〕

※ DO농도 : 3.5 → 0.5mg/ℓ 이하 유지

⇒ 혐 기 화 : 분배조내 P(인) 방출

- 11 -

- P(인) 침전제거

⇒ 산화구에서 미생물이 인화합물을 합성, 최종침전지에서 침전처리

○ 처리공정도

분배조분배조유입수

유입수산화구

산 화구최종침전지최종침전지

방류수방류수

반송슬러지반송슬러지

잉여슬러지잉여슬러지

침사지및유입펌프장침사지및유입펌프장

하수, 반송슬러지Batch식유입


분배조분배조유입수

유입수산화구

산 화구최종침전지최종침전지

방류수방류수

반송슬러지반송슬러지

잉여슬러지잉여슬러지

침사지및유입펌프장침사지및유입펌프장



○ 시설 투자비 및 운 인력․운 비 내역

- 투자비 : 86백만원(유량조절기 설치 : 침전효율 향상 및 홍수 대비)

- 운 인력 : 3명

- 운 비 : 없음 (운전개선에 따른 별도의 운 비 추가 없음)

■ 개선결과 및 기대효과

○ 개선결과

- 강화된 방류수질 준수 및 운전이 용이

- 고도처리 시공비 50억원, 유지관리비 1억원/년간 예산절감

- 12 -

※ 운전방식 개선에 따른 방류수질 검사 결과

구 분유입수질 (mg/ℓ) 방류수질 (mg/ℓ)

BOD COD SS T-N T-P BOD COD SS T-N T-P

본 공법 적용전('01. 9～‘02. 8 평균) 87.6 32.5 76.5 24.2 2.3 10.8 12.6 11.1 23.3 2.3

본 공법 적용결과('02. 9. 1～현재) 84.9 40.3 53.0 22.4 1.6 2.0

(98%)8.2

(80%)6.4

(88%)13.4

(41%)1.0

(38%)

○ 기대효과

- 파이롯 실험이 현장 실증프랜트에 의한 것이므로 동일 산화구공법에

즉시 적용가능

- 전국 20여개소의 산화구공법을 설치한 하수종말처리장에 본 공법적용

가능(예산절감 가능)

- 별도의 복잡한 시설물 설치가 불필요하므로 유지관리가 용이

- 13 -


■ 개선내용

○ 침사지를 유량조정조화하여 산화구 전단의 분배조로 유입되는 하수

와 반송슬러지를 간헐적(Batch)으로 유입되게 시설 및 운전방식을

개량하여, 산화구에서 질산화가 이루어지고 분배조에서 탈질이 이루

어져 질소․인 등을 제거토록 시설을 개선

■ 검토결과

○ 운전방식 개선 후 처리효율은 유기물질 및 양염류 등 전 항목에

대하여 향상되어 강화된 방류수 수질기준 준수가 용이

※ 운전방식 개선에 따른 처리수질 비교

구 분유입수질 (mg/ℓ) 방류수질 (mg/ℓ)

BOD COD SS T-N T-P BOD COD SS T-N T-P

개선 전('01. 9～‘02. 8 평균) 87.6 32.5 76.5 24.2 2.3 10.8

(88%)12.6

(61%)11.1

(85%)23.3(4%)

2.3(0%)

개선

후

자체분석 84.9 40.3 53.0 22.4 1.6 2.0(98%)

8.2(80%)

6.4(88%)

13.4(41%)

1.0(38%)

'04. 점검결과 76.5 25.4 30.1 18.0 2.0 2.1(97%)

5.7(78%)

2.5(92%)

12.9(28%)

1.0(51%)

○ 유입수량 및 수질이 당초 계획보다 낮게 유입되고 산화구공법으로

운 중인 처리장의 경우 일부 시설개선 및 운전방식 변경을 통하여

강화된 방류수 수질기준 준수가 가능할 것으로 예상(고도처리 시공에

따른 예산절감 가능)

- 산화조별로 별도의 분배조(무산소조)가 필요

- 14 -

3. 경북 안동하수종말처리시설

■ 일반현황

○ 처리시설명(시설용량) : 안동시 하수종말처리장(54,000㎥/일)


○ 운전개선(Renovation)적용시기 : 2004. 1. 1부터



- 포기조 월류수로에 무기응집제인 PAC(Poly Aluminum Chloride)를

투입하여 미세입자를 응결침전시켜 2차 슬러지를 고액분리 및 제거

○ 처리공정별(단계별) 운전개선 내용

- 포기조 월류수로에 PAC 투입장치 설치

- 최종침전지에서 2차 슬러지 인발

○ 처리공정도

↓ PAC 투입

하수유입 → 침사지 → 최초침전지 → 포기조 → 최종침전지 → 방류

○ 시설투자비

- 공사금액 : 금55,490천원

- 공사기간 : 2004. 04. 02 ~ 2004. 06. 29

- 15 -


○ 개선결과

- 운전개선 전․후 방류수 수질 비교

구 분 BOD COD SS T-N T-P

'03.1~8월 평균 12.2 10.6 5.6 20.192 1.097

'04.1~8월 평균 7.5 11.1 4.4 18.114 1.001

○ 기대효과

- 포기조 월류수로에 PAC를 투입한 결과 처리수질 BOD 38.5%, SS

21.4%, T-N 10.3%, T-P 8.8% 처리효율 향상

- 최종침전지 침강 효율 증대

- 투입후 처리수의 탁도 제거효율이 높고 PH 변화가 적어 하수처리장

수처리 효율 증대

- 16 -


■ 개선내용

○ 포기조 월류수로에 무기응집제 PAC(Poly Aluminum Chloride)를 투입

하여 미세입자를 응결침전 시키므로 안정적인 방류수질 확보

■ 검토결과

○ 포기조 월류수 및 종침분배조에 PAC(Poly Alum Chloride)를 투입할

경우 최종침전지 침강효율성 증대로 처리효율 상승

○ 운전개선 전․후 방류수 수질 비교


개 선 전

('03.1~8월 평균)12.2 10.6 5.6 20.192 1.097

개 선 후

자체분석

('04.1~8월 평균)7.5 11.1 4.4 18.114 1.001

'04. 1,2,3,4분기

지도점검 결과

2.8

(77%)

9.5

(10%)

2.8

(50%)

16.393

(19%)

0.788

(28%)

- 17 -

4. 광주광역시 광주하수종말처리시설

■ 일반현황

○ 처리시설명 : 광주하수처리장

○ 시설용량 : 600,000㎥/일(1단계 : 300,000㎥/일, 2단계 : 300,000㎥/일)


○ 운전개선(Renovation) 적용시기 : 2004. 1


○ 개선내용

- 최종침전지의 운전조건(체류시간, 수면적부하, 월류부하 등)과 수리적

조건(밀도류, 소류속도 등) 등의 향에 의해 floc이 부상하여 처리

수질을 악화시키므로 추가시설 증설 없이 기존 처리시설을 최대한

활용하여 침전효율을 증가시킬 수 있는 방안을 모색, 플럭부상방지

격막판(이하 격막판)을 설치하여 처리수질을 향상

○ 최종침전지 운 실태 및 개선

부상방지설비

<그림 1> 설치전 최종침전지 <그림 2> 설치후 최종침전지

- 18 -

<종 전>

- 1단계 최종침전지는 원형으로 직경에 비해 유효수심이 낮아 소류속도

등의 향을 받기 쉽고, 바람이나 외기온도에 의한 밀도류 발생이

쉬운 구조로 되어있으며

- 수리적 조건(밀도류, 소류속도 등)에 의한 floc의 부상으로 인하여

BOD, SS 상승 등 수질에 상당한 향을 미치고 있음

- (그림 1)에서와 같이 하수처리장의 종침은 baffle에서 나온 floc이

소류속도가 빠른 유체를 따라 침전지 벽면에 부딪혀 웨어 바깥쪽으로

직접 유출되는 현상을 보임

<개 선>

- 침전효율을 증대시키는 방법으로는 경사판 또는 경사관 설치, 침전

시간의 증가(침전지의 증축), 침전지 구조변경 등이 확실한 효과를

얻을 수 있는 방법이지만 비용 등의 문제로 현실적으로 불가능하고

- 침전효율에 향을 미치는 것은 침전지 자체도 중요하지만 웨어,

정류벽, 유입․유출의 구조 같은 미소단위의 향도 매우 중요하므로

- (그림 2)와 같이 웨어 바깥쪽에 방지설비를 부착하여 유체를 안쪽으로

다시 회전시켜 floc의 유출을 최소화

○ 실험방법 및 결과

<실험방법>

- 실험기간 : 2003년 10월～11월

- 격막판 설치 : B계열 최종침전지의 수로 바깥쪽 웨어에 유체가 흐

르지 않도록 격막판을 설치하고 각 지를 비교

- 19 -

지 절단 간격 절단 크기

1번지 2.5m 37㎝

2번지 5.0m 37㎝

3번지 방지설비를 설치하지 않음

4번지 10.0m 37㎝

- 유량조정 : PVM(Portable Velocity Meter)으로 유속을 측정하여 단

면적과 곱하여 유량을 산정하 고, 이를 방지설비 설치

후 매일유량을 측정하여 침전지별로 균등하게 조정

- 소요금액 : 150만원(장판, SUS 고정 클램프)

<실험결과>

- 격막판 설치 전, 후 월류부하의 변화(3지 격막판 미설치)

월 유입수량(㎥/일) 지 지별유입량

(㎥/일)월류부길이

(m)월류부하(㎥/m․일)

부하증가율(%) 비 고

9 156,981 156,981 1048 149.8 설치 전

10 134,088

1 33,522 145 231.2 80.8

설치 후

2 33,522 140 239.4 87.2

3 33,522 262 127.9 기준

4 33,522 135 248.3 94.1

11 134,632

1 33,658 145 232.1 80.6

2 33,658 140 240.4 87.1

3 33,658 262 128.5 기준

4 33,658 135 249.3 94.0

※ 격막판을 설치한 침전지의 수질은 거의 비슷하기 때문에 2번 침전지를 기준

으로 하여 격막판을 설치하지 않은 3번 침전지와 효과를 비교

- 20 -

- 수질결과(3지 격막판 미설치)

월/일BOD(㎎/ℓ) COD(㎎/ℓ) SS(㎎/ℓ)

1지 2지 3지 4지 평균 1지 2지 3지 4지 평균 1지 2지 3지 4지 평균

10/15 6.8 6.8 9.3 6.3 7.3 7.9 7.8 8.5 7.8 8.0 3.2 3.0 4.0 3.0 3.3

10/16 6.7 6.4 9.2 6.5 7.2 7.6 7.5 8.4 7.4 7.7 3.0 3.2 4.0 3.2 3.4

10/17 6.5 6.2 8.9 6.4 7.0 7.8 7.9 8.4 7.6 7.9 2.8 2.6 4.0 3.0 3.1

10/18 7.0 6.8 9.6 6.7 7.5 8.2 8.0 9.0 7.8 8.3 3.2 3.0 4.4 3.2 3.5

10/19 6.7 6.2 9.5 6.3 7.2 8.5 7.7 9.5 7.6 8.3 3.0 3.2 4.2 3.0 3.4

10/20 7.0 6.9 9.8 7.0 7.7 8.5 8.2 9.7 7.8 8.6 3.4 3.2 4.8 3.0 3.6

10/21 7.5 7.2 10.5 7.0 8.1 8.3 8.0 9.8 8.0 8.5 3.0 3.4 4.6 3.2 3.6

10/22 7.8 8.0 10.8 7.6 8.6 8.9 8.7 10.3 8.6 9.1 3.8 4.0 5.2 3.8 4.2

10/23 8.2 7.3 10.3 7.8 8.4 8.8 8.6 9.9 8.2 8.9 4.0 3.8 5.0 3.4 4.1

10/24 8.2 8.2 10.9 8.1 8.9 9.0 8.8 10.5 9.0 9.3 4.0 4.0 5.4 4.2 4.4

10/25 8.5 8.3 11.2 8.3 9.1 8.5 8.2 10.1 8.4 8.8 3.4 3.8 5.0 3.8 4.0

10/26 8.4 8.5 11.5 8.0 9.1 7.9 8.1 9.7 8.3 8.5 3.6 4.0 5.2 3.8 4.2

10/27 8.8 8.6 11.7 8.2 9.3 7.8 7.8 9.6 8.0 8.3 3.8 4.0 5.6 4.0 4.4

10/28 8.5 8.0 11.2 8.6 9.1 7.8 7.5 9.6 7.8 8.2 4.4 4.8 6.4 4.8 5.1

10/29 8.8 8.3 11.6 8.5 9.3 8.1 7.7 9.8 7.9 8.4 4.6 4.4 6.2 4.4 4.9

10/30 8.6 8.3 11.2 8.8 9.2 8.8 8.3 10.4 8.2 8.9 4.8 4.6 6.4 4.6 5.1

10/31 8.2 9.0 11.0 8.9 9.3 8.6 8.3 10.0 8.3 8.8 5.0 4.8 6.6 4.8 5.3

11/1 8.5 9.1 11.3 8.8 9.4 8.3 8.6 9.5 8.3 8.7 5.4 5.4 7.2 5.2 5.8

11/2 9.0 8.7 11.6 8.5 9.5 8.3 8.4 9.5 8.2 8.6 4.6 4.6 6.0 4.8 5.0

11/3 10.5 10.3 13.6 9.7 11.0 8.0 8.2 9.1 8.1 8.4 5.0 4.8 6.2 5.0 5.3

11/4 10.5 10.8 13.5 10.2 11.3 8.2 8.5 9.3 8.4 8.6 5.0 5.0 6.4 4.8 5.3

11/5 9.9 9.5 12.8 9.6 10.5 8.2 8.7 9.5 8.5 8.7 5.4 5.2 7.0 5.0 5.7

11/6 9.5 9.3 12.3 9.1 10.1 8.0 8.3 9.0 8.2 8.4 4.4 4.6 6.4 4.6 5.0

11/7 10.8 9.7 12.9 10.4 11.0 8.3 8.1 8.8 8.4 8.4 4.2 4.4 6.0 4.2 4.7

11/8 10.3 10.3 13.2 10.8 11.2 8.2 8.5 9.3 8.2 8.6 4.8 5.0 6.4 5.0 5.3

11/9 10.5 10.0 13.6 10.2 11.1 8.5 8.3 9.7 8.1 8.7 5.4 5.4 7.2 5.6 5.9

11/10 11.0 10.5 13.4 10.8 11.4 8.1 8.2 10.2 8.2 8.7 5.0 4.8 6.6 4.8 5.3

11/11 10.8 9.8 13.0 9.8 10.9 7.9 8.0 9.9 8.2 8.5 5.0 5.2 6.8 5.0 5.5

11/12 10.9 10.2 13.8 9.7 11.2 7.9 7.8 9.9 8.0 8.4 5.8 5.8 7.8 5.6 6.3

11/13 10.5 10.7 13.5 10.2 11.2 8.1 7.8 9.7 8.1 8.4 5.8 5.6 7.4 5.6 6.1

11/14 10.6 11.5 13.9 11.3 11.8 8.4 8.5 10.3 8.1 8.8 6.2 6.0 8.0 6.2 6.6

11/15 11.2 11.2 14.6 11.9 12.2 8.6 8.3 10.6 8.3 9.0 5.8 5.6 7.6 5.8 6.2

11/16 10.9 11.2 14.3 11.2 11.9 8.3 8.2 10.2 8.1 8.7 5.0 5.2 7.0 5.0 5.6

11/17 10.8 10.5 14.2 10.2 11.4 8.0 8.0 9.9 7.9 8.5 5.2 5.4 7.4 5.2 5.8

11/18 10.6 10.9 14.5 10.5 11.6 7.8 8.1 9.5 8.2 8.4 4.8 5.0 6.6 4.8 5.3

11/19 10.8 11.3 14.8 10.5 11.9 7.9 8.0 9.9 8.2 8.5 5.2 5.2 7.0 5.0 5.6

평균 9.2 9.0 12.0 9.0 9.8 8.2 8.2 9.6 8.1 8.5 4.5 4.5 6.1 4.5 4.9

- 21 -

※ 이 실험은 최종침전지에서의 월류부하와 수질과의 관계를 비교해

본 것으로 일반적으로 월류부하가 낮으면 처리수질은 양호하게 나

타난다. 하지만 현실적으로 침전지의 월류부하를 낮추기가 어렵고,

침전지 내의 유속이 floc의 침강속도 보다 크다거나 할 때 유체의

흐름에 따라 floc이 유출되게 되고 이것은 처리수질을 악화시키게

된다

따라서, 최종침전지의 floc은 구조적, 수리학적 특성상 수로 바깥쪽

에서 유출이 심해 이를 방지설비를 통해 최소화하여 실험의 목적을

달성할 수 있었다


○ 격막판을 설치한 침전지가 설치하지 않은 침전지보다 BOD 12.0㎎/ℓ

→ 9.0 ㎎/ℓ, COD 9.6㎎/ℓ→ 8.2 ㎎/ℓ, SS 6.1㎎/ℓ→ 4.5㎎/ℓ로

BOD 25.0%, COD 14.6%, SS 26.2% 수질개선

○ 외부인 견학시 floc의 부상이 적어 바깥 웨어쪽에서 깨끗한 물을 볼 수

있으므로 시각적 이미지 개선 효과도 거둘 수 있을 것으로 기대됨

- 22 -


■ 개선내용

○ 직경에 비해 유효수심이 낮아 소류속도 등의 수리적 조건에 향을

받고 있는 최종침전지의 침전효율을 높이기 위해 원형 침전지 바깥

쪽 웨어에 격막판을 설치하여 안쪽 웨어로 월류되는 처리수의 양을

증가시켜 플록의 유출을 최소화하여 수질개선

- 격막판은 장판지를 절단하여 클램프로 2.5m～10m 간격으로 고정․설치하고 미설치된 37㎝ 넓이로 유출

■ 검토결과

○ 이차침전지 하수도시설기준과 광주처리장 비교

구 분 시설기준 광주처리장

표면부하율(㎥/㎡․일) 20～30 29

고형물부하율(㎏/㎡․일) 95～145 50

직경․유효수심(m)직경 적정수심 직경 유효수심

43이상 4.6 44 3.2

침전시간(hr) 3～5 2.6

월류웨어부하율(㎥/m․일) 190개선전 개선후

130 240

주] 2003년도 광주․송대처리장 연보 참조

침전지사양 D:44, H:3.2, 반송율:33%, MLSS:1,700, SVI:185

- 광주처리장 이차침전지는 하수도시설기준 대비 유효수심이 낮고 침전

시간이 짧은 구조로 되어 있음

- 23 -

- 슬러지의 침강속도가 나쁜 경우는 표면부하율을 15～20㎥/㎡․일(광주

처리장은 29㎥/㎡․일)로 낮추어야 함

- 월류부하율이 격막판 설치전 보다 80%이상 높아졌고,(시설기준보다

26%) 이에 따라 격막판 미설치 구간(37㎝)에서는 월류유속이 증가

○ 격막판을 설치하는 것은 오히려 침전효율을 저하시키는 요인이 될

수 있으며 수로 양쪽에 웨어가 있는 구조의 한쪽 웨어에 격막판을

설치하여 침전효율을 얻은 광주처리장의 경우 고형물농도, 순간침강성

(SVI) 및 포기조의 상태 등의 운전방법에서 기인 된 것으로 판단

○ 도너츠형 월류웨어가 설치된 원형침전지에서 전형적으로 나타나는

바깥쪽 웨어의 미세입자 유출현상을 최소화하기 위해 격막판을 설치한

것으로 이론적으로 월류부하가 증가하는 등 문제가 있지만 운 자료를

보면 분명한 효과를 얻고 있음

○ 개선 전․후 방류수 수질 비교

(㎎/ℓ)

구 분 BOD COD SS

개 선 전

('03.10~11월 평균)12.0 9.6 6.1

개 선 후

자체분석

('03.10~11월 평균)9.1 8.2 4.5

'04. 지도점검 결과2.9

(76%)

6.7

(30%)

2.9

(53%)

- 24 -

5. 충남 청양하수종말처리시설

■ 일반현황

○ 처리시설명(시설용량) : 청양 하수종말처리장( 3,200㎥/일)

○ 처리공법 : RBC( 회전원판법 )

○ 운전개선(Renovation) 적용시기 : 2002. 9. ~ 2004. 3. 16


○ 총 괄

- 유입하수 수온이 13℃이하 에서 RBC(회전원판조)조내 생물막의 활

성도가 저하됨으로 인해 적정량의 생물막 부착이 필요하여 조내

미생물을 이용한 처리수의 수질을 향상시킴으로 보다 안정된 수질

관리 가능


- RBC(회전원판조)조 후단부에 반송설비가 없어서 이를 보안하고자

후단부에 내부 반송배관을 설치하여 회전원판조내 미생물농도를

증가시켜 처리수의 수질을 향상

○ RBC 후단에 응집제(PAC) 투입 : 2003. 12. 29

- RBC 후단 유출수에 PAC를 투입(110㎎/ℓ)하여 유출수로에서 자연

교반 후 최종침전지에서 침전토록 운전

○ 유량조정조를 생물반응조로 활용 : 2004. 6. 1

- 25 -

- 최초침전지 슬러지 일부를 유량조정조로 반송하고, 공기를 주입하여

유량조정조를 생물반응조로 활용하여 수질개선 및 슬러지 감량화

도모

○ 처리공정도

하수유입 반 송 수↓

침사지 / 유량조정조 ←

↓

슬러지 농축조상등수

→

↓

최 초 침 전 지 →

생슬러지

우천시

↓

R. B. C조

→ 내부반송

By-Pass 슬러지 탈수시설 →

↓ 탈수여액

최 종 침 전 지 →

잉여슬러지

→

↓

처리수 방류 ↓

탈수 케익처분

↓ 용수 재이용

- 26 -

○ 시설투자비 및 운 인력․운 비 내역

- 운 인력 : 8명

- 시설투자비 : 700,000원

- 설치장비 : 수중펌프(0.5㎥/분)×1대

■ 개선 결과 및 기대효과

○ 운전개선 전․후의 방류수질

(2002년, 단위: mg/l)

구 분 BOD COD SS T-N T-P 비 고

2월평균 9.0 12.0 11.0 11.700 0.800

9월평균 9.5 9.8 9.7 11.359 0.699

○ 기대 효과

회전원판법에서는 최종침전지에서의 반송슬러지 라인이 없어 미생물의

활성도를 유지하기가 매우 어려우며, 특히 동절기에 처리수질 악화에

따른 대처가 어려웠던 부분에 대하여 미생물 농도를 조절함으로써

보다 더 안정된 수질관리 기대

- 27 -


■ 개선내용

○ 내부 반송배관을 설치하여 회전원판조내 미생물농도를 증가시켜 처리

효율 향상

○ RBC 후단 유출수에 PAC를 투입하여 미세입자를 응결침전시켜 처리

효율 향상

○ 수질개선 및 슬러지 감량화를 도모하기 위하여 유량조정조를 생물반

응조로 개조하여 초침슬러지를 유입하여 처리

■ 검토결과

○ RBC조 후단부에 내부 반송배관 설치

- 단순히 RBC조의 유출수를 하수가 유입되는 RBC조로 내부 반송시켜

유입하수 농도를 희석하여 처리하는 방법으로 미생물막의 형성이 미흡

하고 수온이 낮은 동절기에 선택적으로 사용할 수 있는 방법

○ RBC 후단 유출수수 PAC투입

- PAC 투입 전․후 방류수질 비교(㎎/ℓ)


개 선 전(2003년 평균) 11.3 11.9 12.5 11.7 1.1

개 선 후

자체분석('04. 1~10월 평균) 5.9 5.2 5.4 11.0 0.5

'04. 지도점검 결과 1.3(88%)

5.0(58%)

6.3(50%)

7.8(33%)

0.1(10%)

- 28 -

- 활성슬러지법에 비해 이차침전지에서 미세한 SS가 유출되기 쉽고

처리수의 투명도가 좋지 않은 단점을 보완한 것으로 다른 처리장

에도 적용가능

○ 유량조정조를 생물반응조로 활용

- 유량조정조를 생물반응조로 활용후 최초침전지 월류수 수질 비교

(㎎/ℓ)

구분 BOD COD SS T-N T-P 비 고

개선전 55.2 38.5 49.2 - - 2004년 1~5월 평균

개선후 16.7 17.2 17.1 12.2 0.7 2004년 6～10월 평균

- 유량조정조를 생물반응조(체류시간 8시간, 용존산소 2㎎/ℓ이상 유지

가능) 역할을 할 수 있도록 개선한 것으로 유입하수의 BOD농도가

저농도인 하수처리장에서 부분적용이 가능하며 슬러지 발생량도 저감

시킬 수 있음

- 29 -

6. 경기 양평거치리마을하수도

■ 일반 현황

○ 시 설 명 : 거치리 마을하수도

○ 위 치 : 양평군 지제면 무왕리 1200번지

○ 설치년도 : 1995년 11월 30일

○ 공 법 명 : 접촉산화공법

○ 처리용량 : 40㎥/일

○ 개선운전 적용시기 : 2004. 6월


□ 개선된 시설현황

○ SOD 반응조 1식 : ∅800 × H 2m

○ 이송펌프류 4대 : 자흡식 육상펌프 4㎥/hr × 0.75kw

○ 계측기 1식 : 유량계, PH메타등

○ 제어반 1식

□ 처리공정 개요

○ 질소처리공정은 질산화와 탈질공정으로 구분

○ 기존시설의 수질검토결과 질산화는 충분한 것으로 파악

- 30 -

○ 탈질공정을 위해 무산소조(체류시간 3시간 내외)와 산소수용체가

필요

○ 유입 BOD가 높지 않아 별도의 산소수용체(유기탄소) 공급이 필요

○ 본 시설은 질산성질소의 산소수용체로 황(S)을 이용하고 반응조를 여

과기 형태로 하여 황담채를 충진

○ 제거 반응식 : NO3 + SO3 + N

- SO3는 물과 반응하여 H2SO4를 형성하고 N은 가스상으로 대기에 방출

- 알칼리도 유지 및 pH저하 방지를 위해 탄산칼슘이 함유된 여재를 이용

□ 시설비 및 유지관리비

○ 시설비 : 40,000천원

- SOD 반응조 : 30,000천원

- 이 송 펌 프 : 2,000천원

- 계 측 설 비 : 3,000천원

- 조 작 반 : 1,500천원

- 배관 설치비 : 3,500천원

○ 연간운 비 예상액 : 800천원/년

- 담체보충 : 5 - 10%(200ℓ) - 200천원/년

- 이송펌프 운 동력 : 0.75KW 4대 - 600천원/년

- 31 -

■ 개선현황 및 기대효과

○ 수질현황 자료에서 보는 바와 같이 질소제거 효율이 당초 20 - 54%

정도로 매우 낮은편이었으나 시설개선 이후에 60-93% 까지 효율이

높아지는 등 강화된 방류수질 기준을 만족시키고 있으며,

○ 무인운전으로 운 이 가능한 시설이므로 소규모 마을하수도시설 등에

적용하면 좋은 성과를 기대

□ 수질현황

1) 설계수질

항목 BOD COD SS T-N T-P 유량(㎥/일)

유입 200 300 200 60 10 40

방류 20 30 20 20 5 40

2) 월별 유입수수질

항목 BOD COD SS T-N T-P 유량(㎥/주)

2004. 01 118.7 88 81.5 59.093 4.15 5.1

2004. 02 169.8 98.3 80.0 49.572 3.334 2.8

2004. 03 199.4 84.9 120.2 58.2 3.7 3.3

2004. 04 97.0 41.8 62.7 39.7 3.6 3.9

2004. 05 86.8 53.7 68.1 36.5 3.4 4.4

2004. 06 64.2 49.6 59.5 39.6 3.6 6.9

2004. 07 93.3 53.1 80.6 25.616 2.882 10

2004. 08 107.4 54 67.8 43.215 2.73 8.9

2004. 09 91.0 54.4 111.1 27.238 2.902 7.9

평 균 114.18 64.20 81.28 42.08 3.37 5.91

- 32 -

3) 변경전 방류수질


2004. 01 7.2 12.1 9.1 27.045 1.642 5.1

2004. 02 6.2 14.4 4.5 37.394 2.198 2.8

2004. 03 6.0 14.8 9.3 46.1 2.8 3.3

2004. 04 3.9 8.3 6.2 18.7 1.7 3.9

2004. 05 1.9 8.5 4.4 19.249 1.839 4.4

2004. 06 7.4 12.6 6.2 15.839 2.112 6.9

평 균 5.43 11.78 6.62 23.48 1.76 4.40

4) 변경후 방류수질


2004. 07 2.7 8.1 3.5 7.087 1.457 10

2004. 08 3.9 7.2 2.1 2.693 1.524 8.9

2004. 09 4.6 8.4 3.1 4.105 1.556 7.9

평 균 3.73 7.90 2.90 3.47 1.13 8.93

5) 변경전후 질소제거율

항목 1월 2월 3월 4월 5월 6월 7월 8월 9월

유입수 T-N 59.093 49.572 58.2 39.7 36.5 39.6 25.616 43.215 27.238

방류수 T-N 27.045 37.394 46.1 18.7 19.249 15.839 7.087 2.693 3.47

제거량(㎎/ℓ) 32.048 12.178 12.1 21 17.25 23.761 18.529 40.52 23.77

제거율(%) 54.23 24.57 20.8 52.90 47.26 60.0 72.33 93.77 87.26

- 33 -

□ 처리계통도

○ 변 경 전

○ 변 경 후

- 34 -


■ 개선내용

○ 질소처리를 위한 공정으로 접촉폭기조의 후단에 탈질을 위해 황(S)+

알칼리성물질로 제조된 담체(JSC Pellet)를 충진한 SOD반응조를 설

치하여 처리효율 향상

■ 검토결과

○ 방류수질 비교

(㎎/ℓ)


개 선 전(2004년 1월～6월 평균) 5.4 11.8 6.6 23.5 1.76

개 선 후

자체분석('04. 7~9월 평균) 3.7 7.9 2.9 3.5 1.13

'04. 하반기지도점검 결과

2.5(54%)

8.0(32%)

1.4(79%)

13.9(41%)

1.69(4%)

○ 질소제거효율이 당초 20～54% 정도로 매우 낮은 편이었으나 시설개선

이후에 60～93%까지 높아지는 등 강화된 방류수질기준을 만족

- 질소처리가 주목적이나 질소처리와 함께 BOD, COD, SS 등도 제거

되어 전반적인 수질개선에 도움을 주고 있으며 무인운전으로 운

이 가능한 시설이므로 소규모 마을하수도시설 등에 적용 가능

- 전력비의 경우, 2대의 펌프(유입펌프, 순환펌프)가 가동되며 유량에

따라 간헐적으로 운전되므로 0.4kw×2EA×6hr/d×365일=1,752kwH

×50원/kwH = 87,600원/년 소요

- 35 -

- 충진되는 담체(JSC Pellet)의 소모율은, 3~8%/년이나 설계유량대비

유입유량이 적으므로 3%/년 정도의 담체를 보충해주면 됨

(비용은, 2.5ton×0.03/년=0.075ton/년=75kg/년×4,000원/kg =387,600원/년

소요)

Ⅱ. 개 선 노 력 사 례

- 37 -

1. 경기 부곡하수종말처리시설

■ 일반 현황

○ 처리시설명(시설용량) : 부곡하수처리장(10천톤/일)

○ 처리공법 : DNR

○ 운전개선(Renovation) 적용시기 : 2001.7.

■ 개선전 현상

○ 순환하는 SS(부유물질)로 인한 생물반응조의 부하 향으로 안정적인

수처리와 원활한 운전이 곤란

□ 시설물 개선내용

○ 최초침전지 슬러지수집기 플라이트 고무판 부착

개선전 현상

• 슬러지 수집기와 최초침전지 바닥의 이격으로 슬러지

수집효율 저하

• 여름철 수온 증가시 부패로 인한 슬러지 부상으로 생물

반응조의 부하증가

개 선 내 용 • 최초침전지 슬러지 수집기 플라이트에 고무판 부착

개선후 효과

• 슬러지 수집 원활

• 처리장내 SS제거 효율 증가

• 포기조의 유입부하 감소

- 38 -

○ 분리농축을 위한 농축조 유입배관 변경

개선전 현상 • 농축조 월류수 과다발생과 농축효율 저하

개 선 내 용• 생슬러지와 잉여슬러지를 각각 저장 할 수 있도록 농축조

유입배관 설치

개선후 효과

• 생슬러지와 잉여슬러지의 분리농축으로 농축조 관리원활

• 농축조의 월류량 조정으로 슬러지 인발량 조정이 용이

• 고농도의 인(T-P)을 함유한 잉여슬러지의 월류량이 감소

되어 인(T-P) 제거율 향상

• 탈수슬러지의 고농축으로 탈수효율 향상

(탈수슬러지 농도 4.2% -> 5.7%)

□ 시설물 개선으로 인한 수질비교표

구분

SS(mg/L)생

슬러지

잉여

슬러지

탈수

슬러지

탈수

케잌유입

원수

침사

혼합

초침

유입TS(%) TS(%) TS(%)

함수율

(%)

01년 6월 157 1049 1022 2.63 1.07 3.62 78.5

01년 7월 136 1035 998 3.11 0.95 4.16 77.1

01년 8월 131 755 601 4.47 0.86 5.71 72.6

01년 9월 214 421 286 4.22 0.55 6.29 72.0

01년 10월 164 314 190 2.78 0.55 5.98 74.9

○ 시설 개선전인 2001년 6, 7월과 개선후인 2001년 8, 9, 10월의 수질은

상기와 같은 비교표에서 보듯이 침사 혼합수와 최초침전지 유입수의

SS가 감소하 고

○ 생슬러지와 탈수슬러지의 TS농도가 증가되면서 탈수케잌의 함수율

감소로 이어져 탈수케잌 발생량 저감효과

- 39 -

■ 시설물 개선으로 인한 효과

○ 시설물 개선으로 수처리 전반에 부하부담을 줄여 원활한 하수처리장

운 함으로써 안정적인 방류수질 유지 가능


■ 개선내용

○ 최초침전지 슬러지 플라이트에 고무판을 부착하여 슬러지 수집효율

을 증가

○ 생슬러지와 잉여슬러지를 각각 저장 할 수 있도록 농축조 유입배관을

설치하여 탈수효과를 향상

■ 검토결과

○ 초침 플라이트에 고무판을 부착한 것은 고무판의 잦은 파손으로

SUS 재질로(바닥과 이격거리 : 2㎝) 교체공사 요구

○ 농축조를 생슬러지 농축조와 잉여슬러지 농축조로 구분하여 분리 농

축하는 것은 이미 많은 처리장에서 시설개선사례로 적용하고 있는

방법이지만, 운 효율을 높이기 위한 개선 노력이 엿보임

- 40 -

←반송

유입→침사지

→ 최초

침전지

→포기조

→ 최종

침전조

→

(축산폐수 연계처리) 방류

↓

↑ →농축조

슬러지

저류조탈수기

상등수

2. 경기 여주하수종말처리시설

■ 일반 현황

○ 처리시설명(시설용량) : 여주하수종말처리장 (15,000㎥/일)


○ 운전개선 적용시기 : 2002년 6월

■ 운전개선 내용

○ 처리공정도

○ 개선내용

- 중력침강식 농축조에서 슬러지 저류조로 슬러지를 인발하여 BELT

PRESS를 이용하여 탈수하는 방식으로 기존의 농축조에서 슬러지

저류조로 인발은 간헐적으로 근무자가 인발하여 탈수

- 간헐적으로 인발하여 탈수함에 있어 농축조 슬러지 농도가 충분히

농축되지 않아 양질의 슬러지를 얻지 못해 탈수효과 저조

- 41 -

- 슬러지 농도가 높을 경우는 농축조 상등수에 슬러지가 일부 유실,

월류하여 침사지로 이송되어 원활한 수질관리에 문제점 발생

- 이러한 문제점을 해결하고자 농축조 슬러지 인발밸브의 판넬에 타이

머를 설치하여 일정하게 인발함으로서 수질의 변화정도를 줄일 수

있도록 하여 방류수 수질기준을 준수하는데 큰 효과


○ 타이머를 설치하여 농축조의 슬러지를 인발하여 탈수한 전후의 수질

을 비교한 결과 일부 항목의 수질이 개선

월 별

평균 방류수질(㎎/ℓ), (개/㎖)

평균유입수량

(㎥/d)BOD COD SS T-P

1월~6월 (평균) 13,251 9.7 14.2 4.0 2.0

7월~12월 (평균) 17,097 9.0 12.5 4.0 1.6

전체평균 15,174 9.3 13.2 4.0 1.852


■ 개선내용

○ 농축조 슬러지의 인발밸브 판넬에 타이머를 설치․운 하여 탈수 효과

증대 및 농축조 월류수의 슬러지 유실을 방지

■ 검토결과

○ 수질분석 결과 직접적인 효과는 판단하기 어려우나 전반적인 수질개선

및 운전자의 운전 편의도모 등에 개선 노력이 돋보임

- 42 -

3. 경기 청평하수종말처리시설

■ 일반 현황

○ 처리시설명(시설용량) : 청평하수종말처리시설


○ 운전개선(Renovation) 적용시기 : 2002년 6월


○ 수질보전특별대책지역에 대하여 2002년 1월1일부터 특정지역기준을

적용하여 방류수질기준이 강화되어 고도처리시설이 완료되기 전까지

BOD, SS를 저감하기 위하여 약품처리방안으로 포기조에 20kg/일씩

키토산(종균제)을 투입하고 있으며,

○ 키토산이 분해완료 후 올리고당으로 가수분해되어 포기조 미생물

양원으로 미생물에 활력

○ 키토산(4,900원/kg)을 구입하여 사용함으로써 방류수 수질개선


○ 방류수질 비교

구 분 BOD COD SS 비 고

키토산 사용전 11.6 16.8 12.6

키토산 사용후 7.6 12.8 7.9

- 43 -

○ 최종방류수 배출허용기준을 준수함으로써 수도권 상수원의 수질을

보전하고 깨끗하고 쾌적한 생활환경 조성


■ 개선내용

○ BOD, SS를 저감하기 위하여 포기조에 20㎏/일의 키토산(유기원)을

투입

- 포기조 미생물 양원으로 미생물에 활력을 줌

■ 검토결과

○ 포기조에 키토산을 투입하는 것은 유입수질이 저농도로 유입되기 때

문에 생물반응조의 BOD, SS부하를 일정 수준으로 유지 할 필요가

있어 유기물질을 투입하는 방법의 일종

- 키토산의 구입가격은 20㎏/일×4,900원/㎏=100,000원/일이 소요되며

적정한 C/N비가 유지될 경우에는 투입하지 않아도 가능

- 현재 처리구역내 하수관거 정비사업이 완료됨에 따라 유입수질이

향상되어 키토산을 투입하지 않고 운

- 44 -

4. 경북 의성하수종말처리시설

■ 일반현황

○ 처리시설명(시설용량) : 의성하수종말처리시설(하수 : 8,000㎥/일)

○ 처리공법 : A2O 공법

○ 운전개선 적용시기 : 2004. 1. 1.


○ 운전개선 원리

- 합류식 차집관거로 1일 생활하수 10,000㎥정도와 분뇨 및 정화조폐액

30㎘를 A2O공법에 의해 처리하고 있으나, 유입하수의 유기물농도가

낮아서 하수처리효율이 낮음

- 1차침전지에서 발생되는 생슬러지를 농축 후 탈수기동 저류조로 보내

지 않고 전량 분뇨 및 정화조 폐액과 혼합하여 유기산 발효 후 전량

생물반응조(혐기조)로 이송시켜 생물반응조내 유기탄소원을 공급하여

탈질효율 증대 등 하수처리효율 증대 및 탈수슬러지 발생량 저감


< 개선 전 >

- 설계상 1차침전지에서 발생되는 생슬러지(약20㎥/일)는 분뇨저류조로

이송되고, 전처리분뇨(약30㎘/일)와 혼합되어 약 6일정도 체류하면서

유기산발효가 이루어지며,

- 45 -

반송농축슬러지인발중단

전처리분뇨

탈수CAKE(위탁처리)

1차 침전지

유입하수 방류

내부반송

전무산소조

분뇨저류조

2차침전지

침사지 및유입펌프장

여과 및UV소독설비

혐기조

무산소조 호기조

원심농축기

슬러지저류조

탈수기

농축조

생슬러지

잉여슬러지

반송슬러지

상등수조

혼합조

- 혼합된 폐액은 중력농축조로 이송되어 중력농축 후 농축액은 탈수

기동 저류조로 이송되어 탈수처리 되며, 상등액은 생물반응조의 혐

기조로 유입되어 탈질을 위한 유기 양원으로 사용

< 개선 후 >

- 1차침전지에서 발생되는 생슬러지(약20㎥/일)는 분뇨저류조로 이송되

고, 전처리분뇨(약30㎘/일)와 혼합되어 6일정도 체류하면서 유기산 발

효가 이루어지며,

- 혼합된 폐액을 전량 생물반응조의 혐기조로 유입시켜 탈질을 위한

유기 양원으로 사용한다.

○ 처리공정도 및 공정설명

① 의성읍 하수처리구역내의 하수가 차집관로를 통하여 의성하수처리장에 유입되면

침사지 및 유입펌프장에서 침사, 협잡물을 제거하고 유입펌프에 의해 유입펌프

정으로 양수되며, 이후 처리공정부터는 낙차에 의해 최종방류 될 때 까지 자연

유하식으로 흘러가면서 처리과정을 거침

- 46 -

② 침사협잡물이 제거된 하수는 1차로 물리적 처리시설인 최초침전지에서 2-3시간

정도 체류되면서 침전이 가능한 고형물 및 슬러지를 중력 침전시키게 되며, 침

전된 생슬러지는 분뇨저류조로 보내지고, 상등수는 생물반응조로 유입

③ 생물반응조는 전무산소조, 혐기조, 무산소조, 호기조로 구성되는데 최초침전지로

부터 생물반응조에 유입된 하수는 약 10시간정도 체류하면서 미생물을 이용하여

하수에 포함된 유기물 및 양염류를 분해 제거

④ 생물반응조로부터 최종침전지로 유입된 하수는 약 4시간동안 체류하면서 활성슬

러지는 중력에 의해 침전되어 생물반응조로 반송되고 일부 잉여슬러지는 원심농

축기로 농축하여 슬러지저류조로 유입된다. 또한 최종침전지 월류수 즉 2차처리

수는 여과설비(Micro Filter) 및 자외선접촉조를 거쳐 여과 및 살균처리후 방류

⑤ 1일 평균 30㎥씩 반입되는 분뇨는 분뇨전처리동에서는 드럼스크린 및 원심분리

탈수기를 거쳐 협잡물을 제거한 후 분뇨저류조에 유입되며, 최초침전지에서 유

입되는 생슬러지와 함께 분뇨저류조-혼합조-농축조를 순환하면서 유기산발효과

정을 거침(체류시간 약 5일).

이후 농축슬러지는 탈수기동저류조로 이송하 으나, 유입하수 중 유기물 농도가

설계값보다 낮은 관계로 현재는 농축슬러지 인발을 중단하고, 전량 생물반응조

(혐기조)로 보내 탈질을 위한 유기탄소원 및 미생물 먹이원으로 사용

⑥ 슬러지저류조로 유입된 기계농축 된 잉여슬러지는 밸트프레스형 탈수기로 압착

탈수하며, 발생된 탈수CAKE는 전량 폐기물처리업체에 위탁처리

○ 시설투자비 및 운 인력. 운 비내역

- 시설투자비 : 없음.

- 운 인력 : 11명 (변경 없음)

- 운 비내역(민간위탁관리비): 552,640,000원/년

- 47 -


○ 개선효과

1) 처리수질 개선

- 생물반응조(혐기조)로 유입되는 유기탄소원이 증가되므로 질소제거

효율이 증가

- 생슬러지 및 전처리 분뇨 중 비중이 비교적 큰 입자상 물질이 생물

반응조로 유입되어 생물반응조내 MLSS의 비중을 높여주어 2차 침

전지에서 슬러지 부상현상이 감소되고 처리수의 SS 농도 감소

2) 탈수기동 악취감소로 작업환경개선

- 잉여슬러지만 기계농축, 탈수 하므로 악취가 감소되어 작업자들의

작업환경이 개선


방류수수질기준 10 40 10 20 2

개선 전

(03년 4월 1일～ 12월 31일)4.2 7.8 4.3 6.728 0.977

개선 후

(04년 1월 1일～ 8월 31일)3.6 6.4 2.7 6.528 0.723

개선효율 14% 18% 37% 3% 26%

○ 기대효과

- 1차침전지에서 발생되는 생슬러지를 바로 탈수하는 것보다 이를 전량

포기조로 유입시켜 생슬러지내 고형분의 유기물을 탈질 유기원 및

미생물의 먹이원으로 사용할 경우 처리수질 향상 및 작업환경개선

등의 효과를 기대

- 48 -


■ 개선내용

○ 유입수질이 낮아 1차침전지에서 발생하는 생슬러지를 분뇨 및 정화조

폐액과 혼합하여 유기산발효 후 전량 혐기조로 이송시켜 유기탄소원

으로 공급하여 처리효율 증대 및 탈수슬러지 발생량 저감

■ 검토결과

○ 관거정비 미흡 등으로 인한 저농도 하수처리장의 경우 생슬러지 및

전처리 분뇨를 혼합(체류시간 : 6일)후 농축을 거치지 않고 전량 혐

기조로 유입시 처리수질 향상을 기대

- 고농도처리장의 경우에는 농축후 상등액만 혐기조로 유입하는 것이

바람직함

○ 1차침전지에서 발생되는 생슬러지를 전량 포기조로 유입시킬 경우

다소 처리수질 개선효과(저농도 유입시)를 기대

- 생물반응조 공기량 증가, 고농도 유입시 처리수질 악화를 초래

- 49 -

5. 대구 서부하수종말처리시설

■ 일반현황

○ 처리시설명 : 서부하수처리장

○ 시 설 용 량 : 하수 : 520,000㎥/일, 분뇨 : 1,200㎘/일

○ 처 리 공 법 : 하수 - A2O공법, 분뇨 - 협잡물제거(전처리)

○ 분뇨연계 투입 변경 적용

․2003. 2월이전 : 침사지로 유입

․2003. 2월이후 : 슬러지 농축조로 투입

■ 운전 개선내용

○ 원심분리 전처리 후 하수와 연계처리되는 분뇨를 침사지로 투입하

던 것을 농축조로 투입하여 비교 운전 및 시행

○ 시험 운전결과

․시험기간

- 침사지투입 : 2002. 8～2003. 1월(6개월)

- 농축조투입 : 2003. 8～2004. 1월(6개월)

○ 분석내용

․유입 및 방류수질 : BOD, COD, SS, T-N, T-P

- 50 -

․농축조 및 소화조 : TS, VS, 월류수, HRT, 가스발생량, 소화조 온

도, 소화율 등

○ 연계처리(분뇨) 수질

(단위:㎎/ℓ,㎘/일)

구 분 이송량 BOD COD SS T-N T-P

침사지유입 1,058 2,421 2,053 2,956 639 80

농축조유입 1,038 2,164 1,700 3,154 522 81

○ 단계별 분석결과

․농축조 분석

(단위:㎎/ℓ,㎥/일)

구분 TS VS VS(%) 월류수 슬러지인발량

분 뇨투입량

HRT(hr) H2S 비 고

침사지투입 25,012 15,355 61.9 370.5 1,675 1,058 44.1 11 초침슬러지

농축조투입 32,814 19,159 61.6 838.9 1,424 1,038 37.3 60 초침＋분뇨

- 분뇨를 농축조로 투입과 침사지 투입의 두가지 경우 모두 VS/TS비

율은 60%정도로서 비슷하나 농축조 투입시에 VS농도가 전반적으로

높은 것은 분뇨의 다량 유기물질(VS)의 향으로 추정

- 농축조 투입시 월류수(BOD)는 침사지 투입시 보다 높으며 이는 분

뇨 투입시 일부 침강 불량한 분뇨 유기물질이 초침슬러지 투입시 초

침 월류수와 같이 월류되는 되는 것으로 판단

- 분뇨를 농축조로 투입함으로 황화수소(H2S) 발생량이 침사지 투입시

보다 6배정도 증가하여 탈취탑 탈취제(탈황제) 교체주기가 짧아짐

- 51 -

․소화조분석

(단위:㎎/ℓ,㎥/일)

구 분 TS VS VS(%) 월류수 슬러지

인발량소화조온도(℃)

가 스발생량

소화율(%)

침사지 투입 23,227 11,757 51.8 152.9 970 32.4 6.193 35.0

농축조 투입 27,994 14,252 51.1 125.4 584 37.2 8,888 50.7

- 농축조로 분뇨투입시 TS,VS가 침사지 투입보다 높게 유입되고 양질

의 유기물질이 분해, 가스화, 안정화되면서 가스발생량이 증가하여

이를 사용한 보일러 가동율이 증가됨에 따라 소화가스 온도도 비례

하여 높게 유지됨

- 월류수(BOD)는 침사지투입시 보다 낮은 것은 고액분리가 효율적으로

이루어지고 있는 것으로 판단

- 소화율도 농축조 투입시 침사지투입시 보다 15.7%정도 향상됨

․방류수질

(단위:㎎/ℓ)


침사지 투입 4.3 11.0 3.4 9.828 1.103

농축조 투입 3.3 10.1 3.0 9.874 1.190

- 농축조 투입시 침사지투입시 보다 BOD 23.3%, COD 8.2%,

SS 11.8% 정도 처리수질이 향상

- 52 -


○ 농축조에 투입하는 경우 침사지에 투입하는 것보다 BOD 23.3%,

COD 8.2%, SS 11.8% 정도 처리수질이 향상되었으며, 특히 수질오염

총량 규제대상인 BOD는 상당히 양호하고 T-N, T-P는 거의 비슷

하게 나타남

○ 농축조로 투입하는 경우 침사지로 투입하는 것보다 가스발생량이

평균 43.5% 증가하여 소화조 가온용으로 사용하고 남은 잉여스팀을

본관 및 탈수동 난방과 온수로 사용함으로써 본관 및 탈수동 보일러

미가동에 따른 유류비용 절감(년간 18,000천원 정도)

- 53 -


■ 개선내용

○ 원심분리 전처리 후 하수와 연계처리되는 분뇨를 침사지로 투입하던

것을 농축조로 투입하여 생물반응조의 산소요구량 증대, 처리수질의

변동폭 확대, 악취발생 등의 문제점 해결

■ 검토결과

○ 처리수질의 효과

- 농축조 투입으로 인해 분뇨중의 유기물이 소화과정에서 메탄으로

전환되어 생물반응조의 부하를 저감시켜 결과적으로는 생물반응조의

SRT를 길게 하여 처리수질 향상

(단위:㎎/ℓ)


침사지 투입

('02.8~'03.1월)4.3 11.0 3.4 9.828 1.103

농축조

투입

자체분석

('02.8~'03.1월)3.3 10.1 3.0 9.874 1.190

'04. 1,2,3분기

지도점검 결과

2.3

(47%)

9.4

(15%)

2.5

(26%)

8.982

(9%)

0.847

(23%)

○ 소화효율 증대

- 농축조로 분뇨투입시 VS비율은 약간 증가로 VS량이 증가한 만큼

가스발생량이 증가되고 이를 사용한 보일러 가동율의 증가가 소화조

온도를 상승시켜 소화율이 약 45% 증가

- 54 -

- 소화조 가온용으로 사용후 잉여스팀을 본관 및 탈수동 난방 등에

사용하여 년간 1,800만원의 유류비용 절감효과가 발생

○ 분뇨를 슬러지농축조로 투입에 따른 문제점

- 슬러지농축조의 처리용량이 부족한 경우 농축조의 기능을 악화시켜

방류수질 악 향을 미칠 우려

- 슬러지 농축조에 분해 가능한 유기물질을 대량 공급하는 것은 농축

조에서 다량의 황화수소 발생량 증가로 하수처리시설의 부식 가속

화 우려

- 농축조에 분뇨투입은 탈수시 탈수성 악화 및 반류수 부하를 증대시켜

수처리시스템에 심각한 향을 미칠 우려가 있으므로 주의 필요

- 55 -

6. 대구 지산하수종말처리시설

■ 일반현황

○ 처리시설명(시설용량) : 지산하수처리장 (45,000㎥/일)

○ 처리공법 : 혐기/무산소/호기법

○ 운전개선 적용시기 : 2003. 4. 30

■ 운전개선내용

○ 운전개선 원리

- 유입펌프가 두 형식(45Kw×2대, 90Kw×2대) 밖에 설치되어 있지

않아서 시간대 물량변동율이 0～200%정도로 심하여 생물반응조에

충격부하를 줌으로 수처리 공정에 어려움 발생


구 분 개선 방법 개 선 결 과

현 행

45Kw×2대

90Kw×2대

- 인버터 미설치

․물량변동율 0～200% 발생

․생물반응조의 체류시간 불균형으로

처리효율 저하

개 선

45Kw×1대

90Kw×1대

- 인버터 설치

․인버터 적용 운전으로 물량변동율 최소화

․생물반응조 유입량 균등분배로 충격부하

해소에 따른 안정적인 방류수질 확보

- 56 -

○ 시설투자비

- 45Kw×1대, 90Kw×1대 인버터 설치비 : 3,000만원정도

※ 설계에는 없으나 시공사 제공으로 시설투자비 감소


○ 유입량 변동율 최소화로 안정적인 방류수질 확보

- 인버터 설치 전․후 방류수질 비교

구 분 BOD COD SS T-N T-P 대장균군 비 고

2003년

(1～4월)평균2.0 8.0 1.0 8.706 0.886 261 설치전

2004년

(1～4월)평균1.1 6.6 0.8 6.395 0.908 145 설치후

○ 유입펌프 인버터 적용 운전으로 전력비 절감 : 26,836천원/년

- 45KW : 20,540천원 - 11,612천원 = 8,928천원

- 90KW : 41,129천원 - 23,221천원 = 17,908천원

․인버터 적용전 전력비

모터용량현재

사용전력년간소요동력(Kwh/년) 년간전력요금

45KW 42.9KW42.9×8,400hr/년×1대

=360,360KW

360,360KW×57원

=20,540천원

90KW 85.9KW85.9×8400hr/년×1대

=721,560KW

721,560KW×57원

=41,129천원

TOTAL 128.8KW 1,081,920KW 61,669천원

- 57 -

․인버터 적용후 전력비

모터용량P1=P×(개도율)³

÷인버터효율(η)개도율 년간소요동력(KWh/년) 년간전력요금

45KW45×0.80³÷ η =

24.3KW80%

24.3KW×8,400hr/년

=203,722KW

203,722KW×57원

=11,612천원

90KW90×0.80³÷ η =

48.5KW80%

48.5KW×8,400hr/년

=407,400KW

407,400KW×57원

=23,221천원

TOTAL 72.8KW 611,122KW 34,833천원


■ 개선내용

○ 유입펌프에 인버터를 설치하여 시간대 물량변동에 따른 균등유입으로

생물반응조에 충격부하 방지

■ 검토결과

○ 생물반응조의 체류시간이 13.5시간 정도로 유량변동에 대한 완충효과가

이미 존재하고, 또한 설치전의 BOD 평균유입수질이 165mg/ℓ인데 반해

설치후의 BOD 평균유입수질이 145mg/ℓ로 낮아져 BOD의 처리수질

향상이 인버터 설치로 인한 것인지에 대한 판단은 어려우나,

○ 향후, 유입수질 향상 및 수량증가에 따라 인버터설치의 효과가 증대

되리라 판단됨

- 58 -

7. 부산 녹산하수종말처리시설

■ 일반 현황

○ 처리시설명(시설용량) : 녹산하수종말처리장(160,000㎥/일)

○ 처리공법 : MLE + 화학처리

○ 운전개선(Renovation) 적용시기 : 2004. 3. 1


○ 개 요

녹산하수종말처리장은 국내 대부분의 하폐수처리장과 같이 효과적인

탈질 반응을 위해 외부탄소원으로 메탄올을 투여하고 있으며 고가의

메탄올을 대체하기 위해 이용 가능한 자원에 대한 충분한 사전검토와

Pilot Plant Test 및 현장적용, 확대적용의 단계를 거쳐 대체탄소원의

경제성과 안정성을 입증

분류식 하수관거(하수유입)

탄소원(메탄올)

알카리제(가성소다)

↓ ↓

---→ 침사지 → 최 초침전지 → 탈질조 질산화조 → 최 종

침전지 → UV → 활성탄여 과 → 남해

↑ ↑내부반송

반송슬러지

○ 주요 추진과정

․2003. 8. 1～9. 24 : 대체탄소원 현장적용 계획 수립

․2003. 9. 29 : 연구개발 관련 「산․학협동협약서」체결

- 59 -

․2003. 10. 6～11. 28 : 대체탄소원 공동연구개발 추진(pilot plant test)

․2003. 12. 3 : pilot 실험결과 보고 및 현장적용 계획 수립

․2004. 1. 1 ～ 1. 31 : 대체탄소원 현장적용평가 실험 실시

․2004. 2. 3 : 대체탄소원 현장적용평가 실험보고서 작성

○ 경제성 평가

- 유입 C/N을 5.5로 유지하는 것을 목표로 할 때 외부탄소원 비용은

메탄올 기준 237,427천원, RCS15는 59,659천원으로 예상되어 외부탄

소원 비용에서만 연간 74.9%의 절감효과가 예상되며

- RCS15 주입량 7.6m3/d의 조건으로 보정하면 RCS15에 의해 182.4

(kg as NaOH50%)/d에 상당하는 가성소다 보충효과가 발생한 것으로

약 15.5%의 비용을 절감하고 있어 RCS15를 사용함으로써 절감되는

약품비는 연간 187,904천원에 달하며, 외부탄소원 및 가성소다 비용의

61.5%를 절감

- RCS5의 현장평가실험(2004. 3～5월)이 장림하수처리장(2단계)에서 완

료됨에 따라 보조탄소원으로 이용 가치가 확인되어 540,270천원/년

절감이 예상


○ 대체탄소원 RCS15는 메탄올(99.8%)과의 비교 파일롯 플랜트 평가

및 현장적용 실험결과 동등한 탈질성능을 나타내었고, 대체탄소원

(RCS)의 현장적용에 성공함으로써 부산광역시환경시설공단 약품절감

비용은 728,174천원/년의 절감효과를 나타냄

- 60 -


■ 개선내용

○ 탈질반응을 위해 외부탄소원으로 사용하고 있는 메탄올 대신 가격이

저렴한 대체탄소원(RCS15)을 투입

■ 검토결과

○ 외부 유기탄소원 종류에 따른 질소제거율의 비교

(mg/ℓ)

실험No. RCS15 메탄올 유입하수

1 65.9 59.8 34

2 44.6 44.6 28

3 71.6 67.6 44.8

○ RC15의 주입시 메탄올주입과 비교하면 약간 높은 질소제거율 나타남

○ COD제거효율은 메탄올 사용시와 비교하면 COD값이 약 2mg/ℓ정도

상승

○ 메탄올 사용시 년간 약품비용은 23,743만원이나, RCS15 사용시 약품

비용은 5,966만원으로 약 74.9%의 비용절감효과 발생

○ 대체탄소원의 투입에 따른 문제점

- 미량이지만 RCS15의 투입으로 인해 처리수중의 COD값이 약간 상승

할 우려가 있음

- 61 -

- 메탄올보다 유기물농도가 낮아 운반빈도(주 3회 정도) 및 운반비용의

비율이 지나치게 높음

- 정밀화학공정의 부산물을 이용하므로 발생량이 소량이고, 생산량 감소

및 생산품목 전환 등이 발생할 경우 안정적인 물량 확보에 어려움

발생

- 62 -

8. 서울 중랑하수종말처리시설

■ 일반 현황

○ 처리시설명(시설용량) : 중랑하수처리장(170천톤/일)


○ 운전개선(Renovation) 적용시기 : 2004. 1. 1.

■ 시설개선 내용

○ 개선원리 : 하수처리장의 운 을 진단하여 문제점을 파악하고 시설개선

사업을 시행하 으며 이를 탄천․서남․난지하수처리장에

확대적용

< 중랑･탄천 하수처리장 운 기술진단 용역(1996. 12. 31 준공)>

- 용 역 사 : (주)대우건설＋미국 CH2M HILL 공동수행

- 용 역 비 : 437,440천원

- 용역결과 : 하수처리장 방류수 수질개선을 위해서는 처리장 설계시

유입수질 저하로 유보되었던 하수슬러지 처리시설을 보완

증설 운 함이 필요

< 시설개선>

- 시설보완 : 슬러지처리시설 보완 및 수처리계통 유량분배 수위조절

∙ 시설보완 세부내용

- 63 -

슬러지처리시설 : 원심농축조 9대, 원심탈수기 6대 증설 등

수처리시설 : 유량 균등분배를 위해 웨어높이 등 수위 조절

∙ 사 업 비 : 총 15,871백만원 소요

구 분 계 1단계 2단계

시설물 현황

9대 원심농축기 6대 원심농축기 3대

6대 원심탈수기 3대 원심탈수기 3대

2기 용수공급시설 2기 -

3동 건축물 신축 3동 -

사업비 15,871백만원 13,231백만원 2,640백만원

사업기간 ‘00.11.10～’02.03.26 ‘03.05.14～’03.12.31

○ 처리공정별(단계별) 개선내용

<기존 현황>

- 수처리시설

∙제3처리장 4개 계열 100만톤/일과 제4처리장 25만톤/일은 유입부가

1개로 되어 있어 이를 총 5개 계열로 분배하는 과정에서 계열별,

지별 유량분배가 불균일하여 전체적인 처리효율이 저하

- 슬러지처리시설

∙국내최초로 만들어진 중랑하수처리장은 ‘70～ ’88년까지 18년에

걸쳐 건설되어 노후화된 시설

<시설개선 내용>

- 수처리시설

- 64 -

∙기본설계시 제3, 4처리장에 대하여 유량분배계통을 정밀 수준 측량

하 고, 측량결과를 분석하여 유량분배계통의 높이를 일정하게

조정함으로써 유량을 균등분배하여 계열별, 지별 처리효율 극대화

- 슬러지처리시설

∙농축시설 처리능력 부족량 13,239㎥/일을 처리하기 위하여 원심

농축기 60㎥/일 × 9대 신설(12,960㎥/일-2대 2,880㎥/일은 예비)

∙제2처리장 세정조 2지를 농축조로 변경 사용(3,324㎥/일)

최초침전지

A(976㎥/일)Q = 10,614㎥/일B(976㎥/일)

→C(976㎥/일)

D(976㎥/일)

E(976㎥/일)

Q = 3,233㎥/일최종침전지

→A(3,847㎥/일)

B(3,847㎥/일)

C(1,281㎥/일)

(2,563㎥/일)

Q = 10,249㎥/일D(3,847㎥/일)→

E(3,847㎥/일)

∙탈수기 부족량 94,626 DSkg/일을 처리하기 위해 원심탈수기 6대

(900kgDS/hr × 6대 = 129,600 DSkg/일 - 예비율 25%) 신설

구분슬러지량

(DSkg/일)

기존처리능력

(DSkg/일)

부족량

(DSkg/일)제2처리장 34,395 34,560 -

제3, 4처리장 208,026 113,400 94,626

제3처리장 기존농축조

(처리능력 10,857㎥/일)

신설 원심농축조

(대당처리능력 60㎥/일)

9대 - 2대 예비

제2처리장 세정조변경

(처리능력 3,324㎥/일)

- 65 -

○ 처리공정도

<기존처리공정>

상징수

- 제1처리장 생 오 니중 력 식

농 축 조

3처리장

소 화 조잉여오니

상징수 상징수 탈리액

- 제2처리장 생오니중 력 식

농 축 조

단 단

소 화 조

슬 러 지

세 정 조탈 수 기

케

익잉여오니

분 뇨

정화조폐액

상징수 상징수 탈리액

- 제3처리장 생 오 니중 력 식

농 축 조

1 단

소 화 조

2 단

소 화 조탈 수 기

케

익잉여오니

<변경처리공정>

- 제1,2처리장제1처리장농축슬러지

→제3처리장 1단 소화조생 오 니중 력 식

농 축 조 제2처리장농축슬러지

→제2처리장 1단 소화조잉여오니

- 제3처리장

생 오 니 중력식 농축조 1 단

소 화 조탈 수 기 케

익잉여오니 기계식 농축기

- 66 -


< 중랑하수처리장 계절별 BOD 방류수질 개선효과 >

전 체 유입수질(㎎/ℓ) 방류수질(㎎/ℓ) 제거효율(%)2001년 4월~2002년 3월 112.3 10.8 90.52002년 4월~2003년 3월 119.2 9.8 91.8

방류수질 개선효과 ① 9.1 %2001년 유입수질로 보정시 개선효과 ② 14.5 %2002년 유입수질로 보정시 개선효과 ③ 13.3 %

방류수질 개선효과 평균 (① + ② + ③) / 3 12.3 %적용 개선효과 10.0 %

춘하추절기 유입수질(㎎/ℓ) 방류수질(㎎/ℓ) 제거효율(%)2001년 4월~2001년 11월 107.2 9.7 91.1 2002년 4월~2002년 11월 117.5 8.5 92.8


방류수질 개선효과 평균 (① + ② + ③) / 3 17.3 %적용 개선효과 15.0 %

동절기 유입수질(㎎/ℓ) 방류수질(㎎/ℓ) 제거효율(%)2001년 12월~2002년 3월 122.6 13.1 89.3 2002년 12월~2003년 3월 122.7 12.6 89.7


방류수질 개선효과 평균 (① + ② + ③) / 3 3.9 %

- 67 -

< 중랑하수처리장 계절별 SS 방류수질 개선효과 >



방류수질 개선효과 평균 (① + ② + ③) / 3 26.1 %춘하추절기 유입수질(㎎/ℓ) 방류수질(㎎/ℓ) 제거효율(%)

2001년 4월~2001년 11월 98.1 5.0 95.02002년 4월~2002년 11월 104.1 4.5 95.7


방류수질 개선효과 평균 (① + ② + ③) / 3 12.6 %동절기 유입수질(㎎/ℓ) 방류수질(㎎/ℓ) 제거효율(%)

2001년 12월~2002년 3월 101.0 8.2 91.82002년 12월~2003년 3월 112.2 5.1 95.5


방류수질 개선효과 평균 (① + ② + ③) / 3 42.5 %

- 68 -

< 중랑하수처리장 계절별 COD 방류수질 개선효과 >


방류수질 개선효과 ① -1.5 %2001년 유입수질로 보정시 개선효과 ② 3.6 %2002년 유입수질로 보정시 개선효과 ③ 3.4 %


2001년 4월~2001년 11월 65.0 10.4 84.02002년 4월~2002년 11월 71.9 10.8 85.0



2001년 12월~2002년 3월 75.4 13.5 81.92002년 12월~2003년 3월 73.0 13.4 81.6

방류수질 개선효과 ① 0.9 %2001년 유입수질로 보정시 개선효과 ② -2.3 %2002년 유입수질로 보정시 개선효과 ③ -1.6 %

방류수질 개선효과 평균 (① + ② + ③) / 3 -1.0 %

- 69 -

< 중랑하수처리장 계절별 T-N 방류수질 개선효과 >




2001년 4월~2001년 11월 30.5 16.1 47.22002년 4월~2002년 11월 32.1 15.6 51.0



2001년 12월~2002년 3월 32.2 17.3 46.52002년 12월~2003년 3월 37.2 19.2 48.4


방류수질 개선효과 평균 (① + ② + ③) / 3 -1.2 %

- 70 -

< 중랑하수처리장 계절별 T-P 방류수질 개선효과 >




2001년 4월~2001년 11월 3.2 1.0 70.02002년 4월~2002년 11월 3.7 0.7 80.9



2001년 12월~2002년 3월 3.7 1.0 71.92002년 12월~2003년 3월 3.7 0.8 77.6


방류수질 개선효과 평균 (① + ② + ③) / 3 19.7 %

- 71 -

○ 계절에 따른 중랑하수처리장 항목별 방류수질 개선효과를 산정한 결과

BOD와 T-P의 경우 전체에 대하여 춘하추절기에 개선효과가 증가하

으나, 동절기에는 감소하 으며, COD, T-N의 경우 큰 변화가 없었고,

SS의 경우 춘하추절기에 비하여 동절기에 개선효과가 증가하 음

○ 중랑하수처리장 시설개선에 따른 계절별 항목별 방류수질 개선효과

항 목 전 체 (%) 춘하추절기 (%) 동절기 (%)BOD 10.0 15.0 0.0SS 25.0 10.0 40.0

COD 0.0 0.0 0.0T-N 5.0 5.0 0.0T-P 25.0 30.0 15.0

○ 시설개선에 따른 운 비 비교

- 중랑하수처리장 시설개선에 따른 운 비 비교

(단위 : 천원)

구분 총계 인건비 시설비 전력비 슬러지처분 약품비 기타

2001 31,509,084 10,158,770 5,931,814 6,119,839 5,104,800 894,399 3,299,462

2002 35,770,001 10,163,796 8,148,800 6,562,846 6,565,089 1,288,598 3,040,872

증가 4,260,917 5,026 2,216,986 443,007 1,460,289 394,199 -258,590

- 중랑하수처리장 제거된 BOD당 투입 항목별 내용

구분연간제거BOD량

(톤)

인력(명) 전력(천Kwh) 슬러지처분(천톤) 약품(톤)

인력 제거BOD천톤당 사용량 제거BOD

톤당 처분량 제거BOD톤당 사용량 제거BOD

톤당

2001 63,985 270 4.22 110,013 1.72 162,115 2.53 283.91 4.44

2002 66,649 267 4.01 112,372 1.69 190,080 2.85 338.88 5.08

증감 2,664 - 3 - 0.21 2,359 - 0.03 27,965 0.32 54.97 0.64

- 72 -

○ 시설개선방식과 비교한 건설예산 절감내역

- 고도처리시설 변경공사비

∙시설개선 공사비 C = 119.74×1,250,0000.542×30% = 72,425백만원

- 시설개선사업 : 16,645백만원

∙용역비 : 774백만원

(기본계획 289, 기본설계 96, 실시설계 389)

∙공사비 : 15,871백만원

(1단계 13,231 2단계 2,640)

- 건설예산 절감액 : 55,780백만원

- 73 -


■ 개선내용

○ 슬러지 처리시설 보완 및 수처리계통 유량분배 수위조절

○ 시설보완 세부내용

- 슬러지처리시설 : 원심농축기 9대, 원심탈수기 6대 증설

∙ 농축시설 처리능력 부족량(13,239㎥/일)을 처리하기 위하여 원심농축기

60㎥/시간 × 9대 =12,960㎥/일을 신설

∙ 탈수기 부족량(94,626 kgDS/일)을 처리하기 위하여 원심탈수기

900kgDS /시간 × 6대 =129,600 kgDS/일을 신설

- 수처리시설 : 유량 균등분배를 위해 웨어높이 등 수위조절

■ 검토결과

○ 수처리시설

- 제3, 4처리장에 대하여 유량분배계통을 정밀하게 측량한 결과를 토

대로 유량분배계통의 높이를 일정하게 조정함으로써 계열별 및 지별

처리효율을 극대화

○ 슬러지처리시설

- 방류수 수질개선을 위해서는 처리장 설계시 유입수질저하로 유보되

었던 슬러지처리시설을 보완하여 운 함이 필요

- 74 -

○ 시설개선에 따른 항목별 방류수질 개선효과

- 항목별 방류수질 개선효과를 산정한 결과 BOD와 T-P의 경우 평균

10% 이상의 개선효과가 있었으며, SS의 경우에는 평균 25% 정도

의 개선효과가 있었음


변경전 방류수질 10.8 11.5 6.0 16.5 1.0‘01년4월～’02년3월

평균값

변경후 방류수질 9.8 11.6 4.7 16.9 0.7‘01년4월～’02년3월

평균값

- 75 -

9. 전남 광 하수종말처리시설

■ 일반 현황

○ 처리시설명(시설용량) : 광 하수종말처리시설(5,500㎥/일)


○ 운전개선(Renovation) 적용시기 : 2002년


○ 본 처리장은 포기조의 유입하수량이 설계기준 대비 약 40% 수준으로

유입되고 유입수질은 설계기준 대비 BOD : 47%, SS : 55%수준으로

유입되어 BOD 유입부하량이 설계 대비 약 19% 수준으로 낮게 유지

되고 있음

○ 이에 따라 포기조를 2지중 1지만 사용하여 조용적으로 1/2로 감소 운전

하고, 기계식 표면폭기방식을 산기관에 의한 전면포기식 산기방식으로

개선 운

○ 처리효율은 BOD : 92.1%, COD : 73.2%, SS : 89.2%로 설계기준 :

BOD 86%, SS : 80%에 비해 높게 개선


○ 포기조 운 전력비 50% 절감(2지에서 1지만 운 )

○ 처리효율은 설계기준 대비 9～12%이상 향상

- 76 -


■ 개선내용

○ 하수처리장의 유입하수량이 설계대비 42% 정도 유입(2003년도 기준)

되어 포기조 2지중 1지만 운 하고, 포기방식을 기계식 표면포기에서

산기관에 의한 전면포기방식으로 시설 개선

- 개선비용 : 86백만원(송풍기 및 산기관 신설)

■ 검토결과

○ 포기조 2지중 1지만 운 함에 따라 전력비가 30% 절감

- 평균 절감액은 1,048천원/월(년간 12,576천원)

적 용 후 적 용 전

년도 2004.현재 2003 2002 2001 2000

전력비(천원)

(월평균 : 2,523)

24,057

(2,187)

28,334

(2,361)

29,590

(2,466)

36,914

(3,077)

42,850

(3,571)

○ 시설개선에 따른 처리효율 상승은 미미한 것으로 판단됨

- 77 -

10. 전남 보성하수종말처리시설

■ 일반 현황

○ 처리시설(시설용량) : 3,000㎥/일

○ 처리공법 : 산화구

○ 운전개선 적용시기 : 2001~2003년


○ 운전개선 원리 및 운전개선 내용 : 유입수의 질소제거 효율을 높이기

위해 산화구의 프로세스 운전방식을 개선

- 유입된 질소를 안정적인 처리와 유지관리를 용이하게 할 목적으로

DO제어 운전을 원칙으로 과폭기 방식을 병용

- 산화구 폭기교반 장치로는 rotor가 있으며, 이는 혼합액의 교반 뿐

아니라, 회전수 및 과폭횟수로 인하여 무산소, 호기상태를 제어함으

로서 질소제거 효율을 상승

○ 이러한 질산화 탈질화 과정을 중점으로 포기교반장치인 rotor를 이용

하여 1일 2~3회 과폭를 두었으며, 과폭시 rotor 회전수를 평균 회전수

보다 10~50%까지 상승시켜 과폭시간을 2~3h/d로 운전하여 질소제거

효율을 최소 20%에서 최대 56%까지 높은 제거율을 향상

○ 운전은 계절마다 다소 차이가 있으나 적정 DO를 유지시키므로 방류

수질 안정화

- 78 -

○ 시설 투자비 및 운 인력, 운 비 내역

- 시설투자 및 운 인력의 경우 특별한 사항이 없으며, 운 비 경우

과폭에 의한 전력비 부분만 필요


○ 방류수질 제거에 따른 방류수질 변화

2001년 유입수질소 방류수질소 제거율 과폭횟수 DO

1월 26.973 14.901 44.8 무 2.7

2월 23.779 22.989 3.3 무 2.4

3월 28.930 20.627 28.7 무 2.8

4월 26.612 18.160 31.8 무 2.6

5월 24.703 18.916 23.4 무 2.8

6월 26.303 18.227 30.7 무 2.5

7월 31.155 22.039 29.3 무 2.4

8월 32.441 22.258 31.4 무 3.2

9월 31.163 25.697 17.5 무 2.8

10월 36.048 24.697 31.5 무 2.5

11월 35.834 25.817 28.0 무 3.7

12월 35.400 23.318 34.1 무 3.4


1월 40.373 26.428 34.5 2회/일 3.2

2월 43.665 26.949 38.3 2회/일 3.4

3월 37.633 23.925 36.4 2회/일 3.4

4월 34.212 23.425 31.5 2회/일 3.5

5월 30.623 21.762 28.9 2회/일 3.1

6월 35.454 25.442 28.2 2회/일 2.7

7월 35.820 24.880 30.5 2회/일 3.0

8월 34.182 24.589 28.1 2회/일 3.1

9월 35.955 24.152 32.8 2회/일 3.3

10월 41.954 27.209 35.1 2회/일 3.6

11월 32.519 21.960 32.5 2회/일 3.2

12월 27.452 17.228 37.2 2회/일 1.8

- 79 -


1월 28.960 16.473 43.1 2회/일 2.8

2월 29.729 13.085 56.0 2회/일 1.5

3월 28.125 16.264 42.2 2회/일 1.9

4월 26.168 14.996 42.7 2회/일 1.9

5월 21.848 12.549 42.6 2회/일 1.7

6월 22.155 13.487 39.1 2회/일 2.0

7월 18.549 12.618 32.0 2회/일 2.3

8월 19.557 14.247 27.2 2회/일 3.2

9월 21.998 15.247 30.7 2회/일 2.8

10월 19.725 15.188 23.0 2회/일 3.0

11월 18.948 13.737 27.5 2회/일 2.9

12월 22.549 17.944 20.4 2회/일 2.9


■ 개선내용

○ 산화구 포기․교반 장치인 rotor를 1일 2～3회 평균 회전수보다 10～

50%까지 상승시킨 과폭(2～3시간/회)을 하여 20%～56%까지의 질소제

거율 향상

■ 검토결과

○ Rotor의 회전수를 높이는 것은 무산소지역에서 슬러지 침전방지를

위해 저부유속을 높이기 위한 것으로 질소제거율과 직접적인 향이

없는 것으로 판단되나, 운 효과를 위한 개선의 노력이 엿보임

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하수종말처리장 운전개선방식 우수사례집 - mewebbook.me.go.kr/DLi-File/F001/000/128544.pdf · 본 공법 적용결과 ('02. 9. 1～현재) 84.9 40.3 53.0 22.4 1.6