<134호>[특집]방류수 총인 기준강화 대비 T-P 농도 저감방안 [1]

[134호] 2011년 9월 23일 금요일 발행

 

방류수 총인 기준강화 대비 T-P 농도 저감방안 [1]

 

탄천물재생센터 총인 제거 실증실험

PAC 17% 연간 46억 원 투입해야 기준 맞춰

 

 

하수도법 개정으로 2012년 1월 1일부터 서울시 4개 물재생센터의 방류수 T-P 수질은 기존 2.0㎎/L에서 0.5㎎/L로 강화되고, 2013년에는 수질오염총량제에 T-P항목이 추가될 예정이다.

 

그러나 서울시 4개 물재생센터의 고도처리사업은 방류수 T-P 수질 2.0㎎/L를 기준으로 설계되었다. 시공 진행 중에 하수도법이 개정되고, 시행시기에 여유가 부족함에 따라 수질기준 강화에 따른 추가 대안 마련이 시급한 실정이다.

 

이에 서울시 차원의 대안 마련을 위해 서울시 도시안전본부 산하 물관리국(물재생시설과)과 (주)탄천환경은 탄천물재생센터 제1처리장을 대상으로 응집약품 투입을 통해 향후 강화되는 수질기준 준수 가능성 여부를 판단하기 위한 총인 실증실험을 시행하였다.

 

총인 실증실험 대상인 탄천물재생센터 제1처리장은 시설용량 60만톤/일(고도처리 시 49만톤/일)이며 실증실험 기간 중에 기존 표준활성슬러지법에서 MLE공법 적용을 위한 반응조 개량이 완료되었다. 따라서 실증실험 기간 중에 수처리공정은 표준활성슬러지법 운영기와 표준에서 MLE공정으로의 전환기, MLE공정으로 운영하는 기간이 각각 포함되었다.

 

탄천물재생센터 고도처리공사 시 T-P제거를 위한 약품투입시설은 방류수 T-P 수질 2.0㎎/L를 기준으로 7% Alum 약 40ppm 약품원액을 포기조 후단 최종침전지 전단 수로에 간헐 투입할 수 있도록 설계 및 시공되었다.

 

응집약품은 많은 종류가 있으나 고도처리공사 시 설계약품인 Alum과 가장 범용적으로 사용 중인 PAC, 그리고 난지물재생센터에서 다년간 사용 중인 PAHCS 3가지 약품으로 주입률별 효과를 분석하였다. 실증실험은 2단계, 총5차로 나누어 ’10년 7월부터 ’11년 2월까지 8개월에 걸쳐 시행되었다.

 

탄천물재생센터 최종침전지

 

1단계 실험은 ’10년 7월에서 12월까지 총 3차에 걸쳐 시행되었으며 강화되는 수질기준 준수를 위해 목표수질을 일평균 0.35㎎/L로 설정하고 이를 달성하기 위한 약품별 주입률을 도출하는 것이 그 목적으로, 상기 3종류의 응집약품을 원액투입방식으로 포기조 후단에 상시 투입하였다.

 

실험 시 하절기 강우 지속기에 약품투입으로 인해 pH가 급격하게 감소하여 최종침전지 슬러지가 부상하기도 하였다. 수처리공정이 표준활성슬러지법에서 MLE공정으로 전환 시기에 약품투입을 지속하였음에도 T-P수질이 급격히 상승하는 문제점이 발생하였다.

 

2단계 실험은 ’11년 1월에서 2월까지 총 2차에 걸쳐 시행되었으며 MLE공정으로 전환 완료된 제1처리장 부지를 대상으로 PAC, PAHCS 두 가지 약품을 이용하여 약품투입지점 변경 및 약품투입방식 변경에 따른 효과를 비교하였다.

 

실험결과 약품을 희석해서 투입하는 방식이 원액을 투입하는 방식에 비해 약 13.5% 효과가 좋은 것으로 나타났다. 동절기에 시행됨에 따라 1단계 하절기 실험결과에 비해 높은 주입률이 요구되었다.

 

실증실험 기간중 응집 약품별 24시간, 48시간 연속실험을 실시하여 시간대별 경향을 분석하였다. 외부전문가 참여를 통한 자문회의를 총2회 개최하여 실증실험 결과 및 향후 실험 방향에 대한 신뢰성 확보가 가능하였다.

 

실제 대용량 처리장에 응집약품 상시투입을 통한 실증 실험 결과, 일평균 방류수 T-P 0.35㎎/L를 만족시키기 위한 약품별 주입률을 동절기와 비동절기로 구분하여 산정이 가능하였다.

 

agamool@hanmail.net

8% Alum은 비동절기에는 100.5ppm, 동절기 153ppm으로 연간 약품비는 약 41억8,300만원이며, 17% PAC는 비동절기 47.3ppm, 동절기 72ppm으로 연간 약품비는 약 46억4,600만원, 10% PAHCS는 비동절기 80.4ppm, 동절기 122.4ppm으로 연간 약품비는 약 63억4,700만원이 예상된다.

 

그러나 실증실험 시 나타난 가장 큰 문제점은 일평균 목표수질은 달성 가능하였으나 TMS 기준으로 시간대별 수질은 일부시간대에 초과한다는 점이었다.

 

따라서 약품투입만으로 강화되는 수질기준을 상시 안정적으로 준수하는 것은 어려움이 예상되며, 대용량 처리장에 약품을 상시 투입한 운영사례가 거의 없다는 것이 문제이다. 약품 장기투입에 따른 슬러지 증가량 파악, 수처리공정의 미생물 및 질산화에 미치는 영향 등에 대한 장기적인 검토가 필요한 실정이다.

 

제공 | (주)탄천환경