<135호>[특집]방류수 총인 기준강화 대비 T-P 농도 저감방안 [2]

[135호] 2011년 10월 11일 화요일 발행

 

방류수 총인 기준강화 대비 T-P 농도 저감방안 [2]

 

탄천물재생센터 총인 제거 실증실험

TP저감 운영방법 연구 메뉴얼 구축

 

 

탄천환경 연구팀은 응집약품 투입을 통한 화학적 인제거 방식에 대한 효과를 파악하기 위한 총인 실증실험 추진과 동시에 “방류수 TP저감을 위한 운영방법 연구”를 병행하여 실시하였다.

이 연구의 목적은 생물학적인 TP 제거효율 향상방법과 응집약품 투입을 통한 최적의 화학적 제거방법을 토대로 안정적인 방류수질을 유지할 수 있는 TP 운영매뉴얼을 구축하는 것이며, 탄천물재생센터 제1, 2처리장을 대상으로 2010년 8월부터 2011년 8월까지 시행되었다.

탄천물재생센터의 방류수 TP 수질의 변화패턴을 분석한 결과 04시에서 08시 사이 수질이 최대치를 나타내며 이후 감소 시작하여 15시에서 17시 사이 최저치를 나타낸 뒤 다시 상승하는 형태가 반복되는 것을 알 수 있었으며, 이는 시간대별 유입하수량의 변동과 밀접한 관계가 있음을 알 수 있었다.

탄천물재생센터의 경우 시간대별 유입유량의 편차가 최대 2.5배~3배까지 발생하고 있으며 유입유량이 증가하는 시간대에 TP농도는 감소하고 유입유량이 급감하는 새벽시간에는 TP농도가 상승하는 경향을 나타내고 있으나, 강우가 지속된 이후 시간대별 유입유량이 일정하게 유지될 경우 TP농도의 변동폭도 작아지는것을 알 수 있었다. 따라서 이에 대한 원인 파악을 위해 Lab 실험을 다음과 같이 실시하였다.

실험은 총 2회에 걸쳐 실시되었으며 1차 실험은 슬러지 체류시간에 따른 TP수질의 변동을 파악하기 위하여 약품을 투입한 포기조액과 투입하지 않은 포기조액을 침강시켜 30분부터 12시간까지 체류시킨 후 그 상등수의 TP수질을 시간대별로 측정하였다. 그 결과 약품투입 여부에 관계없이 모두 체류시간이 증가할수록 TP농도가 상승하였다.

2차실험은 침전슬러지량의 변화에 따른 TP수질의 변동을 파악하고자 약품을 투입한 포기조액을 30분 침전 후 침전슬러지량을 각 0㎖에서 500㎖까지 단계적으로 증가시켜 4시간 경과 후 상등수의 TP농도를 측정한 결과 침전슬러지량이 증가할수록 TP농도가 상승한다는 사실을 밝혀내었다.

이는 유입유량이 감소하는 시간대에 최종침전지의 체류시간이 증가하고, 침전슬러지의 양이 증가한 상태에서 하부슬러지의 혐기화가 진행됨에 따라 인 방출에 의해 TP농도가 상승하는 연결고리를 파악하였으며 TMS상 방류수 TP의 시간대별 변화와도 일치하는 것으로 나타났다.

탄천환경 연구팀이 독자적으로 고안한 실험방법을 통해 포기조 후단에 응집약품 투입과는 별개로 최종침전지의 상태변화에 따라 인방출에 의한 TP농도가 상승될 수 있음을 밝혀냄에 따라 이 Lab실험을 “인방출 확인실험”으로 명명하였으며, 타 처리장에서도 이 실험을 통해 인방출 확인 정도를 파악하고 운영에 대한 대안을 마련하는 기초자료로의 활용이 가능할 것이다.

“인방출 확인 실험” 이후 연구는 TP 수질에 영향을 미치는 공정 운영인자를 도출하고 적정 운영을 통해 TP를 저감시킬 수 있는 방법을 모색하여 실제 처리장에 적용함으로서 그 효과를 입증하였으며, 또한 TP저감 공정운영과 약품투입을 병행하여 그 효과를 파악하였다.

TP수질에 영향을 미치는 주요 운영인자로 첫번째 유입유량과 TP수질은 반비례 관계를 나타냄에 따라 향후 강화되는 수질기준을 시간대별로 만족시키기 위해서는 유량조정조 도입을 통해 유입유량의 시간대별 변동폭을 최소화 시키는 것이 필요하며 장기적인 검토를 통해 시행되어야 할것이다.

두번째 운영인자는 송풍량으로 송풍량 감소시 낮은 MLDO로 인해 최종침전지에서 인방출량 증가에 따라 TP수질 상승이 뚜렷하게 나타났다. 처리장에서는 주기적인 정비 및 점검 또는 기계적 문제로 송풍기 가동을 일시 중단할 경우가 발생하고, 이는 TP 수질의 상승에 직접적으로 영향을 미치므로 이를 고려하여 정전작업 또는 에너지 절감계획의 수립이 필요할 것이다.

agamool@hanmail.net

세번째 운영인자는 최종침전지의 슬러지 계면으로 계면을 낮게 유지할수록 TP수질은 낮게 나타났으며 인방출 확인실험을 통해 최종침전지 깊이 3m를 기준으로 약 0.6m 이하로 유지할 경우 인방출량이 최소화 되는 것으로 나타났다. 그러나 탄천물재생센터의 경우 최종침전지가 총 64개지로 각각의 슬러지 계면을 지속적으로 인력으로 측정, 관리하는데 현실적으로 어려움이 발생하였지만 수질기준 준수를 위해서 관리가 필수적인 항목이므로 향후에는 계면계 설치 및 연동운전을 통한 자동화 운영방안이 필요하다 할 수 있겠다.

네번째 운영인자는 잉여슬러지량 및 반송슬러지량의 조정이다. 실제로 고도처리공사로 인해 잉여슬러지의 인발을 약 2시간 정도 중단한 이후 2시간 경과 후부터 방류수 TP수질이 2배 이상 급상승하였으며 이후 감소추세로 돌아서는데 상당시간이 소요되었다. 따라서 잉여슬러지는 안정적으로 인발이 가능한 설비의 보강이 필요로 하며, 슬러지 수집기 등의 문제로 일시 인발이 중지될 경우 수질상승에 즉각 대응하여야 할 것이다.

상기와 같이 TP수질에 영향을 미치는 운영인자 및 대응방안을 모색하여 TP저감 운영방법 매뉴얼을 구축하였으며 이를 응집약품 투입과 병행한 결과 약품만 투입한 처리장에 비해 방류수 TP수질이 변동폭이 크지 않고 안정적으로 나타났다.

 

 

제공 | (주)탄천환경