강우시 유입유량 증가에 따른 하수처리시설 최적 관리모델 개발에 관한 연구 A Study on the development of sewage treatment plant optimal management model by inflow increase during rainfall원문보기
국내의 물환경 보전 및 관리대책은 청천시에 발생하는 점오염원 등을 중심으로 추진되어 왔기 때문에, 하수도관리에 있어서 강우시 합류식 하수도관리를 위한 관리기준과 관련 기초연구자료가 미흡한 실정이다. 하지만 공공수역의 수질개선을 위해서는 강우시 합류식 하수도의 하수처리대책 및 최적운영방안 수립이 필요하고, 그 중 가장 효율적이고 경제적인 수단은 강우시 초과유입하수를 기존 하수처리시설을 최대한 이용하여 처리 처리하는 것이라 할 수 있다. 본 연구에서는 강우시 합류식 하수도의 운영현황을 설문조사하고, 하수처리장 운영현황 자료를 분석하여 강우시 하수처리장에서의 운영상 문제점을 도출하였으며, 이를 해결하기 위한 방안으로서 강우에 따른 유입유량 증가 시의 하수처리시설의 ...
국내의 물환경 보전 및 관리대책은 청천시에 발생하는 점오염원 등을 중심으로 추진되어 왔기 때문에, 하수도관리에 있어서 강우시 합류식 하수도관리를 위한 관리기준과 관련 기초연구자료가 미흡한 실정이다. 하지만 공공수역의 수질개선을 위해서는 강우시 합류식 하수도의 하수처리대책 및 최적운영방안 수립이 필요하고, 그 중 가장 효율적이고 경제적인 수단은 강우시 초과유입하수를 기존 하수처리시설을 최대한 이용하여 처리 처리하는 것이라 할 수 있다. 본 연구에서는 강우시 합류식 하수도의 운영현황을 설문조사하고, 하수처리장 운영현황 자료를 분석하여 강우시 하수처리장에서의 운영상 문제점을 도출하였으며, 이를 해결하기 위한 방안으로서 강우에 따른 유입유량 증가 시의 하수처리시설의 수학적 모델을 이용한 최적운영방안을 시뮬레이션하여, 달성 가능한 수질목표설정, 운영관리 최적화방안 및 시설개량 검토 등의 단계별 최적관리모델을 제시하기 위한 연구를 수행하였다. 또한 본 모델을 실제 하수처리장에 적용하여 비정상 운전 시 오염부하 증가 등의 문제점과 기존공정의 적정유량관리를 통한 맞춤형 처리방안 등에 관한 연구를 수행하였다. 하수처리장 운영현황의 설문조사 결과, 강우시 시간최대하수발생량의 3배(3.0Qh) 유입수에 대해 42%가 1차침전지에 유입하지 않고 우회(By-pass)시키는 것으로 조사되었고, 과거 운영자료의 분석결과에서는 차집관거를 통해 유입되는 유량을 전량 하수처리장으로 유입시켜 처리하는 곳은 단 5%에 불과하였으며, 대부분의 하수처리장은 유입을 차단하거나 일부분만 처리하는 것으로 분석되었다. 유입차단 사유는 유입부하량 증가로 인한 처리수질 관리의 어려움, 최초침전지 유출수의 색깔에 따른 민원발생 등에 따른 것으로 조사되었다. 본 연구에서 제안된 관리모델의 적용을 통한 적정운영방안 검토를 위하여 대상하수처리장에 대하여 GPS-X모델을 활용한 사례연구를 실시한 결과, 강우에 따른 유입유량 증가 시 1일 최대하수발생량(1Qd)이상의 유입유량에 대하여 일차침전지에 유입하지 않고 By-pass 할 경우 침전처리 할 경우보다 모든 항목에서 배출 부하량이 증가되었다. 특히, 시간최대하수발생량의 3배(3.0Qh) 유입 시에는 유기물의 경우 1.7배, 고형물의 경우 2.2배나 많은 오염물질이 배출되었다. 이는 강우시 비정상 운영에 따라 많은 오염물질이 배출되고 있음을 보여주는 결과로서 합류식 하수도의 하수처리장에서는 1차침전지를 최대한 활용한 침전처리 등의 적절한 처리방안이 반드시 필요한 것으로 나타났다. 또한 기존 생물반응조와 2차침전지를 최대한 활용할 수 있도록 맞춤형 처리방안을 검토한 결과, 시간최대하수발생량의 1.5배(1.5Qh) 이내에서는 생물반응조와 2차침전지를 통한 추가처리방안이 충분히 검토가 가능한 것으로 나타나 다른 처리장에서도 본 적정 운영방안 도출 모델을 통하여 맞춤형 처리방안을 모색하는 것은 충분히 타당할 것으로 평가된다. 따라서, 본 연구에서 제안한 강우시 하수처리장에서의 적정 운영 및 관리 검토 모델은 현재 운영되고 있는 하수처리장의 강우시 문제점을 분석하고 개선방안 도출을 통한 운영 최적화 모색에 있어 기본 방향을 제시 할 수 있을 것으로 기대된다. 더불어 본 연구에서 분석한 강우시 하수처리장 운영상의 문제점을 근본적으로 개선하기 위해서는 공공하수도 기술진단 시 강우시 운영현황에 대한 진단, 하수도정비기본계획에서 기존 합류식 하수도에 대한 강우시 처리대책 및 시설개량 계획 수립, 합류식 하수도에서 법상의 강우시 관리기준 확립 및 재원 투자 등 제도적인 개선 방안을 함께 추진해야 할 것으로 생각된다.
국내의 물환경 보전 및 관리대책은 청천시에 발생하는 점오염원 등을 중심으로 추진되어 왔기 때문에, 하수도관리에 있어서 강우시 합류식 하수도관리를 위한 관리기준과 관련 기초연구자료가 미흡한 실정이다. 하지만 공공수역의 수질개선을 위해서는 강우시 합류식 하수도의 하수처리대책 및 최적운영방안 수립이 필요하고, 그 중 가장 효율적이고 경제적인 수단은 강우시 초과유입하수를 기존 하수처리시설을 최대한 이용하여 처리 처리하는 것이라 할 수 있다. 본 연구에서는 강우시 합류식 하수도의 운영현황을 설문조사하고, 하수처리장 운영현황 자료를 분석하여 강우시 하수처리장에서의 운영상 문제점을 도출하였으며, 이를 해결하기 위한 방안으로서 강우에 따른 유입유량 증가 시의 하수처리시설의 수학적 모델을 이용한 최적운영방안을 시뮬레이션하여, 달성 가능한 수질목표설정, 운영관리 최적화방안 및 시설개량 검토 등의 단계별 최적관리모델을 제시하기 위한 연구를 수행하였다. 또한 본 모델을 실제 하수처리장에 적용하여 비정상 운전 시 오염부하 증가 등의 문제점과 기존공정의 적정유량관리를 통한 맞춤형 처리방안 등에 관한 연구를 수행하였다. 하수처리장 운영현황의 설문조사 결과, 강우시 시간최대하수발생량의 3배(3.0Qh) 유입수에 대해 42%가 1차침전지에 유입하지 않고 우회(By-pass)시키는 것으로 조사되었고, 과거 운영자료의 분석결과에서는 차집관거를 통해 유입되는 유량을 전량 하수처리장으로 유입시켜 처리하는 곳은 단 5%에 불과하였으며, 대부분의 하수처리장은 유입을 차단하거나 일부분만 처리하는 것으로 분석되었다. 유입차단 사유는 유입부하량 증가로 인한 처리수질 관리의 어려움, 최초침전지 유출수의 색깔에 따른 민원발생 등에 따른 것으로 조사되었다. 본 연구에서 제안된 관리모델의 적용을 통한 적정운영방안 검토를 위하여 대상하수처리장에 대하여 GPS-X모델을 활용한 사례연구를 실시한 결과, 강우에 따른 유입유량 증가 시 1일 최대하수발생량(1Qd)이상의 유입유량에 대하여 일차침전지에 유입하지 않고 By-pass 할 경우 침전처리 할 경우보다 모든 항목에서 배출 부하량이 증가되었다. 특히, 시간최대하수발생량의 3배(3.0Qh) 유입 시에는 유기물의 경우 1.7배, 고형물의 경우 2.2배나 많은 오염물질이 배출되었다. 이는 강우시 비정상 운영에 따라 많은 오염물질이 배출되고 있음을 보여주는 결과로서 합류식 하수도의 하수처리장에서는 1차침전지를 최대한 활용한 침전처리 등의 적절한 처리방안이 반드시 필요한 것으로 나타났다. 또한 기존 생물반응조와 2차침전지를 최대한 활용할 수 있도록 맞춤형 처리방안을 검토한 결과, 시간최대하수발생량의 1.5배(1.5Qh) 이내에서는 생물반응조와 2차침전지를 통한 추가처리방안이 충분히 검토가 가능한 것으로 나타나 다른 처리장에서도 본 적정 운영방안 도출 모델을 통하여 맞춤형 처리방안을 모색하는 것은 충분히 타당할 것으로 평가된다. 따라서, 본 연구에서 제안한 강우시 하수처리장에서의 적정 운영 및 관리 검토 모델은 현재 운영되고 있는 하수처리장의 강우시 문제점을 분석하고 개선방안 도출을 통한 운영 최적화 모색에 있어 기본 방향을 제시 할 수 있을 것으로 기대된다. 더불어 본 연구에서 분석한 강우시 하수처리장 운영상의 문제점을 근본적으로 개선하기 위해서는 공공하수도 기술진단 시 강우시 운영현황에 대한 진단, 하수도정비기본계획에서 기존 합류식 하수도에 대한 강우시 처리대책 및 시설개량 계획 수립, 합류식 하수도에서 법상의 강우시 관리기준 확립 및 재원 투자 등 제도적인 개선 방안을 함께 추진해야 할 것으로 생각된다.
A standard and research is insufficient about a management of CSOs (Combined Sewer Overflows) in case of rainfall because the conservation and management policy of water environment was leaned in point sources in Korea. For the improvement of water quality in a public waters, rainfall sewage treatme...
A standard and research is insufficient about a management of CSOs (Combined Sewer Overflows) in case of rainfall because the conservation and management policy of water environment was leaned in point sources in Korea. For the improvement of water quality in a public waters, rainfall sewage treatment countermeasure and optimum operation plan establishment of the combined sewer are necessary. The most effective and economic solution is a maximizing to treating ability of existing sewage treatment plant. In this study, a current situation of utilities was defined through a survey of operators and engineers, analysis of operating records and examination of design capacity. And then we proposed a optimal management model, which is composed of a simulation of utility using mathematical model(GPS-X : General Purpose Simulator-X) and setting a attainable target of water quality and investigating a optimal operation and improvement of facility. In a result of survey of operator and engineer, it is founded that the 42% of utilities bypass a inflow without 1st sedimentation process in 3Q. And also the analysis of former operation records shows that only 5% of utilities treat all of inflow from collection system. The main causes are known that a public complain to colored water and difficult of managing water quality due to increased pollution load. In the case study to investigate a optimal operation plan in a real field using GPS-X, the pollution load in treated effluent is increased in the case of bypass without 1st sedimentation rather than normal operation for the 1Qd flow. Especially, it is increased a 1.7 times of organic material and 2.2 times solid in the inflow of 3.0Qh. It can be concluded that a abnormal operation of a wastewater utility effluent a more contaminant and this study also find a necessity to make the best use of 1st sedimentation facility in case of rain. Also if the inflow is lesser than 1.5Qh, the probability of additional treatment is founded at the biological reactor and 2nd sedimentation. The proposed model is helpful that a analysis of current operation of rainy day and the establish a improvement project in a sewage treatment plant. Considering the fundamental solution, it must be considered in steps of master planing and technical diagnostic of the plant which is including a establishment of operation strategy of a rainy day and improvement of facility and related standard.
A standard and research is insufficient about a management of CSOs (Combined Sewer Overflows) in case of rainfall because the conservation and management policy of water environment was leaned in point sources in Korea. For the improvement of water quality in a public waters, rainfall sewage treatment countermeasure and optimum operation plan establishment of the combined sewer are necessary. The most effective and economic solution is a maximizing to treating ability of existing sewage treatment plant. In this study, a current situation of utilities was defined through a survey of operators and engineers, analysis of operating records and examination of design capacity. And then we proposed a optimal management model, which is composed of a simulation of utility using mathematical model(GPS-X : General Purpose Simulator-X) and setting a attainable target of water quality and investigating a optimal operation and improvement of facility. In a result of survey of operator and engineer, it is founded that the 42% of utilities bypass a inflow without 1st sedimentation process in 3Q. And also the analysis of former operation records shows that only 5% of utilities treat all of inflow from collection system. The main causes are known that a public complain to colored water and difficult of managing water quality due to increased pollution load. In the case study to investigate a optimal operation plan in a real field using GPS-X, the pollution load in treated effluent is increased in the case of bypass without 1st sedimentation rather than normal operation for the 1Qd flow. Especially, it is increased a 1.7 times of organic material and 2.2 times solid in the inflow of 3.0Qh. It can be concluded that a abnormal operation of a wastewater utility effluent a more contaminant and this study also find a necessity to make the best use of 1st sedimentation facility in case of rain. Also if the inflow is lesser than 1.5Qh, the probability of additional treatment is founded at the biological reactor and 2nd sedimentation. The proposed model is helpful that a analysis of current operation of rainy day and the establish a improvement project in a sewage treatment plant. Considering the fundamental solution, it must be considered in steps of master planing and technical diagnostic of the plant which is including a establishment of operation strategy of a rainy day and improvement of facility and related standard.
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