국내 하수처리장은 고도화, 재이용수의 증가 등으로 운영비용이 급격히 증가하여 효율적인 운영이 요구되나 운영비(전력비, 약품비, 인건비) 중 전력비에 대하여 사용량 산정이 복잡하고 데이터가 축척되지 않아 체계적인 분석이 불가능하고 개선대책 수립이 어려웠다. 따라서 본 논문에서는 미국 EPA의 전력 사용평가 프로그램을 활용하고 인천시 S-하수처리장의 운영 자료를 사용하여 전체 전력 사용량 및 기계별 전력소비 특징을 분석하였다. 이를 통하여 미국 EPA의 전력 사용평가 프로그램 시범사용을 함으로써 국내 적용가능성도 평가하였다. 또한, 국내․외의 문헌 및 정책자료를 통하여 현재 진행 중인 하수처리장의 에너지 평가 및 하수처리장 에너지자립화사업의 문제점을 도출하고 개선사항을 제시하였다. 첫째, EPA의 ...
국내 하수처리장은 고도화, 재이용수의 증가 등으로 운영비용이 급격히 증가하여 효율적인 운영이 요구되나 운영비(전력비, 약품비, 인건비) 중 전력비에 대하여 사용량 산정이 복잡하고 데이터가 축척되지 않아 체계적인 분석이 불가능하고 개선대책 수립이 어려웠다. 따라서 본 논문에서는 미국 EPA의 전력 사용평가 프로그램을 활용하고 인천시 S-하수처리장의 운영 자료를 사용하여 전체 전력 사용량 및 기계별 전력소비 특징을 분석하였다. 이를 통하여 미국 EPA의 전력 사용평가 프로그램 시범사용을 함으로써 국내 적용가능성도 평가하였다. 또한, 국내․외의 문헌 및 정책자료를 통하여 현재 진행 중인 하수처리장의 에너지 평가 및 하수처리장 에너지자립화사업의 문제점을 도출하고 개선사항을 제시하였다. 첫째, EPA의 Energy Use Assessment Tool을 활용한 사례분석 연구를 위하여 인천시 S-하수처리장의 연간 에너지소비량을 분석하여 아래와 같이 기계별 전력소비 특징을 도출하고 EPA 전력진단 프로그램의 국내 적용가능성을 평가하였다. 연간 전력사용량을 평가한 결과 불분명한 전력 소모량이 0.2%에 불과한 것으로 조사되었으며, 이 차이는 한국전력에서 고지된 전력이 시스템으로 평가한 전력과 유사하다고 볼 수 있으므로 시스템의 국내 활용이 가능하다고 판단하였다. 또한 EPA 평가 프로그램 국내 활용 시 미국과 국내의 프로세스 구분이 상이함에 따라 국내하수처리장 실정에 맞게 프로그램 프로세스를 변환하고 미반영 된 등기구 등 장비의 반영도 필요하다. 본 사례의 S-하수처리장은 막분리 호기조공법을 사용하여 생물처리를 하는 특징이 있으며 이로 인한 MBR세정송풍기에서 전체전력 소모량의 56%를 차지하고 있어 동 공법이 특정기계에서 전력이 다소비되는 공법임을 알 수 있었다. 타 공법에서도 동 프로그램을 사용하여 전력소비 특성을 도출하고 공법별 결과를 상호 비교한다면 80가지에 이르는 국내의 다양한 공법의 에너지 소비분석을 할 수 있을 것으로 판단된다. 설계에 반영된 장비효율 분석결과 고효율 펌프 사용률이 19.4%에 불과하여 하수처리장 설계나 발주 시 에너지 고효율기계 사용에 대한 일정비율을 반영할 수 있는 가이드라인 설정도 필요하다. 운전 시에 MBR세정송풍기가 전체 에너지 사용량의 54.2%를 차지하므로 고효율 터보송풍기의 관리 및 운전방법에 주의가 필요하다. 또한 동절기에 하수처리량이 작음에도 전력사용량이 하절기의 1.7～2.2배로 큰 이유가 미생물의 활성화를 위하여 동력기계의 사용이 증가하였기 때문이므로 동절기 미생물 활성화를 위한 소화가스 사용 등도 적극 고려하여야 한다. 둘째, 현재 진행 중인 국내와 미국의 하수처리장의 에너지 정책 및 평가에 대한 문제점 및 개선사항을 아래와 같이 도출하였다. 에너지 이용합리화법 32조에 의한 공공하수처리시설 에너지진단은 에너지다소비사업자가 에너지를 효율적으로 관리하기 위하여 필요한 기준을 정하여 고시하고 에너지진단 전문기관으로부터 3년 이내에 진단토록 하고 있다. 그러나 하수처리장 전문업체가 아닌 에너지진단 전문기관이 수행하므로 운영프로세스별 개별 운영장비에 대한 정확한 분석이 불가하여 개선방안 도출이 미진하므로 프로세스별 전력소비 특성을 진단할 수 있는 하수처리장 전문 용역업체의 사업 참여를 검토하여야 한다. 에너지 자립화 1, 2단계 시범사업 모두 소화가스 이용, 슬러지 처리시설 폐열이용, 소수력 발전, 하수열 이용, 태양광 발전, 찌꺼기전처리시설, 바이오가스 생산 개선, 열병합발전 등 대체에너지 생산에 치중함으로써 하수처리장 운영관리 시 절감방안 연구가 부족하다. 미국 사례의 경우 에너지 절감목표를 20%로 정하였으나 하수처리장 시설의 개선에 따른 전력절감은 61%에 달하고 있을 정도로 운영에너지 절감 분야도 중요하다. 특히 국내 하수처리장은 3,000개, 80여개 공법으로서 매우 다양하므로 에너지 진단 시 공통 적용포맷을 활용 하여 세부 장비의 상호 간 비교분석을 통하여 장단점을 분석하고 데이터를 축척하면 우수한 공법 및 장비를 선정할 수 있고 운영에너지를 절감하는 계기가 될 것이다. 미국 NYSERDA의 처리용량별 톤당 전력사용량 기준을 국내 하수처리장에 적용하였을 때 대규모 하수처리장에서는 에너지 효율이 양호하나 소규모 하수처리장은 에너지 효율이 매우 불량한 것으로 나타나 소규모 하수처리장의 에너지 관리가 더욱 중요한 것으로 나타났다. 또한 국내도 처리장별 전력소비수준을 파악하기 위하여 합리적인 용량별 전력사용량 기준 제시도 필요하다.
국내 하수처리장은 고도화, 재이용수의 증가 등으로 운영비용이 급격히 증가하여 효율적인 운영이 요구되나 운영비(전력비, 약품비, 인건비) 중 전력비에 대하여 사용량 산정이 복잡하고 데이터가 축척되지 않아 체계적인 분석이 불가능하고 개선대책 수립이 어려웠다. 따라서 본 논문에서는 미국 EPA의 전력 사용평가 프로그램을 활용하고 인천시 S-하수처리장의 운영 자료를 사용하여 전체 전력 사용량 및 기계별 전력소비 특징을 분석하였다. 이를 통하여 미국 EPA의 전력 사용평가 프로그램 시범사용을 함으로써 국내 적용가능성도 평가하였다. 또한, 국내․외의 문헌 및 정책자료를 통하여 현재 진행 중인 하수처리장의 에너지 평가 및 하수처리장 에너지자립화사업의 문제점을 도출하고 개선사항을 제시하였다. 첫째, EPA의 Energy Use Assessment Tool을 활용한 사례분석 연구를 위하여 인천시 S-하수처리장의 연간 에너지소비량을 분석하여 아래와 같이 기계별 전력소비 특징을 도출하고 EPA 전력진단 프로그램의 국내 적용가능성을 평가하였다. 연간 전력사용량을 평가한 결과 불분명한 전력 소모량이 0.2%에 불과한 것으로 조사되었으며, 이 차이는 한국전력에서 고지된 전력이 시스템으로 평가한 전력과 유사하다고 볼 수 있으므로 시스템의 국내 활용이 가능하다고 판단하였다. 또한 EPA 평가 프로그램 국내 활용 시 미국과 국내의 프로세스 구분이 상이함에 따라 국내하수처리장 실정에 맞게 프로그램 프로세스를 변환하고 미반영 된 등기구 등 장비의 반영도 필요하다. 본 사례의 S-하수처리장은 막분리 호기조공법을 사용하여 생물처리를 하는 특징이 있으며 이로 인한 MBR세정송풍기에서 전체전력 소모량의 56%를 차지하고 있어 동 공법이 특정기계에서 전력이 다소비되는 공법임을 알 수 있었다. 타 공법에서도 동 프로그램을 사용하여 전력소비 특성을 도출하고 공법별 결과를 상호 비교한다면 80가지에 이르는 국내의 다양한 공법의 에너지 소비분석을 할 수 있을 것으로 판단된다. 설계에 반영된 장비효율 분석결과 고효율 펌프 사용률이 19.4%에 불과하여 하수처리장 설계나 발주 시 에너지 고효율기계 사용에 대한 일정비율을 반영할 수 있는 가이드라인 설정도 필요하다. 운전 시에 MBR세정송풍기가 전체 에너지 사용량의 54.2%를 차지하므로 고효율 터보송풍기의 관리 및 운전방법에 주의가 필요하다. 또한 동절기에 하수처리량이 작음에도 전력사용량이 하절기의 1.7～2.2배로 큰 이유가 미생물의 활성화를 위하여 동력기계의 사용이 증가하였기 때문이므로 동절기 미생물 활성화를 위한 소화가스 사용 등도 적극 고려하여야 한다. 둘째, 현재 진행 중인 국내와 미국의 하수처리장의 에너지 정책 및 평가에 대한 문제점 및 개선사항을 아래와 같이 도출하였다. 에너지 이용합리화법 32조에 의한 공공하수처리시설 에너지진단은 에너지다소비사업자가 에너지를 효율적으로 관리하기 위하여 필요한 기준을 정하여 고시하고 에너지진단 전문기관으로부터 3년 이내에 진단토록 하고 있다. 그러나 하수처리장 전문업체가 아닌 에너지진단 전문기관이 수행하므로 운영프로세스별 개별 운영장비에 대한 정확한 분석이 불가하여 개선방안 도출이 미진하므로 프로세스별 전력소비 특성을 진단할 수 있는 하수처리장 전문 용역업체의 사업 참여를 검토하여야 한다. 에너지 자립화 1, 2단계 시범사업 모두 소화가스 이용, 슬러지 처리시설 폐열이용, 소수력 발전, 하수열 이용, 태양광 발전, 찌꺼기전처리시설, 바이오가스 생산 개선, 열병합발전 등 대체에너지 생산에 치중함으로써 하수처리장 운영관리 시 절감방안 연구가 부족하다. 미국 사례의 경우 에너지 절감목표를 20%로 정하였으나 하수처리장 시설의 개선에 따른 전력절감은 61%에 달하고 있을 정도로 운영에너지 절감 분야도 중요하다. 특히 국내 하수처리장은 3,000개, 80여개 공법으로서 매우 다양하므로 에너지 진단 시 공통 적용포맷을 활용 하여 세부 장비의 상호 간 비교분석을 통하여 장단점을 분석하고 데이터를 축척하면 우수한 공법 및 장비를 선정할 수 있고 운영에너지를 절감하는 계기가 될 것이다. 미국 NYSERDA의 처리용량별 톤당 전력사용량 기준을 국내 하수처리장에 적용하였을 때 대규모 하수처리장에서는 에너지 효율이 양호하나 소규모 하수처리장은 에너지 효율이 매우 불량한 것으로 나타나 소규모 하수처리장의 에너지 관리가 더욱 중요한 것으로 나타났다. 또한 국내도 처리장별 전력소비수준을 파악하기 위하여 합리적인 용량별 전력사용량 기준 제시도 필요하다.
Operational costs of Wastewater treatment plant have been increased dramatically by upgrading and reuse of swage waters. But, due to the complicated calculation of electricity usages, it is difficult to make a systematic measurements. Therefore, it is required to analysis the electricity usages by E...
Operational costs of Wastewater treatment plant have been increased dramatically by upgrading and reuse of swage waters. But, due to the complicated calculation of electricity usages, it is difficult to make a systematic measurements. Therefore, it is required to analysis the electricity usages by EPA Energy Use Assessment Tool and the operating data of S-sewage treatment plant in Incheon city. In addition, the problem of energy independence project at the WWTP is derived and the solutions is proposed. The assumption of unidentified electricity is within 0.2% by using the EPA Tool and the operating data of S-sewage treatment plant. So, it is possible to use EPA Energy Use Assessment Toolin the country. S-sewage treatment plants have accounted for 56% of the total power consumption in membrane cleaning blower because the biological treatment process using the MBR was found that the method is a large number of power consumption method in a specific machine. The high-efficiency pump is reflected in only 19.4% by equipment utilization efficiency analysis. So, it is also required to set guidelines to promote the proportion of the high energy-efficient machine use. Due to use of power machinery to activate the micro-organisms in sewage increases in the winter seasons than in the summer seasons. Despite of less treatment amounts in the winter seasons, the power consumption is 1.7～2.2 times greater than the summer seasons. So that, we must consider to use digestion gas aggressively. Due to the energy auditing of non-specialist energy audit agencies, it is impossible to correct analysis of the operational process in the sewage treatment plant. So that, we must consider to participate the business professional agencies who involved in the sewage treatment plant specially. It is also important for using power-saving fields than the alternative energy production fields in the energy independence project at the WWTP.
Operational costs of Wastewater treatment plant have been increased dramatically by upgrading and reuse of swage waters. But, due to the complicated calculation of electricity usages, it is difficult to make a systematic measurements. Therefore, it is required to analysis the electricity usages by EPA Energy Use Assessment Tool and the operating data of S-sewage treatment plant in Incheon city. In addition, the problem of energy independence project at the WWTP is derived and the solutions is proposed. The assumption of unidentified electricity is within 0.2% by using the EPA Tool and the operating data of S-sewage treatment plant. So, it is possible to use EPA Energy Use Assessment Toolin the country. S-sewage treatment plants have accounted for 56% of the total power consumption in membrane cleaning blower because the biological treatment process using the MBR was found that the method is a large number of power consumption method in a specific machine. The high-efficiency pump is reflected in only 19.4% by equipment utilization efficiency analysis. So, it is also required to set guidelines to promote the proportion of the high energy-efficient machine use. Due to use of power machinery to activate the micro-organisms in sewage increases in the winter seasons than in the summer seasons. Despite of less treatment amounts in the winter seasons, the power consumption is 1.7～2.2 times greater than the summer seasons. So that, we must consider to use digestion gas aggressively. Due to the energy auditing of non-specialist energy audit agencies, it is impossible to correct analysis of the operational process in the sewage treatment plant. So that, we must consider to participate the business professional agencies who involved in the sewage treatment plant specially. It is also important for using power-saving fields than the alternative energy production fields in the energy independence project at the WWTP.
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