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휴게소 오수처리시설 슬러지 처리방법 개선 시설처-2336

(2015.08.12)

1 개선배경

□ 2012년부터 해양투기 금지로 슬러지1) 폐기에 어려움 가중

⇒ 일부 지역 위탁처리비 급증(17→40천원/㎥), 슬러지 처리 지연 발생

□ 발생슬러지 저비용 적기 처리를 위한 처리방식으로 개선 필요

※ 하수도법

- 발생 슬러지는 반드시 지역 허가업체에서 수거 처리

- 불법 처리시 과태료 부과

2 관리실태

□ 처리현황

처리시설 적정 슬러지 처리량 처리비용

102개소 61,355㎥/년 10.4억/2015년 기준

※ 실제로는 슬러지 발생량의 약 20%정도만 처리되는 것으로 추정

□ 문제점

o 휴게소의 슬러지 처리비 부담으로 미처리 또는 부족처리

⇒ 처리조 내부 순환운전으로 수질악화 우려

o 저류조내 슬러지 장기간 보관으로 악취 및 부식가스 발생

⇒ 시설물 내구성 저하, 제어반 고장 등 유발

※ 1) 슬러지 : 하수처리과정에서 생기는 침전물로서 오니(汚泥)라고도 하며 수질관리를

위해 적정량을 제거해주어야 함

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3 개선방안

□ 친환경 탈수처리방식 개발

o「탄산칼슘1)」을 이용한 탈수처리 성능 향상

⇒ 소석회(수분함량 80%) → 탄산칼슘(수분함량 60%)

o 탄산칼슘 혼입「탈수여액」의 오수처리 효율 향상

⇒ 중탄산 등 타 약품 대체 효과

※ 기존 방식 비교

기존(수거처리 방식)

⇨

개선(친환경 탈수처리 방식)

⇨

[슬러지, 602㎥/년] [수거차량]

⇨

[탈수시설] [탈수케익, 9㎥/년]

※ 강원본부 제안 2등급, 2015년 1차

□ 시험운영

o 장 소 : 안성맞춤(평택)휴게소

o 기 간 : 2014. 12월 이후 운영중

o 시 설 비 : 필터프레스 및 혼합탱크 등 1식(20백만원)

o 시설운영 : 기존 수질관리 위탁업체 상주관리자

o 운영결과

구 분 내 용 비 고

처리효율

(㎎/ℓ)

o 오수처리 효율 향상으로 안정적

방류수질 유지 (증 45~55%)

T-N : 19.8→9.1

T-P : 1.60→0.85

운영비용

(백만원/년)

o 슬러지 처리비 : 10→0(Δ10)

o 약품 구입비 : 11→8(Δ3)

중탄산2) 구입비 : 6→0

메탄올3) 구입비 : 5→4

탄산칼슘 구입비 : 0→4

시설운영

o 일4시간 주3회 작동(작동방법 간단)

o 탈수케익은 인근 퇴비로 활용중

퇴비활용 곤란시 별도

위탁처리 가능

※ 1) 탄산칼슘 : 슬러지 고형화를 위해 첨가하는 혼화재 (기존 소석회 등에 비해 탈수효과 우수)

2) 중탄산 : 적정 알칼리도(ph6.5~8) 유지를 위해 투입하는 약품 (질산화 가능)

3) 메탄올 : 질소제거를 위해 투입하는 약품 (탈질 가능)

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4 추진계획

□ 신규 시설 설계 개선 : 시설처(설비팀)

o 슬러지 탈수처리장치 1식 추가

o 슬러지 농축조 및 저류조 축소

※ 시행중인 공사는 현장여건에 맞추어 설계변경

□ 기존 오수처리시설 보완

o 휴게소 운영업체별 자체 검토 후 시행

5 기대효과

o 슬러지 적기 처리로 안정적인 수질관리

o 신규시설 처리조 용량 축소로 공사비 절감

⇒ Δ) 11백만원/개소(일 100㎥ 기준)

o 슬러지 처리비, 약품비 등 오수처리시설 운영비 절감

⇒ Δ) 13백만원/년(일 100㎥ 기준), 전체 102개소 13.2억

붙 임 : 1. 처리공정 비교 1부

2. 경제성 비교 1부

3. 시범운영 결과 세부 내용 1부

4. 슬러지 탈수처리 세부 도면 1부

5. 탈수처리장치 세부 자료(사진, 시방서) 1부

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[붙임 #1]

처리공정 비교

구 분 처 리 공 정

당 초

(위탁처리)

※ 슬러지 농축조 → 슬러지 저류조 → 슬러지 인출(슬러지 수거차량)

개 선

(자체처리)

※ 슬러지 농축조 → 슬러지혼합탱크 → 슬러지 탈수처리장치

→ 슬러지 인출(퇴비 등)

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[붙임 #4]

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[붙임 #5]

탈수처리장치 세부 자료(사진, 시방서)

□ 사진

전면(슬러지 여과, 제어반 등) 배면(슬러지 여과, 탈수여액 반송배관 등)

측면(유압장치) 근경(여과포, 여과판 등)

근경(슬러지 여과 탈수) 탈수케익(수목 퇴비)

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□ 제작·설치 시방서

1. 일반사항

탈수처리장치는 농축슬러지에 약품을 첨가 혼합하여 FLOC이 형성된 슬러지를 압착식 필터

프레스에 압송하여 탈수하는 장치로서 세부 규격은 다음과 같다.

항 목 세부 규격 비 고

기기번호 F-101

수 량 1 SET

여실 수 6 Chambers 7매

유압펌프 2.0HPx 250kg/cm2

여과 판 용적 42.6ℓ

총 여과 면적 2.94m2

여과 판 사이즈 600mm x 600mm x 52t

여과 판 형태 중앙 공급

여과 판 및 포 재질 P.P

슬러지공급펌프 에어이송펌프 25Ax25A

케이크 운반구 700*600*400H

※ 위 규격은 오수발생량 200㎥/일을 기준한 것으로, 오수발생량이 많은 경우 용량에

맞추어 계획하여야 하며, 세부 규격은 제작사별로 차이가 있을수 있다.

2. 구 조

1) 프레임

가. 프레임의 재질은 KS D 3503의 일반 구조용 압연강재(SS400) 후판을 사용하며, 매니폴

더 헤드(Head), 실린더 브라켓, 압착판(Follower)은 여과판과의 밀착면이 정확한 평면이

유지되어야 하며, 사이드 바의 상부는 여과판의 핸들부와 마찰이 생기는 부분으로 여

과판 이동 시 마찰이 최소화 되도록 스테인레스 환봉으로 조립되어 있어야 하며, 용접

및 기타에 의한 변형 등이 발생하지 않아야 한다.

나. 여과판 압착 중판은 베어링을 채택하여 이송이 원활하여야 하며, 실린더 부하를 최

소화 하여야 한다.

2) 실린더

실린더는 140x 300mm STROKE로서 구동헤드를 열고 닫는 역할을 하며, 압착 탈수 동

안 여과판에 힘을 가하여 펌프 압력에 의해 여과판이 밀리거나 판 사이에 누수가 없도록

여과판을 밀폐시켜야 한다. 피스톤 로드에는 오염 물질이나 기타 실린더에 영향을 줄 수

있는 이물질 등을 차단하는 실린더 보호용 벨로오즈를 장착 한다.

3) 유압 파워 유닛

가. 유압 파워 유닛은 유압 실린더가 여과판을 밀폐시키거나 개방할 수 있도록 작동시켜주는

구동원으로서 주요 구성품은 모터, 유압펌프, 밸브 등으로 구성되어야 한다.

나. 유압 시스템은 여과판의 수축 팽창에 따른 압력보정 기능을 가져야 한다.

다. 상용압력은 180㎏/㎠ ～ 210㎏/㎠로 설계 제작 한다.

라. 오일탱크는 실린더의 사용에 어려움이 없도록 충분한 용량으로 설계 제작 한다.

마. 오일탱크 상부에 오일펌프 세트가 장착되며 작동 시 진동이 없도록 한다.

4) 유압 주요 구성품

가. 순환 밸브

순환 밸브는 구동 헤드의 전진 속도를 높이기 위해서 실린더 B라인의 오일을 A라인

으로 전환시켜주는 밸브이다.

나. 유압 펌프

유압 펌프는 오일 순환 회로와 연계하여 여과판을 밀봉시키기 위해 사용되고 여과판을

개방할 때는 펌프가 가동된다.

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다. 릴리프 밸브

릴리프 밸브는 평상시에는 닫혀 있다가 유압 시스템의 압력이 밸브 설정값을 초과할

때만 열린다.

라. 압력 스위치

압력 스위치는 유압 압력이 설정 압력에 도달하거나, 설정 압력 이하로 내려갔을 때 시

스템을 제어해 주는 전기적/기계적인 장치이다.

마. 솔레노이드 밸브

솔레노이드 밸브는 유압 시스템 내부 유량의 방향을 조절하는 역활을 한다.

5) 여과판

여과판은 폴리에스터로 제작하며 여과 사이클 동안에는 5kgf/cm2의 압력으로 여과되며

하부로 여액이 배출 탈수를 할 수 있도록 한다.

6) 여과포

여과포의 형태는 여과 공정, 적용 물질, 작업 환경 및 여과 입자에 따라 결정한다.

여과포 재질은 폴리에스터 재질이 사용되며, 모노사는 표면이 매끈한 특성을 가지고 있

어서 케이크의 탈리 효과가 우수하며, 실 자체의 균질성으로 통기성이 균일하다.

7) 여액 받이(Drip Tray)

여액 받이는 여과 사이클 동안 여과판 사이로 흐르는 여액을 받아주며, 여액 받이는 홈

통의 배관 구성을 통해 외부로 배출된다. 여액 받이는 필터프레스의 하부에 장착한다.

8) 여과 사이클

가. 여과 압력은 서서히 증가시켜야 한다. 너무 빠른 압력 상승은 초기에 여과포의 막힘

현상이 일어날 수 있다.

나. 여과포에 케이크가 완전히 제거되지 않았을 경우 완전히 제거한 후 사이클을 진행하여

야 한다.

다. 사이클을 진행하기 전에 슬러지가 충분한지 확인하여야 하며, 슬러지 양이 충분하지

않을 경우는 백업 플레이트를 사용하여야 한다.

9) 컨트롤 패널

컨트롤 패널은 필터 프레스의 실린더 브라켓 끝단부에 설치하며, 설치 방향은 작업자의

조작이 용이한 위치에 설치한다. 주요 구성 품으로는 외함, PLC, 차단기 및 릴레이 등 제어

부품으로 구성되어 있다. 패널 크기는 450mmH x 600mmW x 300mmD 이며, 패널의

조작은 푸시버튼 스위치로 작동 제어하며, 비상시에 시스템의 작동을 멈추기 위해서 패널

전면에 비상 스위치를 설치한다.

10) 슬러지 피딩 펌프

펌프는 AIR로 구동되며 개량된 슬러지를 탈수기에 강제 압송하여 고액 분리하는 역할을

하며 펌프의 구경은 25A이며 160lpm (at 7bar) 70mH의 에어펌프를 적용한다.

11) 콤프레샤

에어 펌프 구동용으로 사용되며 왕복동식 피스톤 콤프레샤(5HP)를 적용한다.

12) 슬러지 혼합 탱크

활성오니의 슬러지는 미생물이 갖고 있는 미생물의 점성, 내부수분에 의하여 여과포의

폐쇄로 탈수가 잘 되지 않거나, 함수율이 매우 높으므로 슬러지에 개량약품을 넣어 반응

시키는 부대 장치로 탱크, 교반기 등을 갖추어야 한다.

13) 탈수처리장치 슬러지 비산 보호커버

혼합 슬러지의 압착 여과 시 여과판 사이의 밀착 미비, 혼합비율 미비에 따른 혼합 슬러지

비산 방지를 위해 보호커버를 설치하여야 한다.