10-06. 생오니 인발 자동운전
 

 『하수처리에서 DCS 적용 및 자동운전 사례』
  Automation of Sewage Treatment Facilities by DCS 

  연구 : 서울특별시  가양하수처리사업소 (현재 서남하수처리사업소) 김영수

5-2 생오니 인발 자동운전 5-2-1. 현 황 최초침전지에 유입된 하수는 수면적 부하 35㎥/㎡.일, 설계유속 0.40m/분으로 유하하면서 침전 가능한 무, 유기물질이 침전이 되어 BOD 35%, SS 45% 제거된 후 월류웨어를 통하여 유출수로에 유입된다. 침전된 생오니는 1지 2구동되는 더블체인 플라이트식 슬러지수집기에 의해 수집되어 슬러지호퍼로 이동되고 생오니 인발펌프에 의해 농축조에 이송된다. 4지 (½계열)당 2대(1대 예비)가 설치된 생오니 펌프는 1지당 1대 설 치된 생오니 인발밸브와 연동하여 평균 함수율 97%(TS 3.0%)의 생오니 를 인발하도록 계획되었다. 최초침전지에서 이송된 생오니는 농축조 협잡물분리기를 통과하면서 협잡물이 분리된 후 분배조 가동웨어를 통과하여 2개조의 농축조로 균일 하게 유입된다. [그림 5-2-1] 최초침전지 생오니 배관 계통도
5-2-2. 기존 생오니 인발 운전 방법 최초침전지 전기실내 계장반에는 각 계열(1∼6) 당 생오니 인발 유량의 지시, 기록, 적산 및 생오니 농도의 지시, 기록이 가능하도록 구 성되어 있다. 현장 근무자는 MCC의 생오니 인발밸브와 인발펌프 푸시버튼스위치를 조작하여 수동운전을 할 수 있으며 릴레이 판넬에 내장된 생오니 인발 시이퀸스를 조작하여 자동운전을 할 수 있도록 구성되어 있다. 기존 수동운전인 경우 운영자가 정해진 인발간격 시간(6시간)에 맞춰 각 계열(6계열)별로 생오니가 이송되는 농축조 슬러지 배관도를 참고하 며 순차적으로 각 지(8지)별로 인발을 하여야 하고 운전시 항상 인발 농 도계 지시값을 감시하며 기기 조작(밸브Open, Close 48대, 펌프Run, Stop 24대)에 대해 단순 반복작업을 계속하게 되므로 운전조작에 어려움 이 따르고 있다. 기존 전기판넬에 내장된 자동운전인 경우 생오니 농도값을 무시한 상 태에서 MCC 전기판넬에 내장된 타이머에 의해 단순히 시간에 의해서만 각 지별로 단순하게 순차적으로 인발하도록 되어 있어 농도제어, 유량제 어가 불가능하다. 또한 농축조의 상징수조나 협잡물제거기의 이상상태 발생시 신속한 조 치가 어렵고 8개의 조중에서 1군데라도 이상이 있으면 실제로 운전을 적 용하기가 곤란하고 계열별로 계획적인 운전관리가 곤란하다. 5-2-3. 컴퓨터에 의한 생오니 인발 방법 컴퓨터에 의한 생오니 자동운전은 '95년 7월부터 현장에 적용하 였으며 기기 조작에 대한 단순반복 작업과 농도값 감시, 지별운전시간, 계열별 인발간격, 인발유량 조정 등을 현장 여건에 적합하도록 운영자가 지정하여 주면 정해진 프로그램에 의해 컴퓨터가 대신하도록 하고 운전 과 관련하여 기기 가동 상태를 비롯한 각종 정보 및 자료(Data)등을 모 니터를 통해 그래픽 화면으로 나타내어 주어 계획적인 공정관리 및 자료 분석이 가능하도록 한다. 또한 현장 기기에 이상이 발생하거나 지정된 정보의 설정값 범위를 넘게 되면 경보(Alarm)를 발생하며, 보고서(Report) 작성기능을 통하여 시간대 별로 운전관련 각종 자료 (생오니 인발량, 생오니DS, 생오니TS) 를 프린터로 출력하여 운영자에게 운전관리 및 제어하는데 필요한 정보 와 편의성을 제공한다. 생오니 인발을 자동운전 하기 위해서는 최초침전지 현장 MCC의 생오 니 펌프와 생오니 밸브조작 판넬의 전환스위치(Selector Switch)를 자동 (Auto) 및 중앙(DCU)으로 선택하면 된다. 운영자는 운전에 필요한 각종 기준치 및 기기 조작에 관련된 정보를 판단하여 각 계열별로 특성에 맞 도록 설정치를 조정하여 융통성 있게 자동운전을 할 수 있다. 현재 컴퓨터로 프로그램된 생오니 자동운전은 각 계열별(1∼6)로 자동 운전 조작을 독립적으로 운전할 수 있도록 하였는데 이것은 최초침전지 계열별로 농축조 슬러지 배관의 차이, 처리장내에서 발생하는 반송수 배 관에 따른 계열별 생오니량의 상이함 그리고 유지관리시 점검이나 고장 시에도 계열별로 특성에 적합한 운전에 신속하게 대처하여 운전관리를 효율적으로 하기 위해서이다. 5-2-4. 생오니 인발 자동운전 세부 사항 중앙감시실에서는 운영자 키보드를 조작하여 생오니 인발 관련 기기 상태 및 운전 정보를 감시할 수 있으며 수동운전과 자동운전이 가 능하다. 가. 자동운전 Sequence GAK (Graphic Annunciator Key) 운영자 키보드 GAK 번호를 누르면 해당 계열의 자동운전 관련된 조작(Run, Reset)과 운전에 필요한 각종 운전 기기의 정보와 운 전 설정값을 감시 및 조정을 할 수가 있다. 1) 자동운전 조작 운영자 키보드를 통하여 해당 계열의 자동운전 시이퀸스를 호출한 후 "RUN"키와 "RESET"키로 자동운전 조작을 할 수 있다. 2) 생오니 인발펌프 선택 인발펌프는 1계열당 4대가 설치되어 있고 2대의 펌프는 예 비이므로 자동운전 시작 전에 운전할 인발펌프를 지정하여야 한다 편의상 계열별로 A측은 1번, 2번으로 선택되고 B측은 3번, 4번으로 선 택할 수가 있으며 1번과 2번 그리고 3번과 4번은 동시에 입력하여 지정 하거나 다른 번호를 입력하면 자동운전 프로그램이 정지된다. 3) 생오니 인발농도 하한치 설정 자동운전시 인발농도가 떨어지면 해당 지의 인발을 종료하 고 다음 지로 옮기거나 인발 펌프를 정지시키기 위한 농도 하한값을 지 정하기 위한 것이다. 생오니 농도계의 범위(TS 0∼5%) 내에서 소수점 3째 자리까지 지정 이 가능하고 운전 중에도 운영자가 설정값을 상황에 적합하도록 변경이 가능하다. 농도 하한 설정값은 현재 2.0%에 설정하여 운영하고 있으며 이 경우 자동운전으로 인발한 생오니 유량의 평균 농도는 3.0%에 근접되었다. 4) 인발밸브 선택 인발밸브는 1계열당 8대 있고 계열별로 A측은 1, 2, 3, 4 번으로 선택되고 B측은 5, 6, 7, 8 번으로 선택할 수가 있으며 각 지별로 수리나 점검 등으로 인발할 수가 없을 경우에는 운영자가 생오니 인발 자동운전 대상에서 제외시킬 수가 있다. 또한 컴퓨터는 최초침전지 해당 계열의 밸브와 관련한 지의 슬러지수 집기가 정지되어 있는 지는 수리나 점검 등으로 인식하여 인발을 하지 않도록 프로그램 하였다. 계열별로 자동운전이 시작할 때나 A지에서 B지로 전환하는 경우에는 인발펌프를 과부하로부터 보호하기 위하여 밸브가 완전히 열린 후에 펌 프가 운전되도록 하였으며 A지, 또는 B지내 에서 4개의 밸브 전환 시 에는 다음에 운전할 밸브를 열고 이전에 운전한 밸브를 닫도록 프로그램 되어 있다. 그리고 조건에 의해서 밸브에 열리는(Open)명령을 준 후 실제로 밸브 가 열려 있는가를 검사하여 열려있다는 신호가 오지 않으면 그 지는 운 전을 하지 않고 다시 닫는(Close) 명령을 내리고 다음공정으로 넘어간다. 5) 인발펌프 및 인발밸브 컴퓨터 입출력 운전상황 감시 생오니 자동운전시 SDM(Status Display Module)을 통하 여 컴퓨터 출력 신호 상태 및 기기 운전 상태를 운영자에게 알려주기 위 하여 화면에 다이아몬드 형태 (◇-Off, Stop, Close ◆-On,Run,Open)로 표시하여 준다. 컴퓨터 출력 신호 상태는 CCO (Contact Close Output) Tag명으로 표 시되며 현장 기기 운전상태는 CCI (Contact Close Input) Tag명으로 표 시하여 준다. 6) 운전시간 및 휴식시간 지정 컴퓨터에 의한 자동운전시 인발간격 시간지정(Interval Time)은 기본적으로 30분∼24시간(1,440분) 범위 내에서 인발회수를 1일 당 1∼48회까지도 가능하며 분(分) 단위로 운영자가 융통성 있게 임의로 도 지정이 가능하며 유지관리 지침서의 6시간을 지정하여 하루 4회 인발 을 하는 것으로 설정하였다. 그런데 가양하수처리사업소의 최초침전지는 6개 계열이고 농축조는 4 개 계열로서 최초침전지의 1,2계열은 타 계열의 생오니 인발과 겹치지 않게 농축조 5,6계열 또는 3,4계열에 분산운전을 하여야 하고 또한 농축 조의 협잡물 제거기나 슬러지 수집기등의 기기에 고장이 발생시 3,4,5,6 계열의 생오니 배관에 대해서도 다른 농축조로 인발하는 경우가 발생할 때 각 계열별로 운전이 중복되지 않도록 운전시간과 휴식시간을 운영자 가 설정할 수 있도록 하였다. 예를 들어 농축조 1개소에서 생오니를 최초침전지의 2개 계열로부터 생오니를 받을 경우에 운전 주기가 6시간 일 때 해당 각 계열의 운전시 간은 3시간이 되고 휴식시간은 3시간이 된다. 만일 농축조 1개소에서 생오니를 최초침전지의 3개 계열로부터 생오니를 받을 경우에는 해당 각 계열의 운전시간은 2시간이 되고 휴식시간은 4시간이 된다. 7) 지별 운전시간 (Transfer Time) 지정 생오니는 각 계열별, 지별로 오니량과 농도값이 조금씩 상 이하므로 자동운전시 농도에 의해서만 지 전환을 할 경우에 농도값이 높 은 경우 농도 설정값 이하로 내려가지 않으면 그 지에 대해서는 계속적 으로 인발을 하게된다. 이럴 경우 앞서 지정한 운전시간 간격(Interval time)을 초과할 수도 있 고 인발을 하지 않는 다른 지에 슬러지가 적체되므로 지별로 운전할 수 있는 시간(Transfer Time)을 설정하여 줄 필요성이 생긴다. 즉 자동운전시 농도가 설정값 이하로 내려가면 당연히 다음 처리공정 으로 넘어가고 농도가 설정값으로 내려가지 않더라도 지정된 지별 운전 시간이 되면 다음 처리공정으로 넘어가야만 전체 운전시간(Interval Time)에 영향을 미치지 않게 된다. 지별 운전시간은 앞서 운영자가 지정한 운전시간 설정값 범위 내에서 해당 계열의 운전할 지로 나눈 값 보다 적게 설정되어야 한다. 예를 들어 운전시간이 3시간이고 해당 계열의 운전할 지가 8지일 경우 최대로 지정할 수 있는 지별 운전시간은 3시간/8≒22분이다. 8) 인발농도 인식 지연시간 지정 생오니 농도계의 위치가 펌프 후단에 설치되어 있는 관계 로 컴퓨터가 농도값을 정확하게 인식하려면 인발펌프가 가동되어 생오니 가 농도계 배관을 통과하여야만 알 수 있으므로 인발을 처음 시작할 때 나 지를 변경하여 운전할 때는 컴퓨터가 농도값 인식을 정확히 할 수 있 도록 앞서 지정한 생오니농도 하한치 설정값에 관계없이 인발펌프가 일 정시간 운전이 되도록 할 필요성이 생긴다. 실제로 수동운전시 인발펌프를 가동하여 생오니 농도계 지시가 50%이 상 지시하는데 걸리는 시간은 각 지별로 차이는 있으나 보통 30초∼120 초 정도가 소요되므로 자동운전시 인발농도 지연시간은 120초를 지정하 였으며 운영자가 변경이 가능하다. 9) 생오니 인발 유량 상한값 지정 자동운전시 지별로 운전되는 인발유량에 대해서도 제어가 가능하며 농축조로 생오니를 일정량 보내고자 할 때 운영자가 원하는 유 량을 상한값으로 지정하면 가능하다. 10) 인발밸브 Open 지연시간 지정 생오니 인발을 처음 시작할 때와 계열별로 A측에서 B측으 로 운전 전환할 경우에 펌프에 과부하를 주지 않도록 항상 인발밸브가 먼저 완전히 열려진 상태에서 인발펌프를 운전하기 위해서 인발밸브 열 리는 시간동안 인발펌프 가동을 잠시 동안 지연하는 시간을 지정하는 것 이다. 실제로 생오니 인발밸브가 닫힌 상태에서 완전히 열리는데 약 25 초 정도의 시간이 소요되므로 자동운전시 30초를 지정하였고 운영자가 현장여건에 알맞게 변경이 가능하다. 11) 인발밸브 Close 지연시간 지정 생오니 인발을 실시하여 지 전환시 A측의 경우 1지에서 2 지, 2지에서 3지, 3지에서 4지로 전환할 경우와 B측의 경우 5지에서 6지, 6지에서 7지, 7지에서 8지로 전환할 경우에 동일한 배관계통이므로 인발 펌프를 정지시킬 필요가 없으나 인발펌프를 과부하로부터 보호하기 위하 여 반드시 다음에 운전할 밸브를 먼저 열고 기존에 운전한 지의 인발밸 브를 일정시간이 지난 후에 닫아(Close) 주면서 지 전환을 하면 된다. 인 발밸브 Close 지연시간은 앞서 지정한 인발밸브 Open 지연시간보다 적 게 지정하여야 하고 기본적으로 12초를 지정하였다. 12) 생오니 인발 재 운전 조건 지정 생오니 인발 자동운전시에 각 계열별로 고장 또는 점검이 많이 있어 계열당 운전하는 지가 적을 경우 Interval 시간 한도 내에서 생오니 인발을 처음으로 돌아가 운전을 다시 시작할 수 있는데 이때 지 의 개수를 지정할 수 있다. 이 방법은 자동시작을 1지에서 시작하지 않고 7지나 8지등에서부터 자 동운전을 시작하여 운전할 때 유용하게 사용될 수 있다. 13) 농축조 이상 발생시 지연시간 지정 생오니 인발시 컴퓨터는 농축조 협잡물제거기와 농축조 상 징수조의 상한 수위를 논리합(OR) 조건으로 검사한다. 농축조 협잡물제거기의 이상상태는 드럼스크린과 스크류프레스의 과부 하 및 운전정지, 생오니 넘침 현상이 발생되는 것을 중앙감시실 컴퓨터 로 감지할 수 있게 하여 최초침전지와 농축소화발전기동 계장반에서 경 보를 발생하여 현장 근무자가 이상상태를 감시할 수 있도록 하였다. 동시에 생오니 인발 자동운전시 농축조 계장반에서 감시하는 협잡물제 거기의 이상상태 또는 농축조 상징수조의 상한 수위가 검출이 되면 컴퓨 터는 일단 생오니 펌프를 정지시키고 운전중인 밸브를 닫는다. 다음에 농축조 타이머를 작동시켜 설정 시간이 지난 후에 농축조 이상 상태를 재 검사하여 이상이 없으면 정상적인 운전상태로 되돌아가고, 계 속하여 이상신호가 입력되면 운전(Interval) 타이머의 설정시간 한도 내 에서 농축조 타이머에 의한 농축조 이상상태를 주기적으로 계속 검사하 게 된다. 농축조 타이머 작동시간은 10분으로 설정되어 있고 운영자가 현장여건에 알맞게 변경이 가능하다. 농축조 이상상태가 해제되면 컴퓨터는 운전 타이머의 설정시간 한도 내에서 인발한지의 그때까지의 인발유량을 검사하여 운영자 설정값 이상 이면 다음 지로 넘어가고 지정 값 이하이면 전에 운전한 지를 재 운전을 한다. 이때 검사하는 생오니유량 설정값은 30㎥으로 설정되어 있으며 운영자가 현장여건에 알맞게 변경이 가능하다.

 

       나. 운전상태 Graphic 
           Graphic 번호를 누르면 해당 계열의 기기 가동  상태를 그래
픽 상태로 화면에  표시하여 주고 인발유량,  인발농도를 화면에 숫자로 
알려주고 운전 상황을 감시하며 인발 밸브와 인발 펌프를 개별적으로 수
동운전 조작을 할 수도 있다
  인발밸브와 펌프는 일반적으로 통용되는 심벌(Symbol)을 사용하며 펌
프 운전중 일때는 적색, 정지중 일때는  녹색으로 표시되고 밸브인 경우
에는 열려(OPEN) 있을때는 적색,  닫혀(CLOSE) 있을때는 녹색으로  표
시되며, 이상 발생시에는 적색과 황색이 교대로 깜박이면서 화면에 표시
되고 생오니 농도와 유량값은  화면상에 지시값이 나타나며  자동운전일 
경우에는 화면 상단에 황색 글씨로 "AUTOMATIC"이 수동운전일  경우
에는 화면상단에 청색  글씨로 "MANUAL"이  표시되어 운영자가  현장 
기기 가동상태 및 자동운전 여부를 감시할 수가 있다.
  수동운전 방법은 해당 그래픽 화면을 호출하여 운전하고자 하는  기기
에 게임을 하듯이 커서포인트(田)에 운영자 키보드의 방향키나 트랙볼을 
조작하여 커서를  놓고  "SELECT"키를 누르면   화면 하단의 "1=RUN    
2=STOP" 메세지가 출력되는데 원하는 번호를 누르고 "ENTER"키를 누
르면 된다. 
  중앙감시실 수동운전은 현장에 설치된  기기를 조건에 구애받지  않고 
개별적으로 운영자가 키보드를 통하여 단순히 On, Off 조작하는 것을 의
미하며, 자동운전이란 컴퓨터가 현장조건에 알맞게  미리 정하여진 프로
그램에 의하여 현장에서 입력되는 각종  기기 신호와 계기 신호(농도,시
간, 수위 등) 등을 논리적으로 판단하여  현장의 운전 기기를 사람이 조
작하지 않고 컴퓨터에 의하여 운전하는 것을 말한다.
  또한 중앙감시실에서는 MGP(Main Graphic Panel)를  통하여 기기 가
동 상태(펌프, 밸브, 슬러지수집기)를 감시할 수 있으며 중앙계기반 MIP 
(Main Instrument Panel)를 통하여 운전관련 계기(하수유입량, 인발유량, 
인발농도) 등의 지시값을 감시할 수 있다. 

       다. 운전자료 Trend
           Trend 번호를 누르면 해당 계열의  운전과 관련하여 생오니 
인발유량과 농도를 시간대 별로 선 그래프 상태로 화면에 표시하여 주며 
1개 Trend당 4개의 포인트까지 지정할 수 있으며 히스토리칼(Historical) 
Trend는 5분 단위로 자료값을 읽을 수  있도록 하였고 저장되는 기간은 
약 3일이다. 

       라. 운전자료 Report 출력
           컴퓨터의 보고서 작성 기능을 통하여 시간대 별로  운전관련
한 각종 자료 (생오니 유량,  생오니DS, 생오니TS)를 프린터를 통해  용
지에 인쇄할 수 있다. 
  중앙감시실 컴퓨터는 자체 PDS(Process Data System)에 현장 컴퓨터
에서 전송된 자료(Data)를 매 시간마다  데이터베이스에 저장(Save)하며 
운영자는 운영자 키보드(Operator's Keyboard)를 조작하여 PDS에  저장
된 자료 중에서 원하는 날짜별로 프린터로 출력할 수 있다 

          1) 일보 (Daily Report)의 출력
             ① 생오니 유량의 출력방법 
                매 초(Second)마다  생오니유량계에서 전송된  Analog 
신호는 현장 컴퓨터의 ANI 카드에서 컴퓨터가 알 수  있는 신호로 변환
된 후 CON 모듈에 적산을 하여 그 값을 중앙의 DOC로 보내어 매 시간
마다 PDS에 저장한다.
             ② 생오니 DS의 출력방법
                매 초(Second)마다  생오니유량계에서 전송된  Analog 
신호와 생오니농도계에서 전송되는 Analog 신호는 각  ANI카드에서 컴
퓨터가 알 수 있는 신호로 변환된 후 CAL모듈에서 이 두 개의 값을 곱
한다.   (생오니DS=생오니유량×생오니농도) 
  곱한 결과의 값이  생오니DS가 되며 이것을  매 초마다 CON  모듈에 
적산을 하여  중앙의 DOC로 보내어 매 시간마다 PDS에 저장한다.
             ③ 생오니 평균 TS의 출력방법
                매 시간 마다 PDS에 저장된 생오니DS와 생오니유량의 
비율이 그 시간에 인발한 생오니 평균 TS가 된다.   (TS=DS/유량)  
  생오니의 경우 최초 인발시에는 TS가 높고  인발이 진행되면서 TS가 
감소하므로 일반적으로 일 평균 TS를 실험분석을 통하여 산출이 곤란하
나 컴퓨터를 이용하면 (유량계와 농도계의 오차를  제외) 정확한 Data를 
얻을 수 있다.

          2) 월보 (Monthly Report)의 출력
             ① 중앙감시실 일보를 종합한 월보의 출력을 DOC 자체적
인 기능으로 출력시에 컴퓨터 내부  처리방식에 따른 오차가 매우  적은 
값이지만 발생하였다. 
  예를 들어 CON을  이용한 월보 출력시  컴퓨터는 현장에서 입력되는 
자료를 PDS에 저장한 후 CON에 저장된 값을  약 1초 정도 Reset을 시
키는데 컴퓨터는 Reset 시킬 때에 짧은  시간이지만  Data를 읽지 못하
게 되는데,  일보는 매시간의 자료를 출력하므로 하루에  24번 즉 약 24
초간 Reset 되는데 월보는 하루에 1번 Reset 되므로 Reset 시간에  따른 
오차가 발생하게 된다.  다른 방법으로 PDS를 이용한 월보 출력시 일반
적으로 유량이나 공기량 등은 정수로 출력을 하는데 PDS에는  출력방법
에 따라 조금씩 다르나 보통 소숫점 4째자리의 Data가 저장되므로 일보
에 저장되는 Data의 값의 합계와 월보 자료의 합계는 소숫점 처리에 따
른 오차가 필연적으로 발생하게 된다.     
             ② 위의 2가지 방법은 모두 적은 오차지만  각종 통계자료 
작성시 혼선이 생기므로 가양하수처리사업소에서는 다음과 같은  방법으
로 월보를 출력하고 있다. 우선 Video Terminal 인 VT340+의 RS-232C 
통신방법을 이용하여 PDS에 저장된 일보 자료를 개인용 컴퓨터 (PC)로 
일반문서 파일로 전송한다. 이 문서화일을  개인용 컴퓨터의 스프레트시
트 프로그램으로 불러와 프로그램에서 제공하는 매크로기능을  이용하여 
계산 처리후 프린터로 월보를 출력한다.


    5-2-5. 생오니 인발 자동운전 실제 설명

     현장여건에 적합하도록 운영자가 각종  기기에 대한 선택 및  운전 
설정치를 입력한 후 운전명령을 내리면 컴퓨터는 운영자 입력에  오류가 
있는가를 검사하고 운전(Interval) 타이머를 작동시킨  후에 운영자가 지
정한 운전할 밸브를 검사한다. 
  (운영자가 운전시작 밸브를  특별히 지정하지 않으면  1지부터 운전할 
밸브를 검사한다.)  
   운전할 밸브를 컴퓨터가 선택할  때에는 운영자의 밸브선택 및  해당 
지의 슬러지 수집기가  정상적으로 작동하고, 운전  밸브에 이상이 없는 
것이 논리곱(AND) 조건으로 입력되어야 한다.
  선택 조건이 맞으면 운전  할 밸브의 Open 명령을  내리게 되며 맞지 
않을 경우에는 다음 지에 대하여 운전 준비를 하게 된다.
  컴퓨터의 운전명령으로 최초침전지 해당 생오니  밸브가 Open을 시작
하고  운전밸브의 Open 명령을 내리고 30초후 컴퓨터는  밸브가 실지로 
Open이 되었는가를 검사하여 밸브 Open신호가  입력되면 해당 지에 관
련하여 운영자가 선택한 생오니 펌프에 대해서 운전명령(Run)을 내리고, 
Open 신호가 입력되지 않으면 컴퓨터는 펌프 운전을 하지 않고 다음 지
의 밸브 운전 준비를 한다.
  일단 펌프가 운전되면 생오니가 농축조로 인발을 시작하게 되고  농도
계가 펌프 후단에 설치되어 있으므로 컴퓨터가 농도인식을 할 수 있도록 
120초간은 펌프가 아무런 조건 없이 운전을 계속한다. 
  농도인식 지연시간이 경과되면 컴퓨터는 농축조 상징수조  상한수위와 
협잡물제거기 이상, 펌프 및 밸브의 오류(Fault) 등의 현장에서 입력되는 
신호와 각 계열별 운전시간, 유량 상한치, 농도 하한치, 지전환시간 등과 
같은 운영자 설정값을 검사한다. 
  펌프 운전 중에 이들 조건이 현장으로부터 입력되면 앞서 생오니 인발 
자동운전 세부 사항에서 설명한 대로 프로그램에서 정한 다음  공정으로 
운전을 진행하게 된다.
  실제로 자동운전을 실시하여 본 결과 위의 여러 가지 운전  조건 중에
서 정상적인 경우라면 대부분이 농도 하한치에 의해서 다음  처리공정으
로 넘어가게 되므로 자동운전시 농도하한치의 설정이 매우 중요하다.
  자동운전 초기에는 혼합수질이 좋지 않아  이 값을 TS 2.75%에  설정
하였고 자동운전을 진행하면서 2.75→2.5→2.0→1.5로 내려 운전을 하였으
며 현재는 농도 하한치 TS를  2.0%로 설정하여 운전을 하고 있으며  이 
경우 1일 평균 발생되는 생오니 유량의 농도(TS)는 약 3.0%이다. 
  이와 같은 방법으로 4지까지  운전을 마치게 되면 펌프를  정지시키고 
밸브를 닫은 후 컴퓨터는 다시 5지부터 운전 준비를 한다.
  1지에서 4지까지 운전한 동일한 방법으로 5지부터 8지까지 운전을  마
치게 되면 컴퓨터는 운전 타이머의 설정시간을 검사한다. 
  운전 타이머의 설정시간이 경과되면 컴퓨터는 휴식 타이머를 가동시켜 
해당 계열은 휴식타이머 설정시간 동안 인발을 하지 않게 된다.
  휴식 타이머의 설정시간이 경과하면 처음 운전시작으로 되돌아 가  동
일한 작업을 계속적으로 반복 수행하는데 현재는 운전시간 타이머는 3시
간 휴식시간 타이머는 3시간으로  설정되어 있으므로 운전주기(Interval) 
시간은 6시간이 된다.
  이와 같은 방법으로 최초침전지 각 계열별로 8지씩 총 48지에  대해서  
하루 4회 생오니 인발을 컴퓨터에 의하여 자동으로 운전한다. 
  가양하수처리사업소의 최초침전지는 6개계열이나 농축조는 4개계열로 
최초침전지 1계열과 2계열의 생오니 인발 분산운전은 농축조 오니배관과 
관련된 다른 계열의 생오니 운전과 각각 시간을 분산시켜 운전명령을 실
행하면 가능하다. 
  동일한 방법으로 농축조에 이상이  발생하여 생오니 3,  4, 5, 6계열의 
배관이 현장에서 변경되는 경우에도 중앙감시실에서 변경된 농축조 배관
에 맞도록 해당 계열 생오니 자동운전 프로그램중 운전감시  SEC모듈의 
현장 감시 항목을 조정하여 주면 된다.  


        [그림 5-2-2] 생오니 인발 자동운전 순서도 


5-2-6. 생오니 자동운전 분석 가. 생오니 자동운전 효과 1) 깨끗한 하수처리 생오니가 하수처리 공정에 미치는 영향은 매우 크고 이를 컴퓨터에 의해 계획적으로 처리하게 되므로서 직접적으로 최초침전지 및 농축조 운영에 상당한 효과를 가져다주었다. 특히 처리장내 문제점으로 지적된 농축조 반송수의 악순환을 차단시키 는데 도움을 주었고, 처리수질 개선에도 기여하여 방류수 처리효율이 운 영 전과 비교하여 BOD 제거효율이 약 45%, SS의 제거효율이 약 45% 정도 향상되었다. 2) 인력 및 시설물의 효율적인 활용 기기 조작에 대한 단순 반복 조작과 각종 계기의 감시 작 업을 컴퓨터가 대신하게 되므로서 현장 근무자에게 유지관리의 편리함을 제공하여 주었고 동시에 현장 기기에 대한 점검 및 순찰을 강화시킬 수 있는 여건을 마련하여 기기 고장이나 이상상태 발생시 즉각 대처할 수 있는 근무 환경을 조성하였다. 자동운전 실시로 정해진 시간에 계획적으로 기기를 운전함에 따라 기 기 점검, 청소 등을 이에 맞춰 실시하여 기기의 가동중지 등을 최소화하 고 처리공백을 줄여 처리시설을 최대로 활용할 수 있게 되었다. 또한 각종 기기 운전을 정확히 처리함으로서 근무자의 오 조작이나 각 종 계기의 감시소홀로 인한 비효율적인 운전 등을 사전에 방지하여 처리 효율을 높일 수 있게 되었고, 이상 발생시 컴퓨터에 의해 신속히 처리되 어 능률적으로 운영을 할 수 있게 되었다. 3) 처리예산 절감 2차처리 시설 준공 및 농축조 2개 계열 증설로 인하여 현 장 근무 인원을 늘려야 하나 단순반복 되는 조작과 감시작업을 컴퓨터가 대신하게 되어 오히려 현장 근무인원을 감소시키는 효과를 가져와 인력 절감을 가져다 주었고, 각종 펌프 및 기기의 비효율적인 운전을 줄이게 됨에 따라 이에 관련한 기기의 유지관리비, 고장으로 인한 수리비, 전기 요금 등을 줄여 실질적인 처리 예산 절감 효과를 가져다 주었다. ※ 생오니 자동운전으로 인한 예산 절감 추정액 ① 수질 개선으로 인한 효과 가양하수처리사업소 하수유입량 평균1,800,000(㎥/일) 때 자동운전으로 인한 방류수의 수질개선은 약 300,000(㎥/일)의 하수처 리 시설용량을 증설한 효과와 같다. ② 반송수 악순환 차단으로 인한 전기요금 절감액 생오니량 감소로 인한 전기사용량 절감 (3개월 평균 6,830㎥/일, 생오니 펌프 22Kw, 3.0㎥/분) 전기사용량 절감=22Kw×[6,830/(3.0×60)]=835Kwh/일 농축반송량 감소로 인한 전기사용량 절감 (3개월 평균8,810㎥/일, 농축반송펌프 22Kw, 5.5㎥/분) 전기사용량 절감=22Kw×[8,810/(5.5×60)]=587Kwh/일 - 전기요금 절감액=(835+587)Kwh×365일×50원/Kwh = 25,950,000(원/년) ③ 인원 감소(3교대 9명에서 6명)로 인한 인건비 절감액 - 인건비 절감액=3인×1,500,000원/월×12월 =54,000,000원/년 ④ 기타 간접적인 효과 - 각종 펌프 및 슬러지수집기 등의 기기 수명 연장 및 고장율 감소로 인한 유지관리비와 수리에 필요한 인건비 절감 4) 계획적인 운전관리 각종 운전 설정값등을 상황에 최적이 되도록 관리 할 수 있으며 현장시설의 계장반, MCC 등을 변경하지 않고도 중앙감시실에서 현장 조건에 맞도록 운영자 키보드를 통한 간단한 조작으로 즉각적으로 대처할 수 있고 각종 운전자료를 프린터로 출력하여 현장관리에 필요한 통계 및 계산에 신속, 정확을 기하고 운영 분석의 편의성을 제공한다. 나. 생오니 자동운전 자료 현황 ('95년 4월∼11월) 중앙감시실 컴퓨터에 의한 생오니 자동운전의 현장에의 실제 적용은 '95년 7월 7일부터 부분적으로 시작하여, '95년 7월 13일 부터 최초침전지 전 계열에 걸쳐 자동운전을 실시하였다. 첨부된 주요 수질자료는 생오니 자동운전을 처음으로 실시한 1995년 7 월을 기준으로 전후 4개월간의 주요 공정별 BOD, SS와 유량 등을 비교 하여 조사하였다. 여기서 혼합수=유입수+처리장내 반송수이며, 방류수=최초침전지 1 차처리 Bypass수+최종침전지 2차처리수를 말한다. 현재 가양하수처리사업소 제1처리장의 처리시설 용량은 1,000,000㎥/일 이므로 일 평균 유입되는 약1,800,000㎥의 하수중에서 시설용량을 초과 하는 약 800,000㎥은 부득이 최초침전지에서 1차처리만 하여 방류하고 있으며, 증설 공사중인 제2처리장 1,000,000(㎥)의 처리시설이 '98년 12월 준공되면 유입되는 하수 전량을 깨끗이 처리할 예정이다. [그림 5-2-3] '95년 5월∼9월 생오니 유량 및 TS
[그림 5-2-4] '95년 5월∼9월 유입수, 혼합수 BOD
[그림 5-2-5] '95년 5월∼9월 방류수, 1차처리수 BOD
[그림 5-2-6] '95년 5월∼9월 유입수, 혼합수 SS
[그림 5-2-7] '95년 5월∼9월 농축조 반송유량 및 TS
[표 5-2-1] '95년 4월∼11월 공정별 BOD (단위:㎎/ℓ) ----------------------------------------------------------------------- 유입수 혼합수 1차처리수 2차처리수 방류수 비 고 ----------------------------------------------------------------------- '95년 4월 118 217 81 13 43 운영 전 '95년 5월 115 256 85 14 44 " '95년 6월 124 228 95 15 50 " '95년 7월 114 167 86 12 42 7.13 자동 '95년 8월 94 105 60 8 24 운영 후 '95년 9월 94 101 55 11 28 " '95년10월 94 123 54 15 28 " '95년11월 105 134 54 14 27 " ------------------------------------------------------------------------ [표 5-2-2] '95년 4월∼11월 공정별 SS (단위:㎎/ℓ) ----------------------------------------------------------------------- 유입수 혼합수 1차처리수 2차처리수 방류수 비 고 ----------------------------------------------------------------------- '95년 4월 149 293 93 8 46 운영 전 '95년 5월 144 388 99 7 46 " '95년 6월 148 329 100 7 48 " '95년 7월 114 229 99 5 44 7.13 자동 '95년 8월 119 132 75 4 26 운영 후 '95년 9월 119 128 66 3 26 " '95년10월 105 145 64 2 24 " '95년11월 101 147 67 4 24 " ------------------------------------------------------------------------ [표 5-2-3] '95년 4월∼11월 공정별 유량 (㎥/일) 및 TS (%) ------------------------------------------------------------------------ 유입유량 생오니량 생오니TS 농축반송량 반송TS 비 고 ------------------------------------------------------------------------ '95년 4월 1862621 8771 4.29 16047 1.60 운영 전 '95년 5월 1821251 11710 4.49 21685 1.70 " '95년 6월 1792118 10491 3.93 19716 1.22 " '95년 7월 1849915 5976 3.61 14742 0.65 7.13 자동 '95년 8월 1694423 2699 2.67 8513 0.07 운영 후 '95년 9월 1884233 3186 3.10 9082 0.08 " '95년10월 1839145 4588 2.94 13413 0.45 " '95년11월 1869331 4424 2.95 15687 0.46 " ------------------------------------------------------------------------ 다. 생오니 자동운전 자료 검토 중앙감시실 컴퓨터에 의한 생오니 자동운전은 '95년 7월 7일 부터 부분적으로 실시하였으며 최초침전지 전 계열로 확산 적용한 '95년 7월13일 부터 생오니 유량과 농축조 반송수 유량이 급격히 감소되었고 이와 함께 생오니 TS도 설계치 3.0%에 근접하고 있는 것을 알 수 있다. 이와 함께 주목하여 살펴볼 것은 농축조 반송수 수질이 양호해진 것을 알 수 있는데 이것은 여러 가지 복합적인 이유(탈수기 가동, 유입수질)가 있겠지만 생오니 자동운전으로 생오니 펌프를 주기적(6시간)으로 정확히 가동함에 따라서 농축조의 부하 분담을 적절히 분산하여 경감시켜 주었 고, 이에 따라 농축조의 처리효율이 향상되었다고 판단된다. 생오니 자동운전으로 인한 농축조 효율향상은 농축조 반송수 수질개선 및 반송수 유량 감소로 나타나, 직접적으로 최초침전지에 유입되는 혼합 수의 수질개선으로 이어지게 되었다. 혼합수의 수질이 좋아지게 됨에 따라 당연히 최초침전지에서 발생되는 생오니량이 줄어들게 되고 이에 따라 최초침전지의 방류수인 1차처리수 처리효율이 좋아지게 되었다. 이와 같은 과정이 생오니 자동운전이 계속적으로 반복되면서 생오니 TS도 설계치에 접한 것으로 판단된다. 최초침전지와 농축조는 하수처리 공정에서 수처리와 오니처리 분야가 접하는 곳으로서 생오니 자동운전으로 그 동안 가양하수처리장내 문제점 으로 지적된 농축조 2개 계열의 유보로 인하여 수시로 발생되는 반송수 악순환을 차단하는 성과를 이루었다. 또한 최초침전지의 수처리 다음 공정인 포기조, 최종침전지의 수질개 선에 도움을 주어 최종적으로 방류수질의 개선을 가져왔으며 농축조의 오니처리 다음 공정인 소화조, 탈수기의 기기 운영에도 도움을 가져와 처리시설 전체적으로 직접 또는 간접적으로 수질개선 및 처리효율 향상 에 기여를 하였다.
10-06. 생오니 인발 자동운전     끝.       메인메뉴로 이동  자동제어 자료실 메인메뉴로 이동