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『하수처리에서 DCS 적용 및 자동운전 사례』
Automation of Sewage Treatment Facilities by DCS
연구 : 서울특별시 가양하수처리사업소 (현재 서남하수처리사업소) 김영수
5-4. 농축오니 인발 자동운전
5-4-1. 현 황
농축조는 최초침전지 생오니 및 최종침전지의 잉여오니를 혼합
침강시켜 함수율을 낮추고 오니의 체적을 감소시켜 이 후 공정인 소화조
반응을 안정화하고 오니감량에 따른 경제성을 목적으로 한다.
최초침전지에서 이송된 생오니는 농축조 협잡물 분리기인 드럼스크린
(Drum Screen)을 통과하면서 스크린 드럼이 형성하는 펀칭 홀에 의해
생오니중의 협잡물이 분리된 후 탈리액은 드레인을 통하여 분배조 가동
웨어를 통과하여 1계열당 2조의 농축조로 균일하게 유입된다.
투입구에서 여과된 협잡물은 스크린 회전에 의해 구르면서 협잡물 탈
수기인 스크류프레스(Screw Press)를 통과하면서 둥글게 뭉쳐 압착, 탈
수되어 배출된 후 차량으로 운반 처리되며 고형물 부하 60Kg/㎡.일로
설계된 농축조에서 잉여오니와 함께 침강되어 슬러지수집기에 의해 농축
조 중심부의 호퍼에 수집된 후 97％의 함수율을 갖는 농축오니는 인발펌
프에 의해 소화조 또는 탈수기 저류조로 이송된다.
농축조 관리가 적절하지 못하면 농축효과가 낮아지고 농축조 반송수가
수처리 시설로 되돌아 와 처리수의 수질악화 및 악취발생 원인이 되므로
충분한 주의가 필요하다.
5-4-2. 기존 농축오니 인발 수동운전
농축오니 펌프 조작을 운영자가 주기적인 간격으로 농축오니 펌
프를 가동하여 소화조로 투입하여야 하는데 운전시 인발 농도계 지시값
을 감시하며 기기 조작(펌프Run, Stop 16대)에 대해 단순 반복작업을
연속적으로 하여야 하므로 수동운전 조작에 어려움이 있다.
또한 펌프 조작 MCC판넬이 3, 4계열은 소화조에 5, 6계열은 탈수기동
에 운전조작 및 감시용 계장반은 발전기동 전기실에 분산 설치되어 있어
종합적인 운전관리에 곤란을 겪고 있다.
5-4-3. 컴퓨터에 의한 농축오니 인발 자동운전
농축오니는 농도가 높은 일정 농도의 오니를 얻기 위하여 가급적
인발횟수를 늘리고 소량씩 단속적으로 인발하는 것이 바람직하다.
가양하수처리사업소의 컴퓨터에 의한 농축오니의 자동운전은 '95년 4
월부터 현장에 적용하였고, 농축조 각 계열(3∼6계열)에 설치된 4대(A측
2대, B측2대)의 농축오니 펌프를 10가지 조건으로 융통성 있게 운전이
가능하고 시간, 농도, 유량에 대해서 운영자가 조건을 설정할 수 있도록
하였다. 실제로 농축오니 인발의 자동운전은 최초침전지 생오니 자동운
전과 비교하여 감시항목이나 운전 기기가 단순하며 현장에 설치된 4대의
인발펌프의 운전을 현장여건에 맞도록 설정하여 얼마나 효율적으로 운
전하는가에 관건이 있다.
즉 4대의 펌프에 대해 현장사정으로 상황이 변화 시마다 현장에서 요
구하는 운전조건을 중앙감시실에서 현장여건에 적합한 자동운전을 10가
지의 조건 중에서 운영자 키보드를 통하여 간단히 선택을 할 수가 있다.
실제로 자동운전을 적용하여 본 결과 10가지 조건 중에서 가장 많이
사용되는 것은 농축조 A측과 B측의 농축오니 펌프를 각각 1대씩 지정한
후 1시간씩 교대로 운전하면서 농도하한치를 TS 3.0%에 설정하고 유량
상한치를 60(㎥)으로 운전하는 경우가 가장 많이 있었다.
5-4-4 농축오니 인발 자동운전 세부사항
가. 농축오니 펌프 선택
농축조는 4개 계열로 구성되어 있고 농축오니 펌프는 1계열
당 A측 2대, B측 2대씩 4대가 설치되어 있고 편의상 각 계열별로 펌프
번호는 A측은 1번, 2번으로 B측은 3번, 4번으로 선택된다.
각 계열별로 4대의 농축오니 인발펌프 중에서 2대의 펌프는 예비개념
이나 펌프 용량 (3,4계열 11Kw, 5,6계열 7.5Kw)이 작아 현장사정에 따라
지당 2대의 펌프를 동시에 운전하는 경우도 있고 계열별로 4대를 동시에
운전하는 경우도 있다.
나. 인발농도 하한치 지정
농축오니 펌프 운전으로 농축오니 인발 중에 운영자가 설정
한 농도 하한값 이하로 농도가 떨어지게 되면 해당 지의 펌프 운전을 정
지하고 다음 프로그램으로 진행한다.
다. 인발유량 상한치 지정
최초침전지 생오니 인발과 동일하게 농축오니 인발 중에 운
영자가 설정한 유량 상한값 이상으로 유량이 도달되면 해당 지의 펌프운
전을 정지하고 다음 프로그램으로 진행한다.
라. 운전시간 및 휴식시간 지정
기본적으로 자동운전 프로그램은 농축조 A측 펌프를 운전한
후 농축조 B측을 운전하도록 되어있고 현장여건에 알맞게 휴식시간(운
전정지)을 지정할 수 있으며 중앙감시실 운영자가 1분 단위로 시간을 융
통성 있게 조정할 수 있다.
①A측 운전시간 지정
A측 펌프(1번, 2번)의 운전시간을 지정하는 것이다.
②B측 운전시간 지정
B측 펌프(3번, 4번)의 운전시간을 지정하는 것이다.
③휴식시간 지정
A측과 B측의 펌프 운전 후 휴식시간을 지정할 수 있으며
휴식시간을 "0"으로 설정하면 A측과 B측이 교대로 운전을 하게 된다.
마. 인발농도 인식 지연시간 지정
농축오니 농도계의 위치가 농축오니 펌프 후단에 설치되어
있으므로 인발을 처음 시작할 때나 지를 변경하여 운전할 때는 컴퓨터가
농도값 인식을 할 수 있도록 앞서 지정한 농축오니 농도 하한치 설정값
에 관계없이 일정시간 펌프가 운전이 되도록 할 필요성이 있다.
농축오니 인발농도 지연시간은 기본적으로 120초를 지정하였으며 운영
자가 현장여건에 맞도록 변경이 가능하다.
5-4-5. 농축오니 펌프 자동운전 10가지 조건 설명
1) 조건 1번 일떄 농축조 A측만 자동운전이며 펌프 1번과 2번
중 운영자가 선택한 펌프만 운전할 수 있다.
2) 조건 2번 일떄 농축조 B측만 자동운전이며 펌프 3번과 4번
중 운영자가 선택한 펌프만 운전할 수 있다.
3) 조건 3번 일떄 농축조 A측만 자동운전이며 펌프 1번과 2번
이 지정된 운전조건이 되었을떄 교대로 운전할 수 있다.
4) 조건 4번 일떄 농축조 B측만 자동운전이며 펌프 1번과 2번
이 지정된 운전조건이 되었을떄 교대로 운전할 수 있다.
5) 조건 5번 일떄 농축조 A측, B측 교대 자동운전이며 펌프 1,
2번중에서 1대, 펌프 3, 4번 중에서 1대를 운영자가 선택하여 운전할 수
있다.
현재 가양하수처리사업소 농축조 3, 4계열에 적용되고 있는 자동운전
이다.
6) 조건 6번 일떄 농축조 A측, B측 교대 자동운전이며 펌프 1
번과 2번, 그리고 3번과 4번이 해당 지에 운전조건이 되었을 때 교대로
운전할 수 있다.
7) 조건 7번 일떄 농축조 A측, B측 동시 자동운전이며 펌프 1,
2번 중에서 1대, 펌프 3, 4번 중에서 1대를 운영자가 선택하여 운전할 수
있다.
8) 조건 8번 일떄 농축조 A측, B측 동시 자동운전이며 펌프 1
번과 2번, 그리고 3번과 4번이 해당 지에 운전조건이 되었을 때 교대로
운전할 수 있다.
9) 조건 9번 일떄 농축조 A측, B측 교대 자동운전이며 해당 지
에 운전조건이 되었을 때 펌프 1, 2번이 동시에 펌프 3, 4번을 동시에 운
전할 수 있다.
10) 조건 10번 일 때 농축조 A측, B측 전체 4대의 펌프를 동시에
자동으로 운전할 수 있다.
자동운전 조건 설정시 A측 타이머와 B측 타이머의 설정시간은
반드시 농도인식 타이머 설정시간보다 길게 설정이 되어야 자동운전이
올바르게 작동될 수 있다.
농축조 자동운전 조건에서 조건 7번, 8번은 A측과 B측이 동시 운전이
고, 조건 10번은 전체 4대가 동시 자동운전 하는 것이므로 B측 운전 타
이머의 설정시간은 의미가 없고 A측 타이머의 설정시간에 의해서만 농
축오니 펌프가 운전을 하게 된다.
또한 조건 2번, 4번, 6번, 8번일 경우에는 지 별로 2대의 펌프가 교대
운전이 되므로 운영자의 펌프선택 의미는 처음에 자동운전 시작할 때 운
전 시작펌프를 정해주는 것이 되며, 조건 9번, 10번일 경우에는 지 별로
2대의 펌프가 동시 운전되므로 운전 펌프 선택 의미가 없다.
첨부된 농축오니 인발 자동운전 프로그램의 순서도 (Flow Chart)는
현재 가양하수처리사업소 농축조에 실제로 적용하고 있는 것이다.
[그림 5-4-1] 가양하수처리사업소 오니 이송 배관도
[그림 5-4-2] 농축오니 인발 자동운전 순서도
10-08. 농축오니 인발 자동운전 끝.
자동제어 자료실 메인메뉴로 이동
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10-08. 농축오니 인발 자동운전