하수처리시설 기계설비 설계 일반

이 기준은 건설기술진흥법 제44조(설계 및 시공기준)의 규정에 따라 하수처리시설 기계설비의 신설, 개량 및 확장을 위하여 실시하는 기본계획, 기본설계 및 실시설계에 대한 일반적⋅기술적 기준을 제시함으로써 설계의 효용성을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

이 기준은 KDS 33 10 10에서 위임된 세부 사항과 하수도법에 의한 하수처리시설 중 기계설비의 설계에 적용되는 사항에 대하여 규정한다.

(1) 기계설비의 설계는 국내외 규격 또는 각종 지침과 기준 등의 기술자료를 근거로 한다.

(2) 하수도시설의 계획 및 설계에 대한 기준은 하수도설계기준(KDS 61 00 00)을 우선하여 따른다.

KDS 31 10 10의 1.3 참고기준 및 KDS 61 10 00의 1.3.6 법령상의 규제에 따른다.

(1) 대한민국 코드 및 표준은 KDS 33 10 10의 1.3.2 관련기준 ∙대한민국 코드 및 표준에 따른다.

(2) 국제 코드 및 규격은 KDS 33 10 10의 1.3.2 관련기준 ∙국제 코드 규격에 따른다.

(3) 기타사항은 KDS 33 10 10의 1.3.2 관련기준 ∙기타에 따른다.

(1) KDS 33 10 10(1.4.2)에 따른다.

(2) 이 기준에 규정한 것 외에 이 기준에 특별한 규정이 없는 용어의 정의는 법(시행령 및 시행규칙을 포함한다)이 정하는 바에 의한다.

(1) KDS 33 10 10의 1.5 기호의 정의를 따른다.

(1) 하수처리시설 기계설비는 펌프장설비, 송풍기설비, 수처리설비, 슬러지처리설비, 용수설비, 소독설비, 탈취설비, 기타 공통설비 등으로 구성된다.

(2) 해당 설비별 설계기준은 4. 설계의 각 설비별 설계기준에 따른다.

(1) KDS 33 10 10의 1.7 해석과 설계원칙을 따른다.

기계설비의 설계는 처리방식, 시설규모, 시설형태, 유지관리방식 등을 기본으로 신뢰성 및 경제성을 중시하여 해당시설에 알맞는 적절한 설계를 하고 효과적인 유지관리를 할 수 있도록 한다.

KDS 33 10 10의 1.9 신규기술적용을 따른다.

하수처리시설 기계설비에 대한 제반 특성을 감안하여 구조적으로 안전하고, 경제적이며, 운영에 적합한 시설이 계획될 수 있도록 필요 장치의 부하와 조건을 조사하고 설계 계획을 수립한다.

(1) 계획지역의 지리적 조건, 기후적 조건, 환경조건 및 관광지, 산업지역 등의 사회적 지역조건 및 환경특성을 파악하고 고려한다.

(2) 하수배제방법, 수처리방식, 슬러지등 부산물의 처리방식, 처리용량, 수질, 유효공간 이용과 처리수 및 슬러지의 유효이용계획을 고려하여 설계할 수 있도록 한다.

(3) 유입수질은 기계설비의 재질에 미치는 영향, 침사 및 협잡물 발생량의 추정이 가능하도록 필요한 데이터를 수집한다.

(1) 기계설비의 배치계획, 기종선정은 안전성(安全性), 안정성(安定性), 에너지 절약성, 비상시의 대책을 강구한다.

(2) 기계설비의 설계는 유입하수량의 증가에 따라 기계의 대수를 분할하여 단계적으로 건설될 수 있도록 검토한다.

(3) 기계설비의 설계는 가동후의 보수와 개축을 고려하여 설계한다.

(4) 증설설비의 설계는 기존설비의 운전상황, 유지관리상황을 확인한 후 기존 설비의 문제점을 보완할 수 있도록 설계한다.

(5) 기계설비의 설계는 처리장 규모 및 계획되어 있는 유지관리체제를 고려하여 필요한 기계설비를 설치한다.

KDS 33 10 10의 3.1 재료 일반 기준에 따른다.

KDS 33 10 10의 3.2 재료 특성 기준에 따른다.

KDS 33 10 10 의 3.3 품질 및 성능시험의 기준을 따른다.

(1) 배관재질

① 배관재질은 사용유체에 따라 적절하게 선정한다.

② 배관재질의 사용구분은 다음과 같다.

표 4.1-1 배관재질 사용 구분

(2) 배관구경

① 배관구경은 배관 내 유속을 설정해서 산정 하지만 경제성을 고려하여 소구경은 대구경에 비하여 속도를 느리게 산정한다.

② 소구경은 폐쇄방지를 위해 최소구경을 설정한다.

③ 집합배관의 구경은 예비를 포함하지 않고 결정한다.

(3) 밸브의 사용구분

① 밸브의 형식, 재질, 구동방식은 사용용도 및 개폐빈도에 따라 적절하게 선정한다.

② 밸브의 용도별 사용구분은 다음과 같다

표 4.1-2 밸브의 사용구분

(4) 배관, 밸브등의 손실

배관, 밸브등의 손실계산은 다음 사항을 참고로 한다.

① 주 펌프와 반송용 슬러지펌프, 포기용 송풍기는 가동 최대대수를 기준으로 배관 손실을 계산한다.

② 유체가 공기인 경우 마찰손실 계산은 관내의 공기상태(표준상태 20 ℃, 1기압, 65%RH)로 한다.

③ 유체가 액체인 경우의 손실수두는 직관, 이형관, 밸브류 등의 손실을 종합적으로 검토하며, 슬러지 배관에 있어서 마찰손실은 청수에 대한 마찰손실에 슬러지 함수율에 따라서 보정계수를 고려한다.

④ 유체가 공기인 경우의 손실수두는 직관, 이형관, 밸브류 등의 손실과 부착기기의 압력손실을 종합적으로 검토하여 산정한다.

(5) 설계시 유의사항

① 배관은 기기의 설치 및 해체가 용이하고, 진동이나 부등침하 방지를 고려한다.

② 유량계, 제어밸브를 배관에 설치할 때는 유량계 형식에 따라 바이패스(by-pass) 배관의 설치를 검토하고, 계측기의 정밀도 및 제어성이 향상되도록 한다.

③ 결로방지 보온은 액체를 압송하는 배관에서 다음과 같은 경우에 시공한다.

가. 거주실 내 배관

나. 배관하부에 전기기기가 있는 경우

④ 배관의 보온공사는 다음과 같은 경우에 시공한다.

가. 동파가 예상되는 옥내외 배관

나. 온도가 60 ℃이상인 배관 중 관랑내 또는 옥내배관(화상방지)

다. 한랭지에서의 필요 배관

⑤ 오버플로우 배관은 유입관보다 2단계 이상 큰 구경으로 하는 것이 바람직하다.

⑥ 배관은 폐쇄방지 및 부식방지를 검토한다.(청소구 설치)

⑦ 매설관(강관)은 전기부식 등이 발생하는 경우가 있으므로, 트라프내에서 모래(마사토)매설로 하는 것이 바람직하다.

⑧ 재질이 다른 배관 또는 부속품을 연결할 경우에는 이중금속간의 접촉으로 생기는 전위차에 의한 이종금속접촉부식(Galvanic corrosion)을 방지하기 위하여 절연재를 사용하여 시공한다.

(1) 기종

바닥배수펌프의 기종은 무폐쇄형을 기본으로 한다.

(2) 용량

펌프의 최소 구경은 50 mm 이상으로 하며 슬러지 펌프실 및 분리액 배수 등 운전 시간을 고려하여 결정한다.

(3) 전동기 출력

펌프전동기 출력은 현장조건을 고려하여 선정한다.

(4) 설계시 유의사항

① 전동기 극수는 4P 이상으로 한다.

② 전동기는 건식으로 한다.

③ 메카니컬시일은 이중으로 한다.

④ 필요에 따라 펌프인양장치를 고려한다.

⑤ 배수피트에는 이상수위(고수위) 경보장치를 고려한다.

⑥ 펌프정 수위에 의한 자동운전이 가능한다.

⑦ 운전빈도가 비교적 적은 바닥배수 펌프용 피트(관랑내) 용량은 기동빈도 7～8회/시간 이내이어야 한다.

(1) 펌프장의 종류

펌프장의 종류는 용도에 따라 처리장내 펌프장, 중계펌프장, 빗물펌프장으로 분류되고, 각각의 기능에 따라서 기계설비도 상이하므로 용도의 특성을 고려하여 계획한다.

(2) 계획수량의 확인

계획수량은 년차별 유입수량을 확인하여 펌프용량 및 대수, 기타의 침사지 기계설비의 대수를 결정한다. 배수면적, 유출계수, 유입방식 등도 검토한다.

(3) 설계조건의 확인

수문실, 침사지 등 펌프장시설의 설계조건을 확인하여 기계설비의 성능을 만족시킬 수 있도록 토목․건축의 설계조건과 협의 후 결정한다.

(4) 하중조건의 확인

수문실, 침사지, 펌프장, 기타 구조기준을 확인하여 기계설비의 하중조건에 적합하게 설계되었는지 확인한다.

(5) 수위관계의 확인

계획수위조건에 대해서 소요양정, 배수량이 확인 가능하도록 유입간선수위, 하천수위(외부하천, 내부하천), 압송관 수위 및 거리, 착수정 수위 등을 충분히 검토한다.

(1) 설치 목적

수문은 침사지의 선택운전, 불시의 정전 및 펌프장 보수시의 유입량을 일시 차단하거나, 합류식의 경우 호우시 펌프장설비의 침수방지를 위해 유량조절을 하기 위한 목적으로 설치한다.

(2) 수문의 형상

수문의 크기는 계획수량의 유속이 1 m/s 전후로 통과가 가능한 면적으로 하고, 형상은 원형과 각형으로 구분하며, 각형의 경우 폭 1에 대하여 높이 1.5를 표준으로 한다.

(3) 수문 본체의 재질

수문 본체의 재질은 유입수압에 대하여 조작이 용이하며, 충분한 강도 및 강성을 갖고 부식에도 강한 재질을 선정하므로, 수문 본체의 재질은 주철제, 스테인리스제 또는 HDPE제 등으로 한다.

(4) 수문의 구동방식

수문의 구동방식으로는 수동식, 전동식, 전동형 자중강하식 중에서 적정한 수문을 설치한다.

(5) 용량 및 대수 선정

수문의 유입부 치수는 수로의 유속을 저해하지 않도록 결정하고, 대수는 지 또는 수로마다 설치한다.

(6) 수문의 설치하중

수문의 개폐 시에는 수문 본체 자중, 스핀들 자중, 개폐대 자중 및 수압에 의한 마찰력에 의하여 하중이 작용하지만, 수문을 여는 경우에는 개폐대 바닥 방향으로 하중이 작용하고, 수문을 닫는 경우에는 역방향으로 하중이 작용하므로 앵커볼트(Anchor bolt)는 구조물의 주철근과 반드시 연결하여 설치한다.

(7) 설계수심ㆍ조작수심

설계수심, 조작수심은 유입부 저부에서 개폐대 설치바닥 높이까지로 한다.

(8) 수문의 전동기 출력

수문을 동력에 의하여 개폐하는 경우의 전동기 출력은 수문 자중, 개폐속도, 수문 본체와 수문 시이트의 마찰저항력, 개폐장치의 효율 등을 고려하여 결정한다.

(9) 운전제어

처리장 유입수문에 전동식 개폐기를 사용하는 경우 현장조작 및 중앙조작이 가능하도록 한다. 또 정전시 하수처리장의 침수 우려가 있는 경우에는 유입 및 중계펌프장 전단에 자중에 의한 긴급차단 수문을 검토한다.

(1) 설치 목적

스크린설비는 하수 중의 협잡물을 제거하여 펌프, 배관 등의 손상과 막힘을 방지함과 동시에 다음 공정의 처리시설을 보호하여 하수처리를 용이하게 하는 데 있다.

(2) 설치 위치

스크린설비는 하수 유입부에 설치하고 설치위치는 다음에 따른다.

① 대규모 처리시설에서는 침사지 전단에 조목스크린, 후단에는 세목스크린을 설치하는 것을 원칙으로 한다.

② 중ㆍ소규모 처리시설의 경우는 침사지 전단에 세목스크린을, 후단에는 미세목스크린 설치를 원칙으로 한다. 단, 관거의 상태에 따라 조대한 협잡물이 유입될 우려가 있는 경우에는 조목스크린을 설치할 수 있다.

(3) 스크린의 종류

① 조목스크린

ㆍ수동 제거식

ㆍ기계 제거식

② 세목스크린

ㆍ연속 체인식 자동스크린

ㆍ간헐식(One Rake) 자동스크린

ㆍ협잡물종합처리기

③ 미세목 스크린

ㆍ스텝스크린

ㆍ전동마이크로 바-스크린

ㆍ회전식 자동스크린

(4) 용량 및 대수 선정

스크린의 용량 및 대수는 다음에 따른다.

① 스크린 기기 용량은 시간최대유입량(우천시 계획하수량의 3Q)을 만족할 수 있는 처리용량을 확보한다.

② 스크린은 침사지의 설계에 따라서 정하고, 스크린의 폭은 구조상 2.0～2.5 m를 표준으로 하며, 최대 3.0 m 정도로 한다.

③ 스크린은 예비대수 없이 용량을 고려하여 2대를 원칙으로 하나 소규모 하수처리장에서는 현장여건에 따라 결정하고, 3.0 m 이상의 수로 폭에서는 분할하여 1 침사지에 2대로 하는 것이 좋다.

④ 운반기기는 스크린 용량에 대수를 고려한 것으로 하고 운반기기는 1계열로 한다.

⑤ 일일발생량 및 반출계획을 감안하여 협잡물 박스는 인력반출 또는 호이스트로 컨테이너에 저장하고 저류용량은 2～3일분으로 한다. 호퍼에 의해 협잡물을 저장하는 경우에는 반출방법 등을 고려하여 용량을 검토한다.

(5) 설계조건

① 스크린부의 유효 유속은 시간 최대 유입하수량을 기준으로 수동제거식은 0.3～0.45 m/s, 기계제거식은 0.45～0.6 m/s로 한다.

② 협잡물 발생량은 하수량 1,000 ㎥당 0.001～0.03 ㎥ 정도이다.

합류식인 경우는 하수는 0.001～0.015 ㎥이고, 우수는 0.001～0.03 ㎥ 정도이며, 분류식의 경우는 0.001～0.015 ㎥ 정도이므로 지역, 배출, 유량 등을 검토하여 협잡물 양을 결정한다.

③ 스크린 설치각도는 수동제거식은 45～60°, 기계제거식은 70° 전후로 하며 현장 여건을 고려하여 검토한다.

④ 스크린부의 손실수두는 기계식에서는 0.1 ｍ, 수동식에서는 0.3 ｍ 정도로 한다.

(6) 전동기 출력

스크린설비의 전동기 출력은 스크린찌꺼기 운반량, 운행부 중량, 체인과 체인 가이드레일의 마찰저항, 그밖에 기계손실 외에 레이크와 스크린사이에 약간 맞물릴 때에도 지장이 없도록 고려하여 결정한다.

(7) 운전제어

자동스크린은 간헐 운전으로 한다. 또 운반기기는 스크린과 연동하여 수위계 및 프로그램 타이머(Program Timer)에 의해 운전한다.

(8) 안전시설

스크린설비에는 다음 사항을 고려하여 안전시설 및 환경보전시설을 검토한다.

① 보수점검용 통로 및 작업상 위험한 장소에는 위험방지 난간 및 울타리를 설치한다.

② 침사지내의 스크린설비를 실내에 설치할 경우에는 악취가스를 고려하여 탈취 및 환기설비를 고려한다.

(1) 설치 목적

침사제거설비는 주펌프, 슬러지펌프 등의 마모 및 막힘 방지, 관로의 모래 퇴적으로 인한 유입하수의 유입곤란, 반응조에 모래가 침적되는 것을 방지하기 위하여 유입하수 중의 모래를 제거하는 설비이다.

(2) 침사제거기의 종류

침사제거기의 종류에는 그래브식, 주행버켓 컨베이어식, 버켓체인 컨베이어식, 스크류 컨베이어식, 포기식, 선회류 및 선와류식, 협잡물종합처리기, 진공차 등 다양한 종류가 있으므로 기종 선정에 대해서는 충분히 검토한 후에 선정한다.

(3) 설계조건

① 침사지의 형상은 토목설계의 설계조건 및 구조조건에 따라서 설계하고, 제사기의 기종에 따라서 침사지 바닥면의 형상, 하중이 작용하는 장소가 다르므로 토목․건축의 설계자와 충분히 협의한다.

② 침사발생량은 유입하수량 1,000 ㎥에 대하여 분류식인 경우 하수는 0.001～0.02 ㎥ 정도, 우수는 0.001～0.05 ㎥ 정도이고, 합류식인 경우는 0.001～0.02 ㎥ 정도로 한다. 단, 침사발생량은 지역, 관거상태 등에 따라 차이가 많으므로 이를 충분히 검토한다.

③ 버켓체인컨베이어의 침사제거기 속도는 침사가 부상하지 않도록 0.5～3 m/min을 표준으로 한다.

④ 침사저류설비는 일평균오수량의 15 ppm을 기준으로 하여 필요한 저류일수를 정한다.

⑤ 침사지의 침사제거설비는 조목스크린 후단 또는 세목스크린 전단에 설치한다.

⑥ 침사지에 설치하는 침사제거기의 대수는 1지에 1대로하고, 침사지수는 청소, 기기의 점검, 수리를 위하여 2지 이상이 바람직하다. 단, 처리장의 규모에 따라, 유입하수량이 적은 경우에는 1대만 설치하고 청소 및 이상 발생시를 고려하여 바이패스 배관 또는 수로를 설치한다.

(4) 전동기 출력

버켓컨베이어의 전동기 출력은 운반능력 및 운행부 중량, 레일과 가이드슈의 마찰저항력, 기계효율 등을 고려하여 산출한다.

(5) 침사 및 협잡물 반출설비

① 스크린으로 인양된 협잡물은 벨트컨베이어, 무주축스크류, 공기압 및 스킵호이스트 등 이송설비를 이용하여 협잡물 호퍼 또는 콘테이너에 저류한다.

② 침사제거설비에서 인양된 침사는 플라이트컨베이어, 무주축스크류, 공기압 및 스킵호이스트 등의 이송설비를 이용하여 침사호퍼 또는 콘테이너에 저류하고, 필요에 따라서는 세사장치를 설치한다.

※ 일최대 유입하수량 10,000 ㎥/day 이하이거나 또는 침사나 협잡물 발생량이 적은 경우에는 콘테이너에 모아서 인력 반출 또는 전동호이스트로 운반차에 적재하여 반출하는 방식으로 한다.

③ 샌드펌프 및 고압수를 이용하여 인양된 침사는 침사분리기 또는 싸이클론 등에서 모래를 분리하여 침사호퍼 또는 콘테이너에 저류한다.

④ 에어리프트펌프를 이용하여 인양된 침사는 침사분리기에서 모래를 분리하여 콘테이너에 저장한 후 인력반출 또는 전동호이스트로 운반차에 적재하여 반출하는 방식으로 한다.

(6) 저류호퍼

① 침사지에서 발생한 침사, 협잡물의 일정량을 모아서 반출일정에 맞게 반출할 수 있도록 용량을 정하여 설치한다.

② 저류호퍼는 하부에서 직접 운반차로 저류물을 이송이 가능하고, 동절기의 결빙를 방지하고, 침출수에 의한 누수가 되지 않는 구조이어야 한다.

(7) 저류호퍼의 기종선정

저류호퍼는 개폐기구의 차이에서 슬라이드식 게이트와 컷트식 게이트로 구분되며, 컷트식 게이트는 사용하는 실린더의 종류에 따라 공압식, 유압식, 전동식으로 세분되므로 현장 여건에 따라 선정하고, 특히 겨울철에 차량으로 반출시 결빙에도 게이트 작동이 가능한 기종으로 선정한다.

(8) 저류호퍼의 용량

저류호퍼의 저류능력은 일평균 발생침사량에 대하여 3일 이상을 저장할 수 있는 용량을 표준으로 한다.

(1) 설치 목적

펌프설비는 유입하수를 처리시설로 이송하는 설비이며 중계펌프와 처리장내의 유입펌프 및 처리수 이송펌프로 분류한다.

(2) 설치 위치

펌프설비의 설치위치는 처리공정상의 관거깊이, 처리시설의 위치, 유량조정조의 유무와 방식에 따라 검토한다.

(3) 계획하수량과 대수

① 펌프대수는 계획오수량 및 계획오수량의 시간적 변동과 수처리방식, 초기저수량 대책, 펌프의 성능을 기준으로 정하며, 수량의 변화가 현저한 경우에는 용량이 다른 펌프를 설치하도록 한다.

② 펌프의 설치대수는 계획오수량과 계획우수량에 대하여〈표 4.2-1〉을 표준으로 한다.

〈표 4.2-1〉합류식 펌프장의 펌프 설치대수

(4) 펌프의 형식 선정

① 펌프의 기종 선정시에는 표준특성을 충분히 검토한 후 사용목적, 설치장소 등의 계획조건에 적합한 것을 검토한다.

② 펌프는 흡입실양정 및 토출량을 고려하여 총양정에 따라 〈표 4.2-2〉를 표준으로 한다.

〈표 4.2-2〉 총양정에 대한 펌프의 형식

③ 펌프는 계획조건에 적합한 표준특성을 가지도록 비교회전도를 정한다.

④ 침수가 될 우려가 있는 곳이거나 흡입실양정이 큰 경우에는 입축형 혹은 수중형으로 한다.

(5) 펌프의 종류 및 특징

① 중계 및 유입펌프는 조외형이나 수중형을 사용하며, 일반적으로 원심펌프, 사류펌프, 축류펌프, 스크류펌프 등의 형식으로 구분하고, 펌프형식과 임펠러형상 등은 이송유체의 특성을 감안하여 무폐쇄형 펌프로서 내부식 및 내마모성이 우수한 재질로 한다.

② 펌프의 특징을 고려해서 사용 목적 및 운전의 경제성을 검토한다.

(6) 수격작용

①펌프의 토출측 관로의 상황에 의하여 수격작용(Water hammer)이 발생할 우려가 있는 경우에는 이를 방지하기 위하여 수격방지장치를 설치한다.

② 다음의 경우에는 경험적 지침으로 수격작용의 분석을 하는 것이 바람직하다.

가. 관내유량이 115 ㎥/h 이상이고, 동력학적 수두가 14 m 이상인 경우

나. 역지밸브(check valve)를 가지고 있는 고양정 펌프시스템

다. 수주분리가 일어날 수 있는 시설, 즉 고위점이 있는 시설, 압력관으로 자동공기 배출구나 공기 진공밸브가 있는 시설과 관 길이가 100 m 이상인 경우

(7) 전동기 출력

① 펌프를 운전하는 전동기의 출력은 축동력의 여유율을 고려하여 다음 식에 의하여 계산한다.

P : 전동기 출력(kW)

Ps : 펌프의 축동력(kW)

α : 여유율

η

단, 여유α는 펌프의 형식, 전동기의 종류 및 양정의 변동에 따라 다르므로 〈표 4.2-3〉을 표준으로 한다.

※ (1) A의 경우는 양정의 변화가 비교적 적은 경우(규정 양정보다 원심펌프에서는 20% 정도까지 낮게 될 때, 축류펌프에서는 높게 될 때)

(2) B의 경우는 양정의 변동이 비교적 많은 경우(A이외의 경우)

(8) 자동운전의 제어방식

① 펌프의 제어방식은 수위제어 및 유량제어로 구분한다.

② 유량제어에는 펌프의 대수제어, 펌프의 회전수제어(VS방식, 인버터방식), 토출밸브의 개도제어 등을 조합한 제어방식이 있는데 펌프의 형식과 사용조건, 건설비, 유지관리비 및 전동기의 종류 등을 고려하여 선정한다.

(9) 운전제어

① 펌프는 수위에 의한 ON-OFF 운전을 기본으로 하고, 수위상승에 따라 속도제어 및 대수제어를 검토한다.

② 유량조정조 이송펌프의 정유량제어는 일부 속도제어를 포함하여 대수제어 또는 분배계량조 설치를 검토한다.

(10) 자동운전용 기기

① 펌프를 자동 또는 원격제어하는 경우 기동 및 정지의 작동과정을 자동적으로 진행시키기 위하여 다음 사항 중 필요한 장치를 설치한다.

가.만수(滿水) 검지장치

나. 토출압력 검지장치

다. 축봉수, 냉각수, 윤활용수 등의 압력 또는 물의 흐름 검지장치

라. 마중물(Priming water), 축봉, 냉각, 윤활용 등의 소배관에 전기식 또는 압력 개폐식 밸브

마. 토출측 밸브에 제한 스위치 및 안전장치

(11) 보호장치

펌프 및 전동기에는 운전 중 발생되는 이상을 검출하고, 이상 정도에 따라 운전정지, 경보 또는 고장표시를 할 수 있는 적합한 보호장치를 설치한다.

(12) 설계시 유의사항

펌프의 주요 제원은 다음 사항을 고려해서 결정한다.

① 중계ㆍ유입펌프의 전양정은 실양정＋흡입 및 토출관의 손실수두 등으로 결정한다.

② 유입펌프의 양정변화가 심할 경우에는 변화를 제약하거나 변화에 견딜 수 있는 펌프를 사용한다.

③ 유입펌프는 매우 중요한 설비이므로 내구성, 유지관리성에 주의하고, 토목․건축 구조물이 관리하기 쉬운 구조가 되도록 검토한다.

④ 펌프정 용량은 펌프 설치공간, 펌프 기동․정지 빈도 등을 고려해서 검토한다.

⑤ 중계ㆍ유입펌프의 펌프정 하부수위는 대수제어시 안정된 운전 및 연속운전시 최저수위를 고려해서 검토한다.

⑥ 펌프정에 유기분을 함유한 모래의 침전이나 스컴 발생 방지대책을 강구한다.

⑦ 조정조의 저(氐)수위는 조의 유효용량에 펌프 연속운전 최저수위를 고려해서 검토한다.

⑧ 펌프로부터 조정조로 이송하는 관의 위치는 고(高)수위와 저(氐) 수위의 중간으로 하거나, 2차측 스크린을 설치한 경우에는 별도로 고려해서 검토한다.

⑨ 토출측밸브에는 자동운전을 하기 위한 전동밸브와 유량조절 및 유지관리를 위한 수동밸브를 병용하여 설치한다.

(13) 기타 펌프장의 부대설비

① 중계펌프의 파손 및 마모 등을 방지하기 위하여 침사 인양설비 및 제진설비를 검토한다.

② 펌프장의 점검수리를 위하여 인양장치의 설치를 검토한다.

③ 악취가스, 환기 등을 고려한다.

④ 처리장의 정전 및 유지관리를 위하여 펌프장 전단에 바이패스(by-pass) 수문을 설치한다.

⑤ 소음, 진동 등을 검토한다.

(1) 유량조정조 설치목적

유량조정조 설비는 유입하수의 유량과 수질의 변동을 흡수해서 처리시설의 처리효율을 높이고 처리수질의 향상을 도모하는 목적으로 필요에 따라 설치하는 시설이다.

(2) 용량

유량조정조의 용량은 계획일일최대오수량을 넘는 유량을 일시적으로 저류하도록 정한다.

(3) 조정방식

유량조정조의 유입하수의조정방법으로는 인-라인(In-line)방식과 오프-라인(Off-line)방식이 있다.

(4) 교반방식

유량조정조내의 교반은 부유물, 슬러지 침전물의 발생을 방지하기 위하여 원칙적으로 기계식 교반방식으로 한다.

(1) 설비개요

① 송풍기설비는 반응조 등에 공기를 압송하는 설비로 공기여과기, 송풍기, 전동기, 송풍관, 밸브류 등으로 구성되어 있다.

② 본 기준에서 송풍기설비의 적용 범위는 송풍기의 토출압력 5,000～7,000 mmAq, 풍량이 5～550 ㎥/min 정도로 한다.

(2) 송풍기용량

송풍기의 용량은 반응조, 예비반응조, 수로, 포기침사지, 에어리프트펌프 등의 필요 공기량으로 결정한다.

(3) 기종 개요

하수처리장의 반응조 송풍용의 기종은 직결다단 터보송풍기, 단단 터보송풍기(기어증속형, 자기부상형) 및 로터리(루츠식)송풍기로 한다.

(4) 기종선정

① 송풍기 기종의 선정은 형식에 따라 로터리(루츠형), 터보송풍기로 구분하고, 터보형에는 강판제 다단, 주철제 다단, 기어증속 단단 터보송풍기가 있다.

② 동일 송풍기실 내에 기종은 운전 및 유지관리를 고려하여 동일 기종을 원칙으로 한다.

(1) 설치위치

공기여과기, 송풍기, 전동기 등의 설치 위치는 옥내로 하고, 가능한 한 반응조에 가까운 장소로 한다.

(2) 구경

송풍기의 흡입․토출 접속구경은 그것을 통과하는 풍속에 따라서 결정한다.

① 흡입측 접속구경

20 ℃, 1 기압시의 풍량으로 5～10 m/s의 풍속으로 한다.

② 토출측 접속구경

압축에 의한 축소된 풍량으로 15～20 m/s의 풍속으로 한다.

※ 흡ㆍ토출 구경을 너무 크게 하면 관경이 커져서 배관 비용이 증가하고, 관경을 작게 하면 소음 및 압력손실이 커서 송풍기 동력 소모가 크므로 설계시 적절한 유속 유지가 될 수 있도록 설정한다.

(3) 대수

송풍기의 대수는 초기풍량에서 계획풍량까지 원활하게 조정할 수 있는 것으로 예비기를 포함하여 2대 이상으로 한다.

(4) 흡입ㆍ토출압력

송풍기의 설계 흡입․토출압력은 배관, 밸브류, 산기장치, 에어필터의 손실, 산기장치의 수심, 산기장치의 노후에 의한 눈막힘 손실 등을 고려하여 결정한다.

(5) 송풍기의 회전수

직결다단 터보송풍기는 3,600 rpm으로 하고, 기어증속 단단터보 송풍기는 30,000 rpm 이하로 한다.

(6) 전동기 출력

터보 송풍기 구동용 전동기의 정격출력은 풍량, 흡입․토출압력, 전단열효율, 흡입 최고온도를 설정하여 산출한다.

(7) 윤활방식

① 주철제 직결다단 터보송풍기의 베어링은 원칙적으로 슬리브 베어링으로 하므로 급유방식은 강제급유방식으로 하고, 급유계통방식은 개별급유계통을 표준으로 한다.

② 기어증속단단 터보송풍기의 베어링은 용량에 따라 Ball 또는 슬리브 베어링이고, 증속기어를 이용하고 있으므로 급유방식은 강제급유 또는 Oil Bath방식으로 하며, 급유계통방식은 원칙적으로 개별급유식으로 한다.

③ 강판제 직결다단 터보송풍기의 베어링은 오일베스(Oil Bath) 볼베어링으로 한다.

(8) 냉각방식

기어증속 단단터보송풍기․주철제직결 다단터보송풍기의 윤활유 냉각방식은 청수에 의한 수냉식 또는 공냉식으로 한다. 강판제 직결다단 터보송풍기의 윤활냉각은 필요하지 않다.

(9) 공기여과장치

① 터보송풍기의 공기여과계통은 송풍기 전 대수를 통합하여 여과하거나 송풍기 전단에 자체 여과장치를 설치하여 이용하기도 한다.

② 통합 공기여과장치의 용량은 예비기를 포함한 전 대수 풍량 분으로 한다.

③ 공기여과장치의 형식은 산기장치의 종류, 대기 오염상황 등에 따라서 결정한다.

④ 공기흡입은 송풍기실의 흡입구에서 여과기를 경유하여 흡입하는 것을 원칙으로 하지만, 필요에 따라서는 침사지 등에서 흡입할 수 있다.

(10) 방음단열

① 터보송풍기 등은 소음이 크고, 방열이 많으므로 대책을 강구한다.

터보송풍기 등의 소음, 방열대책은 〈표 4.3-1〉과 같이 한다.

〈표 4.3-1〉 터보송풍기의 소음․방열대책

(11) 방풍장치

① 소풍량 제어용의 방풍장치의 설치는 소음방지, 에너지의 절감면에서 가능한 한 피하고, 필요에 따라서 소용량의 송풍기를 설치하면 좋다.

② 기어증속단단 터보송풍기는 기동정지 및 서어징 방지용으로서 1대마다 방풍할 수 있는 것으로 하나, 풍량 조절시는 방풍 없이 100～45%까지 조절한다.

(12) 기동․정지

① 직결다단 터보송풍기

(기동) 토출밸브를 닫은 채로 기동하고, 일정한 속도에 도달해서 토출압력이 기준점 이상 높아진 다음 토출밸브를 서서히 열어서 병렬운전에 들어간다.

(정지) 토출밸브를 닫고 곧 전동기를 정지한다.

② 기어증속단단 터보송풍기

(기동) 토출밸브를 전부 닫고 방풍밸브를 전부 열고서 기동하고, 일정한 속도가 된 후 토출밸브를 전부 열어서 방풍밸브를 닫는다.

(정지) 방풍밸브를 모두 연 후, 전동기를 정지하고, 토출밸브를 모두 닫는다.

(13) 풍량제어

터보송풍기의 풍량제어는 다음과 같은 사항을 고려한다.

① 직결다단 터보송풍기의 풍량제어는 흡입베인 또는 흡입밸브로 한다.

② 기어증속단단 터보송풍기는 흡입베인 또는 가변 토출 디퓨져 제어로 하고, 풍량제어범위는 송풍기의 용량 등으로 결정한다.

③ 송풍기를 병렬운전시 풍량배분은 각 대마다 균등풍량 또는 최종 기동 송풍기만으로 한다.

가. 흡입베인 부착 터보송풍기나 흡입밸브제어 송풍기의 경우는 균등풍량 배분이 바람직하며,

나. 가변토출디퓨저베인 부착 터보송풍기와 로타리(루츠)식 송풍기의 풍량제어는 최종 기동 송풍기만으로 풍량을 배분하는 것이 바람직하다.

(1) 설치위치

로터리(루츠식)송풍기는 소음을 발생하므로 방음대책을 고려하여 실내에 설치한다.

(2) 구경

송풍기의 접속구경은 다음과 같다.

접속구경 mm 풍 량 ㎥/min

100 ～7

125 7～18

150 17～30

200 31～55

(3) 대수

송풍기의 대수는 초기풍량에서 계획풍량까지 풍량조정을 고려하여 결정하는 것으로 예비를 포함하여 2대 이상으로 한다.

(4) 흡입ㆍ토출압력

(5) 회전수

로터리(루츠식)송풍기의 회전수는 효율․소음․가격을 결정하므로 설치위치에 따른 유지관리를 고려하여 회전수를 결정한다.

(6) 전동기 출력

전동기의 정격출력은 송풍기의 축동력에 다소의 여유를 고려하여 결정한다.

(7) 윤활유 냉각방식

로터리(루츠식)송풍기의 냉각방식은 승압 6,000 mmAq까지는 자연공냉, 승압 6,000 mmAq 이상은 수냉식으로 한다.

(8) 공기여과방식

① 로터리(루츠식)송풍기의 공기여과방식은 부직포 또는 동등품의 필터로 한다.

② 공기여과계통은 송풍기 1대마다 필터를 설치한다.

③ 터보송풍기의 계획에서 초기에 로터리송풍기를 사용할 때는 필터실의 터보송풍기용 공기여과기를 사용한다.

(9) 소음․단열

① 송풍기는 소음이 크고, 방열이 많으므로 이러한 대책을 강구한다.

로터리(루츠) 송풍기의 소음․방열대책은 원칙적으로 다음과 같이 한다.

〈표 4.3-2〉로터리(루츠)송풍기의 소음․방열대책

(10) 설치

송풍기의 설치위치가 2층(지층) 이상인 경우 또는 하부가 수조인 경우에는 방진고무를 부착하고 그 밖의 경우에는 기초에 고정한다.

(11) 구동방식

송풍기의 구동방식은 기종에 따라 V벨트, 직결구동방식을 원칙으로 한다.

(12) 풍량조정

① 로터리(루츠식)송풍기의 풍량조정은 대수제어, 방풍밸브와 회전수제어와의 조합을 원칙으로 한다.

② 회전수제어는 주파수변환방식을 원칙으로 한다.

(13) 신축관

① 송풍기 접속배관부, 송기관에는 신축관을 설치한다.

② 신축관은 벨로우즈형(스테인리스제)으로 한다.

(1) 계획하수량과 수질

계획하수량과 수질은 다음 사항을 고려하여 정한다.

① 처리시설의 계획하수량은 1차 처리, 2차 처리 및 고도처리의 각 시설에 대하여〈표 4.4-1〉을 표준으로 한다.

〈표 4.4-1〉각 시설의 계획하수량

② 유입되는 하수의 수량과 수질은 사전에 충분히 조사하여 결정한다.

③ 유입되는 하수의 수량과 수질변동에 대처하기 위해서 필요에 따라 유량조정조를 설치한다.

(1) 설치 목적

일차침전지설비는 슬러지수집기와 스컴스키머로 구성되어 있고, 침전된 슬러지를 슬러지수집기로 한곳에 긁어모으며, 수면상에 부상하는 스컴은 스컴스키머로 제거하는 설비이다.

(2) 설치 위치

표준활성슬러지법, 회전생물접촉법은 원칙적으로 일차침전지 및 이차침전지를 설치하고, 장기포기법, 산소활성슬러지법 및 산화구법은 이차침전지만 설치하며, 각각의 설비에는 슬러지수집기와 스컴스키머를 설치한다.

(3) 슬러지수집기

① 지(池) 형상은 처리장의 규모, 부지면적, 시설의 전반적인 배치 등을 검토하여 선정한다.

② 슬러지수집기의 기종은 침전지의 형상에 따라서 다르고 다음과 같은 기종으로 구분한다.

가. 직사각형 침전지 : 체인플라이트식, 미더식

나. 원형 침전지 : 중앙구동 현수형, 중앙구동지주형, 주변구동형

(4) 슬러지수집기의 전동기 출력

① 전동기의 출력은 운행부 중량, 운반물 중량과 침전지 바닥과의 마찰저항, 시동시의 저항, 각종 마찰손실, 체인플라이트식은 구동력 외에 안전율을 고려하여 결정한다.

② 구동장치는 2수로 1구동을 표준으로 한다.

(5) 스컴제거장치

① 일차침전지에는 원칙적으로 스컴제거장치를 설치한다.

② 스컴스키머의 종류는 지(池) 형식에 따라 다르며 원형지에서는 스크레퍼식, 장방형지에서는 기계식 스컴분리장치를 설치한다.

③ 기계식 스컴분리장치에는 체인구동형 파이프스키머식, Dipper식, 헬리컬식 등으로 구분하며, 현장조건에 따라 선정한다.

④ 스컴 트러프 또는 배관에서 스컴이 원활히 이송하도록 세척수 분사시설(간헐식)을 설치한다.

⑤ 스컴분리제거장치에서 흡입된 스컴은 스컴제거기(미세목스크린 2 mm이하)에서 제거하여 장외로 반출한다.

(6) 슬러지수집기의 운전

일차침전지의 슬러지수집기 운전은 연속운전으로 구성하며, 스크래핑 속도는 항상 일정하게 유지한다.

(7) 설계시 유의사항

일차침전지 설비의 주요제원은 다음 사항을 고려하여 현장조건을 검토 후 결정한다.

① 슬러지수집기의 플라이트 높이, 스크래핑 속도 등은 〈표 4.4-2〉을 참조하여 결정한다.

〈표 4.4-2〉 슬러지수집기의 플라이트 높이와 스크래핑 속도

② 슬러지피트 용량은 슬러지농축과 인발에 지장이 없는 용량으로 한다.

③ 침전지는 스컴제거나 V-notch 부분의 청소가 용이한 구조로 제작한다.

④ 장방형침전지 수로 폭은 플라이트의 표준치수 및 유효 스크래핑 폭을 고려해서 결정한다.

⑤ 중앙구동식의 경우 중앙부에서 유입수가 공급되므로 부하가 원활하고 균등하게 되도록 고려한다.

⑥ 체인플라이트식 슬러지수집기의 체인 재질은 내식성 재질로 한다.

⑦ 침전지는 부상슬러지, 스컴 등의 제거가 용이한 구조로 한다.

(8) 슬러지 인발설비

슬러지수집기에 의하여 모아진 슬러지는 다음사항을 고려하여 배출한다.

① 슬러지 인발은 원칙적으로 생슬러지 펌프에 의한 강제 인발 방식으로 한다.

② 슬러지 인발배관은 닥타일주철관, 스테인리스강 재질의 관이어야 하며, 직경은 최소한 100 mm 이상으로 검토한다.

③ 인발관은 폐쇄되기 쉬우므로 배관에 유의하며 적정한 곳에 청소구를 설치한다.

(9) 기 종

① 슬러지 인발펌프의 기종은 슬러지 농도 변화에 대하여 막힘이 없는 구조로서 다음과 같이 구분한다.

가. 원심 무폐쇄형펌프

나. 원심 나선형 스크류펌프

다. 일축 나사형펌프

라. 용적형 트윈펌프

② 인발슬러지펌프의 제어방식은 VS방식, 대수제어방식, VVVF방식 등을 검토하고, 생슬러지 펌프는 Timer로 정격 운전한다.

(10) 슬러지펌프 용량 및 대수

① 인발슬러지 펌프의 용량은 다음 식에 의해서 구한다.

가. 제거 고형 물량 q ton/day

q = Q × S × ℓ × 10

q : 제거 고형 물량 ton/day

Q : 유입오수량 ㎥/day

S : 유입SS농도 mg/ℓ

ℓ : 제거율 50%

나. 슬러지량 q

q

q : 제거 고형 물량 ton/day

c : 일차침전지 슬러지 인발농도 1～3%

다. 인발슬러지 펌프용량은 계획 인발슬러지량 q

② 대수

가. 슬러지펌프의 대수는 수처리시설의 계열에 대응할 수 있도록 계획한다.

나. 1침전지(1호퍼)에 1대씩 설치할 경우의 예비는 어떤 슬러지펌프가 고장나도 대응할 수 있도록 고려하여 1대로 한다.

다. 인발용 전동밸브를 설비하는 경우는 1계열에 대해 펌프 2대(1대 예비)를 표준으로 한다.

(11) 인발슬러지 펌프의 전양정

인발슬러지펌프의 흡입측 수위는 일차침전지 수위로 하고, 토출측 수위는 농축조(분배조) 수위로 한다. 또, 바이패스하여 포기조 및 슬러지처리동(직접탈수)의 이송 슬러지에 대해서 토출수위를 고려하여 각각의 계산을 한다.

(12) 인발슬러지펌프의 전동기 출력

인발슬러지펌프의 전동기 출력의 산출은 아래와 같다.

펌프의 전동기 출력 P

Ｐ : 전동기 출력 kW

Ｋ : kW단위의 경우 0.163

PS단위의 경우 0.222

γ : 취급 액체의 비중

η : 전효율

α : 여유율 전동기 0.2

η₁ : 펌프 효율

η₂ : 감속기 효율 0.96～0.97

단, 여유율 α는 0.2로 하고, V벨트구동의 경우의 전달율은 0.95로 한다.

(13) 인발슬러지 배관

① 흡입관의 최소 구경은 100 mm로 하고, 배관은 배관세정 등 청소가 용이하도록 배관한다.

② 토출관은 농축조로 슬러지를 이송한다. 또 바이패스로서 소화조투입, 슬러지 탈수설비(직접탈수배관)로 압송할 수 있는 배관을 고려한다.

③ 압송관의 유속은 약 1.0～1.5 m/s가 되도록 하고, 최소구경 100 mm 이상으로 한다.

(14) 침전지의 지배수펌프

① 일차침전지의 배수는 자연유하로 침전지로 이송시키는 것을 표준으로 한다.

② 자연유하가 안 되는 경우, 그 밖의 사정이 있는 경우에 배수펌프를 설치한다.

③ 배수펌프를 설치한 경우의 용량은 일차침전지의 용량을 24시간 이내에 배수할 수 있는 용량으로 한다.

(1) 설치 목적

반응조 설비는 활성슬러지 미생물이 유기물질을 산화하고 새로운 세포의 동화작용에 필요한 산소의 공급과 반응조내 혼합액의 교반을 목적으로 하는 설비이다.

(2) 산기장치

① 산기장치에는 산기식, 기계식 및 펌프순환식 등이 있으며, 산기장치의 선정에 있어서는 반응조 유지관리, 반응조 형상, 산기장치의 배치 및 경제성을 고려해서 결정한다.

② 산기식에는 분사되는 공기의 직경이 1～3 mm의 미세기포식과, 5 mm 이상의 조대기포식으로 분류한다.

③ 미세기포식은 멤브레인 디스크형, 세라믹 돔 및 디퓨져형이 있고, 조대기포식은 Rubber 디스크형, 볼 산기통 등이 있다.

④ 기계식에는 종축회전식, 횡축회전식, 수중교반식이 있다.

(3) 반응조 필요공기량

필요공기량은 다음의 각 항을 고려하여 정한다.

① 반응조 운전방법

② 산기장치 기종

(4) 산기장치의 기종선정

산기장치의 기종선정에 있어서는 수처리 성능 및 유지관리의 용이성을 고려하여 선정한다.

① 고도처리공법에서 질산화 및 탈질운전을 하는 경우

무산소ㆍ호기 겸용조는 수중교반식 또는 전면포기식 및 기타 장치

② 표준활성슬러지법에서 질산화 및 탈질운전을 하지 않는 경우

산기관식 선회류, 전면포기식 또는 수중교반식 및 기타 장치

③ 기타의 처리법

운전조건 등을 검토하여 결정한다.

④ 반응조내 바닥의 유속

반응조 바닥부의 슬러지 퇴적을 방지하기 위하여 0.1 m/s 이상의 지바닥의 유속을 확보한다.

(5) 산기장치의 수량

산기장치의 수량은, 형식에 따라 산소용해효율, 풍량 제어범위, 운전계획을 고려하여 산출한다.

(6) 산기판ㆍ산기통

산기통의 수량은 다음 풍량을 기본으로 산출하고, 반응조내의 배치를 결정한다.

① 산기통 : 120 ℓ/minㆍ본, 압력손실은 240 mmAq 이하로 한다.(오리피스 조립 시)

② 산기판은 제작업체에 따라 크기와 효율이 상이할 수 있으므로 제작자 자료를 참조한다.

(7) 전면포기식

① 전면포기식 산기장치는 산기관의 규격이 다양한 점을 고려하여 필요산소량(SOR)을 만족하는 유효발포면적비 및 하수에서의 산소전달효율을 고려하여 사양을 정한다.

② 압력손실은 장치 자체의 압력손실 및 경년 압력손실 증가를 고려한다.

(8) 수중교반식 포기장치

수중교반식 포기장치는 조의 분할을 기본으로 하고, 필요산소공급량(SOR), 설치수 등을 고려하여 선정한다.

(9) 산기장치 인양 설비

산기장치의 인양 설비에는 간이 인양식과 회전식이 있다.

산기식의 경우에는 간이 인양식을, 기계식의 경우에는 회전식을 원칙으로 하고, 반응지의 수가 많은 경우에는 산기장치를 고정식으로 하는 것이 바람직하다.

(10) 소포설비

① 소포설비는 포기조 등의 공기공급 또는 교반 등에 의해서 거품이 생기므로 소포장치 등으로 소포하고, 거품의 비산을 방지하기 위한 설비이다.

② 소포장치는 포기조, 방류구, 수로 등 처리수 낙하부에 설치한다.

③ 소포대책은 발포방지를 검토하고, 불충분 할 때는 방포망 또는 소포노즐로 대처한다.

⓸ 소포노즐의 분출량은 표준 6～8 ℓ/min으로 하고, 노즐간격은 1.2～1.5 m, 분사각은 120°～ 140°로 하고, 포기조의 수면 위에서 0.3～0.6 m 높이에 설치한다.

⑤ 소포펌프는 연속 운전하지만 수위 저하시는 정지시킨다. 포기조 및 포기 침사지인 경우에는 타이머에 의한 간헐 운전으로 한다.

⑥ 소포대책 설비는 다음 사항을 고려하여 주요제원을 결정한다.

가. 소포용 노즐은 균등하게 스프레이 되도록 하고 폐쇄 시 손쉽게 복구할 수 있어야 한다.

나. 소포용수는 처리수를 스트레이너로 여과하여 사용하는 것을 검토한다.

다. 소포펌프는 폐쇄방지와 펌프 간헐운전 대책을 검토한다.

라. 펌프 토출압은 실양정에 관, 밸브류의 손실, 노즐부 소요압력을 고려해서 산출한다.

(1) 설치 목적

이차침전지 설비는 슬러지수집기와 스컴스키머로 구성되어 있고 침전된 슬러지를 슬러지수집기로 한곳에 긁어모으고 수면상에 부상하는 스컴은 스컴스키머로 제거한다.

(2) 설치 위치

표준활성슬러지법, 회전생물접촉법은 원칙적으로 일차침전지 및 이차침전지를 설치하고, 장기포기법, 산소활성슬러지법 및 산화구법은 이차침전지 만 설치하며, 각각의 설비에는 슬러지수집기와 스컴스키머를 설치한다.

(3) 슬러지수집기

① 지(池) 형상은 처리장의 규모, 부지면적, 시설의 전반적인 배치 등을 검토하여 선정한다.

② 슬러지수집기의 기종은 침전지의 형상에 따라서 다르고 다음과 같은 기종으로 구분한다.

가. 장방형 침전지 : 체인플라이트식, 주행싸이펀식

나. 원형침전지 : 중앙구동 현수형, 중앙구동지주형, 주변구동형

(4) 슬러지수집기의 전동기 출력

(5) 스컴제거장치

① 이차침전지에는 일차침전지에 비해서 침전의 부유물이 발생하지 않으므로 처리공법 등의 현장조건에 따라서 설치를 고려한다.

② 4.4.2 일차침전지 (5)의 내용을 참조한다.

(6) 슬러지수집기의 운전

(7) 설계시 유의사항

이차침전지 설비의 주요제원은 다음사항을 고려하여 현장조건을 검토후 결정한다.

① 슬러지수집기의 플라이트 높이, 스크래핑 속도 등은〈표 4.4-3〉을 참조하여 결정한다.

〈표 4.4-3〉 슬러지수집기의 플라이트 높이와 스크래핑 속도

② 슬러지피트 용량은 슬러지농축과 인발에 지장이 없는 용량으로 한다.

③ 침전지는 스컴제거나 V-notch 부분의 청소가 용이한 구조로 제작한다.

④ 장방형침전지 수로 폭은 플라이트의 표준치수 및 유효 스크래핑 폭을 고려하여 결정한다.

⑤ 중앙구동식의 경우 중앙부에서 유입수가 공급되므로 부하가 원활하고 균등하게 되도록 고려한다.

⑥ 체인플라이트식 슬러지수집기의 체인 재질은 내식성 재질로 한다.

⑦ 침전지는 부상슬러지, 스컴 등의 제거가 용이한 구조로 한다.

(8) 반송슬러지 인발설비

① 슬러지의 인발 및 반송은 원칙적으로 펌프에 의한 방식으로 한다.

② 슬러지펌프는 협잡물에 의한 폐쇄가 잘 일어나지 않는 형식으로 한다.

(9) 반송슬러지펌프의 기종선정

반송슬러지펌프의 기종선정에 있어서는 다음 각 항에 유의한다.

① 수처리시설의 최소운전수위의 반송량으로 고려하여 최소구경을 80 mm로 한다.

② 반송슬러지펌프의 형식은 막힘이 잘 일어나지 않는 구조의 슬러지펌프로 선정한다.

(10) 반송슬러지펌프의 용량 및 대수

① 펌프의 능력은 반송슬러지량의 50%～100%의 여유를 두고 정한다.

② 반송슬러지펌프는 2대 이상으로 한다.

③ 반송슬러지펌프의 대수는 침전지수를 고려하여 정한다.

(11) 반송슬러지 배관

① 흡입관은 역세가 용이하게 행해질 수 있도록 배관을 고려한다.

② 토출관은 직접 포기조에 반송하거나 수로에서 포기조로 반송한다. 후자의 경우는 수로에서 슬러지의 비산을 방지한다.

③ 압송관의 유속은 1.5 m/s 이상이 되도록 고려한다.

(12) 잉여슬러지량

① 잉여슬러지량은 유입하수중의 고형물량에서 일차침전지 인발고형물량 및 처리수에서 유출되는 고형물량을 공제하여 구한다.

ｑ : 잉여슬러지량 (㎥/day)

Ｓ : 유입하수의 계획SS (mg/ℓ)

Ｑ : 계획일최대오수량 (㎥/day)

(13) 잉여슬러지의 인발설비

① 슬러지의 인발은 원칙적으로 펌프에 의한 직접 인발방식으로 한다.

② 슬러지펌프의 능력은 최대로 슬러지 인발량을 16시간 정도로 탈수 슬러지 저류조로 압송할 수 있도록 한다.

③ 슬러지펌프의 형식은 생슬러지펌프와 같은 형식으로 한다.

(14) 잉여슬러지펌프의 기종선정

(15) 잉여슬러지펌프의 용량 및 대수

① 잉여슬러지 발생량은 일최대 오수량과 SS 제거율, 슬러지의 함수율로 구한다.

② 잉여슬러지펌프의 최소구경은 80 mm 이상으로 한다.

③ 잉여슬러지펌프의 대수는 계열마다 2대(내 1대 예비)로 한다.

(16) 잉여슬러지 배관

① 흡입관의 최소구경은 100 mm로 하고, 청소가 용이하도록 배관한다.

② 토출관은 농축조와 일차침전지로 이송할 수 있도록 고려한다.

③ 이송관의 유속은 약 1.0～1.5 m/s가 되도록 한다.

(17) 잉여슬러지펌프의 전양정

잉여슬러지펌프의 흡입측 수위는 이차침전지 수위로 하고, 토출측 수위는 농축분배조, 슬러지저류조 등의 이송배관 최고높이를 기준으로 한다.

(18) 설계시 유의사항

이차침전지의 슬러지 인발설비 주요제원은 다음 사항을 고려하여 결정한다.

① 슬러지인발 펌프양정은 실양정과 밸브류 손실 등을 고려하여 계산한다.

② 초기 유입량에 대처할 수 있도록 한다.

(1) 공통사항

① 목적

슬러지처리의 목적은 생슬러지, 잉여슬러지를 효율적이고 처분하기 쉬운 형태로 변환시키기 위해서 안정화, 감량화하는 것이다.

② 농축방식의 종류

슬러지농축방식은 중력농축조, 원심농축기, 부상식 농축기, 벨트농축기 등을 검토한다.

③ 농축슬러지펌프 설비

가 농축인발 슬러지펌프의 기종은 일차침전지 및 이차침전지의 슬러지펌프의 내용을 참조하고 경제성, 유지관리성, 정량성을 검토하여 선정한다.

나. 슬러지펌프의 설치대수는 농축조 1조에 각 1대씩으로 하고, 예비대수는 2조에 대하여 예비 1대를 설치한다.

다. 펌프의 최소구경은 원칙적으로 100 mm로 한다.

라. 농축슬러지량은 일차침전지 고형물과 잉여슬러지 고형물과의 합에 의한 농축슬러지 함수율로부터 산출한다.

(2) 중력농축 설비

① 개 요

조내에 슬러지를 체류시켜 중력을 이용하여 농축한 후 바닥에 침강한 농축슬러지를 슬러지수집기로 배출구에 모으는 것이다.

② 형상 및 수

가. 형상은 원형을 표준으로 한다.

나. 지수는 원칙적으로 2지 이상으로 한다.

③ 슬러지수집기

슬러지수집기는 농축조내에 침전된 슬러지를 농축조의 밖으로 배출하기 위해서 조내의 호퍼에 긁어모으기 위한 것으로 다음 각 항을 고려하여 정한다.

가. 슬러지수집기는 중앙구동식을 표준으로 한다.

나. 슬러지수집기 속도는 선단의 주속도 2.0～3.0 m/min 정도를 표준으로 한다.

④ 슬러지수집기의 전동기 출력

전동기의 출력은 운행부 중량, 운반물 중량과 조바닥과의 마찰저항, 시동시의 저항, 각종 마찰손실 이외에 여유를 고려하여 결정한다.

⓹ 스컴제거장치

농축조에는 스컴제거장치를 설치한다.

(3) 원심농축기

① 기종 개요

원심농축기는 원심력을 슬러지에 적용시켜 인위적인 비중차이를 유발시킴으로서 슬러지를 농축하는 설비로서 적용되는 원심력은 2,000～3,000 G(G:중력가속도) 정도이다. 원심농축기는 처리규모가 큰 곳에서 연속적인 농축을 하고자 할 때 아주 유용한 방법으로 시설규모가 작고, 냄새 발생 문제를 최소화 할 수 있다.

② 용량 및 효율

가. 슬러지의 농축을 위하여 원심농축기를 선택할 때에는 다음 사항을 고려한다.(가) 용량은 처리슬러지량으로 한다.

(나) 원칙적으로 2기 이상 설치한다.

(다) 농축슬러지의 함수율은 96% 정도이며, 고형물회수율은 90～95% 정도로 한다.

(라) 재질은 내구성이 있는 것을 사용한다.

③ 부대장치

부대장치는 다음 사항을 고려하여 정한다.

가. 필요에 따라 미리 슬러지에 포함된 모래나 협잡물을 사전에 제거하도록 한다.

나. 악취 및 소음에 대한 방지대책을 강구하며, 진동에 대해서도 대비한다.

다. 유입슬러지의 농도변화에 대비한 약품주입설비를 설치할 수 있다.

(4) 부상식 농축조

① 기종 개요

슬러지내 고형물에 미세한 기포를 부착시켜 고형물의 비중을 물보다 작게해서 부상 분리시키는 것이다.

② 농축방법

가. 기포를 발생시키는 방법에 따라 가압부상법과 감압부상법으로 구분한다.

(가) 가압부상법 : 전량가압법, 부분가압법, 순환수가압법

(나) 감압부상법은 진공부상법이라고도 한다.

③ 용량 및 형상

부상식 농축조의 용량과 형상은 다음의 사항을 고려하여 정한다.

가. 형상은 원형이나 사각형으로 한다.

나. 고형물부하는 80～150 kg/㎡․day 정도로 한다.

다. 깊이는 체류시간을 고려하여 정한다.

라. 농축조의 수는 원칙적으로 2조 이상으로 한다.

④ 구 조

부상식 농축조의 구조는 다음 사항을 고려하여 정한다.

가. 농축조는 수밀성의 철근콘크리트 구조물로 검토한다.

나. 농축조에는 부상슬러지 제거기와 침전슬러지 제거기를 설치한다.

다. 농축조의 수위조절을 위하여 월류웨어 등의 설비를 갖추어야 한다.

⓹ 가압펌프

가압펌프는 다음 사항을 고려하여 정한다.

가. 가압펌프의 형식은 공기의 주입위치에 따라 선정한다.

나. 가압펌프의 토출압력은 0.2~0.5 ㎫(약 2~5 kgf/㎠)의 범위가 되도록 선정한다.

다. 가압펌프의 양수량은 다음에 의해 정한다.

(가) 전량가압방식인 경우는 유입슬러지량으로 한다.

(나) 부분가압방식의 경우는 필요한 공기/고형물비가 얻어지도록 슬러지의 농도 및 가압력 등을 고려해서 정한다.

(다) 순환수가압방식의 경우는 유입슬러지량으로 한다.

⑥ 공기포화조

공기포화조는 다음 사항을 고려하여 정한다.

가. 조는 내압용 기구조에 관한 규격에 따라 압력과 부식에 견딜 수 있는 재료로 만들어야 한다. 일반적으로 강철판의 원통형으로 만들고 조내의 물이 완전히 비는 것을 방지하기 위하여 저수판을 설치하는 것이 좋다.

나. 조의 용량은 가압수의 체류시간이 2분 정도 되도록 결정한다.

다. 조에는 포화수 확산장치, 자동배기밸브, 압력계를 볼 수 있는 창, 안전밸브, 가압수 유입구와 유출구, 밸브가 부착된 배수구, 그리고 내부점검용의 맨홀 등을 설치한다.

⑦ 부대장치

부상식 농축조의 부대장치는 다음의 사항을 고려하여 정한다.

가. 유입슬러지 저류조

나. 부상슬러지 탈기조

다. 슬러지펌프

라. 순환수펌프(순환수 가압법의 경우)

마. 필요한 경우에 복개시설을 설치하고 환기 및 탈취설비를 한다.

(5) 벨트농축기(GBT)

중력식벨트농축기(Gravity Belt Thickener)는 유입 슬러지가 3～7 m/min 속도로 회전하는 GBT의 벨트위로 유입 분배되어 슬러지의 표면적을 넓혀 자연압(중력)으로 하수처리에서 물리적, 화학적, 생물학적으로 발생되는 슬러지를 연속적으로 농축시키는 설비이다.

① 장점은 다음과 같다.

가. 인의 용출전에 처리가 가능하여 처리수의 인 증가 요인을 배제할 수 있다.

나. 건축물 내에 설치가 가능하여 소요부지가 작다.

다. 기후와 계절변화에 따른 영향이 없다.

라. 기기가 간편하여 유지관리가 용이하다.

마. 잉여슬러지처리에 효과적이다.

바. 투자비용 및 유지관리(동력비, 약품비)비용이 작다.

사. 가변속도의 구동모터를 적용하여 기계식 탈수기와 조합하여 처리가 가능하다.

② 단점은 다음과 같다.

가. GBT에 별도의 커버를 설치하여 탈취한다.

나. 벨트의 세정수가 다른 기종에 비해 많이 소요된다.

다. 주기적으로(년 0.5～1회) 벨트의 교체가 필요하다.

(1) 소화방식

① 소화방식은 1단 소화 또는 2단 소화로 한다.

② 투입 슬러지농도가 높은 경우에는 고액분리를 목적으로 하는 2차 소화조는 설치하지 않는 것이 좋다.

(2) 유효용량

① 소화조의 유효용량은 다음 식에 의해서 결정한다.

Ｖ : 1차 또는 2차 소화조 용량 ㎥

Ｑ : 1차 또는 2차 소화조에 투입되는 슬러지량 ㎥/day

Ｔ : 1차 또는 2차 소화조의 체류일수 일(日)

② 체류일수는 다음 값을 표준으로 한다.

가. 1차 소화조의 체류일수 : 가온식 20일간 무가온식 60～90일간

나. 2차 소화조의 체류일수 : 가온식 10일간

(3) 소화율

투입슬러지의 유기성분이 70% 이상이면 중온소화(30～35℃)에 있어서 소화일수 20일 정도에서의 소화율은 50% 정도로 된다.

(4) 교반장치

교반방식은 가스 교반방식, 기계 교반방식 또는 펌프 순환방식으로 한다.

(5) 탈황설비

① 탈황장치는 건식 또는 습식으로 한다.

② 설치대수는 2기 이상으로 한다.

(6) 가스저류탱크설비

① 가스저류탱크는 발생소화가스량의 1/2일 정도의 용량으로 한다.

② 가스홀더는 유수식 저압가스홀더 또는 건식 저압가스홀더로 한다.

③ 설치기수는 2기가 바람직하다.

(7) 가온설비

가온방식에 대해서는 증기주입식 또는 외부 가온방식이 있다.

(8) 보일러설비

① 소화조 가온용 보일러는 최고사용압력이 1 MPa 이하이기 때문에 비교적 저가로 구조도 간단하고 열효율도 양호해서 취급이 쉬운 노통연관식 보일러가 넓은 범위에서 사용되며, 주철제 보일러는 압력이 0.1 MPa 이하가 되기 때문에 온수용의 열교환기식에 사용되지만 최근의 실적이 적으므로 현장조건에 따라 고려한다.

② 설치대수는 2대 이상이 바람직하다.

③ 증기보일러는 급수처리장치를 설치한다.

(9) 잉여가스 연소설비

① 잉여가스연소장치는 노(盧)내형 또는 노(盧)외형으로 한다.

② 잉여가스연소장치의 용량에 대해서는 발생소화가스량, 소화가스의 이용 등의 변동을 고려하여 발생소화가스량의 2배 정도로 한다.

(10) 소화슬러지 인발설비

① 소화조로부터의 슬러지 인발은 원칙적으로 수위차로 행한다.

② 슬러지인발, 이송 및 역세용을 겸하는 슬러지펌프를 소화조 1조(1차, 2차 소화조)에 대해서 1대 설치한다.

③ 슬러지펌프의 기종은 모노펌프(일축나사식 슬러지펌프) 또는 원심나선형 스크류 슬러지펌프를 표준으로 한다.

④ 슬러지펌프의 최소구경은 원칙적으로 100 mm로 한다.

(11) 상징수 인발설비

① 상징수 인발관은 수심을 변화시켜 3～4개소에 설치하고, 조(槽)는 월류관을 설치한다.

② 상징수를 침사지, 일차침전지 등으로 반송할 수 있는 배관을 설치한다.

(12) 소화가스의 이용

① 소화가스의 저위발열량은 대략 5,100～5,500 kcal/N․㎥이 된다.

일반적으로 도시가스의 저위발열량은 5,000～10,000 kcal/N․㎥이 되므로 소화가스는 도시가스와 같은 상태의 유효한 에너지를 갖는다.

② 이용방법은 다음과 같다.

가. 소화조 가온용연료(실적이 가장 많음)

나. 슬러지소각로 보조연료

다. 기타

(1) 공통사항

① 슬러지 조정

슬러지의 조정공정은 후속 탈수공정의 효율을 향상시키기 위한 수단으로 약품조정, 열처리, 슬러지세정 등의 방식이 있지만 슬러지 조정은 설비투자 및 유지관리의 용이성을 고려하여 약품조정을 표준으로 한다.

② 기종 개요

주로 사용하는 슬러지탈수기는 벨트프레스탈수기, 원심탈수기, 가압탈수기 등이 있으며 그 외에는 다중원판 스크류프레스 탈수장치가 있다. 다만, 처리규모가 매우 적은 경우 고정식 탈수설비를 설치하지 않고, 진공차 또는 이동식 탈수차 등으로 광역 슬러지처리 또는 순회처리를 검토한다.

③ 기종 선정

가. 탈수기의 기종선정은 슬러지처리 공정 전체를 파악하여 종합 평가하여 결정한다.

나. 종합평가에 있어서는 경제성, 운전의 용이성, 공정의 적합성 등의 기종 선정 인자를 감안하여 선정하는 것이 바람직하다.

④ 설치대수

탈수기의 설치대수는 원칙적으로 동일용량의 예비기를 포함하여 2대 이상 설치한다.

⓹ 방취대책

방취대책은 기종에 따라서 탈수기실 전체 또는 탈수기 본체에 커버를 설치하여 방취하는 방법으로 한다.

⑥ 무기응집제 투입설비

무기응집제로는 염화제1철, 염화제2철, 황산제1철 등이 사용되며 투입설비의 용량은 약품투입율을 근거로 하여 산정한다.

⑦ 유기응집제 주입설비

유기응집제는 고분자응집제를 주로 사용하며 주입설비의 용량은 약품주입율에 근거하여 산정 한다.

⑧ 응집ㆍ혼화탱크

응집ㆍ혼화탱크는 2단 교반식을 표준으로 한다.

⑨ 슬러지 저류조

가. 슬러지 저류설비는 슬러지 탈수기가 통상주간에 운전하므로 슬러지의 일시 저류 및 슬러지 균등화를 도모하기 위한 설비이다.

나. 공기교반의 송기량은 장기 체류로 인한 혐기화로 고도처리 공정에서 제거된 인(P)성분이 방출되어 처리시설로 재 유입될 수 있으므로 슬러지교반은 공기교반을 원칙으로 하고, 조용량당 0.5～1.0 ㎥/h․㎥으로 한다.

다. 저류조 크기는 단위시간당 저류조에 유입되는 슬러지량과 저류조에서 유출되는 양을 고려하여 검토한다.

라. 슬러지 교반기는 슬러지 액위 변동에 대해서 지장이 없도록 고려한다.

마. 오버플로우관을 설치한다.

바. 슬러지 교반기 전동기 출력은 현장조건을 고려하여 계산한다.

(2) 벨트프레스 탈수기

① 기종 개요

가. 벨트프레스는 프레임에 부착된 탈수로울러, 구동로울러, 긴장로울러와 2매 이상의 엔드레스 여과포, 여포세정장치 및 여포사행장치 등으로 구성되며, 고분자응집제를 첨가한 슬러지는 중력 탈수부에서 2매의 여포의 사이에 끼워져 압축되어서 로울러 사이를 이동하여 전단압축력으로 탈리액과 탈수 슬러지가 분리되면서 제거되고 여포는 이후에 물로 세정되는 구조이다.

나. 응집장치는 교반방식과 혼합드럼방식을 표준으로 한다.

② 유효여과포 폭

탈수기 1대당 유효여과포 폭은 1 m, 1.5 m, 2 m, 2.5 m, 3.0 m를 표준으로 한다.

③ 여과속도

여과속도의 산출은 다음 식과 같다.

Ｒ : 여과속도 kg/m․hr

Ｗ : 슬러지의 함수율 %

Ｑ : 슬러지량 ㎥/h

A : 유효여포 폭 m

④ 구동장치 및 전동기 출력

가. 여과포의 구동장치는 무단변속기 등을 사용하고, 구동용 로울러의 회전수를 가변 가능한 것으로 한다.

나. 전동기출력은 〈표 4.5-1〉를 표준으로 한다.

〈표 4.5-1〉벨트의 전동기 출력

⑤ 여과포 세정

가. 여과포세정수량은 여과포 폭 1 m당 100～150 ℓ/min을 표준으로 한다.

나. 여과포의 세정압력은 일반형은 0.3～0.4 MPa, 고압형은 0.5～0.6 MPa을 표준으로 한다.

⑥ 슬러지공급펌프

슬러지공급펌프 용량은 다음 식과 같다.

ｑ

Ｒ : 여과속도 kg/m․hr

Ｗ : 벨트 폭 m

ｃ : 투입슬러지농도 %

Ｋ : 계수(가변범위) 0.5～1.5

⑦ 약품주입율

약품주입율은 처리대상, 슬러지성상에 따라 검토한다.

⑧ 약품공급펌프

약품공급펌프 용량은 다음 식과 같다.

Ｑ

Ｑ : 탈수기 1대당의 처리량 ㎥/h

Ｃ

Ｃ

ｒ : 약품주입율 %

ｋ : 계수(가변범위) 0.5～1.5

⑨ 약품공급펌프의 운전제어

가. 약품공급펌프는 슬러지량과 비율설정주입 또는 유량계, 슬러지 농도계와 조합하여 슬러지 건조고형물과의 비율설정주입으로 한다.

나. 약품공급펌프는 비율주입제어를 하므로, VS 전동기 또는 VVVF제어에 의한 회전수 제어를 한다.

(3) 원심탈수기

① 기종 개요

하수슬러지 탈수기용은 횡형연속식 원심탈수기를 표준으로 한다.

② 용량

탈수기 1대당 처리량은 5.0 ㎥/h, 7.0 ㎥/h, 10 ㎥/h, 15 ㎥/h, 20 ㎥/h, 30 ㎥/h, 50 ㎥/h를 표준으로 한다.

③ 차속장치

차속장치의 형식은 고정식과 가변식이 있고, 비교적 처리량이 큰 기종에 대해서는 가변식으로 한다.

④ 슬러지공급펌프

슬러지공급펌프 용량은 다음 식과 같다.

Ｑ₁: 슬러지공급펌프 1대당의 용량 ㎥/min

Ｑ : 탈수기의 처리량 ㎥/h

ｋ : 계수(가변범위) 0.5～1.5

⑤ 약품주입율

약품주입율은 처리대상, 슬러지성상에 따라 검토한다.

⑥ 약품공급펌프

약품공급펌프 용량은 다음 식과 같다.

Ｑ₁: 약액공급펌프 1대당의 용량 ㎥/min

Ｑ : 탈수기 1대당의 처리량 ㎥/h

Ｃ₀ : 슬러지농도 %

Ｃ₁: 약품용액농도 %

ｒ : 약품투입율 %

ｋ : 계수(가변범위) 0.5～1.5

⑦ 운전제어

가. 약품공급펌프는 슬러지량과 비율설정주입 또는 유량계, 슬러지농도계와 조합하여 슬러지 건조고형물과의 비율설정주입으로 한다.

나. 약품공급펌프는 비율주입제어를 하므로, VS 전동기 또는 VVVF제어에 의한 회전수제어를 한다.

(4) 가압탈수기

① 기종 개요

가. 가압탈수기는 여과판형식, 여과포형태, 압착방식 등에 따라서 각종의 기종이 있다. 여과판형식에는 단식, 복식, 여과방식에는 편면, 양면, 여과포 형태에는 고정, 단독 또는 일련주행, 압착방식에는 다이아프램의 유․무에 의한 구별이 있다. 또, 기종에 따라서 여과포 세정방식이 다르고, 운전방식에도 전자동, 반자동, 수동이 있다. 하수슬러지에서는 전자동, 횡형, 여과포주행, 다이아프램 압착기구 부착을 표준으로 한다.

나. 가압탈수기는 여과포에 의해서 여과 포착된 슬러지에 압력을 가하여 탈수하는 방법이다. 여과포를 주철 등 강도가 있는 여과판에 끼워넣고, 여과포로 구성된 여과실에 슬러지를 압입하여 여과한다. 여과속도는 케이크층의 증가와 함께 늦어지기 때문에 적당한 시간에서 압입을 정지하고, 압착실에 공기 또는 물 등으로 압력을 걸어 다이아프램의 신장에 의한 여과 실내의 케이크를 압착 탈수한다. 압착 완료 후 여과판을 열어 여과포에서 케이크를 박리시킨다.

② 필요 여과면적

탈수기 1대당 여과면적을 50 ㎡, 60 ㎡, 70 ㎡, 80 ㎡, 90 ㎡, 100 ㎡, 110 ㎡, 120 ㎡, 150 ㎡을 표준으로 한다.

③ 여과속도

여과속도의 산출은 다음 식을 따른다.

Ｒ : 여과속도 kg/㎡․hr

ｗ : 슬러지의 함수율 %

Ｑ : 슬러지량 ㎥/h

Ａ : 여과면적 ㎡

④ 운전주기

가. 여과공정, 압착공정, 배출공정, 여과포세정을 1회 운전으로 한다.

나. 1회 운전시간은 슬러지의 종류, 슬러지의 성상 및 케이크의 함수율 등에 따라서 달라지므로, 가장 탈수 특성에 적당한 시간을 충분히 검토하여 결정한다.

⑤ 슬러지공급펌프

가. 1회 운전당 처리고형물량 q₁kg/회

Ｒ : 여과속도 kg/㎡․hr

Ａ : 여과면적 ㎡

ｔ₁: 1회 운전시간 min/회

나. 1회 운전당 슬러지공급량 q2 ℓ/회

ｑ₁: 1회 운전당 처리고형물량 kg/회

ｃ : 슬러지농도 %

α : 약품투입에 의한 증가량 0.15정도

다. 펌프토출량 Q ㎥/min

ｑ₂: 1회 운전당 슬러지공급량 ℓ/회

α : 여유율 1.2～1.5

ｔ₂: 1회 운전의 여과시간 min/회

라. 펌프토출압 P MPa

MPa

Ｐ₁: 실양정

ΔP : 관 손실수두

⑥ 수압펌프

수압펌프는 다음 항을 고려하여 정한다.

가. 수압펌프의 토출압력은 가압탈수기의 압착압력을 고려하여 선정한다.

나. 수압펌프의 토출량은 여과실 용적, 충만시간, 케이크 충만율로부터 산출한다.

다. 전동기 출력은 압착초기 때에 과부하가 되지 않도록 고려하여 선정한다.

⑦ 송풍기용 공기원 설비

가. 공기조 용량은 다음 식을 따른다.

공기조 용량 V ㎥

ｑ : 1회 운전당 송풍기공기량 N㎥/㎡․회

Ａ : 여과면적 ㎡

Ｐ₁: 저류압력(L) 0.3 MPa

Ｐ₂: 저류압력(H) 0.7～0.95 MPa

Ｎ : 공기조 1조에 대한 탈수기대수

나. 공기압축기의 용량은 다음 식을 따른다.

공기압축기 용량 Q N㎥/min

Ｖ : 공기조 용량 ㎥

Ｐ₁: 저류압력(L) 0.3 MPa

Ｐ₂: 저류압력(H) 0.7～0.95 MPa

ｔ : 공기조의 보충시간 min (1회 운전시간의 1/2정도)

ｎ : 공기압축기 1대에 대응하는 공기조 수

⑧ 여과포 세정

가. 여과포 세정방식은 자동여과포 세정방식을 표준으로 한다.

나. 여과포 세정압력 및 세정수량은 원칙적으로 다음 값을 표준으로 한다.

여과포 세정압력과 수량 : 0.2～0.4 MPa 정도인 경우 20～30 ℓ/㎥․min정도

다. 여과포 세정수는 공업용수 또는 모래여과수 정도가 바람직하다.

(5) 다중원판형 스크류프레스 탈수기

① 구조 및 원리

회전하는 스크류와 그 회전에 따라 상하운동을 하는 여과부로 구성되어 유동에 의해 여과부의 공극을 청소하여 막힘이 발생하지 않는 구조로 되어 있다.

② 탈수원리

여과부의 링간 간격은 농축부에서 0.5 mm, 탈수부에서 0.3 mm, 0.15 mm로 배출구로 갈수록 점점 좁아지고 스크류의 피치도 탈수부로 갈수록 점점 좁아지면서 본체내에서 용적식으로 내압이 발생하고 배압판에 의해 내압이 높아져 슬러지는 탈수된다.

③ 다중원판형 스크류프레스의 특징

가. 볼류우트 농축ㆍ탈수장치는 자체내에 농축기능을 가지고 있기 때문에 별도의 농축설비가 불필요하다.

나. 본체에 부대설비(슬러지저류조, 응집, 세척 등)가 포함되어 있어 매우 콤팩트하다.

다. 건축물의 공간을 극소화할 수 있으며 이에 따른 비용이 절약된다.

라. 슬러지처리계통 반류수 생성을 크게 줄여 불안정 운영요인을 감소시킨다.

마. 호기상태인 반응조내 활성슬러지를 직접 인발하여 처리할 경우 운전 중에 악취발생을 경감시킬 수 있다.

바. 반응조내의 저농도 하수슬러지를 직접 탈수하여 함수율 80±2%의 탈수가 가능하다.

사. 벨트프레스에 비하여 여과포 세척수가 약 1/10이하로 감소되어 여포세수가 절감된다.

아. 중ㆍ대규모하수처리장에 적용할 경우에는 다소 경제성이 저하한다.

자. 슬러지처리시의 약품은 폴리머 외에 폴리황산제이철이 추가로 투입되어 다른 탈수기에 비하여 약품비가 많이 소요된다.

(1) 목 적

탈수케이크 반출저류설비는 탈수기로부터 배출된 탈수케이크를 반출하여 일시 저류하기 위한 설비이다.

(2) 설치 위치

저류호퍼, 암롤 박스의 설치는 취기 확산을 고려하여 옥내에 설치하는 것을 원칙으로 한다.

(3) 기 종

탈수케이크 반출은 벨트컨베이어, 스크류컨베이어, 뉴메틱컨베이어 등을 이용하고 저류호퍼의 개폐방식은 전동유압, 공압컷게이트식을 검토한다.

(4) 용량 및 대수

탈수케이크 저류호퍼는 일최대 유입하수량에 포함된 SS고형물 수지로부터 산출된 탈수케이크를 저류 가능한 설비로 하고, 1기당 용량은 4～20 ㎥을 검토한다.

(5) 전동기 출력

탈수케이크 반출저류 기기의 전동기 출력 참고치는〈표 4.4-5〉에 나타냈다.

〈표 4.5-2〉 전동 컷게이트식 케익저류호퍼 전동기 출력 (참고)

(6) 설계시 유의사항

탈수케이크 저류설비 주요 제원은 다음사항을 고려하여 결정한다.

① 벨트컨베이어 구조는 20° 트라프, 3롤식으로 하고, 벨트 폭은 500 mm이상, 최대경사각은 20°로 한다.

② 저류호퍼는 탈수케이크를 하부에서 직접 덤프트럭으로 배출할 수 있는 구조로 한다.

③ 저류호퍼, 컨베이어의 하부는 청소하기 쉬운 바닥구조로 한다.

④ 저류호퍼는 탈수케이크 누설방지를 검토한다.

⑤ 공기식 호퍼는 충분한 용량의 공기 저장탱크를 설치한다.

⑥ 저류호퍼의 게이트부에서 누수되는 침출수를 방류하기 위한 침출수 배출받이를 검토한다.

⑦ 동절기에는 동결에 대비하여 보온 등을 검토한다.

(1) 목 적

용수설비는 처리수를 기계냉각수, 축봉수, 세척수 및 소포수 등에 사용하기 위한 설비이고, 장래 필요시 재 이용수의 확보를 위하여 설치한다.

(2) 설치 위치

처리수 집수는 이차침전지에서 월류된 처리수를 자동세정스트레이너, 여과기를 설치하여 공급한다.

(3) 용수종류와 용도

① 용수의 종류에는 상수, 지하수, 공업용수, 여과수, 2차처리수(스트레이너 여과) 등이 있다.

② 펌프, 전동기, 송풍기 등의 씰링수 및 냉각수는 사여과수 이상의 용수 사용을 표준으로 하지만, 상수를 이용하는 경우는 순환이용을 원칙으로 한다.

③ 탈수기의 여포세정, 소각용 세정탑용수 등은 공업용수 또는 사여과수 이상의 용수사용을 표준으로 한다.

④ 소포수, 침사지(침사세정수), 기타 세정수 등은 스트레이너 여과수 정도로 한다.

⑤ 탈취용수(보급수, 희석수), 약품용해수 등은 사여과수 이상의 용수가 바람직하다.

(4) 용량

용수설비의 용량은 기기의 용수사용량, 여과수조 용량 등에 의해 결정한다.

(1) 시설 개요

사(沙)여과설비는 처리수 재사용 설비 중에서 비교적 부유물이 적은 수질을 얻을 수 있으므로 처리장 용수에 널리 사용되고, 원수펌프, 자동세정스트레이너, 급속여과장치, 공기압축기 등으로 구성되어 있다.

(2) 급속여과형식의 개요

① 여과형식은 중력식과 압력식이 있고, 여과의 방향 및 층의 형태에 따라서 분류하며, 설치조건, 계획수량, 보수 및 유지관리성에 따라 정한다.

② 여과속도는 유입수와 여과수의 수질, SS의 오염정도 및 여과 지속시간에 따라 정하고, 이상형의 경우는 여과수질, 여과손실을 고려하여 결정한다.

③ 고정상형의 여층세정은 세정효과를 고려하여 공기 및 여과수 등에 의해 한다.

(3) 기종 개요

모래여과설비의 표준기종은 압력식 모래여과기, 부상여재 여과기, 이상식 상향류 연속모래 여과기가 있으며, 기타 설비로는 중력식 자동역세 여과기와 여재압축식 여과기가 있다.

(4) 기종 선정

모래여과설비의 기종 선정에 있어서는 설비의 처리능력, 설치면적, 경제성, 보수관리성 등을 고려하여 정한다.

(5) 용량 및 대수

① 용수의 용량은 각 기기가 사용하는 일일최대사용수량에 의해서 결정한다.

② 급속여과기의 대수는 초기 필요수량에서 전체계획 필요수량까지 원활하게 용수가 확보할 수 있는 것으로 예비기를 포함하여 복수를 원칙으로 한다.

(6) 원수펌프

① 원수펌프는 모래여과기 1기에 대해서 1대 설치하고, 2～3대에 예비 1대를 설치한다.

② 펌프토출량은 최대여과속도를 고려하여 결정한다.

(7) 세정용량

① 압력식여과기

세정수량 : 0.8 ㎥/min/㎡ 운전시간 : 약 10 min

세정공기량 : 1.0 ㎥/min/㎡ 운전시간 : 약 10 min

② 이상식 상향류연속식여과기

세정수량 : 원수의 약 10%이하 운전시간 : 연속

세정공기량 : 30 Nㆍℓ/min/㎡ 운전시간 : 연속(Air Lift방식)

세정이송수량 : 원수의 약 10%이하 운전시간 : 연속(Ejector방식)

③ 여재압축식여과기

세정수량 : 5%이하 운전시간 : 약 15 min

(8) 역세펌프

역세펌프는 압력식여과기의 전 대수에 대하여 2대(1대 예비)를 설치하고 펌프의 토출량은 1기당 여과면적을 기준으로 하여 세정용량에 따라 결정한다.

(9) 역세송풍기

역세송풍기의 대수, 용량은 (8) 역세펌프의 내용에 따라 선정한다.

(10) 공기압축기

① 압력식여과기는 공기작동밸브를 조작하기 위하여 공기압축기가 필요하다.

② 이상식 상향류연속형여과기 및 여재압축식여과기에는 세정용 공기압축기가 필요하다.

(1) 원수취수 위치

원수취수 위치는 통상 2차 처리수조와 취수 헤더관을 설치하여 취수하는 것을 원칙으로 하지만 소규모처리장에서 2차 처리수조가 설치되지 않는 경우에는 이차침전지 유출수로 등에서 취수하는 것을 고려한다.

(2) 수조 및 급수펌프용량

① 여과수조의 용량은 시간최대급수량의 1～2시간 정도의 용량으로 한다. 단, 압력식 사여과기의 경우는 1기당 역세수량을 고려한다.

② 고가수조의 용량은 시간최대급수량의 15～20분 정도로 한다.

③ 고가수조용수 펌프의 용량은 시간최대급수량과 같게 한다.

(3) 자동 세정스트레이너

자동 세정스트레이너는 펌프에 의해 압송된 하수 2차 처리수 중에 잔류부유물을 제거하는 설비이다.

(4) 마이크로 스트레이너

① 마이크로 스트레이너는 드럼형의 금속망 내측에서 외측으로 자연유하로 원수를 통과시켜 원수 중의 부유물질을 제거한다. 드럼에 부착된 물질은 물 상부에서 드럼외면 위에 설치된 세정노즐로 세정압력 0.1 MPa 이상에서 연속분사하여 드럼내 물 상부의 호퍼에 씻어 내린다.

제거율은 원수에 따라 SS 15～40%, BOD 10～40% 정도이고, 일반적으로 금속망의 눈목은 100～500메시 정도이다.

② 마이크로 스트레이너는 유입수의 부하 변동에 약하고, 보수관리에 있어서는 기계적 고장은 거의 없지만 조(藻)류의 발생에 의한 스트레이너의 막힘 때문에 년 1～2회 약품세정을 필요로 한다.

(5) 압력탱크식 급수유니트

압력탱크 급수유니트는 사용수량, 필요 압력에 따른 기기를 선정한다.

(1) 목 적

처리수 중에 생존할 우려가 있는 병원성 세균을 사멸시켜 처리수의 위생적인 안전성을 높이는 데 있다.

(2) 소독방식

소독설비는 염소소독, 오존소독, 자외선소독 등으로 구분하며 경제성, 유지관리 및 소독후의 영향 등을 고려하여 선정한다.

염소소독의 종류로는 액체염소, 차아염소산나트륨 등이 있으며 이에 대한 설명은 하수도설계기준 KDS 61 50 00 수처리설계기준 8.2 염소소독 항을 참조한다.

(1) 개 요

자외선 소독설비는 자외선을 투사함으로써 방류수에 존재하는 병원성 세균 및 기타 유해 미생물을 살균하여 방류하기 위하여 설치한다.

(2) 자외선소독장치

자외선 소독설비는 다음과 같이 구성되도록 한다.

① UV 램프와 UV 모듈

② 모듈 지지대

③ 자외선 검출 시스템

④ 전력 분배장치와 시스템 제어장치

⑤ 수위조절장치

⑥ 세척시스템

(3) 소독의 영향인자

자외선 강도와 접촉시간에 영향을 미치는 요소들은〈표 4.7-1〉과 같으며, 이들 요소들은 자외선 소독설비의 효율에 많은 영향을 미친다.

〈표 4.7-1〉자외선 소독에 있어서의 영향인자

(1) 개 요

오존소독설비는 방류수의 살균, 산화, 탈취, 표백 등을 위해 설치하고, 직접 접촉반응에 의해서 소독한다.

(2) 오존소독설비

① 오존소독설비는 오존반응설비와 오존발생설비로 크게 구성되며, 오존반응설비는 주입장치, 반응조, 배오존처리장치, 오존발생설비는 원료가스공급장치, 오존발생장치, 냉각장치 등으로 각각 구성된다.

② 이에 대한 설명은 하수도설계기준 KDS 61 50 00 수처리설계기준 8.4 오존에 의한 소독 항을 참조한다.

(3) 오존공급제어 방법

오존공급제어 방법으로는

① 원수 수량에 대한 비례제어

② 원수수질에 따른 피드포워드(Feed Forward)제어

③ 처리수질에 대한 피드백(Feed Back)제어

④ 배출오존 농도에 대한 피드백(Feed Back)제어

⑤ 처리수 중 잔류 오존농도에 대한 피드백(Feed Back)제어

⑥ 주입가스 중 오존농도와 배출오존농도에 대한 피드백(Feed Back)제어 등이 있다.

(4) 설계시 유의사항

① 안전을 고려한다.

② 오존발생기의 대수 선정시 여유를 고려한다.

③ 설계 및 경고시설을 갖추어야 한다.

④ 효과적인 살균을 위하여 오존은 하수에 적절히 주입하며, 하수와 충분하게 혼합 및 접촉한다.

⑤ 접촉조에서 발생하는 배오존은 악취가 발생하고 금속부식을 방지하기 위하여 배관, 밸브 등의 재질 선정 및 배오존 파괴설비를 검토한다.

(1) 탈취계획

① 처리장 등의 설계시에는 주변환경과의 조화를 도모함과 동시에 처리장 내의 환경을 쾌적하게 유지하기 위하여 시설의 배치계획, 처리방식의 선정 등에 있어서는 탈취대책에 대해서 고려한다.

② 탈취설비의 필요성

탈취설비계획에 있어서는 처리장, 펌프장 부지 주변의 환경조건 및 직원들의 건강에 미치는 영향을 고려하여 탈취설비의 필요성을 검토한다.

③ 탈취설비의 설치시기

탈취설비는 유입수의 증가나 수질의 상황을 고려하여 단계적으로 설치한다.

(2) 배치계획

탈취설비의 설치장소는 탈취대상 시설의 악취를 집합할 수 있는 배치가 바람직하고, 악취의 질이 현저히 다른 경우나 집합함에 있어 오히려 건설비나 관리비가 증대되는 경우는 탈취계통을 분할한다.

(3) 설계조건

탈취조건은 다음 사항을 고려하여 결정한다.

① 발생원 악취가스(탈취장치입구)의 악취물질, 악취강도는 조건에 따라 다르므로 실측정에 의해서 결정하는 것을 원칙으로 하나, 하수처리장의 신설로 악취의 실측정이 곤란한 경우에는 유사시설의 자료나 문헌자료를 참고할 수 있다.

② 탈취가스(탈취장치출구)의 악취강도는 다음 단계 공사의 탈취장치와 연관성있게 적정하게 정한다.

③ 탈취장치출구의 악취강도 및 농도는 부지 주변 환경이나 조례 등에서 필요한 경우에 별도로 정한다.

(1) 탈취방식의 선정

탈취방식은 약액세정방식, 미생물탈취방식, 활성탄흡착방식이 있으며, 악취조건을 고려하여 선정한다.

(1) 탈취대상의 밀폐화

탈취대상 시설ㆍ설비의 밀폐화로 악취의 누설방지, 악취풍량의 감량을 도모한다.

(2) 탈취풍량

① 탈취풍량은 실내의 환기계통과는 별도 계통으로 하고 악취가스의 희석, 확산을 가능한 피하여 필요 최소한의 양으로 한다.

② 탈취대상 시설과 악취가스의 포집량은 적정하게 정한다.

(3) 약액세정탑의 용량계산

약액세정탑은 발생원취에 대응하여 산성, 알칼리성 등의 약액을 선정하고, 공등(空等)속도, 접촉시간, 수량, 액가스비를 적정하게 선정한다.

(1) 탈취팬

① 탈취팬은 원칙적으로 2대(상용)로 한다.

② 형식은 FRP, 스테인리스제의 터보팬으로 한다.

③ 탈취팬은 옥내 설치를 원칙으로 하지만 옥외 설치 또는 옥내에서 방음을 필요로 하는 경우에는 커버를 설치한다.

④ 탈취팬과 덕트의 접속부에는 방진장치를 설치한다.

(2) 에어필터

탈취대상 악취에 먼지 등을 포함한 경우는 에어필터를 설치한다.

(3) 미스트 세퍼레이타

탈취대상 악취에 미스트를 포함한 경우는 탈취방법에 맞게 미스트 세퍼레이터를 설치한다.

(4) 풍량계

탈취설비에는 원칙적으로 풍량계를 설치하지 않는다.

(5) 덕트(Duct)

덕트는 각형 또는 원형으로 하고 설치 위치의 조건에 따라 재질을 PE, STS, FRP 등을 선정한다.

(6) 댐퍼, 밸브

풍량조절 및 교체용 등에 댐퍼, 밸브를 적당한 장소에 설치한다.