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관망 정체수 자동퇴수장치 적용성 검토: 서울시 상수도관 시범적용 사례
오희경(Heekyong Oh),김원수(Wonsoo Kim) 대한환경공학회 2021 대한환경공학회지 Vol.43 No.1
본 연구에서는 배수 관망 정체구역에 자동 퇴수시스템을 구축하여 실시간 관망 수질 원격 감시와 퇴수 작업의 자동화를 통해 안전한 수돗물 공급 및 선진화된 배수관 수질관리 기법을 마련하고자 하였다. 이를 위해 배급수 관망 실증단지의 배급수 블록에서 수질 거동을 우선적으로 모의하고 선정된 정체 구역에 대한 현장 조사를 통해 접근성이 용이한 구간에 자동 퇴수시스템을 구축하여 장기 운전하였다. 자동 퇴수시스템에서 무퇴수 조건으로 정체수 수질을 측정한 결과 0.1 mg/L 미만 잔류염소농도 출현주기가 0.5 NTU 초과 탁도 출현주기보다 짧아 퇴수밸브 작동의 critical 인자는 잔류염소임을 확인하였다. 잔류염소를 목표농도까지 회복시키는데 필요한 자동퇴수시스템의 퇴수량은 기존 수동 퇴수량의 10~100%로 시간과 수온에 따라 변했고 현장 특성에 맞는 퇴수량과 퇴수 주기의 조절이 필요했다. 해당 관망 정체구역에 자동 퇴수시스템을 도입할 경우 연간 퇴수량은 65% 절감되고 퇴수 작업시간은 80%로 단축되는 효과를 보였다. 관망 자동 퇴수시스템은 원격으로 수질을 감시하면서 퇴수 후의 수질회복 상태를 관리할 수 있고 관망에서 정체수를 신속하게 배제하여 수질을 안정적으로 확보할 수 있음을 확인하여 그 적용성이 검증되었다. 그러나 다른 다양한 관망 정체구역에 자동 퇴수시스템을 구축할 경우 본 연구의 접근법이 활용될 수 있으나 해당 적용구간의 관망 정보와 물사용 특성에 따라 퇴수 조건의 변화 등 최적화가 필요할 것으로 판단된다. This study provides a case study using an automatic draining solution within the drinking distribution system where it was difficult to maintain an acceptable level of retention time and water quality. Water quality behavior was simulated using EPANET 2.0 in a block system of the distribution network system linked with a given reservoir. The site surveys for the simulated stagnant areas were used for building the automatic drain system at the accessible site. Water quality online monitoring without drain showed that earlier occurrence event of residual chlorine below 0.1 mg/L with 45 days than that of turbidity above 0.5 NTU with 90 days was a critical factor to open and close the drain valve. The discharge volumes of the automatic drain system at the stagnant area were 10~100% of the flushing volume drained by the existing manual drain work. It was confirmed that the volume and cycle of drain could be flexibly changed over time and water temperature. The long term operation of the automatic drain system at the test bed showed that the annual flushing volume and working time could be reduced by 65% and 80%, respectively. The continuous operation of the automatic drain system showed that optimal flushing and online sensing compared to manual drainage could reduce maintenance costs and ensure stable water quality of stagnant drinking water. Although the scope and effect of this study are limited to a particular water pipe, the applicability of an automatic drain system can be evaluated by the approach of this study with optimized drain conditions.