국내 하수처리시설 에너지 소비 패턴 진단 및 평가 = Diagnosis and evaluation of energy consumption patterns in wastewater treatment plants
저자
김동윤 ( Kim Dongyoun ) ; 이호식 ( Lee Hosik ) ; 전태성 ( Jun Taesung ) ; 박민오 ( Park Minoh )
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2020
작성언어
-주제어
KDC
500
자료형태
학술저널
수록면
1-1(1쪽)
제공처
한국의 하수처리시설 에너지 자립화를 위해 환경부는 2010년부터 에너지 자립화 기본계획으로 2030년까지 에너지자립률을 50%의 수준으로 올리려는 계획을 진행하고 있다. 그러나, 하수처리시설의 에너지 사용량은 꾸준히 증가하고 있고, 하수도 통계에 따르면 연간 총 전력사용량은 2014년 2,906GWh/년에서 2018년 5,975GWh/년으로 4년간 200% 넘게 증가하였다. 500m<sup>3</sup>/일 이상의 공공하수처리시설의 에너지자립률은 전체 전력사용량의 재생에너지 이용률인 20% 수준으로 아직 에너지 자립화 기본계획 2020년 목표인 30%에는 부족한 실정이다. 이번 연구의 목적은 하수처리장의 에너지소비 패턴과 과소비 기계설비를 에너지 진단프로그램을 통해 에너지 절감 요소를 분석하고 전력사용량을 절감하는 것이다. 광역시 내 500m<sup>3</sup>/일 이상 하수처리장의 에너지 소비패턴을 분석한 결과, 에너지 사용량이 규모와 공법별로 차이가 있었다. 규모별로 진단하였을 경우 시설용량이 큰 대규모 하수처리장의 경우 하수 1ton을 처리하는데 소모되는 에너지가 소규모 하수처리장에 비해 적었고, 공법별로 비교하였을 때 MBR공법을 사용한 하수처리장의 에너지 소모가 가장 높았다. 하수처리장의 주요에너지 소비패턴은 1순위는 송풍기, 2순위는 유입펌프로 대부분 하수처리장이 비슷한 형태를 보여주고 있다. 하수처리장의 각 기계설비들에 대한 세부적인 에너지 소모량 및 펌프, 송풍기 효율을 분석하기 위해 한국환경공단에서 제작한 에너지 진단프로그램인 Tool-kit을 활용하여 하수처리장의 에너지 진단을 진행했다. 주로 에너지 소모원이 높은 기계설비인 펌프와 송풍기 위주로 에너지 진단을 수행하였다. 하수처리장 내 기계설비들의 에너지 효율을 분석하기 위해 정격 전기 데이터와 실제 전기 데이터(전류, 전압, 역율 등)를 적용하여 효율을 분석하였고, 펌프효율의 경우에는 실제 양정, 측정 유량, 토출 압력 등 현장에서 측정한 데이터를 활용하여 효율을 분석하였다. ‘A’ 하수처리장을 대상으로 Tool-kit을 통한 에너지 진단결과 주요 기계 설비 중에는 송풍기와 유입펌프에서 에너지 소비량이 전체 전력 소모량의 50~70%로 많은 부분을 차지하고 있었다. 유입펌프의 경우 50% 수준의 부하율, 송풍기의 경우 70% 이상의 부하율을 나타냈다. 유입펌프의 경우 정격효율 대비 실제 효율은 60% 수준으로 나타났다. 송풍기의 경우 A, B, C 각각 84%, 70%, 86%의 용량부하율을 나타냈다. 각 기계설비 별로 에너지 진단을 통해 에너지 소모가 높은 노후 펌프 및 송풍기를 검토하고 이를 통해 우선적으로 교체가 진행된다면 에너지 효율을 높일 수 있을 것으로 기대된다.
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