Ⅲ. 총인처리시설 도입방안 및 공법선정

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Transcript Ⅲ. 총인처리시설 도입방안 및 공법선정

굴포하수처리장외 1개소 총인처리시설공사 실시설계
중
간
보
2011. 10
부
부천시
천
시
고
 목
차
Ⅰ. 사업개요
1
Ⅱ. 기존시설 현황
2
Ⅲ. 총인처리시설 도입방안 및 공법선정
7
Ⅳ. 분야별 설계
14
▣ 굴포하수처리시설
14
▣ 역곡하수처리시설
35
Ⅴ. 재 정 계 획
39
Ⅵ. 일 정 계 획
40
부천시
Ⅰ. 사 업 개 요
1. 사 업 개 요
공공하수처리시설 방류수 수질기준 강화(하수도법 시행규칙(2011. 2. 17시행))에 따른
여건 변화에 대응하고자 굴포 및 역곡하수처리시설에 총인처리시설 도입
 방류수질 기준강화 항목 (개선대상 오염물질) : T-P 2.0 → 0.5㎎/L로 강화
총인처리시설 도입배경
공공하수처리시설 방류수 수질기준 강화
총인처리시설
공공수역 부영양화 방지를 위해 조류성장 제한인자인 총인관리 요구
생물학적 처리에 의한 총인처리 한계
도 입 필 요
2. 사 업 범 위
사업대상지역 : 굴포하수처리장, 역곡하수처리장 2개소
총인처리시설공사 실시설계 1식
기초조사 : 토질조사 3공(NX)
3. 과업수행사 : ㈜도화엔지니어링, ㈜케이지엔지니어링종합건축사 사무소
4. 과 업 기 간 : 2011년 3월 21일 ~ 11월 17일 (8개월), 현재 공정율 95% (9월말 기준)
부천시
1
Ⅱ. 기존시설 현황
1. 사업대상 시설현황
굴 포
(북부수자원생태공원)
구분
역 곡
(남부수자원생태공원)
위치도
굴포하수처리장
위
 1991.11
연혁
1단계 착공
 1999.11
1단계 준공
 2005.06
2단계 준공
 2008.12
고도처리준공
 2003.12 공사착공
치
부천시 오정구 대장동 434
시설용량
계양구
Q=900,000㎥/일
하수유입 ☞ 부천시, 인천시(계양,부평)
 2006.06 공사준공
인 천 광 역 시
오정구청
굴포처리구역
부평구
 900,000㎥/일
시 설
용 량
양천구
 50,000㎥/일
부
천
- 1단계 : 520,000㎥/일
- 2단계 : 380,000㎥/일
시
부천시청
서 울 특 별 시
원미구청
수처리
공 법
슬러지
처 리
 1단계 : DeNiPho
역곡처리구역
 DNR+MDF
 2단계 : 4-Stage BNR
 농축→소화→탈수→소각
부천시
소사구청
 농축→탈수→굴포
처리장 통합처리
범
시 경 계
하수처리구역
차집관로
구로구
(항 동)
역곡하수처리장
례
위
치
시설용량
부천시 소사구 옥길동 454-1
Q=50,000㎥/일
하수유입 ☞ 부천시, 서울시(항동)
2
Ⅱ. 기존시설 현황
굴포하수처리시설 현황도
처리계통도
침사지 및 유입펌프장
1단계
수전실
2단계
분배조
이차침전지
분배조
분뇨처리장
일차침전지
생물반응조
(DeNiPho)
일차침전지
2
농축기동
재이용시설
단
계
4-Stage BNR
생물반응조
생물반응조
(4-stage-BNR)
3단계
(장래분)
염소접촉조
이차침전지
이차침전지
총인처리시설
사업예정부지
(A=12,000㎡)
일차침전지
송풍기동
염소접촉조
관리본관
방류(굴포천)
이차침전지
가스탱크
슬러지소화조
1
슬러지처리동
단
계
생물반응조
DeNiPho
슬러지농축조
일차침전지
침사지및유입펌프장
슬러지탈수기동
방류
(굴포천)
부천시
3
Ⅱ. 기존시설 현황
역곡하수처리시설 현황도
조경배치도
처리계통도
침사지
일차침전지
잔디광장
피크닉광장
관리동
생물반응조
(DNR)
이차침전지
풋살구장
어린이놀이시설
MDF여과+U.V소독조
일차침전지
(장래분)
생물반응조
(장래분)
이차짐전지
(장래분)
방류펌프장
방류(역곡천)
일차침전지
침사지
생물반응조
이차침전지
여과.소독조
방류펌프장
부천시
4
Ⅱ. 기존시설 현황
2. 운 영 현 황
굴포하수처리시설
시설용량
구분
유입
하수량
2009년
유입하수량 (㎥/일)
(㎥/일)
2009년
2010년
1단계
520,000
516,214
477,756
2단계
380,000
277,059
288,568
통 합
900,000
793,273
766,324
2010년 평균기준 시설용량 대비 하수유입량은 1단계는
92%, 2단계 76%, 1+2단계 통합기준(Q=900,000㎥/일)
Q=766,000㎥/일로 약85%정도 유입됨
구분
유입
수질
2010년
BOD (㎎/ℓ)
T-P (㎎/ℓ)
BOD (㎎/ℓ)
T-P (㎎/ℓ)
평균
평균
평균
평균
최대
최대
최대
최대
1단계
117.0 377.4 3.423 7.845 123.1 231.8 3.467 4.856
2단계
205.8 358.2 4.562 8.555 210.3 351.8 4.593 7.489
통 합
148.4 372.7 3.826 7.815 157.6 241.0 3.909 5.679
방류수질
4.3
8.0
1.152 2.261
4.3
7.1
1.029 1.827
유입수질은 2010년 평균 기준 BOD 157.6㎎/L, T-P 3.909㎎/L이며,
방류수질은 BOD 4.3㎎/L, T-P 1.029㎎/L로서 현행 법정 방류수
수질기준 만족
역곡하수처리시설
구분
시설용량
(㎥/일)
유입하수량 (㎥/일)
2009년
2009년
구분
2010년
유입수질
유입하수량
50,000
34,943
34,969
2010년 기준 유입하수량은 평균기준
시설용량(Q=50,000㎥/일) 대비 70%정도로 유입됨
부천시
방류수질
2010년
BOD (㎎/ℓ)
T-P (㎎/ℓ)
BOD (㎎/ℓ)
T-P (㎎/ℓ)
평균
평균
평균
평균
최대
최대
최대
최대
100.9 139.2 3.290 4.620 101.9 134.2 3.067 3.688
1.9
4.0
0.475 0.910
1.8
3.0
0.543 0.789
방류수질은 2010년 평균 기준 BOD 1.8㎎/L, T-P 0.543㎎/L 로,
년중 현행 법정 방류수 수질기준 만족하며 수질은 매우 양호
5
Ⅱ. 기존시설 현황
3. 2012년 강화되는 수질기준 적용시 초과일수 분석
부천시 공공하수처리시설 방류수 수질기준 강화
(단위 : 일)
구
분
BOD
COD
SS
T-N
T-P
현
행
10 이하
40 이하
10 이하
20 이하
2 이하
굴포, 역곡
10 이하
40 이하
10 이하
20 이하
0.5 이하
강화예정
총대장균군수(개/㎖)
생태독성(TU)
비고
3,000 이하
1
Ⅲ지역
주)방류수 수질기준 적용을 위한 지역구분(환경부 고시 제 2010-44호) :Ⅲ지역
초과일수 분석
장래 강화되는 법정 방류수 수질기준 대비 최근 2년간 T-P방류수질 초과일수 분석
T-P 초과일수
굴
포
역
곡
2009년
361일 (1.152㎎/L)
181일(0.475㎎/L)
2010년
355일(1.029㎎/L)
263일(0.543㎎/L)
초과일수 분석결과 굴포 355일, 역곡 263일로
T-P 저감 필요
주) ( )는 해당년도 T-P항목 방류수질 평균값 임
4. 운영현황 검토결과
굴
포
하수처리시설
역
곡
하수처리시설
부천시
유입하수량은 평균기준 시설용량 대비 85%정도 유입
방류수질은 현행 법정 수질기준 및 보증수질을 만족
T-P의 경우 장래 강화되는 방류수 수질기준대비 년중 대부분 초과예상
유입하수량 및 유입수질 부하 안정적임
최근 2개년 평균기준 T-P 0.475~0.543 ㎎/L로 방류수질 양호, 장래 방류수 수질강화기준에 근접하여 처리중
6
Ⅲ. 총인처리시설 도입방안 및 공법선정
1. 총인처리시설 도입방안
처리장별 기존시설 운영현황 및 입지여건, 사업예산 등을 종합적으로 고려한 도입방안 수립
 현행 법정수질기준은 만족하나, 장래 강화되는 수질기준 적용시 T-P 항목 관리 요구
 현재 3차처리설비(후단설비)가 없는 상태로, 총인농도를 0.5㎎/ℓ이하로 지속적 달성 필요
굴포하수처리시설
 운영사업소에서 실시한 모형실험 분석결과, 후단설비 없이 생물반응조 후단에 약품투입만
실시(공침전)할 경우 총인 기준 0.5 ㎎/ℓ 상회
후단에 신규 총인처리시설 도입계획
 현재 후단에 3차처리설비(여과시설)가 운영되고 있고, 수질 양호
 환경부 지침상 인처리시설(화학적 처리시설, 여과시설 등)을 설치운영중인 시설은 운영개선을
통한 기준준수방안을 우선 강구토록 규정
역곡하수처리시설
 별도 부지에 신규 총인시설 도입시 주민친화시설 일부 철거 및 건축물 노출 불가피,
지하화 처리장으로 수리여건상 유입펌프장 설치 필요 등 예산내 사업추진 곤란 예상
운영중인 여과시설의 개량 및 활용을 포함하여 기존 지하구조물 공간내에서 설치가능한
총인처리시설 도입 계획
2. 총인공법선정 추진방향
 공법 업체간 기술경쟁 및 가격경쟁을 통해 고품질의 성과를 도출할 수 있는 공개 기술공모 시행
 평가의 공정성이 확보되고 , 합리적인 공법이 선정될 수 있도록 공법심의위원회 개최
 환경부 지침검토 및 타지자체 기술공모 사례조사를 통한 최적의 평가계획 수립
부천시
7
Ⅲ. 총인처리시설 도입방안 및 공법선정
굴포처리시설 모형실험 결과분석
실험목적
방류수 수질기준 강화에 따른 총인농도를 0.5㎎/ℓ이하로 유지하기 위한 최적방안 검토
실험기간
2010. 12. 17 ~ 2011. 5. 31 (운영사업소 실시)
응집제별 효율 비교, 최적투입율 산정
응집제 투입위치에 따른 성능 비교
실험내용
여과공정(후단설비) 추가 효율 비교
모형실험 (DeNiPho법)
후단설비 없이 생물반응조에 약품투입만 실시한 경우(공침전)
모형실험 (4-Stage-BNR법)
총인 0.5㎎/ℓ일부 상회
생물반응조 후단에 약품투입 후 여과를 실시한 경우(공침전+여과)
총인 0.5 ㎎/ℓ이하 만족
최종침전지 처리수에 약품투입 후 여과를 실시한 경우(후침전+여과)
실험결과
총인 0.5 ㎎/ℓ이하 만족, 후침전시 공침전 대비 T-P 처리효율 우수, 응집제 투입율 감소
모형실험결과, 총인 0.5 ㎎/ℓ이하를 상시 안정적으로 준수하기 위해서는 후단 신규 총인처리시설 도입 필요
< T-P 처리수질 분석결과 >
구
분
1단계 : DeNiPho법
PAC
약품미투입
약품
투입
염화제이철
Alum
-
(단위 : ㎎/ℓ)
2단계 : 4-Stage-BNR법
평 균
PAC
1.973
염화제이철
Alum
-
평 균
비
고
1.119
공침전시
0.632
0.445
0.545
0.541
0.522
0.461
0.458
0.480
NG
공침전+여과
0.468
0.344
0.402
0.405
0.461
0.421
0.392
0.425
OK
후침전+여과
0.202
0.312
0.243
0.252
0.323
0.306
0.421
0.350
OK
부천시
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Ⅲ. 총인처리시설 도입방안 및 공법선정
3. 굴포총인 공법선정
선정절차
공법참가자격
기술제안서 제출안내 공고
 환경신기술, 공법특허권 등 권리행사에 제한이
기술제안서 참가등록
• 2011. 5. 2
• 장소 : 부천시 물재생과
공동현장답사
• 2011. 5. 3
• 장소 : 굴포하수처리장
기술제안서 접수
• 2011. 5 .11
• 장소 : 부천시 물재생과
없는 업체로서
 국내·외 500㎥/일 이상의 하수처리시설이면서
• 2011. 4. 27
• 조달청 및 부천시 홈페이지
1차 경제성 및 실적평가
설계방류수질이 총인기준 0.5㎎/ℓ 이하인
평가위원 선정
적용실적 (시공 또는 운영중인 것에 한함)이 있는
2차 기술성 평가
공법을 보유한 업체
총인처리공법 선정
• 2011.5.16~26 : 사전평가
• 부천시 실무자 및 설계사
• 2011. 5. 27
• 공법심의 평가위원 공개추첨 선정
• 2011. 5. 30
• 공법 심의위원회에서 평가
• 2011. 5. 30
• 1차평가와 2차평가 결과 합산
• 공법선정 통보(2011.6.7)
기술제안서 접수현황 및 공법선정
 기술제안서 참가등록 : 총 12개 업체
기술제안서 접수 : 총 8개 업체
 제안서가 접수된 총 8개 공법에 대하여 1차 경제성 및 실적평가
상위 7개 업체를 2차 평가대상업체로 선정
 1차 경제성 및 실적평가와 2차 기술성 평가 합계점수 1위 업체인 ‘주식회사 생’의「중력식 섬유여과 공법(GFF-FILTER)」선정
부천시
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Ⅲ. 총인처리시설 도입방안 및 공법선정
4. 역곡총인 공법선정
선정절차
기술제안 참여가능 공법
기술제안서 제출안내 공고
 역곡하수처리장은 완전지하화 처리장으로써 구조물
기술제안서 참가등록
• 2011. 7. 19
• 장소 : 부천시 물재생과
공동현장답사
• 2011. 7. 20
• 장소 : 역곡하수처리장
기술제안서 접수
• 2011. 7. 28
• 장소 : 부천시 물재생과
상부 및 여유부지는 주민친화시설로 사용중으로
 부지제약여건 및 사업예산을 고려, 기설치되어
운영중인 여과시설의 개량 및 활용을 포함하여
• 2011. 7. 14
• 조달청 및 부천시 홈페이지
기존 지하구조물 공간내(지하1층 유지관리공간,
기술제안 참여가능 공법
충족여부 검토
• 2011. 7. 29~8. 3
• 미충족 1개업체 발생(결과통보)
지하2층 수처리공간)에서 설치하여 총인처리가
1개업체 기술제안서 검토
• 2011. 8.4 ~ 8. 12
• 기술제안내용 적정성 검토
가능한 공법에 한함
공법 채택
• 2011. 8. 16
• 공법채택 및 결과통보
기술제안서 접수현황 및 공법선정
 기술제안서 참가등록 : 총 3개 업체
기술제안서 접수 : 총 2개 업체
 제안서가 접수된 총 2개 공법에 대하여 공고내용 및 참여가능공법 적합여부 검토
미충족 업체 1개 발생하여 제외
 나머지 1개 업체인 ‘㈜유천엔바이로’의 「마이크로디스크필터 공법(MDF)」에 대하여 공고내용 및 작성지침에 근거하여
기술제안내용 적정성 검토
부천시
공법 채택
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Ⅲ. 총인처리시설 도입방안 및 공법선정
5. 선정공법의 특징
구 분
굴포하수처리시설
공법명
중력식섬유여과(GFF-FILTER)
신기술
및 특허
 환경신기술 검증 제91호 / 환경신기술인증 제169호
 특허 제0476851 / 제 540059 등
공법특성
공정모식도
 약품응집·숙성 공정 후 중력식 섬유여과 공정에서 고형물질과 인 제거
 여과공정
①비직조 미세섬유 여재다발을 다공성 Strainer에 압착하여 섬유사 공극
좁힘 →②Strainer 외부에서 내부방향으로 여과 (수위차 30㎝ 이내)
 역세공정
①섬유다발을 이완하여 섬유사 공극 넓힘 → ②하부에서 공급되는
공기로 섬유사를 격렬유동 → ③역세수를 여과 반대 방향으로
공급하여 포집SS를 탈리 역세
염소접촉조
제 안
공정도
응집조
숙성조
PAC17%
중력식
섬유여과기
방류
역세배수조
여과순환수
P 역세수
상등수
농축조
P
슬러지
부천시
< 여과공정 >
저류조
(기존)
< 역세공정 >
11
Ⅲ. 총인처리시설 도입방안 및 공법선정
◈ 선정공법 Pilot Plant Test 시행
시행
굴포처리시설은 시설용량 90만톤의 대규모 처리장으로 Pilot Plant Test를 시행하여 처리성능 검증 및
목적
최적 운영인자 도출을 통한 안정적이고 효율적인 총인처리시설 설치 추진
Pilot 시행계획
Pilot 설치 현황
 Pilot 규모 : 650㎥/일
 설치장소 : 굴포하수처리시설 내 염소접촉조 인근
 Test 기간 : 3개월 (9월26일부터 현장 설치제작중)
 주요 분석 사항
- 보증수질 만족 여부
- 여과상태 및 역세효율 : 여과지속시간, 역세효율, 역세량 등
Pilot Plant 설치 전경 1
Pilot Plant 설치 전경 2
Pilot Plant 설치 전경 3
Pilot Plant 설치 전경 4
- 농축조의 침전효율 및 상등수 수질 영향
- 약품사용량
 Pilot 공정 : 제안공정과 동일 설치
 업무 수행 방안
- Pilot 장치 제작/설치 : 공법사
- 운영 및 결과분석 : 부천시 운영사업소와 공법사 공동 수행
부천시
12
Ⅲ. 총인처리시설 도입방안 및 공법선정
5. 선정공법의 특징
구 분
역곡하수처리시설
공법명
마이크로디스크필터 (MDF)
특
허
공법특성
시설현황
 특허 제0540696호 / 제 0523743호 등
 약품응집혼화반응 및 침전 후 미세여과공정에서 고형물질과 인제거
 여과공정
①원수는 센터드럼내로 유입되어 디스크필터로 공급 →②미세여과막의
체거름과 중력여과의 윈리로 처리 배출
 역세공정
①손실수두 증가(50~250㎜H)에 의한 수위상승 →②수위감지기 감지→
③디스크가 회전하고 분사세척펌프가 가동되어 미세여과막 세척→
④역세수는 역세수 배출관을 통하여 침사지로 배출
<모식도>
< 마이크로디스크필터 >
제
안
공정도
< 여과막 세척장치 >
부천시
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Ⅳ. 분야별 설계
▣ 굴포하수처리시설
부천시
14
1. 공정계획 분야
1
시설용량
 굴포 및 역곡하수처리장의 최근 5년간 유입하수량 및 상위계획인「2025 부천시 하수도정비기본계획 (2008.12)」
상의 처리장별 시설계획을 고려하여 총인처리시설 시설용량 검토
2
구 분
기존시설용량
평균유입하수량
(최근 5년간)
하수도정비
(목표년도 2025년)
총인처리 시설용량
굴 포
900,000 ㎥/일
(1단계:52만, 2단계:38만)
783,809 ㎥/일
900,000 ㎥/일
900,000 ㎥/일
역 곡
50,000 ㎥/일
32,108 ㎥/일
50,000 ㎥/일
50,000 ㎥/일
총인 유입수질 및 방류수질
 총인유입수질은 전단 고도처리공법의 이차침전지 유출수 보증수질범위를 고려하여 설정
 총인방류수질은 공법사 보증수질로 2012년 방류수 수질기준 강화를 고려하여 설정
굴포하수처리장 (Ⅲ 지역)
구 분
역곡하수처리장 (Ⅲ지역)
BOD
COD
SS
T-N
T-P
BOD
COD
SS
T-N
T-P
총인유입수질
10.0
17.0
10.0
18.0
2.0
7.0
12.0
10.0
11.0
1.2
총인방류수질(보증수질)
5.0
15.0
4.0
15.0
0.5
5.0
10.0
5.0
10.0
0.5
법정방류수
수질기준
현행
10 이하 40 이하 10 이하 20 이하
2 이하
10 이하 40 이하 10 이하 20 이하
2 이하
강화예정 10 이하 40 이하 10 이하 20 이하 0.5이하 10 이하 40 이하 10 이하 20 이하 0.5이하
부천시
15
1. 공정계획 분야
3
공정계획
유입수에 PAC 응집제를 주입해 혼합 숙성
응집 및
여과공정
용존성 유기인 입자화, 미세 SS입자 조대화
비직조 섬유여재로 구성된 여과기에서 수위 차 30cm 내외로 중력여과하여 T-P 및 SS제거
설정수위 도달시 역세공정으로 자동 전환
하부에서 공급되는 공기는 역세수를 스트레이너 외부로 유도하면서 섬유를 격렬유동하여
SS를 탈리시켜 여과기 상부로 배출
역세공정
역세 초기 고농도 역세배수는 역세배수조를 거쳐 농축조로 이송, 농축슬러지는 슬러지처리계통으로 유입
역세 후기 저농도 역세수 및 농축조상등수는 숙성조 전단으로 이송
총인슬러지는 후속슬러지시설의 부하경감을 위하여 농축설비로 이송 처리
슬러지
처리공정
기존 혐기성소화조에 투입할 경우 인재방출 및 소화효율 영향 우려
공정도
염소접촉조
응집조
숙성조
기계식 농축 후 탈수기동 이송 직탈수
중력식섬유여과기
방류
16 unit×6계열=96set
PAC17%
역세배수조
여과순환수
P
역세수
상등수
: 신·증설
농축조
슬러지
:기 존
총인슬러지저류조
부천시
농축기
P
탈수기(기존)
16
2. 토목설계 분야
1 현지조사
측 량 조 사 : 61,000㎡
지층별 개요
토질조사
조사항목
지층 단면도
조사수량
시추조사
3공(NX)
표준관입시험
99회
물성시험
3회
위 치
계획고
매립토층
굴포총인
처리시설
굴착고
퇴적토층
지반조사 위치도
풍화토층
BH-3
풍화암층
지층별 개요
 계획고 E.L (+)9.5 ~ 굴착고 E.L (+)2.3m
굴포총인처리시설
약 7.2m 굴착
 시추조사결과 사업부지의 지층은 매립토층/퇴적토충/
풍화토층/풍화암층으로 구성
 퇴적토층 내에 2.6~6.0m 층후로 자갈층 혼재
BH-1
부천시
BH-2
 지지층인 풍화암층은 G.L (-)27.0m 이하
깊은기초 고려
17
2. 토목설계 분야
2
시설물 배치계획
 기존 하수처리공정과의 연계성을 고려하여 방류구와 인접한 북측 여유부지에 배치
 시설물 계열화 운전을 고려한 배치계획 (6계열)
 유지관리 효율성을 고려하여 총인관리동을 중앙에 배치
약품탱크
총인관리동
농축조
총인처리시설
B계통
3계열
3계열
2계열
2계열
총인슬러지동
A계통
기계실
1계열
숙성조
여과조
1계열
농축기
응집조
전기실
부천시
18
2. 토목설계 분야
3
토질 및 기초계획
구조물 기초 형식
굴착 공법
기초형식 선정시 고려사항
굴착 공법 선정시 고려사항
지지층(풍화암) GL.-27m 이하 출현
굴포하수처리장 내에 위치
자갈섞인 모래층 출현
깊은기초 고려
소음·진동 영향 고려
시공성(공벽유지) 고려
사업지역 인근 여월천 위치
지하수위 영향 고려
기초형식 선정
구분
개요도
사업지역 인근 별도의 지장물 없음
시공성 및 경제성 고려
구조물 굴착고 5.0m 이상
터파기 인근 여월천 위치
굴착시 안정성 고려
홍수위시 영향 고려
굴착공법 선정
말뚝재료
시공방법
PHC 말뚝
매입말뚝
(이중오거공법)
구분
개요도
일반구간
하천인근구간
OPEN CUT 공법
SHEET PILE 공법
(L= 15.6 m)
계획고
계획고
여월천
총인처리동
총인처리동
부천시
19
2. 토목설계 분야
굴착 및 기초계획
횡단면도(총인관리동~총인처리시설)
총인관리동
총인처리시설
구내유지관리도로
GL(+) 8.20
EL(+) 8.50
EL(+) 8.50
구내유지관리도로
GL(+) 9.50
구내유지관리도로
GL(+) 9.50
횡단면도(농축조~총인처리시설)
구내유지관리도로
EL(+) 9.50
총인처리시설
농축조
GL(+) 8.20
원지반고 : G.L(+) 9.50m ~ 11.00m (평균10.50m)
부지정지고 : G.L(+) 9.5m
구조물계획고 : E.L(+) 8.5m
부천시
EL(+) 8.50
터파기공법 : Open-Cut
구조물기초 : PHC 말뚝
20
2. 토목설계 분야
4
수리종단계획
 굴포처리시설은 대용량 처리장임을 감안하여 공사비 및 유지관리비 절감을 위하여 자연유하로 계획
 총인처리시설은 기존 처리장 후단에 추가 설치되는 시설로 제한적인 수리조건내에서 안정적이고 경제적인
수리종단계획 수립
 수리조건 변동에 따른 염소접촉조 후단 기존 소수력 발전설비 관련 검토 및 협의 필요
응집조
염소접촉조
부천시
숙성조
여과조
총인처리시설
방류수조
방류부
21
2. 토목설계 분야
소수력 발전설비 관련 검토
검토배경
 현재 굴포하수처리장 염소접촉조 유출부에 소수력발전설비가 운영되고 있으나, 염소접촉조 후단에 환경부 정책사업인
총인처리사업이 추진됨에 따라 기존의 발전설비 유효수두 낙차 확보가 어려운 실정이며, 이에 따른 관계기관 협의 필요
 총인처리사업은 4대강 수질개선 및 하수도법 총인기준 강화에 따른 하수도분야 환경부 중점정책사업으로 적기 추진 필요
소수력 발전설비 현황
 소수력발전은 물의 고저차(낙차)에 의한 위치에너지로
수차의 회전력을 발생시켜 전기에너지를 생성하는
발전방식으로 발전량의 핵심인자는 유효낙차와 유량임
사 업 부 서 : 부천시 지역경제과
준
공
소수력발전설비 유입부
일 : 2010. 2. 17
수 차 형 식 : 입축 카플란형 수차
유 효 낙 차 : 3.5m (설계기준)
설계 정격출력 : 310㎾(155㎾X2대)
총 사 업 비 : 1,201백만원
소수력발전설비 (상부)
총인도입에 따른 수리조건 변경
 염소접촉조 후단으로 총인시설이 도입됨에 따라 기존 염소접촉조 유출부의 발전설비 유효낙차 확보 불가능
: 염소접촉조 웨어후단수위 HWL(+)8.057m~총인유입부 응집조 수위 HWL(+)7.873m
부천시
유효낙차 확보 불가능(첨부도면 참조)
22
2. 토목설계 분야
구조계획
6
 부재강성 예비검토를 통한 경제적인 단면과 기초파일 계획
 3D 정밀해석을 통한 상시와 지진시의 비교검토 부재설계
 5단계 사용성 검토 및 시공중과 완공시의 부력검토 실시
예비해석
1500
1000
MOMENT
(KN
단면검토
사용성 및 부력검토
m)
계수모멘트 :
단면공칭모멘트 :
철근간격:[email protected]
(SLAB)
철근간격:[email protected]
(FOOTING)
지중부
피복 : 60mm이상
균열 : 부식성환경
일반부
피복 : 60mm이상
균열 : 0.20mm이하
500
300 400 500
SLAB SIZE
600
700 800
FOOTING SIZE
1500 Vertical Force
(kN)
시공단계검토(상부슬래브타설전)
허용전단응력:
전단응력:
지반지지력 :
구조물반력 :
지반지지력 :
구조물반력 :
100 Horizontal 1.0
Force (Mpa)
(kN)
1000
500
부재두께
(mm)
50
EL.(+)8.100
HWL(+)7.35
공사중 부력안정성 검토(Fs=1.2)
Shear Stress
완공시 검토
0.5
FGL(+)8.50
HWL(+)7.35
완공후 부력안정성 검토(Fs=1.2)
500
600
PILE SIZE
500 600
PILE SIZE
500 600
PILE SIZE
 피복,균열,처짐,우각부의 5단계 사용성 검토
 부재강성 예비검토를 통한 단면두께 선정
 3D 정밀해석 실시
 PHC 파일의 경제적인 기초공법적용
 상시와 지진시 비교검토를 통한 부재설계  시공중 및 완공시의 부력검토실시
부천시
23
2. 토목설계 분야
6
주요 시설물 계획
공법 특성을 고려한 최적의 구조물형식 및 규격결정, 계열화 (6계열) 계획 수립
구 분`
형 식
응집조
장방형
W3.9m×L4.0~4.3m×H5.0m
6조
숙성조
장방형
W3.9m×L5.5~6.1m×H5.0m
+ W2.7m×L9.9m×H5.0m
6조
여과조
장방형
W3.58m×L2.25m×H5.0m
96조
역세배수조
장방형
#1 : W4.50m×L6.10m×H3.40m
#2 : W4.50m×L3.45m×H3.40m
4조
농축조
장방형
W14.0m×L14.0m×H5.85m
2조
총인슬러지
저류조
장방형
W11.0m×L5.0m×H2.9m
1조
부천시
규
격
지수
비
고
중력식 섬유여과기
16Unit×6계열=96대
24
3. 건축설계 분야
1
설계개요
 기기배치에 따라 소요 면적 확보 및 운전, 유지 관리를 고려한 평면 구성
 장비 반출입 동선과 관리 운영 동선의 효율적 구분
 기존 건축물과 조화를 이루는 조형 계획 및 경제성 있는 외장재 사용
건축개요
대
지
위
치
경기도 부천시 오정구 대장동 434외 10필지
대
지
면
적
367,135 m2
구
자연녹지지역/최고고도지구/개발제한구역
적
기존 14,378.58 + 증축 750.38 = 15,128.96 m2
적
기존 24,683.21 + 증축 750.38 = 25,433.59 m2
용 적 율 산 정 용 면 적
기존 20,264.01 + 증축 750.38 = 21,014.39 m2
지
건
역
/
축
연
지
면
면
건
폐
율
구
최
고
높
4.12 %
조
일반철골조
이
총인관리동 : 8.1m
용
적
율
5.72 %
총인슬러지동 : 4.2m
건축물명칭
층수
면적(m2)
면적개요
총인관리동
1
688.82
(증 축)
총인슬러지동
1
61.56
비고
750.38
부천시
25
3. 건축설계 분야
2
총인관리동
평면
입면
주출입구
기기반출
기기반출
부출입구
 장비 진출입 동선을 고려하여 출입구 계획
 전형적인 설비동의 이미지 탈피
 실별 소요면적을 고려하여 구획
 우레탄 메탈판넬, 알미늄징크 돌출잇기 등으로
 계측관련 운영실, TMS, TP실 확보
외장 효과를 높임
 운영자 편의공간 확보 (화장실, 샤워실)
 기기의 유지관리를 위한 별도작업실 계획
부천시
26
3. 건축설계 분야
3
총인슬러지동
평면
 기계설비, 전기실의 소요면적 확보
입면
 기존 건축물 사이에 신축되는 건축물로 주변 환경과
조화롭게 계획
 외단열시스템 마감으로 경제성 및 유지관리 편의성 고려
부천시
27
4. 기계설계 분야
 내구성, 내식성, 장비의 안정성 및 사용실적 등이 우수한 기종 선정
구분
설 비 계 획
외형도
응집조 교반기 (6대)
- 제원 : 수중 입형 임펠러형, 회전수 120rpm×11kW
- 기능 : 여과기 전단 원수와 응집제 급속 교반
총
인
중력식 섬유여과기 (96대) – 공법사 공급설비
- 제원 : 중력식 섬유여과기(GFF-Filter)
- 기능 : 응집된 총인 플럭을 섬유여재로 제거
처
리
역세송풍기 (14대)
- 제원 : 로터리 루츠형, 48.8㎥/분×0.4kg/㎠×55kW
설
- 기능 : 여과기 역세시 SS를 여재에서 탈리하기 위하여 송풍
비
공기압축기 (3대)
- 제원 : SCREW TYPE, 9.1㎥/분×8.5kg/㎠×55kW
- 기능 : 총인설비 제어용 밸브/디바이스 운전 공기 공급
부천시
28
4. 기계설계 분야
구분
설 비 계 획
외형도
역세배수 이송펌프 (10대)
- 제원 : 수중 모터 펌프, 23.4㎥/분×8mH×55kW
총
인
처
리
설
비
- 기능 : 역세수를 숙성조 및 농축조로 이송
유지관리용 크레인 (3식)
- 제원 : 싱글 거더 크레인, 3톤, 권상 12m×주행 110m
- 기능 : 여과기, 역세펌프 등 총인설비 유지관리
슬러지 농축기 (3식)
농
- 제원 : 다중 원판식, 63㎥/hr×3.37kW, 회수율 90%
- 기능 : 슬러지 0.66% -> 4%로 농축
축
설
총인슬러지 이송펌프 (4대)
비
- 제원 : 헬리컬 로브형, 1.0㎥/분×10mH×7.5kW
- 기능 : 총인슬러지를 농축기에 정량공급
부천시
29
5. 전기설계 분야
1
수변전 설비
전원인입 계획 :
총인처리설비 신설에 따른 필요전력을
기존 주변전소에서 2회선(3.3kV 3Φ 3W 고압)
인입하여 변압기 1,200kVA 2대(1대 예비)로
전원인입 구성
몰드변압기
디지털전자화배전반
2회선
전부하 및 무부하 손실
신뢰성, 동작특성 우수
절감으로 전력손실 최소화
전력감시제어로
유지보수가 편리
유지관리 용이
부천시
30
5. 전기설계 분야
2
동력제어설비
동력기동반 선정
인버터(VVVF)
소프트 스타터(VVCF)
공정상 속도 조정이
필요한 부하에 적용
15kW이상 대용량
모터에 적용
고효율, 고역률로
전력비 절감
부하시 5~30%, 무부하시
최대 50% 전력 절감 효과
접지 및 피뢰설비
 유지관리원의 감전방지와 각종기기 보호를 위해 접지설비 설치
 KSC IEC 적용기준에 따라 피뢰침 설치
3
건축전기 설비
최적의 조명설비구성
KSA 3011 조도기준 적용
각 실의 용도 및 특성에 적합한 조명기구 선정
화재로부터 인명 및 설비를 보호하기 위한 소방설비기술기준에 의거하여 소방설비 계획
부천시
31
6. 계측제어설계 분야
1
감시제어시스템 개요
총인처리시설 Data 중앙운영실에서 감시 및 제어 가능하토록 설치
유지관리 및 안정성, 경제성 고려하여 기존 시스템과 연계 설치
주안점
주요 감시시스템
Operator Station(총인 전용)
- 총인 설비에 대한 감시 및 제어
공정에 적합한 계측기 선정
현장 원격감시 시스템 신설 및 개량
감시제어 시스템 구성도
- 기존 시스템과 연계하여
DLP PROJECTOR
CCTV
CCTV
CCTV
CCTV
CCTV
CCTV
5 0" x 1 0EA SCREEN
CCTV
CCTV
CCTV
CCTV
CCTV
CCTV
Data관리 가능하도록 설치
DLP 개량 : 전체 영상감시
In f o r ma t io n ne two rk
기존 약품저장탱크
총인 설비에 따른 시스템 설치
LCD
LCD
LCD
LCD
LCD
LCD
LCD
OS & ES
(금회신설)
OS & ES
OS
OS
OS
OS
OS
LOGGING
PRINTER
ALARM
PRINTER
HARD
COPIER
주요 계측기 설치
Pr o je c tor
Co n t r olle r
(금회개량)
총인분석기 및 유량계, 수위계
등 설치
HUB
F/W
- 유지관리 및 공정제어 효율성 확보
DATA WAY
LOS
PCS# 2
PCS# TP- 1
PCS# TP
- 금회 PO4-P계와 기존 TMS
PCS4
PCS2 - 2
PCS# 1 - 1 ,2
PCS# 7
PCS# 2 - 1
PCS# 1 - 3
PCS# 2 - 3
총인계의 Data 값에 의한 약품량
(금회개량)
(금회개량)
(공법사 공급)
송풍기동
부천시
(금회신설)
총인설비실
총인관리동
Feed back 제어 가능
고도처리
(3,4 계열)
최종침전지
(3,4 계열)
최초침전지
(1,2 계열)
고도처리
(1,2 계열)
최종침전지
(1,2 계열)
최초침전지
(5,6 계열)
반응조/최종침전지
(1,2 계열)
농축기동, 급수동,
탈수기동, 소화조, 분뇨처리
32
7. 조경설계 분야
1
종합계획도
 근무자 및 방문객들을 위하여 행태적, 경관적, 생태적 측면 및 주변경관과의 조화를 고려한 옥외 휴식공간 제공
 동선의 결절점 및 주요부에 랜드마크의 성격을 줄 수 있는 수목 또는 조경시설물 설치
공간의 식별성 제고 및 강조
잔디식재`

진입 및 휴게공간으로 조성

방문객 및 직원들의 휴식처

녹음 및 경관식재

도입수종

잔디마당
휴게광장
잔디마당
방문객 및 직원들의 휴식
진입광장
공간 제공

약품탱크
넓은 잔디마당 조성으로
도입수종-잔디
총인관리동
농축조
- 교목 : 왕벗나무, 자작나무, 산딸나
무
- 관목 : 철쭉류, 회양목 등
차폐식재
총인처리시설
느티나무
휴게광장
팽나무
부천시
8
이팝나무산책로
7
휴게쉼터
스트로브잣나무
33
7. 조경설계 분야
2
식재계획
3
구분
설계개념
재 료
진 입
공 간
 입구성, 상징성
 활동성과 안정성, 차량진입고려
투수블럭포장
휴 게
공 간
 안정감, 온화함, 친환경성
 이질적 재료의 조합으로 다양한
경관 형성
투수블럭포장
보행로
 안정성, 활동성
 투수블럭포장
/ 황토포장
수목의 생태적 특성을 고려한 수종 선정
- 환경정화수 / 대기오염에 강한 수종
- 병충해가 적고 관리가 쉬운 수종
포장계획
주변환경에 조화되는 수종 선정
- 지역특성에 적합한 향토 수종
- 주변환경과 조화되는 수종
주요 도입 수종
- 상록교목 : 소나무, 스트로브 잣나무
- 낙엽교목 : 은행나무, 산딸나무, 청단풍, 팽나무 등
- 상록관목 : 사철나무, 회양목
- 낙엽관목 : 개나리, 백철쭉, 영산홍
- 지피식물 : 맥문동, 수호초
부천시
4
시설물 계획
시설명
규격
단위
수량
계단
H6.0xW3.5xR30
개소
1
플랜터
H5.0xW2.5xR20
개소
1
앉음벽
H3.0xW1.5xR8
M
40.8
등의자
H6.0xR30
개소
10
34
Ⅳ. 분야별 설계
▣ 역곡하수처리시설
부천시
35
1. 공정 계획
기존 여과시설 현황
기존 지하구조물내 장래 여유공간을 활용한 공정계획 수립
: 이차침전지 후단 여과조 3지중 2지는 여과시설(MDF) 설치 운영 중
U.V소독조
장래 여유 공간
기존여과설비(MDF)
1지는 장래 여유공간으로 토목구조물만 구성되어 있음
기존 여과시설 개량 및 증설을 통해 T-P제거 효율 달성
이차침전지
생물반응조 후단(이차침전지 전단) 약품투입 및 약품혼화시설
( 평 면 도)
( 평 면 도)
신설/개량
T-P 제거효율 극대화
공정도
( 단 면 도)
: 신·증설
약품투입 (PAC17%)
및 혼화시설 신설
생물반응조
이차침전지
:기 존
여과시설
(마이크로디스크필터)
UV소독 및 방류
( 장래 여유 공간 )
부천시
( 기존 여과설비 )
36
2. 주요시설 계획
1) 이차침전지 전단 약품투입시설 신설/개량
2) 이차침전지 전단 수로내 혼화시설 설치
약품투입 정량펌프 설치 및
생물반응조 유출웨어 후단,
약품투입 시스템 변경
이차침전지 유입수문 전단에
급속혼화기 설치 (32대)
적정 약품량 투입으로
이차침전지 유입수문 및 상부슬라브
약품투입펌프 및 시스템 변경
응집제 순간 및 균일혼화
유지관리비 절감
T-P제거 극대화
약품저장탱크 신설 (10㎥×2조)
안정적인 약품공급 도모
기존 약품저장탱크
3) 기존 마이크로디스크필터 개량
이차침전지 유입수문
4) 마이크로디스크필터 1대 추가 증설
장래 여유공간에 신모델 1대 증설
신형 중간보강형 미세여과막 교체
안정적인 처리용량 확보
여과막 내구성 개선
여과속도
미세여과막 공극 교체(10㎛→18㎛)
신형 중간보강형 미세여과막
여재 폐색문제 최소화
장래 여유공간(유입부)
- 3대 기준(증설시) : 287m/일
역세 자동세척노즐로 변경
여과속도 설계기준인 310m/일
안정적 여재 세척 도모
이하 준수
자동세척노즐
부천시
- 2대 기준(기존) : 420m/일
장래 여유공간(유출웨어부)
37
3. 주요 기계설비 개요
구분
설 비 계 획
외형도
급속교반기 (32대)
- 수중 입형교반기, 회전수 40~120RPM×1.5kW
- 응집조내 설치하여 원수와 응집제 급속 교반
총
여과기 설비 (1식) – 공법사 공급설비
- 마이크로 디스크필터, 17,020㎥/일×1.1kW
인
- 응집된 총인 플럭을 디스크필터로 제거
처
리
여과설비 개량 : 여과막 960장, 자동세척노즐 384개 교체
역세척 배수펌프 (1대)
설
- 수중 모터 펌프, 0.8㎥/분×1.9kgf/㎠×7.5kW
- 여과기 역세척수를 침사지 전단으로 이송
비
약품투입펌프 (10대)
- 무맥동 정량펌프, 520㎖/분×10 kg/㎠×0.4kW
- 이차침전지 전단 응집조에 응집제 정량 공급
부천시
38
Ⅴ. 재 정 계 획
소요사업비
1
구
분`
총 사 업 비
1. 공 사 비
가. 토 목 공 사
나. 건 축 공 사
다. 기 계 공 사
라. 전 기 공 사
마. 계측제어공사
바. 조 경 공 사
사. 폐기물처리비
2. 시설부대경비
가. 설 계 비
나. 책임감리비
다. 시설부대경비
2
계
굴
50,955
48,136
15,701
1,334
27,355
1,846
1,555
328
17
2,819
705
2,000
114
포
48,547
46,066
15,694
1,334
26,045
1,463
1,185
328
17
2,481
505
1,870
106
역
곡
2,408
2,070
7
1,310
383
370
338
200
130
8
비
고
시운전비 포함
재원분담계획
굴포
구분
역곡
분담비율
부천시
53.0%
인천광역시
47.0%
부천시
국비
도비
시비
국비
시비
조달계획
26.50%
13.25%
13.25%
23.50%
23.50%
구분
분담비율
부천시
97.45%
서울특별시
조달계획
국비
48.73%
도비
24.36%
시비
24.36%
2.55%
39
Ⅵ. 일 정 계 획
추
2011. 3. 21
2011. 3. 21~ 4. 30
용역 착수
기초자료 수집 및 분석/ 기존시설 현황 검토
진
2011. 4월 ~ 5월
굴포총인처리시설 공법 기술공모 실시 및 공법확정
2011. 7월 ~ 8월
역곡총인처리시설 공법 기술공모 실시 및 공법확정
2011. 6월 ~ 10
월
실시설계 수행
경
과
향
2011. 10월 ~ 12월
중력식섬유여과공법 Pilot Plant 성능검증 실시(Q=650㎥/일)
2011. 10월 ~ 11월
지방건설 기술심의
2011. 11월 ~ 12월
재원조달 및 사용에 관한 사전협의(지방환경관서/환경공단 기술검토)
2011. 11월 ~ 12월
공공하수도 설치인가변경(도인가)
후
계
획
2011. 12월
부천시
공사발주 및 착공
40
감사합니다.
부천시