하수처리장 전력비에서 가장 큰 몫은 송풍기입니다. 그래서 폭기조 DO 제어는 수질 관리인 동시에 에너지 관리입니다. 조금 과하게 불어넣으면 전기가 그만큼 새고, 모자라면 처리가 안 됩니다.
셋포인트는 얼마로 잡나
표준활성슬러지 공정의 호기조는 일반적으로 2 mg/L 내외를 기준으로 잡습니다. 다만 이 숫자를 그대로 가져다 쓰기보다 다음을 같이 봐야 합니다.
- 질산화를 시켜야 하는가 — 질산화 세균은 유기물 분해균보다 산소를 더 필요로 합니다. 질산화를 확보하려면 그보다 높게 잡습니다.
- 탈질을 해야 하는가 — 무산소조로 넘어가는 내부반송에 DO가 딸려 들어가면 탈질이 방해받습니다. 호기조 말단은 오히려 낮게 유지하는 편이 유리합니다.
- 수온 — 겨울에는 반응속도가 떨어져 더 긴 시간과 더 높은 DO가 필요합니다. 계절에 따라 셋포인트를 다르게 두는 현장이 많습니다.
- 부하 변동 — 아침·저녁 유입 피크가 뚜렷하면 고정 셋포인트보다 시간대별로 나누는 편이 낫습니다.
DO를 필요 이상으로 올려도 처리 성능은 어느 선에서 더 좋아지지 않습니다. 산소전달효율이 농도차에 비례하기 때문에, 높은 DO를 유지할수록 같은 산소를 넣는 데 드는 전력이 커집니다. 여유를 두고 싶은 마음은 이해되지만 그 여유가 곧 요금입니다.
센서를 어디에 둘 것인가
제어용 센서의 위치는 셋포인트만큼 중요합니다.
- 호기조 말단 쪽 — 전체 조가 필요한 산소를 다 받았는지 보려면 나가는 쪽이 기준이 됩니다. 제어용으로 가장 흔한 위치입니다.
- 산기관 직상은 피합니다 — 상승 기포가 측정면을 때려 값이 요동칩니다.
- 벽면·모서리는 피합니다 — 흐름이 죽는 곳이라 조 전체를 대표하지 못합니다.
- 수심을 고정합니다 — 같은 조라도 깊이에 따라 값이 다릅니다. 브래킷을 고정해 두고, 점검으로 꺼냈다가 다시 넣을 때 원래 깊이로 돌려놓아야 데이터가 이어집니다.
조가 길거나 구획이 나뉘어 있으면 한 대로는 부족합니다. 여러 지점을 하나의 컨트롤러에 물려 같은 화면에서 비교하면, 어느 구간이 과폭기인지 눈에 보입니다.
제어가 안정되지 않을 때
| 증상 | 먼저 볼 곳 |
|---|---|
| DO가 셋포인트 근처에서 계속 진동 | 제어 주기가 너무 짧음, 송풍기 응답보다 빠르게 조절하고 있음 |
| 값이 튀었다 돌아옴 | 기포 혼입, 센서 위치 |
| 값이 서서히 낮아짐 | 센서 표면 생물막 — 세정 확인 |
| 값은 정상인데 처리가 안 됨 | 센서 위치가 조를 대표하지 못함, 또는 SRT·MLSS 쪽 문제 |
| 송풍기가 최저 부하에서 안 내려감 | 기계적 하한 — 제어보다 설비 쪽 검토 필요 |
특히 첫 번째가 흔합니다. 송풍기는 물리적으로 천천히 반응하는데 제어 루프만 빠르게 돌면, 계속 과보정과 부족보정을 반복하며 흔들립니다. 공정의 반응 시간보다 느리게 제어 주기를 잡는 것이 기본입니다. 센서 응답도 여기에 포함됩니다 — 응답이 느린 센서를 빠른 제어에 쓰면 같은 진동이 생깁니다.
데이터를 남겨 두는 것의 값어치
DO 제어는 한 번 세팅하고 끝나는 항목이 아닙니다. 계절, 유입 성상, 슬러지 상태에 따라 계속 움직입니다. 그래서 컨트롤러에 여러 지점을 물려 놓고 추이를 쌓아 두는 것이 나중에 큰 차이를 만듭니다. 작년 같은 달과 비교할 수 있으면, 지금 값이 이상한 것인지 원래 그런 계절인지 바로 판단됩니다.