[영국] 웨섹스 워터, 물 재활용 시설 공정개선으로 75% 절감
영국 잉글랜드 남서부 도싯(Dorset)에 있는 셔번(Sherborne) 마을의 인구 증가는 웨섹스 워터(Wessex Water)가 소유하고 운영하는 농촌지역의 물 재활용 시설이 과부하를 관리하기 위해 업그레이드가 필요하다는 것을 의미했다. 당초 유틸리티는 직경 30m의 트리클링 필터(trickling filters)를 2∼3개 추가로 건설할 계획이었지만이 개발로 인해 이 국토가 제한된 부지에 문제가 발생했다.
대신 유틸리티는 대체 솔루션을 찾고 있었으며 현장에서 기존의 버려진 구조를 활용하는 방법과 고속 프로세스에 대한 정보를 얻고 있었다. Wessex Water의 프로세스 설계 관리자 인 앤드루 걸리포드(Andrew Gulliford)는 WPL의 향상된 생물학적 처리 과정을 업계 간행물의 기사를 통해 확인하고 회사를 셔번(Sherborne) 현장에 초청했다.
WPL의 Hybrid-SAF 정밀공학 처리 시스템의 가장 큰 장점은 모양이나 크기에 관계없이 모든 선박에 개조하여보다 효율적인 폐수 처리를 제공 할 수 있다는 것이다. 프로젝트의 초기 협업 계획 단계에서 버려진 12m 직경의 현장 슬러지 탱크의 용도 변경 가능성이 확인되었다.
함께 파트너들은 계획된 프로젝트의 대안으로 기존 인프라에 WPL의 기술을 추가함으로써 자본 지출에서 75%의 잠재적 비용 절감을 달성할 수 있다고 계산했다. WPL의 Hybrid-SAF 기술은 수중 이동층, 고정 필름 반응기로 구성되며 기존의 침수형 폭기 필터 (SAF)보다 더 지속 가능하고 비용 효율적인 방식으로 폐수를 처리할 수 있다.
■ 용량 배가(Doubling capacity)
모듈 형 WPL 하이브리드 -SAF 세포로 원형 용기를 개장하면 용기의 전체를 활용할 수 있으며 작품의 전체 흐름 처리의 50%를 2차 생물학적 처리로 제공할 수 있다. 공정 용량을 두 배로 늘림으로써 계획된 살수 여상 필터에 대한 영구적인 대안이 밝혀졌으며 20년의 기간을 보았을 때 상당히 저렴했다.
모듈식 공정기술 셀의 오프 사이트 제조로 인해 현장에서의 프로젝트 납품 시간은 새로운 유입구 필터에 필요한 civils 작업에 대해 가능한 12개월이 아닌 며칠이 소요되었다.
WPL의 앤드루 베어드(Andrew Baird) 기술이사는 "WPL의 Hybrid-SAF는 물속에 잠긴 생물학적 처리를위한 중요한 단계이다. 우리 연구 개발팀은 높은 비 표면적 매체를 사용하여 새로운 방식으로 기술을 뒷받침하는 유체 역학 프로파일을 고안했다"고 강조했다.
앤드루 베어드(Andrew Baird) 기술이사는 이어“결과적으로 현장의 전반적인 공정 용량을 증가시키고 환경 준수를 개선하는 동시에 비용, 물리적 공간 및 전력 소비 감소를 비롯한 상당한 공정 효율성 이점이 달성되었다"라면서 "Wessex Water와 협력하여 초기 프로젝트에 참여함으로써 이 사이트를 위한 최상의 솔루션을 매우 일찍 확인할 수 있었다"라고 말했다.
첫 번째 흐름은 2018년 10월 1일에 시스템에 입력되고 첫 번째 데이터는 10월 30일에 기록되었다. 결과는 암모니아(NH3) 수치가 0.4mg/L 이하였음을 환경청이 요구하는 10mg/L의 동의 범위 내에서 잘 나타냈다.
■ 긴밀한 협업(Close collaboration)
프로젝트 초기 단계에서 WPL은 클라이언트의 목적을 완전히 이해할 수 있었기 때문에 현장에서 현장 방문을 통해 최종 사용자를 만났다. 생물 지대에 설치된 미디어 유형에서 농촌 지역으로의 접근 제한 물류에 이르기까지 모든 것을 포함하여 프로젝트의 전체 범위가 최적의 솔루션을 설계하는 데 고려 될 수 있다.
Wessex Water는 또한 미래를 보장받을 수 있는 솔루션을 보장하는 WPL과 함께 2040년까지 디자인 호평을 공유했다. 이 유틸리티는 현재 집수에서 인구가 12,600명에서 15,700명으로 증가함에 따라 Sherborne에서 처리량을 늘릴 수 있는 유연성이 향상되었다.
모듈형 WPL Hybrid-SAF 세포는 6주에서 8주 이내에 제조되었으며, 2일 내에 설치되었으며 3주 이내에 프로세스가 최적화되었다. 오프사이트(offsite) 제조는 또한 현장의 건강 및 안전 위험을 감소시키고 품질 관리를 유지하기 쉽게 만들었다.
설계 단계에서 차량 및 공장의 현장 및 현장 접근에 대한 높이 및 폭 제한이 고려되었다. 오프사이트(offsite) 제작과 프로젝트 시간 단축으로 인해 차량 여행이 감소하여 지역사회의 혼란을 줄이고 탄소 배출을 감소 시켰다.
■ 지속 가능성 혜택(Sustainability benefits)
셔본(Sherborne)의 사이트 설치 면적이 30% 더 작아지는 것도 비슷한 방법으로 줄여주는 식물 자체의 에너지 소비량에 반영된다. 가변 속도 송풍기는 설계 요구사항의 50∼100%를 제공하므로 전력 최적화를 위한 더 큰 여유 공간을 제공한다.
전통적인 치료 시스템보다 더 낮은 수준의 운영자 유지 보수가 필요하며 개별 세포는 서비스에 영향을 미치지 않고 치료 용 혈관을 오프라인으로 옮기지 않고도 몇 시간만에 교체 할 수 있다.
기존의 공정처리 용기를 버리고 매립할 필요가 없다는 것을 의미하는 탱크의 용도 변경을 포함하는 다른 지속 가능성 혜택이 있다. 재사용된 직경 12m의 탱크를 라이닝할 때 최소한의 콘크리트가 필요했다. 또한, WPL Hybrid-SAF의 중립 부양 매체는 재활용 재료로 제조된다.
Wessex Water의 공정설계 관리자인 앤드루 걸리포드(Andrew Gulliford)는 "Sherborne의 물 재활용 시설을 계획하는 초기 단계에서 WPL과 긴밀히 협력함으로써 우리는 함께 이 제약된 사이트에서 가능성을 완전히 다시 생각할 수 있었다"라면서 "Wessex Water 고객은 이 프로젝트에서 75%의 비용 절감 효과를 얻을 수 있으며 달성된 에너지 효율은 지속 가능성 목표를 달성하는 데 도움이 될 것이다"라고 말했다.
[원문보기]
Wessex Water Achieves 75% Saving With Enhanced Process
Population growth in the town of Sherborne in Dorset meant that the rural water recycling facility owned and operated by Wessex Water required an upgrade to manage overload. Initially the utility was planning to construct two to three additional 30m-diameter trickling filters, but such a development posed an issue around footprint on this land-constrained site.
Instead, the utility was looking for an alternative solution and was scouting for high-rate processes and ways of utilising existing abandoned structures onsite. Andrew Gulliford, process design manager at Wessex Water, identified WPL’s enhanced biological treatment process via an article in an industry publication and invited the company to the Sherborne site.
A key advantage of WPL’s Hybrid-SAF precision-engineered treatment system is that it can be retrofitted into any vessel, regardless of shape or size, to deliver more efficient wastewater processing. During the initial collaborative planning stages of the project, the repurposing potential of an abandoned 12m-diameter onsite sludge tank was identified.
Together the partners calculated that a potential cost-saving of 75% in capital expenditure could be achieved by retrofitting this existing infrastructure with WPL’s technology as an alternative to the planned project. WPL’s Hybrid-SAF technology comprises a submerged moving-bed, fixed-film reactor and can treat wastewater in a more sustainable and cost-effective way than traditional submerged aerated filters (SAFs).
Doubling capacity
Retrofitting the circular vessel with modular WPL Hybrid-SAF cells could utilise the entirety of the vessel, whilst providing secondary biological treatment for 50% of the works’ flow-to-full-treatment. By doubling the process capacity, a permanent alternative to the planned trickling filters was identified and, looking at a 20-year horizon, one that was significantly cheaper.
Off-site manufacture of the modular process technology cells meant that the onsite project delivery time would be a couple of days, rather than a possible 12-months for the civils work required for new trickling filters.
WPL’s technical director Andrew Baird says, “WPL’s Hybrid-SAF is a significant step forward for submerged biological treatment. Our research and development team has conceived the hydrodynamic profile underpinning the technology in a new way, which has been made possible by the use of a high specific surface area media.
“The result is that significant process efficiency advantages have been achieved, including reductions in cost, physical footprint and electricity consumption, all whilst increasing the overall process capacity of the site and improving environmental compliance. Being involved in the project at the start and working collaboratively with Wessex Water meant the best solution for the site could be identified very early on.”
The first flows entered the system on 1 October 2018 and the first data was recorded on 30 October. Results showed ammonia (NH3) levels at <0.4mg/l, well within the 10mg/l consent demanded by the Environment Agency.
Close collaboration
Getting-in-early on the project and meeting the end-user face-to-face and onsite meant WPL was able to fully understand the objectives of the client. The full scope of the project, including everything from the type of media installed in the biozone to the logistics of restricted access to this rural site, could be considered in designing the optimum solution.
Wessex Water also shared the 2040 design horizon with WPL, which ensured a solution that was futureproofed. The utility now has more flexibility in how throughput can be increased at Sherborne for population growth from 12,600 to 15,700 in the catchment.
The modular WPL Hybrid-SAF cells were manufactured within six to eight weeks, installed in two days and the process optimised within three weeks. Offsite manufacture also meant onsite health and safety risk was reduced and quality control easier to maintain.
Height and width restrictions for vehicles and plant both onsite and in accessing the site were considered at the design stage. Off-site manufacture and shorter project time also meant fewer vehicle journeys, causing less disruption for the local community and reduced carbon emissions.
Sustainability benefits
The 30% smaller site footprint at Sherborne is also reflected in the energy consumption of the plant itself, which is reduced by a similar measure. Variable speed blowers are delivering 50~100% of design requirements, allowing greater headroom for power optimisation.
Lower levels of operator maintenance are required than with traditional treatment systems and individual cells can be replaced in a few hours without impacting on service or taking treatment vessels offline.
Other sustainability benefits include the repurposing of the tank, which meant there was no need to rip out the existing process treatment vessel and dispose to landfill. A minimal amount of concrete was required in lining the repurposed 12m-diameter tank. In addition, the WPL Hybrid-SAF’s neutrally buoyant media is manufactured from recycled materials.
Andrew Gulliford, process design manager at Wessex Water said, “Working closely with WPL at the earliest stages of planning for Sherborne water recycling facility meant that together we could completely reimagine the possibilities at this constrained site. Wessex Water customers will benefit from the 75% cost saving on this project and the energy efficiencies achieved will help deliver our sustainability targets.”
[출처 = 워터온라인(https://www.wateronline.com/doc/krohne-opens-new-flow-and-level-instrument-manufacturing-and-calibration-facility-in-beverly-ma-0001) / 2019년 4월 23일]