공공하수처리시설 에너지자립화

에너지자립화란

공공하수처리시설 에너지자립화는 바이오가스 등 미활용 에너지를 회수해 시설 운영 에너지를 자체 충당하는 것이다.

절감은 쓰는 양을 줄이는 것이고, 자립은 쓰는 양을 시설 안에서 만들어 채우는 것이다.

그래서 두 가지를 함께 추진해야 자립률이 올라간다.

핵심 키워드는 에너지자립률, 바이오가스, 혐기성 소화, 하수열이다.

자립화의 흐름

슬러지를 혐기성 소화조에서 분해하면 메탄을 주성분으로 하는 가스가 생긴다.

이 가스를 포집해 황화수소를 제거하는 탈황 과정을 거쳐 가스엔진 발전기로 보낸다.

발전 후 나오는 폐열은 소화조 가온에 다시 쓰여 공정 안에서 순환한다.

자체 생산 에너지가 시설 소비 에너지를 넘으면 외부 전력 구매가 줄어든다.

하수열은 처리수가 지닌 열을 열교환기로 회수하는 것을 말한다.

자립률 계산

자립률은 자체 생산 에너지를 시설 소비 에너지로 나눈 값에 100을 곱해 구한다.

분자는 소화가스 발전 전력, 발전폐열, 하수열 회수량을 전력량이나 열량으로 환산한 값이다.

분모는 송풍기, 펌프, 탈수·건조 설비 등에서 쓰는 전력과 연료다.

자립률이 100% 이상이면 자립이 된다.

회수 방식 비교

회수 방식은 소화가스 발전, 하수열 이용, 신재생 연계의 세 가지로 나뉜다.

소화가스 발전은 바이오가스 메탄을 연료로 쓰므로 처리장 내부 에너지 회수에 해당한다.

하수열 이용은 처리수 온도를 열원으로 쓰므로 지역난방과 연계할 때 효과가 크다.

신재생 연계는 외부 재생에너지를 끌어들이므로 부지 조건에 따라 성패가 갈린다.

절감과 자립 구분

에너지 절감과 에너지 자립은 목적이 다르므로 구분해서 써야 한다.

절감은 송풍기나 펌프의 효율을 높여 사용량 자체를 줄이는 것이다.

자립은 시설 안에서 생산한 에너지로 소비 에너지를 채우는 것이다.

직접 풀어 보자.

한계와 개선 방향

에너지자립화의 한계는 세 가지로 정리된다.

첫째, 슬러지 양과 성상이 유입 하수 수질에 따라 달라 가스 발생량이 불안정하다.

둘째, 설비 투자비가 크고 회수 기간이 길다.

셋째, 하수열은 열 수요처가 처리장 인근에 있어야 경제성이 확보된다.

소화조 운전 관리와 지역난방 협약, 발전폐열 복합 설계로 한계를 줄인다.

정리

앞 문제의 정답은 자립이다.

에너지자립화는 소화가스 발전과 하수열 회수로 외부 전력 의존을 낮추는 사업이다.

하루 처리용량 5000㎥ 이상 시설은 하수열 활용 가능성을 의무 검토한다.

기출은 현황, 문제점, 추진방안을 묻는다.