- 사례 연구
혁신적인 Qdos CWT 케미컬 정량 펌프로 유지보수 감소; 펌프헤드는 8,000시간 작동 후에도 여전히 고도의 성능 제공
- 믿을 수 있는 염화제이철 황산염 도징으로 엄격한 배출 규제 만족
독일의 Watson-Marlow Fluid Technology Solutions (WMFTS) 산업 세일즈 엔지니어인 Thomas Klobuczynski에 따르면, 독일의 폐수 처리 공장의 케미컬 도징 장비 업그레이드로 인산염 제거 성능이 높아졌다고 합니다.
독일의 Hessisch-Lichtenau에 있는 폐수 처리 공장(WWTP)은 인산염 제거 어플리케이션에서 케미칼 정량이송에 혁신적인 방식을 취하고 있습니다. 원래 인산염을 제거하기 위해 염화제이철을 도징하는데, 이때 사용하는 두 개의 다이어프램 펌프를 국내 최초로 WMFTS의 Qdos CWT 연동 펌프 한 개로 교체하고 있습니다.
Fürstenhagen 폐수 처리 공장은 Hessen주 Werra-Meissner 지역의 18,500여 명의 사용분을 처리합니다.
1차 폐수 처리 시스템에는 그릴과 모래 트랩이 있는 기계식 사전 세척 시스템과 업스트림에 탈질화, 다운스트림에 질화가 있는 공기 탱크가 포함되며, 재순환이 가능합니다. 두 개의 2차 정화조와 슬러지 처리 유닛이 있습니다.
제2철 도징
일관적인 인산염의 감소를 위해 생물학적 처리 단계에서 침전제인 염화제이철 황산염(FeClSO4)을 사용한 케미컬 도징이 필요합니다. 왜냐하면 공장 유입구의 인산염 양은 매우 가변적이기 때문입니다. 환경 규제에 따라 Losse 강에 배출되는 정화 폐수의 총 인산염은 리터당 0.70mg, 인산염 연평균 리터당 0.50mg, 오르토인산염은 리터당 0.20mg로 엄격히 제한됩니다.
케미칼 정량이송 펌프는 25m3의 홀드 탱크에서 염화제이철을 추출하여 그 침전물 이송하기 위해 단일 지점 도징을 합니다. 그다음 약 30m 떨어진 도징 지점으로 이송합니다.
작업자에 따르면 도징은 24시간 내내 일관적으로 수행하는 것이 필수적이지만, 이 작업을 수행하는 기존의 다이어프램 펌프는 두 개의 펌프가 번갈아 가며 작동하기 때문에 신뢰성이 떨어지고 잦은 서비스가 필요했습니다.
폐수 운영 책임자인 Marco Quehl은, “우리는 일정하게 기본 침전물이 도징되어야 하며, 유입구의 인산염 양에 맞춰 수량이 자동으로 증가해야 합니다”라고 말했습니다.
“새로운 Qdos CWT 테크놀로지는 우리 공장의 침전제 투여에 정말 최고입니다. 다른 솔루션을 가지고 저에게 올 필요가 없습니다.”
부식성 문제
Quehl에 따르면, 다이어프램 펌프의 가장 큰 문제는 부식성의 염화제이철 황산염이 펌프 밸브에 철 잔유물을 남기고, 이는 밸브 시트의 씰링을 불량하게 만들어 지속적으로 경미한 누액이 발생한다는 것입니다.
“이 때문에 사소한 유지보수가 빈번하게 발생하였고, 두 다이어프램 펌프가 번갈아 가면서 평균 12개월을 작동하면 펌프헤드나 펌프 전체를 교체해야 했습니다.”라고 말했습니다. “또 필수적으로 해야하는 세척 작업도 고려해야 했는데, 이 작업은 장기적으로 보면 시간과 비용이 많이 소요되었습니다.”
대다수의 케미컬 도징 펌프는 성능을 유지하기 위해 주기적인 유지보수가 필요합니다. 이때는 몇 시간 동안 펌프의 가동을 중단해야 하며, 프로세스를 지속하기 위해서는 백업 펌프가 필요하기도 합니다. 또한 적어도 한 명 이상의 숙련된 작업자가 현장에 집중해야 합니다.
시간 절약
Watson-Marlow의 Qdos 제품군 전체의 펌프헤드는 분리할 필요가 없습니다. 대신 하나의 유닛으로 된 펌프헤드를 간단하게 제거한 다음 새로운 것을 갈아 끼우기만 하면 됩니다. 이 작업에는 1분이 채 걸리지 않으며, 시간 절약 및 현장의 보건과 안전 측면에서 상당한 이점을 제공합니다. 또한 유지보수 작업자가 화학 물질에 노출되지 않습니다.
“우리는 이미 Watson-Marlow Qdos 튜브 펌프를 염화제이철과 기타 케미컬 도징에 사용하여 좋은 경험을 하였기 때문에, 현장에서 CWT 펌프 테스트하는 것에 동의했습니다.”라고 Quehl은 말했습니다.
새로운 Qdos CWT는 세계 최초의 튜브 없는 연동 펌프로, 이는 연동 펌프 설계 메커니즘의 단계적 변화를 나타냅니다. 펌프는 장기 테스트의 일환으로 Fürstenhagen WWTP에서 첫 번째 현장 테스트를 받았습니다.
스트레스 감소
소성 변형을 통해 평평하게 압축되는 기존 연동 튜브에 비해 Qdos CWT 펌프헤드는 EPDM 엘레멘트와 통합되어 PEEK 트랙에 대해 탄성적으로 압축됩니다. 따라서 소재의 응력 집중과 피로를 줄일 수 있어 매우 긴 수명을 제공하고, 유지보수가 적게 들며, 공장의 가동 중단 또한 줄어들게 됩니다.
펌프가 작동하지 않을 때도 셀프 프라이밍을 하여 유체의 역류가 발생하지 않습니다. 가스 잠금도 방지하기 때문에 중단의 위험이 없으며, 압력 유지 밸브, 공개 배출 밸브 또는 홀딩 펌프와 같은 추가 장비가 필요 없습니다.
운영 관리자인 Bernd Sennhenn는 이렇게 말합니다. “Qdos CWT를 12개월 전에 설치하였는데, 지금까지 그 어떤 문제도 발생하지 않았습니다. 다이어프램 펌프의 교체용으로 이 펌프를 설치하는 것이 가능했습니다.”
Fürstenhagen WWTP에서 수행한 시범운행을 회상하며 Quehl 는 말했습니다. “Qdos CWT는 8,000시간 이상 작동하였으며, 총 90,000리터의 침전제를 도징하는 동안 유지보수는 전혀 필요하지 않았습니다.
다이어프램 펌프와 비교했을 때 Qdos CWT가 낮은 맥동으로 더 균일하게 도징하기 때문에 배관과 커넥터를 보호할 수 있습니다. 그리고 맥동 댐퍼도 필요하지 않습니다.”
연속 운행
공장은 도징 펌프의 업그레이드로 상당한 시간과 비용을 절감하였습니다. Qdos CWT는 최대 역량의 75% 정도로만 작동하여 더 높은 성능으로 처리 능력과 신뢰성을 입증했습니다.
Qdos CWT의 신뢰성은 기술 설계에 있습니다. 유체와 접촉하는 엘레멘트는 낮은 스트레스 레벨로 노출되며, 두 번째 정량 펌프는 작동 성능을 보장하기 위해 Fürstenhagen에 예비로 준비해 두었지만, 실질적으로 필요하지 않습니다.
Qdos CWT 펌프헤드의 전반적인 신뢰성과 기능성 때문에, Fürstenhagen 공장은 연간 인산염을 97.5% 감소할 수 있었습니다.
“새로운 Qdos CWT 테크놀로지는 우리 공장의 침전제 투여에 정말 최고입니다. 다른 솔루션을 가지고 저에게 올 필요가 없습니다.”라고 Quehl은 말합니다.