초록 ▼

연구개발 결과

최종목표
수질 자동 측정기기(수질 TMS)에 의해 유입수 및 유출수 농도의 자동측정과 모델 예측기반 최적화 기법을 이용한 하수처리장 최적화 자동 운전 시스템을 구축하고, 기본 모델과 프로그램의 패키지 소프트웨어 완성
개발된 프로그램을 실증시설에 적용하여 모델링 기술을 이용한 간헐포기조의 포기-비포기 공정의 최적화 자동 운영 방안 구축

개발내용 및 결과
수질 자동 측정기기를 이용하여 자동으로 유입수 및 유출수의 수질을 측정하고, 간헐포기조의 포기-비포기 시간을 자동으로 결정하여

연구개발 결과

최종목표
수질 자동 측정기기(수질 TMS)에 의해 유입수 및 유출수 농도의 자동측정과 모델 예측기반 최적화 기법을 이용한 하수처리장 최적화 자동 운전 시스템을 구축하고, 기본 모델과 프로그램의 패키지 소프트웨어 완성
개발된 프로그램을 실증시설에 적용하여 모델링 기술을 이용한 간헐포기조의 포기-비포기 공정의 최적화 자동 운영 방안 구축

개발내용 및 결과
수질 자동 측정기기를 이용하여 자동으로 유입수 및 유출수의 수질을 측정하고, 간헐포기조의 포기-비포기 시간을 자동으로 결정하여 송풍기를 자동으로 제어하는 처리공정 운영 프로그램(HACo Pro Water)을 개발하여 적용한 결과, 처리효율이 ‘09 전국 공공하수처리장 유출수 T-N 농도(14.64mg/L)보다 40% 이상 향상되었다. 일반 하수 수준의 하수가 유입 (35.8mg/L) 되었을 때의 유출수는 8.8mg/L이고, 고농도 유입시기(유입농도 63.0mg/L)에는 9.3mg/L로 나타났다. 또한 실기간으로 포기-비포기 주기를 제어함에 따라 유입부하 변동에 대처할 수 있었다. 경제성 부분에서도 기존의 통복 하수처리장보다 송풍량이 최대 43% 감소하였고, A²O 공법을 HUB-N III Process로 개량할 경우 최대 25%의 송풍 전력량 절감 효과가 있을 것으로 예상된다.

개발기술의 특징·장점
본 연구 사업을 통하여 개발된 HUB-N III Process는 일반 하수 처리장에서 모니터링용으로 이용되었던 수질 자동 측정기 (TMS)를 간헐포기조의 포기-비포기 시간을 결정하는 모델의 입력값으로 활용함으로서 유입수 및 유출수 농도의 측정부터 포기-비포기 시간 결정, 그리고 송풍기 on/off를 자동으로 결정해주는 특징을 가지고 있다. 따라서 하수처리시설 운영의 오랜 경험을 가지고 있는 운영자라고 할지라도 어려움을 겪는 간헐포기조의 포기-비포기 시간을 과학적인 방법으로 결정하여 하수처리시설의 운영/관리가 용이하다는 장점을 갖는다.

기대효과 (기술적 및 경제적 효과)
1) 시설의 컴팩트화로 소요 부지 면적 감소
2) IT와 타의 접목
3) 기존 하수처리장의 특별한 추가 공정 없이(적은 초기투자비) 처리시설 효율 개선 가능

적용분야
1) 기존 하수처리장의 처리효율 개선사업에 적용 가능
2) 신규 하수처리시설
3) A²O 계열의 공법 이외에 SBR의 포기시간 결정에 최적화 운영 프로그램 적용 가능

(출처 : 보고서 초록 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 초록 ... 4
• 목차 ... 6
• 제1장 서론 ... 8
• 1. 연구개발의 중요성 및 필요성 ... 8
• 가. 연구개발의 중요성 ... 8
• 나. 연구개발의 필요성 ... 9
• 2. 연구개발의 국내외 현황 ... 11
• 가. 해외 기술개발 동향 및 시장 ... 11
• 나. 국내 기술개발 동향 및 시장 ... 12
• 3. 연구개발대상 기술의 차별성 ... 13
• 가. 수질 자동 측정기의 활용 ... 13
• 나. 모델에 의한 공정 제어 ... 14
• 제2장 연구개발의 목표 및 내용 ... 38
• 1. 연구의 최종목표 ... 38
• 2. 연도별 연구개발의 목표 및 평가 방법 ... 39
• 3. 연도별 추진체계 ... 41
• 가. 3차년도 ... 41
• 나. 4차년도 ... 41
• 제3장 연구개발 결과 및 활용계획 ... 44
• 1. 연구개발 결과 및 토의 ... 44
• 가. 3단계 1차년도 연구개발 결과 요약 ... 44
• 나. 3단계 2차년도 연구개발 결과 요약 ... 47
• 다. 4단계 1차년도 연구개발 결과 요약 ... 56
• 2. 4단계 2차년도 연구개발 결과 및 토의 ... 72
• 가. 수질 자동 측정기 신뢰성 평가 ... 73
• 나. 최적화 모델의 보정 및 검증 ... 77
• 다. 수질 분석 결과 ... 78
• 라. 경제성 평가 ... 96
• 마. 총인(T-P) 제거 설비 설치 ... 108
• 바. 유지/관리 매뉴얼 ... 114
• 사. 신기술 검증 평가 ... 114
• 아. 홍보관 추진 현황 ... 117
• 3. 연구개발 결과 요약 ... 119
• 가. 수질 분석 결과 ... 119
• 나. 경제성 평가 ... 120
• 다. 기타 ... 120
• 4. 연도별 연구개발목표의 달성도 ... 121
• 가. 3단계 1차년도 연구개발목표 달성도 ... 121
• 나. 3단계 2차년도 연구개발목표 달성도 ... 121
• 다. 4단계 1차년도 연구개발목표 달성도 ... 122
• 라. 4단계 2차년도 연구개발목표 달성도 ... 122
• 5. 연도별 연구성과(논문·특허 등) ... 123
• 가. 특허 등록 ... 123
• 나. 학술발표 ... 123
• 다. 프로그램 등록 ... 124
• 6. 관련분야의 기술발전 기여도 ... 124
• 가. 기술적 측면 ... 124
• 나. 환경적 측면 ... 124
• 다. 경제적·산업적 측면 ... 124
• 라. 일자리창출 측면 ... 125
• 7. 연구개발 결과의 활용계획 ... 125
• 가. 활용방법 및 계획 ... 125
• 나. 사업화계획 ... 125
• 제4장 참고문헌 ... 130
• 부록 ... 132
• 1. HUB-N III Process 유지관리메뉴얼 ... 134
• 2. HUB- N III Process 홍보관 ... 218
• 끝페이지 ... 227