초록 ▼

□ 연구개요
세계적으로 데이터 정보의 중요성이 강조되고 환경시스템 융합분야의 기술들이 소프트웨어 기술 및 저비용 고효율 기술 분야로 이동하는 추세임. 이에 따라 국내외 환경시스템 연구 분야의 패러다임이 기술응용에서 원천기술 개발로 전환되며 각광을 받고 있다. 본 연구는 환경기술과 정보기술의 융합기술을 이용한 환경 시스템 설계 및 운영을 위한 스마트 통합환경관리시스템을 개발하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구의 최종 목표는 환경시스템 설계 및 운영을 위한 스마트 통합환경관리시스템을 개발하는 것이다. 스마

□ 연구개요
세계적으로 데이터 정보의 중요성이 강조되고 환경시스템 융합분야의 기술들이 소프트웨어 기술 및 저비용 고효율 기술 분야로 이동하는 추세임. 이에 따라 국내외 환경시스템 연구 분야의 패러다임이 기술응용에서 원천기술 개발로 전환되며 각광을 받고 있다. 본 연구는 환경기술과 정보기술의 융합기술을 이용한 환경 시스템 설계 및 운영을 위한 스마트 통합환경관리시스템을 개발하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구의 최종 목표는 환경시스템 설계 및 운영을 위한 스마트 통합환경관리시스템을 개발하는 것이다. 스마트 통합환경관리시스템의 원천 기술 개발을 위해 (1) 환경정보 빅데이터와 인공지능 기반 시스템 최적화를 이용한 하·폐수처리 통합환경관리시스템 개발 , (2) 인공지능 기반 MBR 공정 최적화 및 제어를 통한 통합환경관리시스템, (3) 스마트 워터 팩토리 운영을 위한 스마트 그리드 기술 및 AI 자동 운전제어 전략 원천기술 개발을 연구하였다. 본 연구에서 개발된 구체적인 요소기술들은 다음과 같다.

1) 빅데이터와 시스템 최적화를 이용한 하·폐수처리 통합환경관리시스템
- 하·폐수처리장 질소와 인, 유기물질-초미세오염물질 통합거동모델 개발
- 하·폐수처리장내 미생물 군집을 고려한 온실가스 배출 모델 개발
2) 인공지능 기반 MBR 공정 최적화 및 제어를 통한 통합환경관리시스템
- 빅데이터와 인공지능을 이용한 MBR 공정 모니터링 및 이상 진단 기술
- MBR특화 plant-wide 생물학적-물리적 공정 통합 최적 관리시스템 개발
3) 스마트 워터 팩토리 운영을 위한 스마트 그리드 기술 및 AI 자동 운전제어전략 개발
- 신재생에너지 기반 하·폐수처리장을 위한 스마트 그리드 설계 기술 개발
- Q-learning 기반 plant-wide 스마트 워터 팩토리 운전제어전략 개발

연구개발과제 수행 결과의 정량/정성적 평가 결과, 아래와 같이 본 연구의 학문적 우수성과 실제 산업현장에서의 활용성을 증명할 수 있었다.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
본 연구에서 개발된 환경정보 빅데이터와 시스템 최적화 원천기술을 이용한 스마트 통환환경관리시스템은 환경 컨설팅 측면이 강하여 국내외 환경시스템분야의 원천기술 개발 연구 및 적용에 크게 기여함으로써, 기존 하·폐수처리시스템의 한계점을 극복할 대안이 될 수 있다. 또한 도시하수나 산업폐수를 처리함에 있어 생물학적 처리 공정을 채택하는 대다수의 하·폐수처리장에 즉각적인 실증화가 가능하다는 장점을 갖는다.
본 연구를 통해 개발된 원천기술은 환경정보 빅데이터, AI-딥러닝 등의 4차 산업 주요기술을 기존의 하·폐수처리공정뿐만 아니라 고도하수처리공정 등 다양한 수자원 관련 환경시스템에 적극적인 활용이 가능하며, 이를 통해 국내 실정에 맞는 환경시스템의 최적 운전과 안정화에 기여할 수 있을 것으로 사료된다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 가. 연구개발의 목적 및 필요성 ... 4
• 나. 최종목표 및 연구범위 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 1) 환경정보 빅데이터와 인공지능기반 시스템최적화를 이용한 하·폐수처리 통합환경관리시스템 연구 ... 5
• 2) 인공지능 기반 MBR 공정 최적화 및 제어를 통한 통합환경관리시스템 연구 ... 7
• 3) 스마트 워터 팩토리 운영을 위한 스마트 그리드 기술 및 AI 자동 운전제어전략 개발 ... 11
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 14
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 14
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• 3) 목표 달성 수준 ... 15
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 15
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 16
• 가. 연구개발결과의 의미 및 중요성 ... 16
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 16
• 가. 활용 분야 ... 16
• 나. 활용 방안 ... 17
• 다. 추가 연구의 필요성 ... 17
• 라. 타 연구에의 응용 ... 17
• 마. 기업화 추진 방안 및 기술 이전 ... 17
• 6. 참고문헌 ... 17
• 붙임1 세부 정량적 연구개발성과 ... 19
• 붙임2 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 52
• 끝페이지 ... 66