• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
• /
• 2018.10a
• /
• pp.631-633
• /
• 2018

국내 하수처리장의 수질기준이 강화되고 하수처리량이 지속적으로 증가하면서 하수처리장이 수용할 수 있는 처리용량의 한계와 이에 따른 관리 비용이 급격하게 증가하고 있다. 이러한 문제들을 개선하기 위한 다양한 방법들이 시도되고 있으나, 열악한 하수 환경과 높은 처리 비용 등으로 인하여 많은 어려움을 겪고 있는 것이 현실이다. 본 논문에서는 하수처리장으로 유입되는 하수를 오염도에 따라 하수량을 제어함으로서 하수처리장으로 유입되는 부하를 경감하여 하수 처리 비용을 줄이고, 환경 오염을 최소화 할 수 있는 친환경 하천 생태계 보존을 위한 IoT 기반 하수정보화 플랫폼을 제안하고자 한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2022.05a
• /
• pp.117-117
• /
• 2022

범지구적인 기후변화로 인하여 도시유역의 국지성 집중호우가 빈번히 발생하고 기상이변 현상이 빈번하게 발생하고 있다. 이로 인해 도시지역의 침수 등의 자연재해 증가로 인명 및 재산피해가 발생하고 있다. 이에 따라 하수도의 제 기능을 수행하고 있다면 문제가 없지만 이상기후로 인한 기록적인 폭우에 의해 침수가 발생하고 있다. 홍수 및 집중호우와 같은 극치사상의 발생빈도가 증가됨에 따라 강우사상의 변동에 따른 하수관로의 수위를 예측하고 침수에 대해 대처하기 위해 과거 수위에 따른 수위 예측은 중요할 것으로 판단된다. 본 연구에서는 서울 열린데이터 광장에서 제공하는 서울시 하수관로 수위 현황 자료를 활용하여 하수관로 수위 예측을 확인해 보았다. 대상자료는 서울특별시 강동구에 위치한 하수관로 수위 자료로, 서울 열린데이터 광장에서 제공하고 있는 2012년 ~ 2020년 25개 구 데이터 중 가장 누락데이터가 적은 자료를 활용하여 연구를 진행하였다. 하수관로 수위 예측에는 딥러닝 알고리즘RNN-LSTM 알고리즘을 활용하였으며, RNN-LSTM 알고리즘은 하천의 수위 예측에 우수한 성능을 보여준 바 있다. 하수관로 수위 예측에 앞서 1분 단위로 수집된 수위 데이터를 5분 평균, 5분 스킵자료, 10분 평균, 10분 스킵 등 비교를 위해 데이터를 구분하여 학습에 활용하였으며, 데이터 분석을 위해 하수관로 수위값 변동이 심한 1주일을 선정하여 분석을 실시하였다. 연구에는Google에서 개발한 딥러닝 오픈소스 라이브러리인 텐서플로우를 활용하였으며, 하수관로 수위 고유번호 25-0001을 대상으로 예측을 하였다. 학습에는 2012년 ~ 2018년의 하수관로 수위 자료를 활용하였으며, 모형의 검증을 위해 결정계수(R square)를 이용하여 통계분석을 실시하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2023.05a
• /
• pp.499-499
• /
• 2023

최근 컴퓨터 성능 향상과 새로운 머신러닝 알고리즘 개발됨에 따라, 각 분야별 연구자들이 이를 활용한 연구를 다양하게 수행하고 있으며, 하수처리시설의 경우에는 막대한 양의 운영자료가 축척됨에 따라 머신러닝을 활용한 다양한 연구가 가속화 되고 있다. 기존 하수처리장의 물리학적 모델은 적용된 영향 인자에 여러 가지 가정이 고려되어 모델 정확도가 부정확해지는 경향이 있었으며, 이러한 문제점을 보완하기 위해 하수처리장의 수집된 운영자료 및 머신러닝 기반의 예측 모델을 활용하여 예측 모델 정확도를 향상하는 선행 연구들이 진행되고 있다. A 하수처리장의 부지 내에 설치된 센서를 통하여 운영자료가 중앙제어실 서버에 실시간으로 저장되는 자료를 활용하여 NN (Neural Network), SVM (Support Vector Machine), RF (Random Forest) 등과 같은 다양한 머신러닝 모델을 적용하였고, 하수처리장 운영자료를 적용할 경우 어느 모델이 가장 높은 성능이 나타나는지 인사이트를 도출하고자 하였다. 금회 연구는 A 하수처리장을 대상으로 여러 머신러닝 기반 예측 모델을 개발하고, 각 모델의 예측정확도를 서로 평가함으로써, 머신러닝 모델 최적화를 수행할 수 있었다. 이번 연구에서 도출된 결과를 활용하여 하수처리장 예측 모델 최적화를 진행할 경우, 향후 비교적 짧은 시간에 하수처리장 머신러닝 기반 예측 모델 개발이 가능하다는 점에 의의가 있다.

• Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute
• /
• v.8 no.1
• /
• pp.97-104
• /
• 2020

The present study conducted mock-up tests under the simulated sewage environments to examine the practical significance and limitation of coating materials that were previously developed on the basis of the bacterial glycocalix as a protection of concrete structures exposed to microbiological and sulphate attacks. The variations of the compressive strength and mass of the concrete due to the sulphate attack were measured using cylinder specimens. The bacteria growth and glycocalix formulation were calculated from the samples extracted from the sewage pipes. The next generation sequencing analysis was also conducted for environmental damage assessment due to the use of Rhodobacter capsulatus in the simulated sewage environments. The mock-up tests revealed that the developed coating materials have a good potential in resisting the sulphate attack, indicating no reduction on compressive strength and mass of the coated concrete under the sewage environment. At the age of 91 days, the concentrations of viable bacteria and glycocalix measured from the hardened coating materials were 1.4×10⁴cell/mL and 67.5mg/㎤, respectively. Moreover, harmful strains were not observed in the sewage water including glycocalix-coated concrete pipes. This implies that Rhodobacter capsulatus used in the coating materials does not influence negatively the microorganism cluster in the sewage environments.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
• /
• 2014.05a
• /
• pp.432-435
• /
• 2014

하수관거는 생활환경의 개선, 공중위생, 침수방지 공공수역의 수질보전 및 건전한 물 순환 등을 구축하기 위하여 반드시 필요한 도시기반시설이다. 이러한 하수관거는 시가지의 하수를 배제, 처리하여 공공수역의 수질을 보전함으로서 생활환경을 개선하고, 우수를 신속히 배제함으로써 도시재해를 방지하는 등 2가지 기능을 갖고 있다. 지금 현 상 하수도 시스템은 우수, 하수나 둘 다 무조건 하수처리장으로 유하하여 처리하는 실정이다. 이러한 시스템에서는 평상시에는 문제가 없으나 강우 시에 한 번에 많은 우수가 하수 처리장으로 유하되어 하수 처리장의 처리 능력이 초과 되어 오히려 역효과를 일어 날 수 있고, 하수처리를 할 때 필요한 세제 및 재료들이 추가로 더 사용되기 때문에 정부의 국고 낭비가 되고 있는 실정이다. 그래서 본 과제에서는 이러한 단점을 보완하기 위하여 수 처리를 위한 다목적 컨트롤러 시스템을 설계 및 제안한다. 그 결과, 하수관거의 유량 및 수질을 검사 하여 하수일 경우에는 하수처리장으로 유하하고, 깨끗한 수질일 경우에는 바로 공공수역과 하천으로 흘려보내어 하수 처리장의 불필요한 처리능력에 대해 감소시킬 것이다. 추가로 각 디바이스에서 유 무선 통신으로 인한 디바이스에 대한 모니터링이 가능하고 데이터베이스에 항상 저장하기 때문에, 디바이스에 대한 관리가 쉬워지며, 관리에 대하 관리비를 줄 일 수 있기 때문에 1석 2조의 효과를 거 둘 수 있을 것이다.

• Proceedings of the Korean Environmental Sciences Society Conference
• /
• 2000.05a
• /
• pp.259-260
• /
• 2000

충남 지역에서 발생되는 하수 슬러지의 물리$\cdot$화학적 특성을 고려하여 적정 처분 방안을 검토하기 위하여 중금속 및 비휘발성 고형물 분석을 수행하였다. 충남 지역에서 발생되는 하수 슬러지의 중금속 함유량은 기준치 이하로서 다소 안전하다 할 수 있으나 지속적인 관리가 요구되며, 이러한 중금속의 함유량도 타폐기물과의 혼합으로 희석효과를 가질 수 있을 것으로 사료된다. 또, 하수 슬러지의 광물 낙석 결과 하수 슬러지의 비휘발성 고형분의 성분은 시멘트 원료로 쓰이는 점토질과 유사하며 소각후에 연소재를 이용한 경량 골재 및 다른 2차 제품의 제조 가능성이 높은 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
• /
• 2006.04a
• /
• pp.230-233
• /
• 2006

국내에서는 매년 60만 톤의 하수슬러지가 준설된다. 현행법상 하수 준설토는 산업폐기물로 정의되며, 재활용되도록 강조되어진다. 그럼에도 불구하고 매입에 의한 처리로 낭비되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 하수 준설토의 재활용 방안을 모색하기 위하여 지반 공학적 실험을 실시하였다. 실험 결과 준설된 순수한 하수 준설토의 경우 국내 건설용 성토재료 요구기준에 충분히 안정적인 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2022.05a
• /
• pp.388-388
• /
• 2022

하수처리 공정 중 생물반응조에서는 미생물의 산화 반응을 통해 하수 내 각종 유기물들을 처리하고 있다. 블로워는 호기조를 유리산소상태로 만들어 미생물들의 유기물 제어, 질산화가 원활하게 이루어질 수 있도록 지원하는 역할을 담당하고 있다. 그러나 실제 하수처리장에서는 유기물을 원활하게 처리하기 위하여 과도하게 블로워를 가동하고 있어 경제적인 측면에서 문제를 겪고 있다. 블로워를 통해 수중에 산소를 부족하게 공급할 경우 활성슬러지의 침전성이 저해되어 방류수 수질이 저해되는 반면, 용존산소가 과도하게 공급되어도 유기물질의 처리 효율은 증대되지 않으며 잉여용존산소는 대기 중으로 방류된다. 이러한 이유로 국내 하수처리장에서는 강화된 방류수 수질 기준을 만족하기 하고자 유입수질에 관계없이 과도하게 송풍기를 운영하고 있다. 이러한 하수처리장의 운영 및 경제적인 문제점을 해결하고자, 본 연구에서는 하수처리장으로 유입되는 원수의 수질을 처리하는 데 실제로 미생물이 필요한 산소요구량 및 공기공급량을 산정하는 프로그램을 개발하였다. 이를 통해 실제 하수처리장에서 필요한 산소요구량, 공기공급량을 산출하여 효율적인 하수처리장 운영이 가능하다. 실제 하수처리장에서의 프로그램을 통한 송풍량 절감 효율을 분석하고자 한 달간의 A 하수처리장 수질 데이터를 기반으로 하수처리에 필요한 산소요구량 및 공기공급량을 산정하였다. 실험 결과 프로그램 적용시 약 평균적으로 10%의 송풍량을 절감이 가능하며, 연구 결과를 바탕으로 효율적이고 경제적인 송풍기 운영조건의 기준을 제시하고자 한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2012.05a
• /
• pp.759-759
• /
• 2012

하수처리수의 농업용수 재이용 사업은 물 재이용 기본계획의 일환으로 수행되고 있다. 재이용방식은 직접재이용과 간접재이용으로 구분할 수 있으며 2020년까지 56개 하수처리시설에서 총 106,388 천$m^3$/년의 농업용수를 직접재이용할 계획이다. 하지만 대부분의 경우 간접재이용의 형식으로 하수처리수를 농업용수로 이용하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구의 목적은 하수처리수의 농업용수 간접재이용에 따른 작물생육, 수질, 그리고 토양환경에 미치는 영향을 평가하는데 있다. 본 연구를 위해 수원시 환경사업소와 오산시 환경사업소 하류 지역을 간접재이용 사례지구로 선정하고, 용인 이동저수지를 관개용수로 하는 청정지역을 대비구로 선정하였다. 각 지구별로 수량 구성요소 및 수확량 특성, 그리고 벼의 영양염류 및 중금속 함량 등의 유해성분을 분석하였으며, 관개수질과 논토양의 성분을 모니터링 하였다. 모니터링 결과를 통해 간접재이용 사례지구의 환경영향을 평가하여 수질기준을 정립하고 간접재이용시스템을 개발하는데 있어 기초적인 자료를 제공할 것이라 사료된다.

• Proceedings of the Korean Environmental Sciences Society Conference
• /
• 2005.05a
• /
• pp.183-185
• /
• 2005

영산강 유역 생활하수처리장의 방류수의 분석 결과, 일일 처리량이 타지점들에 비해 다량이며 인구수가 많고 산업이 발달되어 있는 광주지역에 위치해 있는 광주 하수처리장과 송대 하수처리장에서 다종의 유기화합물이 검출되었다. 특히 polycyclic compounds, phenols, phthalates, pesticides는 여름철에 다종 고농도로 검출되어 여름철 영산강 유역 방류수의 주 오염물질로 판단된다. 이들 광주 하수처리장 방류수와 송대 하수처리장 방류수에서는 내분비계 장애물질인 diethylph thalate와 bis(2-ethyhexyl)phthalate가 4회 이상 검출되었다. 또한 송대, 장성 하수처리장에서 고농도로 검출된 물질이 대부분 산업용 화학물질이나 반응에 의해 2차로 생성되는 화학물질들이 다종으로 검출되었다. 따라서 이들 지점의 영향은 산업폐수에 의한 것으로 판단된다. 현재 각 하수처리장에서 실시하는 표준활성오니법, 회전원판접촉식 처리공정으로는 본 연구에서 검출된 물질과 같이 생태계나 인간의 건강에 유해한 유기화합물을 처리하기에는 역부족이라고 판단된다. 따라서 영산강 유역 수질 안정성을 확보하기 위해서는 polycycli compounds, phenols, phthalates, pesticides와 같은 난분해성 유기 화합물질을 처리할 수 있는 고도산화처리 시스템 도입이 필요하다.