KR100417640B1 - 수처리시설의 평가장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수처리시설의 평가장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 하수, 오폐수를 처리하는 수처리시설 또는 정수처리시설의 처리효율평가에 있어서 표준화된 수처리시설 평가장치를 도입함으로써 수처리시설들에 대한 정확하고 객관적인 평가를 수행할 수 있으며, 수처리시설의 개량, 개조에 도움을 줄 수 있는 오폐수처리용 수처리시설의 평가장치에 관한 것이다.

본 발명의 수처리시설의 평가장치는, 수처리시설의 특정처리공정에서 발생되는 평가항목 설정데이터를 입력하고 소정의 데이터가공처리과정을 거쳐서 수처리시설을 평가하기 위한 장치에 있어서, 수처리시설에 대하여 진단 및 평가를 위한 평가대상공정의 선정을 위한 리스트를 제공하고 선정된 수처리시설 평가대상공정에 대한 평가항목의 설정데이터를 준비하여 입력하기 위한 데이터입력부; 상기 데이터입력부를 통하여 설정데이터입력이 완료되면 각각의 평가항목에 대하여 미리 설정된 변수처리연산과정에 의하여 수처리시설의 진단을 실행하고 진단 결과를 산출하는 변수계산부; 상기 진단결과를 기준값과 비교하여 최종평가결과를 산출하는 결과작성부; 및 상기 결과작성부의 최종평가결과를 표시하는 출력부를 포함한다.

Description

수처리시설의 평가장치{Device for evaluating the level of water treatment facility}

본 발명은 수처리시설의 평가장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 하수, 오폐수를 처리하는 수처리시설 또는 정수처리시설의 처리효율평가에 있어서 표준화된 수처리시설 평가장치를 도입함으로써 수처리시설들에 대한 정확하고 객관적인 평가를 수행할 수 있으며, 수처리시설의 개량, 개조에 도움을 줄 수 있는 오폐수처리용 수처리시설의 평가장치에 관한 것이다.

산업화가 진행됨에 따라서 대기, 수질의 오염등과 같은 환경오염, 환경파괴등이 사회적문제로 대두되고 있다. 특히 공장으로부터 발생되는 오, 폐수에 포함되어 방출되는 독성물질의 증가로 인하여 수질이 오염되고 이에 따라서 하천에 서식하는 어류등의 폐사가 자주 발생되고 있는 형편이다. 이러한 하천의 오염문제를 해결하기 위하여 오폐수를 발생시키는 시설들을 대상으로 수질정화를 위한 수처리시설이 의무적으로 설치되고 있으며, 전문관리자를 선임하여 엄격한 수질관리를 시행하고 있다.

그러나 종래 수처리환경시설은 건립된 지 오래되어 노화된 상태의 시설이 많으며, 혐오시설이라는 인식이 팽배하여 능력있는 관리인의 선임에 많은 어려움을 겪고 있는 형편이다. 더욱이 새로운 기술에 익숙한 관리요원의 부족등으로 신기술적용의 한계때문에 기존의 수처리시설의 가동도 비효율적으로 이루어지고 있어서 하천의 수질오염이 더욱 심화되고 있다.

종래 수처리시설로서 하수, 폐수, 오수등을 처리하기 위한 일반적인 하수처리장의 공정을 도 1을 참고하여 설명하면 다음과 같다.

하수, 폐수, 오수등의 오염도는 통상 화학적산소요구량(BOD)으로 대표되고,이것이 높은 유입수(2)는 먼저 스크린(3)을 통과시키면서 나뭇잎, 플라스틱등과 같은 거대 협잡물이 제거된다. 거대 협잡물이 제거된 후에 유입수(2)는 침사조(4)를 통과하면서 상대적으로 큰 물질을 중력효과에 의하여 침전시킨다. 그 후에 유입수(2)를 1차침전조(5)를 통과시켜서 큰 부유입자를 응집 및 중력에 의하여 침전시켜 제거한다.

1차침전조(5)를 통과한 유입수(2)는 화학적처리가 되지 않은 상태로서 여전히 높은 오염도를 가지고 있기 때문에 생물학적 처리에 의하여 오염도를 제거시키기 위하여 반응조(6)로 유입시킨다. 반응조(6)에서는 크게 표준활성화법, 장기폭기법, 산화구법, 및 접촉안정법등을 포함하는 활성슬러지법, 생물막법, 살수여상법, 또는 회전원판법등으로 구분되는 장치을 이용하여 오염도를 감소시킨다. 상기 반응조(6)에서의 오염물질 제거공정이 수처리장에서의 근본적인 오염물질제거공정이 되므로 매우 중요한 공정이다. 반응조(6)를 통과한 유입수는 다시 2차침전조(7)에서 침전시켜서 활성화된 미생물군을 제거하고 다시 반응조(6)로 반송한다. 효율적으로 운전되는 수처리시설의 경우에는 이러한 처리단계에서 거의 모든 오염물질이 제거되므로 방류수로 방출하여 수처리공정이 완료된다.

한편, 2차침전조(7)에 침전된 슬러지들은 슬러지처리시설로 이동되어서 농축, 소화, 탈수의 단위공정들을 거쳐 부피가 최소화된 후에 폐기물로 매립되거나 해양투기, 퇴비화장치등으로 처리된다.

이러한 수처리시설들은 자체의 최대처리용량에 비하여 더욱 많이 발생되는 하수, 폐수, 오수등을 처리하도록 요구받고 있으며 그 한도를 초과하여 처리하게되는 경우가 빈발하고 있으므로 완벽한 처리가 되지 않고 있다. 따라서 늘어나는 오폐수, 하수등을 처리하기 위하여 환경규제강화, 신기술개발, 및 새로운 수처리시설의 건설이 요구되고 있으며, 특히 수처리시설의 건설에는 막대한 비용이 소요되기 때문에 선진국등에서는 새로운 수처리시설의 건립보다 정확한 진단 및 개선기술에 의한 리트로핑을 도입하여 기존의 수처리시설을 활용하여 효율적으로 운용함으로서 비용을 절감하는 추세이다.

이러한 대표적인 리트로핑 기술의 하나로 미국환경청에서는 1990년 초반이후 종합개선장치(CCP)를 제시하여 운영하고 있으며, 이것을 크게 분류하면 시설에 대한 종합성능평가단계인 CPE(Comprehehsive Performance Evaluation)와 종합기술지원단계인 CTA(Comprehensive Technical Assitance)로 나누어진다. 특히 수처리시설에 대한 평가는 종합성능평가(CPE)의 단위공정평가기법을 위주로 하고 있다.

그러나 이러한 리트로핑기법의 단위공정평가기법은 수처리시설의 처리과정에서 발생되는 처리공정에 대한 결과물의 데이터들을 요구하는 복잡한 수식과 조건식등으로 구성되어 있다. 따라서 수처리시설의 진단, 평가작업을 수행하는데 진단, 평가 전문가가 반드시 필요할 뿐만 아니라, 자료수집의 어려움, 현장과 진단전문가의 시공간적 제약, 주관적인 진단 및 평가에 따른 부정확성, 많은 수처리시설에 대한 자료 관리등에 한계점을 노출하고 있으며, 환경시설관리의 후진성에 의하여 환경오염방지를 위하여 필요한 많은 데이터들이 쓸모없이 되는 문제점이 있었다.

따라서 시간과 공간적인 제약을 극복하고 단시간 내에 특정 수처리시설에 대한 진단 및 평가를 내릴 수 있어서 수처리시설의 개선, 건조작업 및 수처리효율을제고할 수 있으며, 수처리시설에 대하여 전국토적인 차원에서 체계적인 관리가 가능하도록 하는 데이터의 축적이 절실히 요구되고 있는 형편인 것이다. 특히 머지 않은 장래에 예견되는 수자원의 부족상태를 해소하기 위하여 수처리시설의 효율적인 관리가 절실히 요구되고 있는 형편이다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 전국 각지에 산재한 수처리시설에 대한 진단을 현장에서 수행하지 않고 필요한 평가항목 설정데이터만을 수처리시설공정중에서 추출, 입력하여 수행함으로서 수처리시설에 대한 진단, 평가를 장소에 관계없이 신속하게 수행할 수 있는 수처리시설의 평가장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 수처리시설의 진단, 평가에 소요되는 시간과 비용을 절약함으로서 기업체의 경쟁력을 향상시킬 수 있으며, 주기적으로 수처리시설에 대한 진단, 평가를 실시함으로서 수처리시설의 관리보수를 효율적으로 할 수 있는 수처리시설의 평가장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또다른 목적은 전국에 걸쳐 산재한 수처리시설에 대한 데이터베이스를 구축함으로서 종합적인 수처리시설 관리와 수처리정책에 반영할 수 있는 수처리시설의 평가장치를 제공하는데 있다.

도 1은 종래 사용되는 하수처리장의 공정구성도,

도 2는 본 발명의 수처리시설의 평가장치의 작동상태 플로우차트,

도 3은 본 발명의 수처리시설 대상공정 및 평가대상을 나타내는 개념도,

도 4는 본 발명에 의한 슬러지처리계통의 분리형 입출력예시도,

도 5는 본 발명의 수처리시설 평가장치의 블럭구성도,

도 6은 본 발명에서의 평가항목점수의 점수환산 자동화기법의 예시도,

도 7은 진단결과의 그라프 도식 예시도,

도 8은 상대적 등급의 위치표현 예시도.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

100: 컴퓨터 101: 데이터입력부

102: 변수계산부 103: 결과작성부

104: 출력부

상기 목적을 위한 달성하기 위한 본 발명의 특징은 다음과 같다.

본 발명의 수처리시설의 평가장치는, 수처리시설의 특정처리공정에서 발생되는 평가항목 설정데이터를 입력하고 소정의 데이터가공처리과정을 거쳐서 수처리시설을 평가하기 위한 장치에 있어서, 수처리시설에 대하여 진단 및 평가를 위한 평가대상공정의 선정을 위한 리스트를 제공하고 선정된 수처리시설 평가대상공정에 대한 평가항목의 설정데이터를 준비하여 입력하기 위한 데이터입력부; 상기 데이터입력부를 통하여 설정데이터입력이 완료되면 각각의 평가항목에 대하여 미리 설정된 변수처리연산과정에 의하여 수처리시설의 진단을 실행하고 진단 결과를 산출하는 변수계산부; 상기 진단결과를 기준값과 비교하여 최종평가결과를 산출하는 결과작성부; 및 상기 결과작성부의 최종평가결과를 표시하는 출력부를 포함한다.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 수처리시설의 평가대상공정은 활성슬러지공정, 살수여상공정, 회전원판공정 및 생물막공정으로 분류되며, 각각의 평가대상공정에 대하여 평가대상으로서 "A.반응조", "B.2차침전조", "C.슬러지처리계통"이 포함되며, 각각의 평가대상은 더욱 세분화된 평가항목을 가진다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 수처리시설의 평가장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 수처리시설의 평가장치는, 종래 전문가에 의하여 현장에서 수행되던 수처리시설 및/또는 정수처리시설(이하 "수처리시설"이라함)의 평가작업을 각 수처리시설의 처리공정중에 검출되는 특정설정데이터들을 추출하고, 이 추출된 특정설정데이터들을 컴퓨터에 입력시켜서 변수들을 계산하고 점수를 부여하고, 부여된 점수를 이용하여 최종적으로 등급을 설정함으로서, 용이하게 수처리시설을 평가할 수 있는 장치인 것이다. 본 발명의 이점은 동일 수처리시설에 대하여 처리공정중에서 발생되는 설정데이터들을 주기적으로 검출하고 입력함으로서 간단하게 진단, 평가를 받을 수 있어서 수처리시설의 유지, 보수, 신설등과 같은 장기대책에 도움을 줄 수 있다.

도 2는 본 발명의 수처리시설의 평가장치를 설명하기 위한 플로우차트이다.

본 발명에 의하면 먼저 진단 및 평가를 원하는 수처리시설의 평가대상공정과 그에 따른 평가진단을 위한 프로그램이 선택된다.

수처리시설에서의 평가대상공정은, 수처리시설에서 오폐수에 포함되어 있는 오염물질을 제거하기 위하여 수행되는 수처리공정, 예를 들면 활성슬러지공정, 살수여상공정, 회전원판공정, 또는 생물막공정등이다. 물론 상기 공정 이외에도 다른 수처리공정이 더 포함될 수 있다. 상기 수처리공정등은 실제 수처리시설에서 수행되는 공정이 된다.

또한 상기 각각의 평가대상공정에 대하여 실제로 수처리를 수행하는 반응조, 2차침전조, 및 슬러지처리계통등이 자동적으로 선정된다. 이것은 반응조, 2차침전조, 및 슬러지처리계통은 수처리시설에서 가장 중요한 처리요소들로서 근본적으로 물의 오염도를 감소시키는 공정이므로 수처리시설의 주요평가대상이 되는 것이다.

각각의 수처리공정에서 평가대상이 되는 반응조, 2차침전조는 각각의 수처리공정에 따라서 평가항목이 설정되며, 슬러지처리계통은 공통으로서 "중력농축", "공기부상", "혐기/호기소화", "기계탈수", 및 "건조"의 평가항목을 갖는다. 이것은 표 1을 참고하여 상세하게 설명된다. 상기와 같이 수처리시설의 진단, 평가를 위하여 선택되는 평가대상공정 및 각각의 평가대상공정에서의 평가항목은 수처리시설에따라서 차이가 있을 수 있다.

도 3에는 상술한 것과 같은 수처리시설에서의 평가대상공정과 그에 따른 평가대상이 표시되어 있다. 본 발명에 의한 평가대상공정은 "1.활성슬러지공정", "2.살수여상공정", "3.회전원판공정", "4.생물막공정"으로 구분되며, 각각의 평가대상공정에 대하여 "A.반응조", "B.2차침전조", 및 "C.슬러지처리계통"의 평가대상을 가진다.

특히 1.활성슬러지공정에서는 A.반응조가 표준활성, 장기폭기, 및 산화구공정이 대상이 되고, 슬러지처리계통에서는 전체 대상공정에 대하여 공통되는 것으로서 중력농축, 공기부상, 혐기/호기소화, 기계탈수, 및 건조가 대상이 되는 것에 차이점이 있다. 후에 상기 평가대상에 대한 구체적인 평가예가 설명된다.

또한 수처리시설의 평가대상공정의 선정은 상기 평가대상공정들이 표시되어 있는 메뉴선택화면 또는 인쇄된 리스트의 형태로 출력될 수 있다. 수처리시설의 진단 및 평가를 원하는 관리자, 또는 신청인은 메뉴화면 또는 리스트 상에서 원하는 수처리시설에 대한 대상공정을 확인하고 평가에 필요한 데이터를 입수한다.

메뉴화면에 대하여서는 본 발명의 장치가 수행되는 컴퓨터를 참고하여 상세히 설명된다. 즉 초기에 컴퓨터를 이용하여 수처리시설에 대한 평가대상공정 및 평가대상을 결정할 때, 필요한 설정데이터들에 대한 메뉴화면 또는 리스트를 출력하면, 의뢰인은 이 리스트를 참고하여 수처리시설의 해당 공정에서 발생되는 실제공정에서의 설정데이터값을 수집한다.

상기와 같이 수처리시설의 평가를 위한 대상공정 및 평가대상이 선정되고,선정된 평가대상에 대한 평가항목이 입수되면, 신청인은 각각의 평가대상에 대하여 필요한 설정데이터 자료를 수집한다. 설정데이터 자료의 예를 들면 반응조의 용량, 폭기조의 수리학적 체류시간(HRT), 일일 하수 처리량, F/M비(F.M.R), 유기물 용적부하율(O.L.R.)등과 같은 데이터가 될 수 있다.

상기 데이터들은 실제 수처리시설에서의 처리발생과정에서 생성되는 데이터들이다. 상기 데이터들은 본 발명의 설명을 위한 것으로서, 데이터가 이것들에 한정되는 것이 아님은 명백하며, 각 대상공정에 의한 평가대상(반응조, 2차침전조, 슬러지처리계통)에 따라서 변경된다.

하기에 기재된 표 1은 본 발명에 의하여 선택가능한 대상공정(활성슬러지공정, 살수여상공정, 회전원판공정, 및 생물막공정)중의 하나인 활성슬러지공정에 대하여 적용될 수 있는 CPE기법에 의한 점수산정 평가항목들을 예시한 것으로서, 각 평가단계(반응조, 2차침전조, 슬러지처리계통)에서 2~5개의 항목에 대하여 평가한다. 각 단계에서는 일단 중간합계를 이용한 종합점수가 산출되고 최종적으로 전체공정에 대한 종합점수가 산출되며, 이것에 기초하여 수처리시설의 최종 등급평가가 이루어지도록 되어 있다. 각각의 평가항목들이 본 발명의 장치에 의하여 실제 계산되는 것으로서 최종적으로 산출되는 종합점수는 절대적인 값을 가지게 되며, 이것은 기준값에 의하여 절대값으로 변환되어서 등급이 설정되는 것이다. 물론 이러한 평가항목은 더 추가되거나 감소될 수 있으며, 그에 따른 계산식들도 변경이 가능하다. 이러한 변경가능성은 본 발명의 장치에 더욱 정확한 계산식들을 추가, 변경시킴으로서 더욱 정확하고 객관적인 결과를 얻을 수 있는 것이다.

단위항목	평가항목	평 가 방 법
반응조	(1)수리학적 효율	HRT를 이용한 효율점수
	(2)오염부하	BOD5 Loading값을 이용한 효율점수
	(3)산소전달	Oxygen Availability를 이용한 효율점수
	(4)반응조종합	중간합계를 이용한 종합점수
2차침전조	(5)침전조형태및구조	침전소 형태/구조 type별 효율점수
	(6)침전조부하	침전조 수리학적 부하 효율점수
	(7)월유언에 의한 침전	월류언높이에 따른 침전효율점수
	(8)반송슬러지제거	반송슬러지 제거방식 type별 효율점수
	(9)반송슬러지조정	반송슬러지 제어정도에 따른 효율점수
	(10)2차침전조종합	중간합계를 이용한 종합점수
슬러지처리공정	(11)슬러지제어	슬러지제어장치에 따른 효율점수
	(12)슬러지처리능	최소슬러지처리조 효율에 따른 효율점수
	(13)슬러지처리공정종합	중간합계를 이용한 종합점수
전체공정	(14)전체공정	최종합계를 이용한 종합점수

평가대상에 대한 각 평가항목의 평가장치는 평가지수를 계산하고 그 값의 크기에 따라서 점수를 부여하는 방식, 운전방식의 특성에 따라서 점수를 부여하는 방식, 그리고 이 두 방식의 혼합에 의한 복합방식으로 구분될 수 있다.

평가지수값에 따른 점수부여방식의 일례를 들면, 반응조의 수리학적 효율은 다음의 HRT 계산식으로부터 간단하게 구할 수 있다.

HRT = Qin /Vr, 여기에서 HRT는 수리학적 체류시간, Qin은 유입수의 유량, Vr은 반응조의 부피를 나타낸다. 수처리시설을 평가하기 위하여 입력되는 설정데이터는 HRT값과 같은 데이터로서, 본 발명에서는 HRT, BOD5 LOADING값, OXYGEN AVAILABILITY값을 이용하여 활성슬러지공정에서의 반응조의 점수를 산출한다. 각각의 효율점수를 이용하여 중간합계를 이용한 종합점수가 반응조에 대하여 산출된다.

운전방식의 특성에 따른 점수부여방식의 예를 들면, 2차침전조 형태/구조별 효율점수는 2차침전조가 원형 또는 장방형인지 등에 따라서 각각 5단계로 구분하고 각각에 대하여 차별적인 점수를 부여한다.

또한 복합형인 경우에는 질산화반응이 일어나는가의 여부를 판단하고 그에 따른 산소공급량을 계산하여 데이터베이스에 저장된 표준산소공급량데이터와 비교하여 적정 점수를 부여한다.

본 발명은 상기한 활성슬러지공정의 예에서와 같이, 반응조, 2차침전조, 및 슬러지처리공정의 각각에서 산출된 중간합계에 의한 종합점수를 최종적으로 더하여 최종합계를 이용한 종합점수를 산출하여 전체 공정에 대한 점수를 산출하게 된다. 이러한 점수산출방식은 나머지 공정들에 대하여도 유사하게 적용되며(각 평가항목을 변경될 수 있음) 전체 공정에 대하여 종합점수를 산출한다. 이렇게 산출된 전체공정에 대한 종합점수를 이용하여 최종적으로 수처리시설에 대한 등급평가가 수행된다. 등급평가의 수행은 진단, 평가프로그램이 내장된 컴퓨터에 의하여 수행되며 하기에 데이터입력 및 진단, 평가과정에 대하여 설명된다.

상기와 같이 수처리시설 대상공정에 대하여 수집된 해당항목의 설정데이터를 수처리시설 평가프로그램이 내장되어 있는 컴퓨터에 입력한다. 컴퓨터는 입력되는 설정데이터를 이용하여 수처리시설에 대한 진단 및 평가를 수행하기 위한 프로그램을 포함하고 있다.

이러한 기능을 수행하기 위한 컴퓨터는 다음과 같은 구성을 가지고 있다.

컴퓨터(100)는 그것의 블럭구성도인 도 5를 참고하면, 준비된 설정데이터들을 입력받기 위한 데이터입력부(101)와, 상기 입력된 설정데이터들을 이용하여 진단을 하기 위한 변수계산부(102)와, 상기 변수계산부(102)로부터 출력되는 결과를 이용하여 점수를 계산하고 그라프등과 같은 특정한 형식으로 출력하는 결과작성부(103)와, 상기 결과작성부로부터 출력된 결과를 프린터를 통하여 출력하는 출력부(104)로 구성됨을 알 수 있다. 본 발명의 컴퓨터(100)는 수처리시설의 평가대상에 대하여 수집된 입력데이터들을 이용하여 내부적으로 미리 설정된 계산방식에 따라서 수처리시설에 대한 점수를 부여하고, 점수를 합산하여 최종적인 평가를 내리게 된다.

상기 데이터입력부(101)는 상기와 같이 준비된 설정입력데이터를 입력하기 위한 것이다. 입력을 위한 데이터입력화면이 다양한 형태로 구성될 수 있다. 입력데이터는 반응조, 2차침전조, 슬러지처리계통에서 발생되는 여러 가지 수치데이터, 질문형태, 또는 다중질문형태가 되며, 각각의 대상공정(제1공정, 제2공정, 제3공정)에 대하여 수행된다. 상기와 같이 데이터입력부(101)를 통하여 데이터의 입력이 완료되면 입력된 데이터는 변수계산부(102)로 입력된다. 상기 입력데이터는 다중질문형태에서 가장 본질적인 질문요소들만 추출되어서 의뢰인에게 제공된다.

상기 변수계산부(102)는 입력된 데이터를 기초로하여 "기본값", "문헌DB", "조건문"을 이용하여 변수를 계산한다. 상기 변수계산부(102)에서는 평가대상들(반응조, 2차침전조, 슬러지처리계통)에 대하여 평가지수들을 계산하고, 계산된 평가지수값의 크기에 따라서 점수를 부여하는 방식과, 운전방식의 특성에 따라서 점수를 부여하는 방식, 그리고 이 두 방식의 혼합에 의하여 결정하는 방식으로 크게 구분이 가능하다(표 1참조).

상기 결과작성부(103)는 상기 변수계산부(102)로부터 입력되는 결과치(점수치)를 이용하여 수처리시설의 점수를 계산하고, 점수예측을 통하여 해당 수처리시설의 최종적인 등급평가를 수행한다. 수처리시설의 등급을 평가하는 방식은, 전체공정에 대하여 산출된 종합점수에 따라서 A, B, C 등급으로 분류된다.

여기에서 A등급은 "적합" 판정을 의미하며, 현재의 수처리공정이 적절하게 유지되고 있으나 부하에 비하여 과도한 설계가능성이 있으며 환경관리는 적절하지만 비용절감이 가능함을 나타낸다. 또한 B등급은 "개선" 판정을 의미하며, 현재의 공정이 비교적 적절하나 개선이 가능함을 의미하며, 설비의 추가도입없이 현재의 공정으로 환경관리와 경제성을 최적화할 여지가 있음을 나타낸다. 또한 C등급은 "부적합" 판정을 의미하며, 현재의 공정으로 부적절하게 운전되고 있으며, 현재의 공정으로는 개선의 여지가 없으므로 설비의 추가도입 또는 새로운 설계가 요구됨을 나타낸다. 물론 이러한 분류는 더욱 세분화될 수 있다.

도 4는 슬러지처리공정에 대한 분리형 입출력기법의 일실시예의 예시도이다. 분리형 입출력기법은 본 발명의 장치에 의하여 수행되는 일련의 평가계산과정에서 입력과 출력양식을 프로그램 계산부로부터 분리시킴으로서 입력, 계산, 출력의 과정으로 단순화하여 의뢰 및 진단주체간의 의사소통을 원활히 하고 진단작업을 효율적으로 수행하기 위한 것이다.

이것을 상세히 설명하면, 수처리시설의 전체 평가작업은 비전문가가 이해하지 못하는 복잡한 수식, 변수, 및 질문들(직관적 다중계산형식)로 구성되어 있는데, 본 발명의 장치에서는 다중계산형식으로부터 필수적인 최소의 입력변수와 질문을 추출하고 이를 입력양식으로 분리한다. 이렇게 함으로서 수처리시설의 진단을 의뢰한 의뢰자는 도 4와 같이 다양하고 일정한 형식을 취하는 입력양식만을 작성, 또는 준비함으로서 작업이 단순화되는 이점이 있다.

입력데이터형식(1)의 일례를 들면, 객관식질문데이터, 주관식질문데이터, 슬러지처리계통순서입력, 해당공정수치데이터입력, 일반수치데이터입력등과 같은 데이터들을 입력시키도록 구성됨을 알 수 있다. 상기와 같은 입력데이터를 이용하여 수처리시설에 대한 진단, 및 평가가 수행되어진 후에 다중변수를 출력하고 필수결과데이터를 추출한다. 이것은 본질적으로 변수계산부(102)에서 수행되어진다.

추출된 필수결과데이터들은 다시 별도양식형태로 분리되어서, 출력데이터형식(2)으로 출력된다. 출력데이터형식(2)의 예를 들면, 필수 절대/상대 점수데이터, 보조수치데이터, 보조문자데이터, 점수그래프도식, 최종공정 type출력(최종등급평가)이 된다. 이렇게 함으로서 특정 수처리시설에 대한 등급평가가 완료된다. 등급평가가 완료되면 의뢰인은 출력된 등급평가를 이용하여 수처리시설을 개선, 개량하는 등의 적적한 조치를 취할 수 있다.

도 6에는 본 발명에 의한 점수환산 자동화기법의 일례가 표시되어 있다. 상기한 것과 같이 해당 평가항목에 대한 평가지수가 결정되면, 종래에는 최상위의 "평가지수" 척도로부터 시각적으로 단위를 환산하는 방식을 사용하였다. 시각적으로 결정하는 과정은, 도면을 다시 참고하면, 평가지수 30은 종래 도표상에서 시각적으로 측정하면 45가 되고, 평가지수 40은 60이 된다. 그러나 평가지수가 33이라고 하면 도표에서 정확한 값이 아니라 대략적인 값이 측정된다.

그러나 본 발명의 장치에서는 수식을 이용하여 단위를 환산함으로서 평가지수를 세계표준도량형으로 자동적으로 환산한다. (식 1)의 예를 들면 Y = 1.5X 로서, 여기서 X는 엔지니어링 단위(예를 들면 피이트(feet))이고 Y는 세계표준도량형을 나타낸다. 이것은 본질적으로 결과작성부(103)에서 수행되어진다.

상기와 같이 평가지수에 대한 단위환산값이 결정되면, 다음에는 1차적 관계를 갖는 구간을 구별한다. 구별된 각 구간에서의 상관관계식을 식2, 식3, 식4와 같이 일차식으로 구하고, 평가수치를 조건문과 계산식으로 자동으로 점수의 산출이 가능하게 구성한다.

식2는, 30 ≤Y < 45, S = 0.267Y - 18,

식3은, 45 ≤Y < 75, S = 0.2Y - 15,

식4는, 75 ≤Y < 120, S = 0.222Y - 16.67,

등과 같은 수식이 될 수 있다. 여기에서 Y는 표준도량형으로 표현된 진단대상변수의 수치이고, S는 실제 점수가 된다.

그러나, 평가지수의 범위가 상기 범위에 미만, 또는 초과상태이면 식5, 식6과 같이 경계값이 일치하도록 하여 계산상의 오차를 제거한다.

식5는 Y < 30, S = -10, 식6은 120 < Y, S = 10,

그리고 점수 S는 각 진단항목마다 경계값(도 6에서는 -6 에서 10)이 달라지므로 전체적으로 비교할 경우에, 진단결과가 어느 정도에 해당되는 가를 알 수 없다. 따라서 상대점수화하는 식7을 추가한다.

식7은, RS = (S + -Y1)/(Y2 - Y1), 여기에서 Y1은 최소점수, Y2는 최대점수, RS는 상대점수로서 0에서 100 사이의 값을 가지게 된다.

상기와 같은 진단과정을 통하여 얻어진 결과에 대한 일예가 도 7에 표시되어있다. 도시된 바와 같이, 시각적인 막대그라프로 표시되어 있어서 1)수리학적효율, 2)오염부하, 3)산소전달, 4)반응조종합, 5)침전조형태구조, 6)침전조부하, 7)월류언에 의한 침전, 8)반송슬러지제거, 9)반송슬러지조절, 10)2차침전조종합, 11)슬러지제어, 12)슬러지처리능, 13)슬러지처리공정종합, 14)전체공정에 대한 상대점수를 한 눈에 파악할 수 있다. 상기한 수처리시설의 단위공정별 진단결과는 표 1에 표시되어 있는 평가항목들에 대한 것임을 알 수 있다.

도 7에서는 각 평가항목들에 대하여 등급 A, B, C 세가지 등급으로만 표시되어 있기 때문에 동일한 A등급이라도 점수가 낮은 경우가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 도 8과 같이 각 등급이 해당 등급의 범위에서 어떤 위치에 있는가를 그라프로 나타낼 수 있다.

본 발명에서는 상기와 같이 의뢰인에 의하여 입력되는 수처리시설들에 대한 설정데이터들을 각각 저장하고, 관리함으로서 수처리시설들에 대한 정보의 축적이 가능하다. 이것은 전국적으로 수처리시설에 대한 정보의 부족등을 해소하고, 효과적으로 수처리시설을 관리, 감독함으로서 환경오염을 미연에 방지할 수 있으며, 해당 수처리시설들의 내구연한등을 산출하고, 미리 대비함으로서 자연환경보호에 일익을 담당할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 의하면 하수, 오폐수를 처리하는 수처리시설의 평가, 개조, 개선, 증설 또는 신규시설 등의 건립에 있어 표준화된 시설평가장치를 도입함으로서 수질관리에 어려움이 있는 기존의 수처리시설들 또는 과다하게 비용을 지출하고 있는 수처리시설들을 빠른 시간내에 최소의 비용으로 정확하고 객관적인 평가를 수행할 수 있는 효과가 있다. 뿐만 아니라 본 발명의 장치는 정수처리시설에도 동일하게 적용될 수 있다.

Claims (10)

1. 수처리시설의 특정처리공정에서 발생되는 평가항목 설정데이터를 입력하고 소정의 데이터가공처리과정을 거쳐서 수처리시설을 평가하기 위한 장치에 있어서,

   수처리시설에 대하여 진단 및 평가를 위한 평가대상공정의 선정을 위한 리스트를 제공하고 선정된 수처리시설 평가대상공정에 대한 평가항목의 설정데이터를 준비하여 입력하기 위한 데이터입력부; 상기 데이터입력부를 통하여 설정데이터입력이 완료되면 각각의 평가항목에 대하여 미리 설정된 변수처리연산과정에 의하여 수처리시설의 진단을 실행하고 진단 결과를 산출하는 변수계산부; 상기 진단결과를 기준값과 비교하여 최종평가결과를 산출하는 결과작성부; 및 상기 결과작성부의 최종평가결과를 표시하는 출력부를 포함하는 수처리시설의 평가장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 평가대상공정이 활성슬러지공정, 살수여상공정, 회전원판공정, 및 생물막공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리시설의 평가장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 활성슬러지공정, 살수여상공정, 회전원판공정, 및 생물막공정이 각각 반응조, 2차침전조, 및 슬러지처리계통의 서브평가대상을 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리시설의 평가장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 데이터입력부에서 대상공정 및 평가대상에 연관된 설정데이터를 수집하기 위하여 출력되는 설정데이터 리스트가 메뉴화면 또는 인쇄물 형태로 출력되는 것을 특징으로 하는 수처리시설의 평가장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 평가대상에 대한 평가항목이, 1)수리학적효율, 2)오염부하, 3)산소전달, 4)반응조종합, 5)침전조형태구조, 6)침전조부하, 7)월류언에 의한 침전, 8)반송슬러지제거, 9)반송슬러지조절, 10)2차침전조종합, 11)슬러지제어, 12)슬러지처리능, 13)슬러지처리공정종합, 14)전체공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리시설의 평가장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 결과작성부에서의 평가결과가 각 평가항목에 대한 그라프형태로 출력부를 통하여 출력되는 것을 특징으로 하는 수처리시설의 평가장치.
7. 삭제
8. 제1항에 있어서,

   상기 결과작성부가 진단결과를 기준값과 비교하여 최종평가결과를 산출하는 과정이 평가항목에 대하여 설정된 수식에 따라서 자동적으로 계산되어 출력되며, 점수계산부, 점수예측부 및 그래프작성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리시설의 평가장치.
9. 제8항에 있어서,

   상기 결과작성부에서 출력되는 점수를 상대점수화하여 등급을 표시하는 것을 특징으로 하는 수처리시설의 평가장치.
10. 수처리시설의 특정처리공정에서 발생되는 평가항목 설정데이터를 입력하고 소정의 데이터가공처리과정을 거쳐서 수처리시설을 평가하기 위한 장치를 실행하기 위한 것으로서,

    수처리시설에 대하여 진단 및 평가를 위한 평가대상공정을 선정하고 선정된 수처리시설 평가대상공정에 대한 평가항목의 설정데이터를 준비하는 제1단계; 선정된 특정 수처리시설 평가대상공정에 대하여 준비된 해당 평가항목의 설정데이터를 입력하는 제2단계; 설정데이터입력이 완료되면 각각의 평가항목에 대하여 미리 설정된 변수처리연산과정에 의하여 수처리시설의 진단을 실행하고 진단 결과를 산출하는 제3단계; 및 상기 진단결과를 기준값과 비교하여 최종평가결과를 산출하는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터로 판독 및 실행가능한 저장매체.