KR101165416B1 - 하수처리 진단 방법 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 현장적용을 용이하게 하기 위하여 보다 단순화된 수학적 모델을 이용하여 하수처리 공정의 운전상태를 분석하고, SRT 제어 장치를 통해서 SRT를 자동으로 제어할 수 있도록 하는 하수처리 진단 방법 및 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예와 관련하여 하수처리 진단 방법은 의사결정지원시스템의 수신부가 수질 관련 데이터를 수신하는 단계; 상기 의사결정지원시스템의 평가부가 수학적 모델의 적용 및 상기 수신한 수질 관련 데이터에 근거하여 하수처리 공정의 운전 상태를 평가하는 단계; 상기 의사결정지원시스템의 산출부가 상기 평가에 근거하여 상기 하수처리 공정의 운전 제어를 위한 제어 데이터를 산출하는 단계; 상기 의사결정지원시스템의 전송부가 상기 제어 데이터 중 SRT 관련 제어 데이터를 SRT 제어 장치에 전송하는 단계; 상기 SRT 제어 장치가 상기 SRT 관련 제어 데이터에 근거하여 제어 명령을 논리 연산 제어 장치(PLC)에 전송하는 단계; 상기 논리 연산 제어 장치(PLC)가 상기 제어 명령을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

하수처리 진단 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM OF WASTE WATER DIAGNOSIS}
본 발명은 하수처리 진단 방법 및 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 의사결정지원시스템이 단순화된 수학적 모델을 이용하여 하수처리 공정제어를 위한 데이터를 운전자에게 제공해 주며, SRT 제어 장치를 통해서 SRT를 자동으로 제어할 수 있도록 하는 하수처리 진단 방법 및 시스템에 관한 것이다.
현재, 많은 하수처리 시설들은 활성슬러지 공법을 이용하여 하수의 수질을 관리하고 있다. 활성슬러지공법은 부유 성장식 공정( 浮游成長式工程 : Suspended Growth Process)의 가장대표적인 공정으로 미생물이 폐수와 미생물의 혼합액(mixed liquor)내에 부유상태로 성장하면서 폐수 내의 각종 유기물을 효소에 의해 분해하여 이용가능한 유기물로 만든 후 새로운 세포나 최종 생성물로 전환 시키는 생물학적 처리공정이다.
활성슬러지공법은 표준활성슬러지법과 장기폭기법으로 부하율에 따라 구분되는데 장기폭기법은 많은 부지를 필요로 하고 표준활성슬러지 방법은 처리효율은 좋으나 운전의 까다로움 및 슬러지 발생량의 과다 등의 문제가 있으며 최근에는 이를 응용한 순산소 활성슬러지 방법 등이 새로운 방법이 도입되고 있다.
생물반응조에서 생성된 미생물은 재이용을 위하여 침전 및 기타 물리적인 방법으로 반송되는 것이 일반적이며 미생물 중 일부는 오니 농축 등의 과정을 거쳐 탈수기를 이용해 폐기물로 주기적으로 제거된다. 폐수의 농도에 따라서 고농도일 경우에는 1차 화학처리시설에서 오염물질을 저감 시킨 후 폭기조에 공급하는 것이 원칙이다. 동력비 측면에서 비경제적임에도 불구하고, 반송량의 조절, 폐활성 슬러지의 인출량의 조절 및 공정의 개량을 통하여 용이하게 확보가능한 운전의 안정성 및 융통성 때문에 활성슬러지공법이 널리 이용되고 있다.
하지만, 점점 하수처리장의 방류 수질 기준이 강화되고 있으며, 오염 물질 총량 관리제 도입 및 처리 수 재이용률 증가에 따라 하수처리 공정에 대한 정밀한 운전 기술이 요구되고 있다.
따라서, 활성슬러지공법을 이용하는 하수처리 공정에 있어서, 하수처리 공정의 운전 조건의 분석을 통한 실시간 최적의 운전 전략을 운전자에게 제시해 주고, 하수처리 공정의 자동 운전을 지원하며, 다양한 운전 환경에서도 안정적인 처리 수질을 확보할 수 있도록 해 주는 하수처리 진단 시스템에 대한 도입이 필요한 실정이다.
본 발명의 목적은 현장적용을 용이하게 하기 위하여 보다 단순화된 수학적 모델을 이용하여 하수처리 공정의 운전상태를 분석하고, 운전자에게 하수처리 공정제어를 위한 데이터를 제공해 주며, SRT 제어 장치를 통해서 SRT를 자동으로 제어할 수 있도록 하는 하수처리 진단 방법 및 시스템을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 의사결정지원시스템의 수신부가 수질 관련 데이터를 수신하는 단계; 상기 의사결정지원시스템의 평가부가 수학적 모델의 적용 및 상기 수신한 수질 관련 데이터에 근거하여 하수처리 공정의 운전 상태를 평가하는 단계; 상기 의사결정지원시스템의 산출부가 상기 평가에 근거하여 상기 하수처리 공정의 운전 제어를 위한 제어 데이터를 산출하는 단계; 상기 의사결정지원시스템의 전송부가 상기 제어 데이터 중 SRT 관련 제어 데이터를 SRT 제어 장치에 전송하는 단계; 상기 SRT 제어 장치가 상기 SRT 관련 제어 데이터에 근거하여 제어 명령을 논리 연산 제어 장치(PLC)에 전송하는 단계; 상기 논리 연산 제어 장치(PLC)가 상기 제어 명령을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하수처리 진단 방법을 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 의사결정지원시스템, SRT 관련 제어 데이터에 근거하여 제어 명령을 전송하는 SRT 제어 장치 및 제어 명령을 수행 하는 논리 연산 제어 장치(PLC)를 포함하되, 상기 의사결정지원시스템은 수질 관련 데이터를 수신하는 수신부; 수학적 모델의 적용 및 상기 수신한 수질 관련 데이터에 근거하여 상기 하수처리 공정의 운전 상태를 평가하는 평가부; 상기 평가에 근거하여 상기 하수처리 공정의 운전 제어를 위한 제어 데이터를 산출하는 산출부; 상기 제어 데이터 중 SRT 관련 제어 데이터를 상기 SRT 제어 장치에 전송하는 전송부; 상기 수질 관련 데이터, 상기 하수처리공정의 운전 상태 평가 데이터 및 상기 제어 데이터 중 적어도 하나를 저장하는 데이터베이스; 및 상기 수신부, 상기 평가부, 상기 산출부, 상기 전송부 및 상기 데이터베이스를 전반적으로 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 하수처리 진단 시스템을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 의사결정지원시스템은 단순화된 수학적 모델을 적용하여 하수처리 공정의 운전 상태를 분석하므로, 현장 적용성이 향상된 하수처리 공정의 운전 제어를 위한 데이터를 산출할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 의하면, SRT 제어 장치가 상기 하수처리 공정의 SRT를 자동으로 제어할 수 있도록 하여, 하수처리 공정의 최적의 운전 조건을 유지할 수 있도록 한다.
한편, 본 발명의 일실시예에 의하면, 의사결정지원시스템이 하수처리 공정의 운전 제어를 위한 데이터를 논리 연산 제어 장치(PLC)에 전송함으로써, 논리 연산 제어 장치(PLC)가 하수 처리 공정의 수질 개선을 위해 내부반송율, 약품주입량, 공기량 조절 등 SRT 이외의 수처리 인자를 제어하는 것이 가능하도록 한다. 따라서 하수처리 수질을 운전조건 변화에도 상시 안정적으로 확보할 수 있도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예와 관련된 하수처리 진단 시스템에 관한 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예와 관련된 의사결정지원시스템의 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예와 관련된 SRT 제어 장치의 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예와 관련된 SRT 자동 제어를 위한 하수처리 진단 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5은 본 발명의 일실시예와 관련된 수학적 모델을 설명하기 위한 도면이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 BOD(Biochemical Oxygen Demand: 생물학적 산소요구량)란 호기성 미생물이 일정 기간 동안 물속에 있는 유기물을 분해할 때 사용하는 산소의 양을 말하는 것으로서, 물의 오염된 정도를 표시하는 지표가 된다.
명세서 전체에서 SS(Suspended Solid)란 물속에 현탁하여 있는 고형(固形) 물질을 말하며, 일정량의 물을 여과하고 잔류물을 증발?건조시켜 측정되는 이 고형 물질의 양은, 환경오염 분야에서 수질 오염의 지표로 사용된다.
명세서 전체에서 MLSS(Mixed Liquor Suspended Solids)란 활성슬러지 부유물질 또는 폭기조 혼합액의 부유물질의 약칭으로서 일반적으로 폭기조 내의 미생물을 말하며, 활성 슬러지량의 지표로 이용되어 하, 폐수처리시설의 중요한 인자가 된다.
명세서 전체에서 SRT(Solids Retention Time: 고형물 체류시간)란 활성슬러지공정(Activated Sludge Process) 내에 머무르는 슬러지의 평균 체류시간(Mean Residence Time)을 나타낸다. SRT는 활성슬러지 공정 설계에서 가장 중요한 매개 변수(Parameter)로 공정의 운전, 포기조 크기, 슬러지 생산량, 산소요구량에 영향을 미친다.
한편, 활성슬러지법(활성오니법)과 같은 생물학적 수처리 공정의 침전조에서 침전되는 활성슬러지 중 폭기조로 보내어 다시 이용하는 부분을 반송 슬러지라고 하고, 이를 제외한 나머지 슬러지를 잉여 활성 스러지라 한다. 폐수나 하수를 생물학적으로 처리할 때, 미생물은 현탁되어 있거나 용존 형태의 고형물질을 분해하며, 일부는 이산화탄소와 물로 산화되고, 나머지는 합성과정을 거쳐 미생물 균체로 전환된다. 잉여슬러지의 발생량은 생화학적 산소요구량(BOD)의 부하가 작을수록 적어진다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예와 관련된 하수처리 진단 방법 및 시스템에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예와 관련된 하수처리 진단 시스템에 관한 블록 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 의하면, 하수처리 진단 시스템은 논리 연산 제어 장치(PLC)(100)를 통해서 상기 하수처리 공정을 제어할 수 있다.
상기 PLC(Programmable Logic Controller: 논리연산제어장치)란 디지털 또는 아날로그 입출력 모듈을 통하여 로직, 시퀀싱, 타이밍, 카운팅, 연산과 같은 특수한 기능을 수행하기 위하여 프로그램 가능한 메모리를 사용하고 여러 종류의 기계나 프로세서를 제어하는 디지털 동작의 전자 장치를 말한다. 상기 PLC(Programmable Logic Controller: 논리연산제어장치)는 마이크로프로세서(Microprocessor) 및 메모리를 중심으로 구성되어 인간의 두뇌 역할을 하는 중앙처리장치(CPU), 외부 기기와의 신호를 연결시켜 주는 입?출력부, 각 부에 전원을 공급하는 전원부, PLC 내의 메모리에 프로그램을 기록하는 주변 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 논리 연산 제어 장치(PLC)(100)는 하수처리 공정이 진행되는 현장에 설치되어 있을 수 있다. 상기 논리 연산 제어 장치(100)는 하수처리 공정 시스템(500)으로부터 수질 관련 데이터를 수집할 수 있다.
상기 수질 관련 데이터란 유입 유량, 잉여 슬러지 유량, 반송 유량, MLSS(Mixed Liquor Suspended Solids), 수온, 슬러지 농도, DO(Dissolved Oxygen: 용존 산소량), 처리수 SS(Suspended Solids) 등을 포함할 수 있다.
상기 논리 연산 제어 장치(100)는 상기 수집한 수질 관련 데이터를 의사결정지원시스템(200) 및 SRT 제어 장치(300)로 전송해 줄 수 있다. 또한, 상기 논리 연산 제어 장치(100)는 상기 의사결정지원시스템(200) 및 상기 SRT 제어 장치(300)로부터 제어 명령을 수신하여, 상기 하수처리 공정 시스템(500)의 밸브나 펌프를 제어할 수 있다.
한편, 상기 논리 연산 제어 장치(100)는 운전자로부터 직접 제어 명령을 입력받아 상기 하수처리 공정 시스템(500)을 제어하는 것도 가능하다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 의사결정지원시스템(200)은 수질 관련 데이터를 수신하여, 단순화된 수학적 모델을 통해 상기 하수처리 공정 시스템(500)의 운전 상태를 평가 및 분석할 수 있다. 또한, 상기 의사결정지원시스템(200)은 상기 운전 상태를 분석한 결과를 상기 운전자에게 디스플레이 장치를 통해서 제공해 줄 수 있다. 이 경우, 상기 의사결정지원시스템(200)은 상기 운전자에게 도표 및 이미지로 상기 분석 결과를 제공함으로써, 최적의 하수처리 시설 운전이 가능토록 해 준다.
상기 의사결정지원시스템(200)은 상기 분석 결과에 근거하여 상기 하수처리 공정의 운전 제어를 위한 제어 데이터를 산출할 수 있다. 이 경우, 상기 의사결정지원시스템(200)은 상기 제어 데이터 중 SRT 관련 제어 데이터는 상기 SRT 제어 장치(300)에 전송해 줄 수 있다.
또한, 상기 의사결정지원시스템(200)은 상기 SRT 관련 제어 데이터 이외에 내부반송율, 응집제 주입량, 적정 공기 주입율, 유기물 부하, 고형물부하, 수리학적 부하 등 운전에 필요한 각종 제어 데이터를 운전자에게 제공해 줄 수 있다. 운전자는 상기 제어 데이터에 근거하여 제어 명령을 상기 논리 연산 제어 장치(PLC)(100)에 입력할 수 있다. 이 경우, 상기 논리 연산 제어 장치(100)는 상기 제어 명령에 따라 상기 하수처리 공정 시스템(500)의 밸브 및 펌프를 제어할 수 있게 된다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 의사결정지원시스템(200)은 상기 하수처리 공정의 운전 상태를 분석한 결과 및 상기 제어 데이터를 통합 운영 센터(600)의 웹서버에 전송해 줄 수 있다. 상기 통합 운영 센터(600)는 개별 하수처리 시설에 대한 운전 상태 및 제어 데이터를 수신하여 통합적인 운전 전략을 수립할 수 있다. 또한, 상기 통합 운영 센터(600)는 상기 의사결정지원시스템(200)으로부터 전송받은 데이터에 근거하여 상기 하수처리 공정 시스템(500)에 운전 이상이 발견되는 경우, 경보를 울리거나 상기 운전자의 이동 단말기에 문자 메시지(SMS: short message service, LMS: long message service, MMS: multimedia message service)를 전송해 줄 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 의사결정지원시스템(200)은 HMI(Human machine interaction)(400)를 통해서 상기 논리 연산 제어 장치(100) 및 상기 SRT 제어 장치(300)와 통신을 할 수 있다. 이 경우, 상기 HMI(400)는 유선 또는 무선 통신 모두를 이용할 수 있다. 다만, 안정성 측면에서 상기 HMI(400)는 유선 통신을 주로 이용할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 의사결정지원시스템(200)은 상기 HMI(400)를 통해서 상기 논리 연산 제어 장치(100)로부터 MLSS, SS, 유량 등 상기 수질 및 유량 관련 데이터를 수신할 수 있으며, 상기 SRT 제어 장치(300)에 SRT 관련 제어 데이터를 전송해 줄 수도 있다.
또한, 상기 HMI(400)는 상기 논리 연산 제어 장치(100)에 제어 명령을 전달해 주기 위한 소정의 프로그램일 수 있다. 따라서, 상기 의사결정지원시스템(200)은 상기 제어 데이터에 근거한 제어 명령을 상기 HMI(400)를 통해서 상기 논리 연산 제어 장치(100)에 전송할 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 SRT 제어 장치(300)는 상기 의사결정지원시스템(200)으로부터 잉여슬러지 배출량, 슬러지 반송율 등 SRT 관련 제어 데이터를 수신할 수 있다. 이 경우, 상기 SRT 제어 장치(300)는 상기 SRT 관련 제어 데이터에 근거한 제어 명령을 상기 논리 연산 제어 장치(100)에 전송하여, 운전자의 관여 없이도 SRT를 자동으로 제어할 수 있도록 한다.
본 발명의 일실시예에 의하면, SRT는 지속적으로 제어할 필요가 있으며, SRT를 제어하는 데에는 운전자의 판단이 많이 필요하지 않기 때문에, 상기 SRT 제어 장치(300)를 통해서 SRT를 자동으로 제어하도록 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 SRT 제어 장치(300)는 상기 논리 연산 제어 장치(100)로부터 직접 상기 수질 관련 데이터를 수신하여, 단순화된 수학적 모델을 통해 상기 하수처리 공정 시스템(500)의 운전 상태를 평가하고, 이에 근거하여 SRT 제어를 위한 제어 명령을 상기 논리 연산 제어 장치(100)에 전송해 줄 수 있다.
이하에서는 도 2를 참조하여 상기 의사결정지원시스템(200)의 구성을 자세히 살펴보기로 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예와 관련된 의사결정지원시스템의 블록 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 의사결정지원시스템의 수신부(210)는 상기 수질 관련 데이터를 수신할 수 있다. 이 경우, 상기 수신부(210)는 상기 논리 연산 제어 장치(100)가 수집한 데이터를 상기 HMI(400)를 통해서 수신할 수 있으며, 상기 운전자로부터 설정 값을 입력받을 수도 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 의사결정지원시스템의 평가부(220)는 단순화된 수학적 모델을 통해 하수처리 공정의 운전 상태를 평가할 수 있다. 상기 수학적 모델은 학자들에 의하여 개발된 복잡한 수학적 모델을 그대로 사용하는 것이 아니라 단순화시키거나 수정하여 최적화 함으로써, 현장 적용성을 향상시키고, 실제 운영 환경을 최대한 묘사할 수 있도록 하였다.
예컨대, 상기 의사결정지원시스템의 평가부(220)는 상기 하수처리 공정 시스템(500)의 운전 상태를 분석하기 위하여, IWA ASM model No.1을 적용하되, 상기 하수 처리 공정 시스템을 제어하는데 민감도가 낮은 요소를 생략하여 수학적 모델을 단순화하거나, Mckinney eq., Monod eq. 등과 IWA ASM model No.1 비교하여 상황에 따라서 오차가 적은 모델을 선택하여 적용할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 평가부(220)는 상기 수학적 모델을 적용하여, 상기 하수처리 공정 시스템(500)에 대하여 일정 시간 단위로 물질수지(Material Mass Balance)를 수행할 수 있다. 이 경우, 상기 평가부(220)는 상기 물질수지를 운전자의 조작 없이 자동으로 수행할 수 있다. 현재까지는 물질수지를 현장에서 운전 조건 설정 전에 간헐적으로 수행하여 운전조건에 반영함으로써, 운전 조건 분석에 대한 지속성이 떨어지고, 운전 조건 변화에 대응하기 어려운 실정이었다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 평가부(220)가 물질수지를 분석하는 방법은 다음과 같을 수 있다.
시스템 경계 시스템 경계 시스템 경계 시스템 경계
내에 반응물의 = 안으로 들어오는 - 밖으로 나가는 + 내의 반응물의
축적속도 반응물의 유량 반응물의 유량 생성량
(1) (2) (3) (4)
이를 단순화 하면 다음과 같다.
축적 = 유입 - 유출 + 생성
(1) (2) (3) (4)
기호를 사용하여 서술하면 다음과 같다.
Figure 112010038783026-pat00001
여기서, dC/dt = 제어부피내 반응물 농도의 변화속도, ML-3T-1
V = 제어부피 내 부피 L3
Q = 제어부피에 출입하는 부피유량, L3T-1
C0 = 제어부피에 유입되는 반응물의 농도, ML-3
C = 제어부피로부터 유출되는 반응물의 농도, ML-3
Figure 112010038783026-pat00002
c = 1차 반응, (-kC), ML-3T-1
k = 1차 반응속도 상수, T-1
상기 식을 기본으로 하여 상기 의사결정지원시스템(200)은 침전지, 활성슬러지, 농축, 소화, 탈수 등 상기 하수처리 공정 시스템(500)에 대한 물질수지를 수행할 수 있다. 침전, 농축과 같은 물리적 반응이 주가 되는 공정의 경우에는 다음과 같은 식을 적용할 수 있다.
Figure 112010038783026-pat00003
여기서, M = Mass, MT-1
C = 농도, ML-3
Q = 유량, L-3T-1
활성슬러지와 같이 복잡한 공정의 경우에는 Mckinney eq. 및 Monod eq.을 적용하며, 활성슬러지 공정에서의 미생물 농도는 다음과 같이 결정될 수 있다.
Figure 112010038783026-pat00004
여기서, MT = MLSS 농도, mg/L
Ma = 포기조내의 살아있는 미생물 농도, mg/L, VSS
Figure 112010038783026-pat00005
SRT = 고형물 체류시간, d-1
HRT = 수리학적 체류시간, hrs
Me = 내생호흡상태의 미생물, mg/L, VSS
Me = 0.2(Ke)(Ma)(SRT)
Mi = 미생물에 의하여 분해되지 않은 유기성 SS(mg/L, VSS)
Figure 112010038783026-pat00006
Mii = 무기성 SS, mg/L
Figure 112010038783026-pat00007
Figure 112010038783026-pat00008
또한, 유출수 내의 유기물질 농도는 다음과 같을 수 있다.
Figure 112010038783026-pat00009
여기서,
Figure 112010038783026-pat00010
MTeff = 유출수내의 총 SS, mg/L
F = 유출수내의 용해성 BOD, mg/L
Figure 112010038783026-pat00011
Fi = 유입수의 BOD, mg/L
Km = 물질대사 속도, /hr
상기 식들은 활성슬러지 해석을 위한 대표적인 수학 모델이며, 본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 평가부(220)는 상기 식과 IWA ASM model NO. 1을 비교하여 상기 하수처리 공정 시스템(500)의 운전 상태를 분석한 후 그 결과를 상기 운전자에게 제공한다. 상기 두 수학적 모델은 상호 보완 분석되어 운전자에게 제공되며, 상기 논리 연산 제어 장치(100)로부터 수신한 수질 관련 데이터를 이용하여 지속적으로 분석 결과가 보안 수정될 수 있다. 즉, 본 발명에 있어서 단순화된 수학적 모델을 적용함으로써 현장적용성 및 실용성을 향상시킬 수 있다. 상기 IWA ASM model NO. 1 은 도 5에 도시되어있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 의사결정지원시스템(200)의 산출부(230)는 상기 평가부(220)가 분석 물질수지 등의 결과를 근거로 상기 하수처리 공정의 운전 제어를 위한 제어 데이터를 산출할 수 있다.
예를 들어, 상기 산출부(230)는 SRT 제어를 위한 적정 잉여 슬러지 배출량, 적정 SRT, 적정 공기 주입량, MLSS 농도, 슬러지 반송률 및 내부 반송률, 응집제 및 알칼리 보조제 주입량 등의 제어 데이터를 산출할 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 의사결정지원시스템의 전송부(240)는 SRT와 관련된 제어 데이터를 상기 SRT 제어 장치(300)에 전송해 줄 수 있다. 예를 들어, 상기 전송부(240)는 상기 HMI(400)를 통해서 상기 산출된 SRT 제어를 위한 적정 잉여 슬러지 배출량, 적정 SRT에 관한 정보를 상기 SRT 제어 장치(300)에 전송해 줄 수 있다.
또한, 상기 전송부(240)는 적정 공기 주입량, MLSS 농도, 슬러지 반송률 및 내부 반송률, 응집제 및 알칼리 보조제 주입량 등의 제어 데이터를 근거로 상기 하수처리 공정제어를 위한 제어 명령을 상기 HMI(400)를 통해서 상기 논리 연산 제어 장치(100)에 전송할 수 있다. 이 경우, 상기 논리 연산 제어 장치(100)는 상기 하수처리 공정 시스템(500)의 밸브나 펌프를 상기 제어 명령에 따라 제어하여 적정한 수질을 유지할 수 있도록 한다.
한편, 상기 전송부(240)는 상기 통합 운영 센터(600)의 웹서버와의 통신을 통해서 상기 하수처리 공정 시스템(500)의 운전 상태 분석 결과 및 제어를 위한 데이터를 전송해 줄 수 있다. 이 경우, 상기 통합 운영 센터(600)는 개별 하수처리 시설에 대한 데이터를 수집 및 분석하여 통합적이 운전 전략을 수립할 수 있으며, 안정적인 하수 방류 수질을 확보할 수 있다.
또한, 상기 통합 운영 센터(600)는 상기 전송부(240)로부터 수신한 데이터를 통해 방류 수질 초과 등 상기 하수처리 공정 시스템(500)의 운전 이상을 발견한 경우, 경보를 울리거나, 상기 운전자의 이동 단말기로 문자 메시지를 전송해 주어 안정적으로 하수처리 공정이 유지될 수 있도록 해 줄 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 평가부(220)가 방류 수질 초과 등 상기 하수처리 공정 시스템(500)의 운전 이상을 발견한 경우, 상기 의사결정지원시스템(200)의 전송부(240)는 직접 상기 운전자에게 문자메시지를 전송해 줄 수 있으며, 경보를 울릴 수도 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 의사결정지원시스템(200)의 데이터베이스(250)는 상기 수질 관련 데이터, 상기 하수처리 공정의 운전 상태 평가 데이터, 상기 제어 데이터를 저장할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 의사결정지원시스템의 제어부(260)는 상기 수신부(210), 상기 평가부(220), 상기 산출부(230), 상기 전송부(240) 및 상기 데이터베이스(250)를 전반적으로 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부(260)는 상기 평가된 하수처리 공정의 운전 상태 및 상기 산출된 제어 데이터를 상기 운전자에게 디스플레이 장치를 통해서 제공해 줄 수 있다. 상기 디스플레이 장치는 상기 의사결정지원시스템(200) 내에 설치되어 있을 수 있다. 한편, 상기 제어부(260)는 수신한 수질 관련 데이터에 대한 Historical Trend 및 조회 기능을 제공해 줄 수 있다.
이하에서는 도 3을 참조하여 상기 SRT 제어 장치(300)의 구성에 대하여 자세히 살펴보기로 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예와 관련된 SRT 제어 장치의 블록 구성도이다.
SRT는 유기물질(BOD, COD) 제거뿐만 아니라, 질소와 같은 영양염류(Nutrient) 제거와도 밀접한 관계를 가지며, BOD 제거를 위해서는 통상 3~6일, 질산화(Nitrification)를 위해서는 3~18일가량 소요되는 경우도 있다. 특히, 생물학적 고도 처리에 필수적인 질산화 공정은 온도에 영향을 크게 받기 때문에 적정 SRT의 선택에 매우 신중하여야 한다. 따라서 하수처리 공정에 있어서 SRT의 제어는 매우 중요하다고 할 수 있다.
처리 목표에 따른 SRT 범위는 대체로 다음과 같다.
처리 목표 SRT (일) SRT 영향 인자
생활하수 중 용해성 BOD 제거 1~2 온도
생활하수 중 입자성 유기물의 전환 2~4 온도
생활하수의 처리에서 미생물 플럭의 형성 1~3 온도
생활하수의 처리에서 미생물 풀럭의 형성 3~5 온도/성분
완전질산화 3~18 온도/성분
생물학적 인 제거 2~4 온도
활성슬러지의 안정화 20~40 온도
Xenobiotic 화합물의 분해 5~50 온도/특정미생물/성분
상기 표에서 보는 바와 같이 SRT는 처리 목표에 따라 1~50일의 범위로 운전되어야 하기 때문에 운전자 입장에서는 운전조건에 따라 최적 운전조건 유지를 위한 SRT 값을 설정하고 운전에 반영하여야 한다. 활성슬러지 공정에서의 SRT는 다음과 같이 계산될 수 있다.
Figure 112010038783026-pat00012
------------------- 수식 1
여기서, SRT = 고형물 체류시간, T
V = 반응조 부피, L3
Q = 유입유량, L3T-1
Qw = 폐슬러지량, L3T-1
Xe = 유출수내 미생물 농도, M L-3
Xr = 침전지 반송계통 미생물 농도, M L-3
질산화를 고려하는 경우, SRT는 다음과 같이 계산될 수 있다.
Figure 112010038783026-pat00013
----------------------------------------- 수식 2
여기서, μ = 비성장율, T-1
Figure 112010038783026-pat00014
Y = 미생물 생산율, 소비된 기질의 무게(M)당 생성된 세포 의 무게(M)
k = 최대 기질 이용 속도, T-1
S = 용액에서 성장 제한 기질 속도, M L-3T-1
X = 미생물 농도, M L-3
본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 SRT 제어 장치(300)는 수신부(310)를 통해서 상기 논리 연산 제어 장치(100)가 계측한 상기 수질 관련 데이터를 수신할 수 있다.
예를 들어, 상기 수식 2 중에서 Xe(유출수 내 미생물 농도), Xr(침전지 반송계통 미생물 농도), X(미생물 농도), Q(유입유량) 및 Qw(폐슬러지량) 등을 상기 논리 연산 제어 장치(100)로부터 수신할 수 있다.
또한, 상기 SRT 제어 장치(300)는 상기 운전자의 입력을 수신하기 위한 터치 스크린(360)을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 수신부(310)는 상기 터치 스크린(360)을 통해서 Y(미생물 생산율, 소비된 기질의 무게당 생성된 세포의 무게), Ke, Km(물질 대사 속도) 등 모델링 파라미터 및 유입 하수 성상(예를 들어, Influent fraction, 수질) 등의 상기 운전자 입력을 수신할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 SRT 제어 장치(300)의 평가부(320)는 상기 수신부(310)가 수신한 수질 관련 데이터 및 운전자 입력에 근거하여 상기 하수처리 공정 시스템(500)의 운전 상태를 평가할 수 있다. 이 경우 상기 평가부(320)는 단순화된 수학적 모델을 적용하여 상기 하수처리 공정 시스템(500)의 운전 상태를 평가할 수 있다.
예를 들어, 수식 2에 의하면, 상기 평가부(320)는 상기 수신부(310)가 수신한 Xe, Xr, X, Q 및 Qw를 통해서 현재 상기 하수처리 공정 시스템(500)이 운영 중인 SRT를 산출할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 SRT 제어 장치의 산출부(330)는 SRT 제어를 위한 제어 데이터를 산출할 수 있다. 예컨대 상기 산출부(330)는 질산화를 위하여 소요되는 SRT가 운전 SRT 이상인지 검토한 후 운전 SRT를 결정할 수 있다. 만일 현재 운영 중인 SRT가 목표 SRT와 차이가 발생한다면
Figure 112010038783026-pat00015
SRT 만큼 줄이기 위해서, 폐잉여슬러지 발생량을 산출할 수 있다.
이 경우, 본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 SRT 제어 장치의 전송부(340)는 폐잉여슬러지 발생량을 펌프 혹은 밸브로 제어하기 위한 제어 명령을 상기 논리 연산 제어 장치(100)에 전송할 수 있다.
한편, 펌프 및 밸브의 제어를 수초 단위로 제어하는 경우, 기기의 내구성에 문제가 발생하고, 제어가 효율적으로 이루어지지 않기 때문에 상기 산출부(330)는 폐잉여슬러지량 제어를 위한 펌프 및 밸브의 제어를 수십 분~수시간 단위로 제어토록 하며, 제어 값은 최소자승법 및 이동 평균법을 이용하여 결정한다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 SRT 제어 장치(300)의 데이터베이스(350)는 상기 수질 관련 데이터, 상기 하수처리 공정의 운전 SRT, 상기 폐잉여슬러지 발생량을 제어하기 위한 제어 데이터 등을 저장할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 SRT 제어 장치(300)의 제어부(370)는 상기 수신부(310), 상기 평가부(320), 상기 산출부(330), 상기 전송부(340), 상기 데이터베이스(350) 및 상기 터치 스크린(360)을 전반적으로 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부(370)는 상기 하수처리 공정 시스템(500)의 SRT가 목표로 하는 SRT의 범위를 벗어나는 경우, 상기 운전자에게 경보를 보냄으로써 운전 조건 악화에 대비가능하도록 할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 유입 유량, 미생물 농도 등에 따라 폐잉여 슬러지량을 지속적으로 자동 제어함으로써 최적의 운전 조건을 유지할 수 있다. 또한, 상기 SRT 제어 장치(300)가 가장 중요한 운전 매개 변수인 SRT를 자동 제어함으로써 무인 감시 및 원격 감시가 가능하다.
이하에서는 도 4를 참조하여 상기 하수처리 공정을 자동 제어하는 방법에 대하여 자세히 살펴보도록 한다.
도 4는 본 발명의 일실시예와 관련된 SRT 자동 제어를 위한 하수처리 진단 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 의사결정지원시스템의 수신부(210)는 상기 수질 관련 데이터를 수신할 수 있다[S410]. 예컨대, 상기 의사결정지원시스템의 수신부(210)는 상기 논리 연산 제어 장치(100)로부터 상기 HMI(400)를 통하여 유입유량, 생물 반응조 수온, MLSS(Mixed Liquor Suspended Solids), 수소 이온농도(pH), 용존 산소(DO), 처리수 SS 등을 포함하는 수질 관련 데이터를 수신할 수 있다.
또한, 상기 의사결정지원시스템의 수신부(210)는 Y, Ke, Km 등 모델링 파라미터 및 유입 하수 성상(Influent fraction 및 수질) 등의 운전자 입력 값을 수신할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 의사결정지원시스템의 평가부(220)는 상기 수신한 수질 관련 데이터 및 상기 운전자 입력 파라미터에 근거하여 하수처리 공정의 운전 상태를 평가할 수 있다. 이 경우, 상기 의사결정지원시스템의 평가부(220)는 상기 단순화된 수학적 모델을 적용할 수 있다[S420].
가령, 상기 의사결정지원시스템의 평가부(220)는 주요 공정에 대한 물질수지(유량 및 수질) 정보 제공, 방류수질 예측, 활성슬러지 상태 평가, 고부하 및 저부하 등에 대한 운전 시나리오 제공, 운전자료에 대한 각종 시계열 분석, 통계 분석을 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 의사결정지원시스템(200)은 물질수지를 상시 분석할 수 있으므로, 상기 하수처리 공정의 운전 조건 변화에 능동적으로 대응할 수 있다. 또한, 상기 의사결정지원시스템(200)은 상기 물질수지 수행 결과를 상기 운전자에게 제공해 줌으로써, 상기 운전자가 비전문가라도 손쉽게 물질수지 결과를 분석하고 운전 조건에 반영할 수 있도록 해 준다. 따라서 본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 하수처리 공정 시스템(500)의 유지 관리 인력을 최소화할 수 있으며, 운전 오류 발생률을 낮출 수 있어 보다 안정적인 방류 수질 확보가 가능하다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 의사결정지원시스템의 산출부(230)는 상기 평가에 근거하여 상기 하수처리 공정의 운전 제어를 위한 제어 데이터를 산출할 수 있다[S430].
예를 들어, 상기 의사결정지원시스템의 산출부(230)는 SRT제어를 위한 적정 잉여 슬러지 배출량, 적정 SRT, 적정 공기 주입량, 적정 MLSS 농도, 슬러지 반송률 및 내부 반송률, 응집제 및 알칼리 보조제 주입량 등에 대한 데이터를 산출할 수 있다.
SRT 제어는 수온 및 운전 조건에 따라 달라지므로, 상기 의사결정지원시스템(200)은 주기적으로 SRT를 정밀하게 분석하게 된다. 본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 의사결정지원시스템(200)은 SRT 값을 결정하기 위해 아래와 같은 수학적 모델 식을 이용할 수 있다.
Figure 112010038783026-pat00016
여기서, Px, vss = 일일 순 폐슬러지량, kgVSS/d
NOx = 질산화된 유입수의 암모니아성 질소의 농도, mg/L
knd = 질산화 미생물에 대한 내생분해계수, gVSS/gVSS/d
fd = 세포 잔해로서 남아있는 세포질량의 분율
식에서
첫 번째 항 = 종속미생물 양
두 번째 항 = 세포잔해(Cell debris)
세 번째 항 = 질산화 미생물량
네 번째 항 = 유입수 내 생물학적 분해 불능한 VSS
상기 식은 상기 의사결정지원시스템(200) 내에 설치되어 있을 수 있다. 상기 운전자의 요구 또는 전산 시스템에 의하여 상기 의사결정지원시스템(200)은 주기적으로 SRT를 분석할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 의사결정지원시스템의 전송부(240)는 상기 제어 데이터 중 SRT 관련 제어 데이터를 상기 SRT 제어 장치(300)에 전송할 수 있다[S440].
본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 SRT 제어 장치(300)는 상기 의사결정지원시스템(200)으로부터 수신한 SRT 제어를 위한 적정 잉여슬러지 배출량, 적정 SRT에 대한 데이터를 근거로 제어 명령을 상기 논리 연산 제어 장치(100)에 전송하게 된다[S450].
예를 들어 상기 SRT 관련 제어 데이터를 분석한 결과 운전 SRT가 목표 SRT와 차이가 존재하는 경우, 상기 SRT 제어 장치(300)는 상기 논리 연산 제어 장치(100)에 유량을 제어하기 위한 제어 명령을 전송할 수 있다.
이 경우 상기 논리 연산 제어 장치(100)는 상기 제어 명령을 수행하여, 상기 하수처리 공정 시스템(500)의 밸브 또는 펌프를 제어하게 되는 것이다[S460].
상기 SRT 제어 장치(300)는 수질 관리에 있어서 중요한 SRT를 자동으로 제어할 수 있도록 해주며, 이에 따라, 배출되는 하수의 수질을 적정 수준으로 유지할 수 있도록 해 준다.
한편, 본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 의사결정지원시스템(200)의 제어부(260)는 디스플레이 장치를 통해서 상기 제어 데이터를 상기 운전자에게 제공해 줄 수도 있다. SRT 이외의 항목을 제어하는 경우에는 상기 운전자의 판단을 필요하는 경우가 많을 수 있기 때문이다. 다만, 상기 의사결정지원시스템(200)은 상기 제어 데이터를 제공해 줌으로써, 상기 운전자의 판단을 도울 수 있는 것이다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 운전자는 상기 의사결정지원시스템(200)으로부터 제공받은 제어 데이터에 근거하여 운전 상태를 분석하고 상기 논리 연산 제어 장치(100)에 제어 명령을 입력할 수 있게 된다.
본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 논리 연산 제어 장치
200: 의사결정지원시스템
300: 논리 연산 제어 장치(PLC)
400: HMI(Human machine interaction)
500: 하수처리 공정 시스템
600: 통합 운영 센터
210: 의사결정지원시스템의 수신부
220: 의사결정지원시스템의 평가부
230: 의사결정지원시스템의 산출부
240: 의사결정지원시스템의 전송부
250: 의사결정지원시스템의 데이터베이스
260: 의사결정지원시스템의 제어부
310: SRT 제어 장치의 수신부
320: SRT 제어 장치의 평가부
330: SRT 제어 장치의 산출부
340: SRT 제어 장치의 전송부
350: SRT 제어 장치의 데이터베이스
360: SRT 제어 장치의 터치스크린
370: SRT 제어 장치의 제어부

Claims (14)

  1. 의사결정지원시스템의 수신부가 수질 관련 데이터를 수신하는 단계;
    상기 의사결정지원시스템의 평가부가 수학적 모델의 적용 및 상기 수신한 수질 관련 데이터에 근거하여 하수처리 공정의 운전 상태를 평가하는 단계;
    상기 의사결정지원시스템의 산출부가 상기 평가에 근거하여 상기 하수처리 공정의 운전 제어를 위한 제어 데이터를 산출하는 단계;
    상기 의사결정지원시스템의 전송부가 상기 제어 데이터 중 SRT 관련 제어 데이터를 SRT 제어 장치에 전송하는 단계;
    상기 SRT 제어 장치가 상기 SRT 관련 제어 데이터에 근거하여 제어 명령을 논리 연산 제어 장치(PLC)에 전송하는 단계;
    상기 논리 연산 제어 장치(PLC)가 상기 제어 명령을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하수처리 진단 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 하수처리 진단 방법은
    상기 의사결정지원시스템의 제어부가 상기 평가된 하수처리 공정의 운전 상태 및 상기 산출된 제어 데이터 중 적어도 하나를 운전자에게 디스플레이 장치를 통해서 제공해 주는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하수처리 진단 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 의사결정지원시스템은
    상기 수신한 수질 관련 데이터에 근거하여 특정 기간 주기로 물질수지를 운전자 조작 없이 자동으로 분석하는 것을 특징으로 하는 하수처리 진단 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 하수처리 진단 방법은
    상기 SRT 제어 장치의 수신부가 상기 논리 연산 제어 장치(PLC)로부터 수질 관련 데이터를 수신하는 단계;
    상기 SRT 제어 장치의 평가부가 상기 수학적 모델의 적용 및 상기 수신한 수질 관련 데이터에 근거하여 하수처리 공정의 운전 상태를 평가하는 단계;
    상기 SRT 제어 장치의 산출부가 SRT 제어를 위한 제어 데이터를 산출하는 단계;
    상기 SRT 제어 장치의 전송부가 상기 제어 데이터에 따른 제어 명령을 상기논리 연산 제어 장치(PLC)에 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하수처리 진단 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 의사결정지원시스템은
    상기 하수처리 공정의 운전 이상 가능성이 발견된 경우, 경보를 울리거나 운전자의 단말기로 문자 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 하수처리 진단 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 SRT 제어 장치는
    운전자의 입력을 위한 터치 스크린을 포함하는 것을 특징으로 하는 하수처리 진단 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 하수처리 진단 방법은
    상기 의사결정지원시스템의 전송부가 상기 평가된 하수처리 공정의 운전 상태 및 상기 산출된 제어 데이터 중 적어도 하나를 통합 운영 센터의 웹서버로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하수처리 진단 방법.
  8. 의사결정지원시스템, SRT 관련 제어 데이터에 근거하여 제어 명령을 전송하는 SRT 제어 장치 및 제어 명령을 수행하는 논리 연산 제어 장치(PLC)를 포함하되,
    상기 의사결정지원시스템은 수질 관련 데이터를 수신하는 수신부;
    수학적 모델의 적용 및 상기 수신한 수질 관련 데이터에 근거하여 상기 하수처리 공정의 운전 상태를 평가하는 평가부;
    상기 평가에 근거하여 상기 하수처리 공정의 운전 제어를 위한 제어 데이터를 산출하는 산출부;
    상기 제어 데이터 중 SRT 관련 제어 데이터를 상기 SRT 제어 장치에 전송하는 전송부;
    상기 수질 관련 데이터, 상기 하수처리공정의 운전 상태 평가 데이터 및 상기 제어 데이터 중 적어도 하나를 저장하는 데이터베이스; 및
    상기 수신부, 상기 평가부, 상기 산출부, 상기 전송부 및 상기 데이터베이스를 전반적으로 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 하수처리 진단 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 의사 결정 시스템의 제어부는
    상기 평가된 하수처리 공정의 운전 상태 및 상기 산출된 제어 데이터 중 적어도 하나를 운전자에게 디스플레이 장치를 통해서 제공해 주는 것을 특징으로 하는 하수처리 진단 시스템.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 의사결정지원시스템은
    상기 수신한 수질 관련 데이터에 근거하여 특정 기간 주기로 물질수지를 운전자 조작 없이 자동으로 분석하는 것을 특징으로 하는 하수처리 진단 시스템.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 SRT 제어 장치는
    상기 논리 연산 제어 장치(PLC)로부터 수질 관련 데이터를 수신하는 수신부;
    상기 수학적 모델의 적용 및 상기 수신한 수질 관련 데이터에 근거하여 하수처리 공정의 운전 상태를 평가하는 평가부;
    SRT 제어를 위한 제어 데이터를 산출하는 산출부;
    상기 제어 데이터에 따른 제어 명령을 상기 논리 연산 제어 장치(PLC)에 전송하는 전송부;
    상기 수질 관련 데이터, 상기 하수처리공정의 운전 상태 평가 데이터 및 상기 제어 데이터 중 적어도 하나를 저장하는 데이터베이스; 및
    상기 수신부, 상기 평가부, 상기 산출부, 상기 전송부 및 상기 데이터베이스를 전반적으로 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 하수처리 진단 시스템.
  12. 제 8 항에 있어서, 상기 의사결정지원시스템은
    상기 하수처리 공정의 운전 이상 가능성이 발견된 경우, 경보를 울리거나 운전자의 단말기로 문자 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 하수처리 진단 시스템.
  13. 제 8 항에 있어서, 상기 SRT 제어 장치는
    운전자의 입력을 위한 터치 스크린을 포함하는 것을 특징으로 하는 하수처리 진단 시스템.
  14. 제 8 항에 있어서, 상기 의사결정지원시스템의 전송부는
    상기 평가된 하수처리 공정의 운전 상태 및 상기 산출된 제어 데이터 중 적어도 하나를 통합 운영 센터의 웹서버로 전송하는 것을 특징으로 하는 하수처리 진단 시스템.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10235333A (ja) 1997-02-28 1998-09-08 Toshiba Corp 下水処理プロセスシミュレータ
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10235333A (ja) 1997-02-28 1998-09-08 Toshiba Corp 下水処理プロセスシミュレータ
JP2002320958A (ja) 2001-04-27 2002-11-05 Yaskawa Electric Corp 運転支援システム
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