KR20120107375A - Method of calculating co2 emission in water treatment, computer-readable medium including program for performing the method, and co2 emission calculator in water treatment - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이산화탄소 배출량 계산 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정수 처리에서의 이산화탄소 배출량 계산 방법, 이를 구현하는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능 기록 매체 및 정수 처리에서의 이산화탄소 배출량 계산기에 관한 것이다.The present invention relates to a method for calculating carbon dioxide emissions, and more particularly, to a method for calculating carbon dioxide emissions in purified water, a computer readable recording medium recording a program for implementing the same, and a carbon dioxide emission calculator for purified water.
지구 온난화에 관한 문제는 현재 세계적으로 이슈가 되고 있는 사안이다. 온실 가스(Green House Gas; GHGs)를 감축하기 위해 많은 연구가 진행 중이다. 온실 가스 배출의 주요 원인으로 민간 사업자 부문이 알려져 있으며, 화력 발전소, 폐기물 소각 시설 및 오수 처리장(waste-water treatment plant; WWTP) 등의 공공시설 부문 또한 많은 양의 온실 가스를 배출한다. 최근 정수 처리장(Water Treatment Plant; WTP)의 각각의 단위 공정(unit process)에서 대규모의 화학 반응 및 전력 소모로 인하여, 정수 처리장이 많은 양의 이산화탄소를 배출하는 공공 시설로 보고되고 있다. 또한 앞으로 여과막을 사용하는 등의 개선된 정수 시스템은 더욱 많은 에너지를 사용할 것으로 예측되고 있다. 정수 처리장에서 배출되는 온실 가스 중에서도 메탄(CH4), 이산화질소(N2O)의 배출은 이산화탄소(CO2) 배출에 비해 그 비중이 낮다. 따라서 정수 처리장에서의 이산화탄소 배출량 감축은 매우 중요한 문제이다. 공정의 최적화를 통한 정수 처리장에서의 이산화탄소 배출량 감축을 위해 배출되는 이산화탄소를 보다 정확히 계산하여야 할 필요성이 있다. 그러나 정수 처리와 관련하여서는 정수 처리장의 효율 향상에 초점을 맞춘 연구가 주로 진행되어 왔고, 온실가수 배출량의 산정과 관련된 연구는 미미한 실정이다.The issue of global warming is currently a global issue. Much research is underway to reduce Green House Gases (GHGs). The private sector is known as a major source of greenhouse gas emissions, and the utility sector, such as thermal power plants, waste incineration plants and waste-water treatment plants (WWTP), also emits large amounts of greenhouse gases. Recently, due to the large-scale chemical reaction and power consumption in each unit process of the water treatment plant (WTP), the water treatment plant has been reported as a public facility emitting a large amount of carbon dioxide. It is also anticipated that improved water purification systems, such as the use of filtration membranes, will use more energy. Among the greenhouse gases emitted from the water treatment plant, the emissions of methane (CH 4 ) and nitrogen dioxide (N 2 O) are lower than those of carbon dioxide (CO 2 ). Therefore, the reduction of carbon dioxide emission in water treatment plant is a very important problem. There is a need to more accurately calculate the carbon dioxide emitted in order to reduce carbon dioxide emissions from water treatment plants through process optimization. However, researches focused on improving the efficiency of water treatment plants have been mainly conducted in relation to the treatment of purified water, and studies related to the calculation of greenhouse water emissions are insignificant.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 목적은 정수 처리장의 이산화탄소 배출량을 단위 공정 별로, 또는 기계적 및 /화학적 원인에 따라 구분하여 계산하는 방법을 제공하는 데 있다.One object of the present invention for solving the above problems is to provide a method for calculating the carbon dioxide emissions of the purified water treatment plant by unit process, or by mechanical and / chemical causes.
본 발명의 다른 목적은 상기 이산화탄소 배출량 계산 방법을 구현하는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능 기록 매체를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a computer readable recording medium having recorded thereon a program for implementing the method for calculating carbon dioxide emission.
본 발명의 또 다른 목적은 정수 처리장의 이산화탄소 배출량을 단위 공정 별로 또는 기계적/화학적 원인에 따라 구분하여 계산하는 계산기를 제공하는 데 있다.It is another object of the present invention to provide a calculator that calculates the carbon dioxide emission of the purified water treatment plant separately by unit process or according to mechanical / chemical causes.
상술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 정수 처리에서의 이산화탄소 배출량 계산 방법에서는, 정수 처리 공정을 복수의 단위 공정들로 구분하고, 상기 복수의 단위 공정에 대응하는 탄소 배출 변수들을 결정하며, 상기 탄소 배출 변수들에 기초하여 상기 복수의 단위 공정들에서 생성되는 이산화탄소 배출량을 각각 계산한다.In order to achieve the above object of the present invention, in the method for calculating carbon dioxide emission in water treatment according to an embodiment of the present invention, the water treatment process is divided into a plurality of unit processes, and corresponding to the plurality of unit processes. Determine carbon emission parameters, and calculate carbon dioxide emissions generated in the plurality of unit processes based on the carbon emission variables.
일 실시예에서, 상기 탄소 배출 변수들에 기초하여 상기 복수의 단위 공정마다 생성되는 이산화탄소 배출량을 각각 계산하는 단계는, 상기 복수의 단위 공정 각각에 대하여 이산화탄소 배출의 기계적 원인 및 화학적 원인을 구분하는 단계 및 상기 탄소 배출 변수들에 기초하여 상기 복수의 단위 공정 각각에 대하여 상기 기계적 원인 및 화학적 원인에 의한 이산화탄소 배출량을 각각 계산하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, the step of calculating the carbon dioxide emissions generated for each of the plurality of unit processes based on the carbon emission parameters, the step of distinguishing the mechanical and chemical causes of carbon dioxide emissions for each of the plurality of unit processes And calculating carbon dioxide emissions by the mechanical cause and the chemical cause for each of the plurality of unit processes based on the carbon emission variables.
상기 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 정수 처리장의 이산화탄소 배출량 계산 방법에서는, 정수 처리에서의 이산화탄소 배출량에 대하여 상기 이산화탄소 배출량을 기계적 원인 및 화학적 원인에 따라 구분하고, 상기 기계적 원인 및 화학적 원인에 대응되는 탄소 배출 변수들을 각각 결정하며, 상기 탄소 배출 변수들에 기초하여 상기 기계적 원인에 의한 이산화탄소 배출량 및 상기 화학적 원인에 의한 이산화탄소 배출량을 각각 계산한다.In order to achieve the above object, in the carbon dioxide emission calculation method of the purified water treatment plant according to another embodiment of the present invention, the carbon dioxide emissions for the carbon dioxide discharge in the purified water treatment according to the mechanical and chemical causes, the mechanical cause And determine carbon emission variables corresponding to chemical causes, and calculate carbon dioxide emission by the mechanical cause and carbon dioxide emission by the chemical cause, respectively, based on the carbon emission variables.
일 실시예에서, 상기 기계적 원인에 의한 탄소 배출량을 계산하는 단계는, 상기 정수 처리 공정을 복수의 단위 공정들로 구분하는 단계, 상기 탄소 배출 변수들에 기초하여 상기 각 단위 공정들에서 사용되는 전력량을 계산하는 단계 및 상기 계산된 전력량을 기초로 상기 전력량을 생산하기 위한 이산화탄소 배출량을 계산하는 단계를 포함할 수 있다.In an embodiment, the calculating of the carbon emission due to the mechanical cause may include dividing the water treatment process into a plurality of unit processes, and the amount of power used in each unit process based on the carbon emission variables. And calculating carbon dioxide emissions for producing the amount of power based on the calculated amount of power.
일 실시예에서, 상기 계산된 전력량을 기초로 상기 전력량을 생산하기 위한 이산화탄소를 배출량을 계산하는 단계는 하기의 [수학식 1]에 기초하여 수행될 수 있다.In one embodiment, the step of calculating the carbon dioxide emissions for producing the power amount based on the calculated power amount may be performed based on
[수학식 1][Equation 1]
상기의 [수학식 1]에서, 
일 실시예에서, 상기 화학적 원인에 의한 탄소 배출량을 계산하는 단계는, 상기 정수 처리 시스템의 정수 처리 공정을 복수의 단위 공정들로 구분하는 단계, 상기 각 단위 공정들에서 이산화탄소가 발생하는 화학 반응에 관한 정보를 수집하는 단계 및 상기 각 단위 공정들에서 이산화탄소가 발생하는 화학 반응에 관한 정보를 기초로 이산화탄소의 배출량을 계산하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, the step of calculating the carbon emissions due to the chemical cause, the step of dividing the water treatment process of the water treatment system into a plurality of unit processes, in the chemical reaction to generate carbon dioxide in each of the unit processes Collecting the related information and calculating emission of carbon dioxide based on the information on the chemical reaction in which carbon dioxide is generated in each unit process.
상기 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 판독 가능 기록 매체는 정수 처리에서의 이산화탄소 배출량 계산 방법을 구현하는 프로그램을 기록한다. 상기 정수 처리에서의 이산화탄소 배출량 계산 방법에서는, 정수 처리 시스템의 유형을 결정하고, 상기 결정된 정수 처리 시스템의 유형에 따라 정수 처리 공정을 복수의 단위 공정들로 구분하며, 상기 복수의 단위 공정에 대응되는 탄소 배출 변수들을 각각 결정하고, 상기 결정된 탄소 배출 변수들을 입력 받으며, 상기 입력 받은 탄소 배출 변수들에 기초하여 상기 복수의 단위 공정들마다 생성되는 이산화탄소 배출량을 각각 계산하고, 상기 계산된 이산화탄소 배출량을 출력한다.In order to achieve the above another object, a computer-readable recording medium according to an embodiment of the present invention records a program for implementing a method for calculating carbon dioxide emission in water purification processing. In the method for calculating carbon dioxide emissions in the purified water treatment, the type of purified water treatment system is determined, the purified water treatment process is divided into a plurality of unit processes according to the determined type of purified water treatment system, and the plurality of unit processes Determine carbon emission variables, receive the determined carbon emission variables, calculate carbon dioxide emissions generated in each of the plurality of unit processes based on the received carbon emission variables, and output the calculated carbon dioxide emissions. do.
일 실시예에서, 상기 계산된 이산화탄소 배출량을 출력하는 단계는, 상기 계산된 이산화탄소 배출량을 상기 복수의 단위 공정에 따라 구분하여 출력할 수 있다.In an embodiment, the outputting of the calculated carbon dioxide emissions may be performed by dividing the calculated carbon dioxide emissions according to the plurality of unit processes.
일 실시예에서, 상기 계산된 이산화탄소 배출량을 출력하는 단계는, 상기 계산된 이산화탄소 배출량을 기계적 원인에 의한 배출량 및 화학적 원인에 의한 배출량으로 구분하여 출력할 수 있다.In an embodiment, the outputting of the calculated carbon dioxide emissions may be performed by dividing the calculated carbon dioxide emissions into discharges due to mechanical causes and discharges due to chemical causes.
일 실시예에서, 상기 결정된 탄소 배출 변수들을 입력 받는 단계는, 상기 결정된 탄소 배출 변수들 각각에 대한 초기값을 지정하는 단계 및 상기 결정된 탄소 배출 변수들 중 적어도 하나를 사용자 입력값으로서 입력 받는 단계를 포함할 수 있다. 상기 입력 받은 탄소 배출 변수들에 기초하여 상기 복수의 단위 공정들마다 생성되는 이산화탄소 배출량을 각각 계산하는 단계는, 상기 입력된 탄소 배출 변수들에 관하여는 상기 사용자 입력값에 기초하여 상기 이산화탄소 배출량을 계산하고, 상기 입력된 탄소 배출 변수들을 제외한 탄소 배출 변수들에 관하여는 상기 초기값에 기초하여 상기 이산화탄소 배출량을 계산할 수 있다.In one embodiment, receiving the determined carbon emission variables may include specifying an initial value for each of the determined carbon emission variables and receiving at least one of the determined carbon emission variables as a user input value. It may include. Computing carbon dioxide emissions generated for each of the plurality of unit processes based on the received carbon emission variables, the carbon dioxide emission is calculated based on the user input value with respect to the input carbon emission variables. For the carbon emission variables except for the input carbon emission variables, the carbon dioxide emission may be calculated based on the initial value.
상기 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 다른 실시예에 따른 컴퓨터 판독 가능 기록 매체는 정수 처리에서의 이산화탄소 배출량 계산 방법을 구현하는 프로그램을 기록한다. 상기 정수 처리에서의 이산화탄소 배출량 계산 방법에서는, 정수 처리 시스템의 유형을 결정하고, 상기 결정된 정수 처리 시스템의 유형에 따라 상기 이산화탄소 배출량을 기계적 원인 및 화학적 원인에 따라 구분하며, 상기 기계적 원인 및 화학적 원인에 대응되는 탄소 배출 변수들을 각각 결정하고, 상기 결정된 탄소 배출 변수들을 입력 받으며, 상기 입력 받은 탄소 배출 변수들에 기초하여 상기 기계적 원인에 의한 이산화탄소 배출량 및 상기 화학적 원인에 의한 이산화탄소 배출량을 각각 계산하고, 상기 계산된 이산화탄소 배출량을 출력한다.In order to achieve the above another object, a computer-readable recording medium according to another embodiment of the present invention records a program for implementing a method for calculating carbon dioxide emission in water purification processing. In the method for calculating carbon dioxide emissions in the purified water treatment, the type of purified water treatment system is determined, and the carbon dioxide emissions are classified according to mechanical and chemical causes according to the determined type of purified water treatment system. Determine corresponding carbon emission variables, receive the determined carbon emission variables, calculate carbon dioxide emission by the mechanical cause and carbon dioxide emission by the chemical cause, respectively, based on the received carbon emission variables, and Output the calculated carbon dioxide emissions.
상기 또 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 정수 처리에서의 이산화탄소 배출량 계산기는 변수 입력부, 저장부, 계산부 및 출력부를 포함한다. 상기 변수 입력부는 탄소 배출 변수를 입력 받는다. 상기 저장부는 상기 변수 입력부로부터 입력 받은 탄소 배출 변수를 저장한다. 상기 계산부는 상기 저장부에 저장된 탄소 배출 변수를 기초로 이산화탄소 배출량을 계산한다. 상기 출력부는 상기 이산화탄소 배출량의 계산 결과를 출력한다.In order to achieve the above another object, the carbon dioxide emission calculator in the purified water treatment according to an embodiment of the present invention includes a variable input unit, a storage unit, a calculation unit and an output unit. The variable input unit receives a carbon emission variable. The storage unit stores the carbon emission variable received from the variable input unit. The calculation unit calculates carbon dioxide emission based on the carbon emission variable stored in the storage unit. The output unit outputs the calculation result of the carbon dioxide emission.
일 실시예에서, 초기 상태에서 상기 저장부에는 상기 탄소 배출 변수들의 초기값이 저장되어 있고, 상기 입력 인터페이스로부터 상기 탄소 배출 변수들 중 적어도 하나에 대한 변수 값이 입력된 경우 상기 저장부는 상기 입력된 변수에 대한 상기 초기값을 갱신하여 저장할 수 있다.In one embodiment, in the initial state, the storage unit stores the initial values of the carbon emission variables, and when the variable value for at least one of the carbon emission variables is input from the input interface, the storage unit is inputted. The initial value for the variable may be updated and stored.
일 실시예에서, 상기 출력부는 상기 이산화탄소 배출량의 계산 결과를 복수의 단위 공정 별로 구분하여 출력할 수 있다.In one embodiment, the output unit may be output by dividing the calculation result of the carbon dioxide emissions by a plurality of unit processes.
일 실시예에서, 상기 출력부는 상기 이산화탄소 배출량의 계산 결과를 기계적 원인에 의한 이산화탄소 배출량 및 화학적 원인에 의한 이산화탄소 배출량으로 구분하여 출력할 수 있다.In one embodiment, the output unit may be output by dividing the calculation result of the carbon dioxide emissions into carbon dioxide emissions due to mechanical causes and carbon dioxide emissions due to chemical causes.
본 발명의 실시예들에 따른 정수 처리에서의 이산화탄소 배출량 계산 방법은 정수 처리 공정을 복수의 단위 공정들로 구분하여 이산화탄소 배출량을 계산하고, 이산화탄소 배출의 기계적 원인 및 화학적 원인으로 구분하여 계산하므로 효율적인 이산화탄소 배출량 계산이 가능하다. 즉, 정수 처리에서 단위 공정 별 이산화탄소 배출량을 계산할 수 있으므로 이산화탄소 감축을 위한 공정의 수정 및 최적화를 용이하게 수행할 수 있다.According to embodiments of the present invention, a method for calculating carbon dioxide emission in water purification treatment calculates carbon dioxide emission by dividing the water treatment process into a plurality of unit processes, and calculates the carbon dioxide emission by dividing it into mechanical and chemical causes of carbon dioxide emission. Emission calculations are possible. That is, since the carbon dioxide emission per unit process can be calculated in the purified water treatment, modification and optimization of the process for reducing carbon dioxide can be easily performed.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정수 처리에서의 이산화탄소 배출량 계산 방법을 나타내는 순서도이다.
도 2는 도 1의 방법이 적용될 수 있는 정수 처리 시스템의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 방법이 적용될 수 있는 정수 처리 시스템의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 정수 처리에서의 이산화탄소 배출량 계산 방법을 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 정수 처리에서의 이산화탄소 배출량 계산기를 나타내는 블록도이다.
도 6은 도 5의 저장부의 일 예를 나타내는 블록도이다.1 is a flowchart illustrating a method of calculating carbon dioxide emission in water treatment according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating an example of a water treatment system to which the method of FIG. 1 may be applied.
3 is a diagram illustrating another example of the water treatment system to which the method of FIG. 1 may be applied.
4 is a flowchart illustrating a method of calculating carbon dioxide emission in water treatment according to another embodiment of the present invention.
5 is a block diagram illustrating a carbon dioxide emission calculator in water treatment according to an embodiment of the present invention.
6 is a block diagram illustrating an example of a storage unit of FIG. 5.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.For the embodiments of the invention disclosed herein, specific structural and functional descriptions are set forth for the purpose of describing an embodiment of the invention only, and it is to be understood that the embodiments of the invention may be practiced in various forms, The present invention should not be construed as limited to the embodiments described in Figs.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.As the inventive concept allows for various changes and numerous modifications, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. It is to be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms may be used for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. Should be. On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Other expressions describing the relationship between components, such as "between" and "immediately between," or "neighboring to," and "directly neighboring to" should be interpreted as well.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, the terms "comprise", "having", and the like are intended to specify the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, , Steps, operations, components, parts, or combinations thereof, as a matter of principle.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be construed as meaning consistent with meaning in the context of the relevant art and are not to be construed as ideal or overly formal in meaning unless expressly defined in the present application .
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail a preferred embodiment of the present invention. The same reference numerals are used for the same constituent elements in the drawings and redundant explanations for the same constituent elements are omitted.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정수 처리에서의 이산화탄소 배출량 계산 방법을 나타내는 순서도이다.1 is a flowchart illustrating a method of calculating carbon dioxide emission in water treatment according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 정수 처리장의 이산화탄소 배출량 계산 방법은 정수 처리 공정을 복수의 단위 공정들로 구분하는 단계(S110), 상기 복수의 단위 공정에 대응하는 탄소 배출 변수들을 결정하는 단계(S130) 및 상기 탄소 배출 변수들에 기초하여 상기 복수의 단위 공정들에서 생성되는 이산화탄소 배출량을 각각 계산하는 단계(S150)를 포함한다.Referring to FIG. 1, in the method for calculating carbon dioxide emissions of a water treatment plant according to an embodiment of the present disclosure, the method may include dividing a water treatment process into a plurality of unit processes (S110), and carbon emission parameters corresponding to the plurality of unit processes. Determining (S130) and calculating carbon dioxide emissions generated in the plurality of unit processes based on the carbon emission variables (S150), respectively.
정수 처리장에서 발생하는 전체 이산화탄소 배출량은는 복수의 단위 공정들에서 각각 발생하는 이산화탄소 배출량의 합으로 나타낼 수 있다. 따라서 단위 공정의 이산화탄소 배출량을 각각 계산하면 정수 처리장에서의 전체 이산화탄소 배출량을 계산할 수 있다. 또한 이산화탄소 배출량을 단위 공정 별로 계산함으로써 이산화탄소 배출량 감축을 위한 공정의 최적화를 더욱 구체적으로 실시할 수 있다.The total carbon dioxide emissions from the purified water treatment plant can be expressed as the sum of the carbon dioxide emissions generated from each of the plurality of unit processes. Therefore, by calculating the carbon dioxide emissions of each unit process, it is possible to calculate the total carbon dioxide emissions from water treatment plants. In addition, by calculating the carbon dioxide emissions per unit process, it is possible to more specifically optimize the process for reducing carbon dioxide emissions.
정수 처리 공정을 복수의 단위 공정들로 구분하는 단계(S110)는, 먼저 정수 처리장의 유형을 결정하여 수행될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의하면 다양한 형태의 정수 처리장에 대해 이산화탄소 배출량을 계산할 수 있다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 정수 처리장의 형태에 따라 단위 공정이 달라질 수 있다. 따라서 정수 처리장의 유형을 결정하고, 상기 결정된 정수 처리장의 유형에 따라 정수 처리 공정을 복수의 단위 공정들로 구분할 수 있다.The step S110 of dividing the water treatment process into a plurality of unit processes may be performed by first determining the type of the water treatment plant. According to an embodiment of the present invention, carbon dioxide emission may be calculated for various types of water treatment plants. As shown in Figure 2 and 3, the unit process may vary depending on the shape of the water treatment plant. Therefore, the type of purified water treatment plant may be determined, and the purified water treatment process may be divided into a plurality of unit processes according to the determined type of purified water treatment plant.
실시예에 따라서, 상기 탄소 배출 변수들에 기초하여 상기 복수의 단위 공정들에서 생성되는 이산화탄소 배출량을 각각 계산하는 단계(S150)는, 상기 복수의 단위 공정 각각에 대하여 이산화탄소 배출의 기계적 원인 및 화학적 원인을 구분하는 단계 및 상기 탄소 배출 변수들에 기초하여 상기 복수의 단위 공정 각각에 대하여 상기 기계적 원인 및 화학적 원인에 의한 이산화탄소 배출량을 각각 계산하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the step of calculating carbon dioxide emissions generated in the plurality of unit processes based on the carbon emission variables (S150) may include a mechanical cause and a chemical cause of carbon dioxide emission for each of the plurality of unit processes. And calculating carbon dioxide emission by the mechanical cause and the chemical cause for each of the plurality of unit processes based on the carbon emission variables.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 정수 처리에서의 이산화탄소 배출량 계산 방법은 다양한 컴퓨팅 시스템에서 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 기록될 수 있다. 이러한 컴퓨터 판독 가능 기록 매체는 하드 디스크, 플로피 디스크, 자기 테이프와 같은 자기 기록 매체, 씨디롬(CD-ROM), 디브이디(DVD)와 같은 광 기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 기록 매체 또는 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 제조된 하드웨어 장치로 구현될 수 있다. 상기 방법에서는 다양한 정수 처리 시스템 중 계산이 적용될 정수 처리 시스템의 유형을 결정하는 단계, 상기 결정된 정수 처리 시스템의 유형에 따라 정수 처리 공정을 복수의 단위 공정들로 구분하는 단계, 상기 복수의 단위 공정에 대응되는 탄소 배출 변수들을 각각 결정하는 단계, 상기 결정된 탄소 배출 변수들을 입력 받는 단계, 상기 입력 받은 탄소 배출 변수들에 기초하여 상기 복수의 단위 공정들마다 생성되는 이산화탄소 배출량을 각각 계산하는 단계 및 상기 계산된 이산화탄소 배출량을 출력하는 단계를 포함할 수 있다.Meanwhile, the method for calculating carbon dioxide emission in water treatment according to an embodiment of the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed in various computing systems and recorded in a computer readable recording medium. Such computer-readable recording media include hard disks, floppy disks, magnetic recording media such as magnetic tape, optical recording media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic-optical media such as floppy disks. It can be implemented with a hardware device manufactured to store and execute a recording medium or program instructions. The method may include determining a type of a water treatment system to which calculations are to be applied among various water treatment systems, dividing a water treatment process into a plurality of unit processes according to the determined type of water treatment system, Determining respective carbon emission variables, receiving the determined carbon emission variables, calculating carbon dioxide emissions generated for each of the plurality of unit processes based on the received carbon emission variables, and calculating Outputting the generated carbon dioxide emission.
도 2는 도 1의 방법이 적용될 수 있는 정수 처리 시스템의 일 예를 나타내는 도면이다.2 is a diagram illustrating an example of a water treatment system to which the method of FIG. 1 may be applied.
도 2를 참조하면 일반적인 정수 처리 시스템(100)의 일 예가 도시되어 있다. 정수 처리 시스템(100)은 화학물질 접촉조(110), 혼화조(120), 침전지(130), 여과지(140), 회수조(150), 슬러지 농축조(160) 및 건조부(170)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2, an example of a general
화학물질 접촉조(110)에서는 원수(W1)가 유입되어 외부로부터 투입되는 적어도 하나의 화학 물질들(미도시)과 섞일 수 있다. 상기 화학물질들은 정수를 위해 필요한 다양한 작용을 할 수 있다. 예를 들면, 상기 화학 물질들은 침전물 형성을 위한 활성탄(Activated Carbon)일 수도 있고, 악취 제거 물질일 수도 있으며, 병원성 미생물 등의 제거를 위한 소독물질일 수도 있다. 물의 체류 시간을 늘리기 위해 화학물질 접촉조(110)는 칸막이를 포함할 수 있다.In the
혼화조(120)에서는 화학물질 접촉조(110)로부터 유입된 물이 침전물 형성을 위해 급속 혼화될 수 있다. 또한 혼화 과정과 함께 침전물의 응집(flocculation)이 일어날 수 있다. 상기 과정을 위하여 혼화조(120)는 물을 저어주는 임펠러(123) 및 임펠러(123)를 회전시키는 구동 모터(125)를 포함할 수 있다.In the
침전지(130)에서는 슬러지(sludge)의 침전이 일어날 수 있다. 혼화조(120)에서 혼화 과정 및 응집 과정을 거치면서 형성된 물질들이 침전지에서 가라앉아 슬러지(S1)로 유출된다.In the
침전지(130)에서 유출된 물(W2)은 여과지(140)로 유입되어 다시 여과된다. 여과지(140)는 자갈 또는 모래 등을 포함할 수 있으며 유입된 물(W2)이 상기 자갈 또는 모래 등을 통과하여 여과될 수 있다. 여과된 물(W4)은 정수(cleaned water)로서 공급된다. 비록 도시되지는 않았으나, 상기 여과된 물(W4)을 소독하는 염소(Cl) 소독 과정이 더 포함될 수 있다.Water (W2) flowing out of the
여과되지 않은 물(W3)은 여과지에서 배출되어 회수조(150)로 유입된다. 여과지(140)에서 정수(W4)가 배출되었으므로, 회수조(150)로 유입되는 물(W3)은 상대적으로 많이 오염된 물이다. 회수조(150)는 상기 더러워진 물을 모아 놓는 곳이다. 회수조(150)에서 다시 한번 슬러지를 배출할 수 있다.Unfiltered water (W3) is discharged from the filter paper and flows into the
슬러지 농축조(160)에서는 침전지(130) 및 회수조(150)에서 발생한 슬러지가 농축될 수 있다. 농축 과정에서 슬러지와 분리된 물(W5)은 상기 슬러지와 따로 배출될 수 있다. 상기 농축된 슬러지는 더욱 부피를 줄이기 위해 건조부(170)로 유출될 수 있다.In the
건조부(170)는 농축된 슬러지를 건조하여 부피를 더욱 감소시킬 수 있다. 건조 과정을 통해 부피가 최소화된 슬러지는 운송 수단(180)을 통해 처리 시설로 운반될 수 있다.The drying
상기 도 2에 도시된 정수 처리 시스템(100)은 여러 정수 처리 시스템의 일 예이며, 본 발명이 적용되는 정수 처리 시스템을 한정하는 것은 아니다. 즉, 도 2는 본 발명의 적용을 설명하기 위해 예시된 정수 처리 시스템이며, 도 2 이외의 다양한 정수 처리 시스템에도 본 발명이 적용될 수 있다.The
도 3은 도 1의 방법이 적용될 수 있는 정수 처리 시스템의 다른 예를 나타내는 도면이다.3 is a diagram illustrating another example of the water treatment system to which the method of FIG. 1 may be applied.
도 3을 참조하면, 정수 처리 시스템(200)은 화학물질 접촉조(210), 혼화조(220), 멤브레인 필터부(230), 슬러지 농축조(240), 섬유 여과부(250) 및 건조부(260)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the
도 2를 참조하여 전술한 바와 같이 화학물질 접촉조(210)에서는 원수(W7)가 유입되어 여러 화학 물질들(미도시)과 섞일 수 있다. 상기 화학물질들은 정수를 위해 필요한 다양한 작용을 할 수 있다. 물의 체류 시간을 늘리기 위해 화학물질 접촉조(210)는 칸막이를 포함할 수 있다. 혼화조(220)에서는 화학물질 접촉조(210)로부터 유입된 물이 침전물 형성을 위해 급속 혼화될 수 있다. 또한 혼화 과정과 함께 침전물의 응집(flocculation)이 일어날 수 있다. 상기 과정을 위하여 혼화조(220)는 물을 저어주는 임펠러(223) 및 임펠러(223)를 회전시키는 구동 모터(225)를 포함할 수 있다.As described above with reference to FIG. 2, in the
멤브레인 필터부(membrane filter unit, 230)는 개량된 정수 처리 시스템(200)에서 사용될 수 있으며, 다공질 필름 형상의 필터부일 수 있다. 멤브레인 필터부(230)는 적어도 하나 이상의 멤브레인 필터(235)들을 포함할 수 있으며, 각 멤브레인 필터(235)에는 균일하고 미세한 구멍이 존재하여 미생물 또는 혼탁 물질을 포집할 수 있다. 여과된 물(W8)은 정수로서 제공될 수 있다. 비록 도시되지는 않았으나, 정수 처리 시스템(200)은 여과된 물(W8)을 오존 소독하는 과정을 더 포함할 수도 있다.The membrane filter unit 230 may be used in the improved
여과 과정에서 정수되지 않은 물(W9)은 여과된 물(W8)과 비교할 때 오염된 물이며, 슬러지 제거를 위해 슬러지 농축조(240)로 유입될 수 있다. 슬러지 농축조(240)에서는 정수되지 않은 오염된 물(W9)에 포함된 슬러지를 농축할 수 있다. 상기 과정에서 슬러지와 분리된 물은 섬유 여과부(250)에서 여과되어 배출된다. 상기 섬유 여과부(250)에서 배출된 물(W10)은 정수된 물이 아니며 정수 과정에서 발생하는 물일 수 있다.The water W9 not purified in the filtration process is contaminated water as compared to the filtered water W8 and may be introduced into the
슬러지 농축조(240)에서 유출된 슬러지는 건조부(260)에서 건조되어 부피가 감소하고, 최종적으로 운송 수단(270)을 통해 처리 시설로 운반될 수 있다. The sludge flowing out of the
상기 도 3에 도시된 정수 처리 시스템(200)은 여러 정수 처리 시스템의 일 예이며, 본 발명이 적용되는 정수 처리 시스템을 한정하는 것은 아니다. 즉, 도 3에 도시된 정수 처리 시스템은 예시적인 것이며 이외에도 다양한 정수 처리 시스템에 본 발명이 적용될 수 있다.The purified
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 정수 처리에서의 이산화탄소 배출량 계산 방법을 나타내는 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a method of calculating carbon dioxide emission in water treatment according to another embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 정수 처리장의 이산화탄소 배출량 계산 방법은 이산화탄소 배출량을 기계적 원인 및 화학적 원인에 따라 구분하는 단계(S210), 상기 기계적 원인 및 상기 화학적 원인에 대응되는 탄소 배출 변수들을 각각 결정하는 단계(230) 및 상기 탄소 배출 변수들에 기초하여 상기 기계적 원인에 의한 이산화탄소 배출량 및 상기 화학적 원인에 의한 이산화탄소 배출량을 각각 계산하는 단계를 포함한다. Referring to Figure 4, according to another embodiment of the present invention, the method for calculating carbon dioxide emissions in a water treatment plant may include: classifying carbon dioxide emissions according to mechanical and chemical causes (S210), and carbon corresponding to the mechanical and chemical causes. Determining 230 emissions parameters respectively and calculating carbon dioxide emissions from the mechanical causes and carbon dioxide emissions from the chemical causes, respectively, based on the carbon emission variables.
일 실시예에서, 상기 기계적 원인에 의한 탄소 배출량을 계산하는 단계는, 상기 정수 처리 공정을 복수의 단위 공정들로 구분하는 단계, 상기 탄소 배출 변수들에 기초하여 상기 각 단위 공정들에서 사용되는 전력량을 계산하는 단계 및 상기 계산된 전력량을 기초로 상기 전력량을 생산하기 위한 이산화탄소 배출량을 계산하는 단계를 포함할 수 있다. 즉, 이산화탄소 배출량을 기계적 원인 및 화학적 원인에 따라 구분하여 계산하는 방법에 추가적으로, 상기 기계적 원인 및 화학적 원인에 따라 발생하는 이산화탄소 배출량을 단위 공정 별로 세분하여 계산할 수 있다.In an embodiment, the calculating of the carbon emission due to the mechanical cause may include dividing the water treatment process into a plurality of unit processes, and the amount of power used in each unit process based on the carbon emission variables. And calculating carbon dioxide emissions for producing the amount of power based on the calculated amount of power. That is, in addition to calculating the carbon dioxide emissions according to mechanical and chemical causes, the carbon dioxide emissions generated according to the mechanical and chemical causes may be calculated by subdividing by unit process.
탄소 배출 변수는 상기 이산화탄소 배출량을 계산하는 데 영향을 주는 인자 또는 계수값을 포함할 수 있다. 즉, 상기 탄소 배출 변수는 단위 공정 별로 구체적인 이산화탄소 배출량의 계산식에 포함되는 유량, 부피, 속도, 공정에 포함되는 장치의 구동 시간, 물질의 농도, 온도, 혼탁도, 목표 탁도, 변환 계수, 압력 등의 다양한 변수 및 계수들을 포함할 수 있다.Carbon emission variables may include factors or coefficients that influence the calculation of the carbon dioxide emissions. That is, the carbon emission variable may include flow rate, volume, speed, operating time of a device included in a process, concentration of a substance, temperature, turbidity, target turbidity, conversion coefficient, pressure, etc. It can include various variables and coefficients of.
정수 처리장에서 발생하는 이산화탄소는 그 배출 원인을 기계적 원인과 화학적 원인으로 구분할 수 있다. 따라서 정수 처리 공정에서의 이산화탄소 배출량의 원인을 기계적 원인과 화학적 원인으로 구분하면, 이산화탄소 배출량의 계산이 용이하게 수행할 수 있으며, 이산화탄소 배출량 감축을 위한 공정 최적화를 배출 원인에 따라 실시할 수 있다.Carbon dioxide from water treatment plants can be classified into mechanical and chemical sources. Therefore, by dividing the causes of carbon dioxide emissions in the water treatment process into mechanical and chemical causes, the calculation of carbon dioxide emissions can be easily performed, and the process optimization for reducing the carbon dioxide emissions can be carried out according to the emission causes.
이산화탄소 배출량을 기계적 원인 및 화학적 원인에 따라 구분하는 단계(S210)는, 정수 처리에서 이산화탄소가 발생하는 원인을 분석하여 수행될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 기계적 원인은 정수 처리 공정에서 사용하는 동력에 상응할 수 있다. 이 경우 정수 처리장에서의 동력 사용 자체에서는 이산화탄소가 발생하지 않으나, 상기 사용하는 동력을 위한 전기 에너지 생산 단계에서 이산화탄소가 발생하므로 상기 기계적 원인에 따른 이산화탄소 배출량은 정수 처리장에서의 전력 사용량을 기준으로 산정할 수 있다. 또한 상기 화학적 원인은 정수 처리 공정에서 화학 약품 및 응고제 등을 투입할 때 나타나는 화학 반응에 상응할 수 있다. 여러 화학 반응 중에서도 이산화탄소를 발생하는 화학 반응을 상기 계산에 고려할 수 있다. 따라서 상기 화학적 원인에 의한 이산화탄소 배출량의 계산을 위해서는 투입되는 화학 약품 또는 응고제에 따라 나타나는 화학 반응 중에서 이산화탄소가 발생하는 화학 반응에 관한 정보를 수집하여야 할 필요가 있다. 상기 정보를 수집한 후에, 화학 반응과 관련된 탄소 배출 변수들을 기초로 이산화탄소 배출량을 계산할 수 있다.The step S210 of classifying carbon dioxide emissions according to mechanical and chemical causes may be performed by analyzing a cause of generation of carbon dioxide in water treatment. In one embodiment, the mechanical cause may correspond to the power used in the water treatment process. In this case, carbon dioxide is not generated in the use of power in the water treatment plant itself, but since carbon dioxide is generated in the electrical energy production stage for the power used, the carbon dioxide emission due to the mechanical cause may be calculated based on the power consumption in the water treatment plant. Can be. In addition, the chemical cause may correspond to a chemical reaction occurring when chemicals and coagulants are added in a water treatment process. Among the various chemical reactions, a chemical reaction that generates carbon dioxide may be considered in the calculation. Therefore, in order to calculate carbon dioxide emission due to the chemical cause, it is necessary to collect information on a chemical reaction in which carbon dioxide is generated among chemical reactions depending on chemicals or coagulants introduced. After gathering this information, carbon dioxide emissions can be calculated based on the carbon emission parameters associated with the chemical reaction.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 정수 처리에서의 이산화탄소 배출량 계산 방법은 다양한 컴퓨팅 시스템에서 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 기록될 수 있다.Meanwhile, the method for calculating carbon dioxide emission in water purification according to another embodiment of the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed in various computing systems and recorded in a computer readable recording medium.
이하에서는 정수 처리에서의 몇몇 단위 공정에서 발생하는 이산화탄소 배출량을 계산하는 방법에 대하여 설명한다. 상기 단위 공정들은 본 발명에 따른 이산화탄소 배출량 계산 방법이 적용될 수 있는 공정을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 상기 단위 공정들에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 명세서에 설명된 정수 처리 공정 외에 다양한 공정에 대하여서도 본 발명에 따른 이산화탄소 배출량 계산 방법이 적용될 수 있다.Hereinafter, a description will be given of a method for calculating carbon dioxide emissions generated in several unit processes in water treatment. The unit processes are for illustrating a process to which the method for calculating carbon dioxide emission according to the present invention can be applied, and the present invention is not limited to the unit processes. That is, the carbon dioxide emission calculation method according to the present invention may be applied to various processes in addition to the purified water treatment process described herein.
단위 공정에서의 전력 소비로부터 변환되는 기계적 원인에 의한 이산화탄소 배출량은 다음 [수학식 1]에 기초하여 계산할 수 있다.Carbon dioxide emissions due to mechanical causes converted from power consumption in the unit process can be calculated based on
[수학식 1][Equation 1]
여기서 PCO2 , physical은 전체 공정에서 발생하는 기계적 요인에 의한 질량으로 나타낸 이산화탄소 배출량을 나타내고, Eunit process ,i는 단위 공정에서 사용되는 전기 에너지를 나타낸다. 아래 첨자에 포함된 i는 단위 공정의 인덱스를 나타낸다. 즉, 첫 번째 단위 공정에서 사용되는 전기 에너지는 Eunit process,1이고, 두 번째 단위 공정에서 사용되는 전기에너지는 Eunit process,2가 된다. 아래 첨자에서 나타나는 i는 합기호(∑) 내에서의 인덱스를 표현하기 위해 사용될 수 있다. 이하 다른 수학식들에서 나타나는 아래 첨자 i에 관한 중복된 설명은 생략한다. 또한 EFCO2는 탄소 배출 계수 중 하나일 수 있으며, 전기 에너지 생산에 수반되는 이산화탄소 배출 계수를 나타낼 수 있다. 상기의 EFCO2는 0.410 CO2e/kWh 이상 0.440 CO2e/kWh 이하의 값을 가질 수 있다.Where P CO2 , physical represents carbon dioxide emissions expressed as mass due to mechanical factors occurring in the whole process, and E unit process , i represents the electrical energy used in the unit process. I included in the subscript indicates the index of the unit process. That is, the electrical energy used in the first unit process is E unit process, 1 , and the electrical energy used in the second unit process is E unit process, 2 . The i that appears in the subscript can be used to represent the index within the asterisk. Duplicate descriptions of the subscript i appearing in other equations will be omitted. EF CO2 may also be one of the carbon emission factors and may represent a carbon dioxide emission factor involved in the production of electrical energy. The EF CO2 may have a value of 0.410 CO 2 e / kWh or more and 0.440 CO 2 e / kWh or less.
화학물질 접촉 공정에서는 원수(raw water)에 화학물질을 첨가하게 된다. 원수의 악취 및 나쁜 맛을 제거하기 위해, 가루로 된 활성탄(powdered activated carbon; PAC)이 화학물질 접촉조에 투입될 수 있다. 효과적인 플록(floc)의 형성을 위해 폴리 염화 알루미늄(Poly aluminum chloride; PACl)과 같은 응집제(또는 응고제; coagulant)가 추가될 수 있다. 염소 등의 화학 물질 또한 소독 및 pH 조절을 위해 각각 투입될 수 있다. 화학 물질의 공급(chemical supplying)에서 발생하는 주요 에너지 소비는 주입 펌프의 동작에서 발생할 수 있다. 화학 물질 공급에서의 총 에너지 소비는 구동 펌프 압력, 화학물질의 공급률(공급 주기, 공급 속도), 구동 시간 및 펌프의 효율에 영향을 받을 수 있다. 상기 관계는 아래 [수학식 2]와 같이 표현할 수 있다.In the chemical contact process, chemicals are added to the raw water. Powdered activated carbon (PAC) can be added to the chemical contact bath to remove odors and bad taste of raw water. Coagulants (or coagulants), such as poly aluminum chloride (PACl), may be added to form flocs effectively. Chemicals such as chlorine can also be added for disinfection and pH control, respectively. The main energy consumption from chemical supplying can come from the operation of the infusion pump. The total energy consumption in the chemical supply can be influenced by the drive pump pressure, the feed rate of the chemical (feed cycle, feed rate), the run time and the pump efficiency. The relationship may be expressed as in Equation 2 below.
[수학식 2]&Quot; (2) "
여기서, Echemical supply(kWh/d)는 화학 물질을 공급하는 과정에서 소모하는 에너지이다. 단위에 나타나는 'd'는 하루(1 day)를 나타낸다. Prch ,i(kPa)는 i번째 화학 물질을 공급하는 펌프의 압력이다. 인덱스를 나타내는 i에 관한 설명은 생략하기로 한다. Qch,i(m3/d)는 화학 물질의 투입율이며, tch,i는 화학 물질을 공급하기 위해 하룻동안 구동하는 시간이다. Eff.p는 구동 펌프의 효율이다. 상기 86,400은 숫자는 하루(1 day)를 초로 환산한 시간이다.Where E chemical Supply (kWh / d) is the energy consumed in the supply of chemicals. 'D' in the unit represents one day. Pr ch , i (kPa) is the pressure of the pump that supplies the i-th chemical. A description of i indicating an index will be omitted. Q ch, i (m 3 / d) is the chemical input rate and t ch, i is the time to run for one day to supply the chemical. Eff .p is the efficiency of the drive pump. The number 86,400 is a time converted into seconds per day.
화학 물질을 공급하는 과정에서 소모된 에너지를 계산하고 나면, 상기 에너지 생산을 위해 배출되는 이산화탄소의 양은 상기 [수학식 1]을 참조하여 상술한 바와 같이 이산화탄소 배출 계수를 이용하여 계산할 수 있다.After calculating the energy consumed in the process of supplying the chemical, the amount of carbon dioxide emitted for the energy production can be calculated using the carbon dioxide emission coefficient as described above with reference to [Equation 1].
급속 혼화(Rapid mixing)는 대량의 물 내에서 화학물질의 확산을 용이하게 하여 짧은 시간 안에 화학물질들이 완전히 섞이도록 한다. 일반적으로 혼화조에서 수직축 임펠러(vertical shaft impeller)를 이용한 기계적 혼화 방법이 보편적으로 사용된다. 기계적 혼화에서 소모되는 전력 관계는 다음 [수학식 3]과 같이 나타낼 수 있다.Rapid mixing facilitates the diffusion of chemicals in large quantities of water, allowing the chemicals to mix completely in a short time. In general, mechanical mixing methods using a vertical shaft impeller in a mixing tank are commonly used. The power consumption consumed in mechanical miscification can be expressed as Equation 3 below.
[수학식 3]&Quot; (3) "
여기서, Prapid mixing은 기계적 혼화에서 소모되는 전력이고, Np는 임펠러(123)의 파워 상수(power constant)이다. ρwater(kg/m3)는 물의 밀도이고, r은 임펠러(123)의 초당 회전수이다. 'd'는 임펠러(123)의 지름이다.Where P rapid mixing is the power consumed in mechanical mixing, and N p is the power constant of the
급속 혼화 과정에서의 총 에너지는 모터와 기어의 효율 및 구동 시간을 고려한 [수학식 4]와 같이 나타낼 수 있다.The total energy in the rapid mixing process can be expressed as shown in [Equation 4] considering the efficiency and driving time of the motor and gear.
[수학식 4]&Quot; (4) "
여기서, n은 구동하는 임펠러(123)의 개수이고 t는 일일 구동 시간이다. 또한, Eff.m은 구동 모터(125)의 에너지 효율이고, Eff.g는 구동 모터(125) 및 임펠러(123)와 관련있는 기어(gear)의 에너지 효율이다.Where n is the number of driving
응집(flocculation)은 부유 입자의 효과적인 침전을 위해 원수와 응고제의 혼합물을 천천히 저어 플록(floc)을 형성하는 과정이다. 응집 과정에서 불안정한 입자들을 효과적으로 뭉치게 하기 위해 적절한 전력 공급이 필요할 수 있다. 응고를 위해 패들(paddle) 타입의 플록 형성기가 사용될 수 있다. 상기 패들 타입의 플록 형성기로 인해 응집 과정에서 소모되는 전력은 다음 [수학식 5]와 같이 계산할 수 있다.Flocculation is the process of forming a floc by stirring a mixture of raw water and coagulant slowly for effective precipitation of suspended particles. Proper power supply may be needed to effectively aggregate unstable particles during the aggregation process. Paddle type floc formers may be used for solidification. The power consumed in the aggregation process due to the paddle-type floc former can be calculated by Equation 5 below.
[수학식 5][Equation 5]
여기서, Pflocculation은 응집 과정에서 소모되는 전력이고 Cd는 항력 계수(coefficient of drag)일 수 있다. 또한, A는 패들 날(paddle-blade)의 면적이고, v는 패들 날과 물의 상대 속도일 수 있다. Here, P flocculation is power consumed in the aggregation process and C d may be a coefficient of drag. A may also be the area of the paddle-blade, and v may be the relative velocity of the paddle blade and water.
슬러지 운반에 따라 소비되는 에너지는 주로 침전된 슬러지를 운반하기 위해 압력을 가하는 펌프 동작에서 발생한다. 원수의 총 부유 물질은 슬러지 생성을 유발하고, 상기 부유 물질의 내용물 비율(content ratio)인 α는 슬러지 생산량을 계산하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어 상기 α는 1mg/LㆍNTU의 값을 가질 수 있다.The energy consumed by transporting sludge comes mainly from the pumping operation, which pressurizes to transport the precipitated sludge. The total suspended solids of the raw water causes sludge production, and α, the content ratio of the suspended solids, can be used to calculate sludge yield. For example, α may have a value of 1 mg / L · NTU.
원수에 포함된 철(Fe)과 망간(Mn)은 수산화 이온 반응을 통한 침전 과정에서의 총 고체 생산량에 영향을 미칠 수 있다. 알루미늄(Al) 및 철(Fe)을 포함하는 응고제(coagulant)는 효과적으로 침전 슬러지를 생성할 수 있다. 침전 과정에서 생성되는 슬러지의 양을 계산하기 위하여 원수의 부유물질, 화학반응을 통해 생성되는 철, 망간 등을 고려할 수 있다. 또한 복수의 응고제를 통해 응고되는 고체와, 투입되는 PAC도 고려될 수 있다. 상기와 같은 사항을 고려하여 생성되는 슬러지의 양은 하기의 [수학식 6]과 같이 나타낼 수 있다. Iron (Fe) and manganese (Mn) contained in raw water can affect the total solid production during precipitation through hydroxide ionic reactions. Coagulants comprising aluminum (Al) and iron (Fe) can effectively produce precipitated sludge. In order to calculate the amount of sludge produced during the precipitation process, it is possible to consider the suspended solids of raw water, iron produced through chemical reaction, and manganese. In addition, solids solidified through a plurality of coagulants and PACs introduced may be considered. The amount of sludge produced in consideration of the above matters may be represented by Equation 6 below.
[수학식 6]&Quot; (6) "
여기서, Qproduced는 생성되는 슬러지의 양일 수 있다. Tflow(NTU)는 유입되는 물의 탁도이고 α는 유입되는 물의 부유물질에 대한 내용물 비율일 수 있다. 또한 β, γ 및 δc,i는 각각 철, 망간 및 i번째 응고제(coagulant)의 고체 변환 인자(solid conversion factor)일 수 있다. CFe, CMn, Cc,i 및 CPAC는 각각 철, 망간, i번째 응고제 및 PAC의 농도일 수 있다. 마지막으로 Qflow(m3/d)는 물의 유입량이 된다.Here, Q produced may be the amount of sludge produced . T flow (NTU) is the turbidity of the incoming water and α can be the ratio of the content of the incoming water to the suspended solids. In addition, β, γ and δ c, i may be solid conversion factors of iron, manganese and ith coagulant (coagulant), respectively. C Fe , C Mn , C c, i and C PAC may be the concentrations of iron, manganese, ith coagulant and PAC, respectively. Finally, Q flow (m 3 / d) is the inflow of water.
슬러지 생성량의 계산을 위해, 도 2에 도시된 정수 시스템에서 슬러지의 제거 비율은 90%로 가정할 수 있다. 즉, 생성된 슬러지 중 90%가 제거될 수 있다. 상기와 같은 내용을 고려하면, 제거되는 슬러지의 양은 다음 [수학식 7]과 같이 나타낼 수 있다.For the calculation of sludge production amount, the sludge removal rate in the water purification system shown in FIG. 2 may be assumed to be 90%. That is, 90% of the generated sludge can be removed. In consideration of the above, the amount of sludge to be removed may be expressed as in Equation 7 below.
[수학식 7][Equation 7]
여기서, Qremoved는 제거되는 슬러지의 양일 수 있다. 일반적인 정수처리장의 슬러지에 포함된 고체 내용물은 0.1% 내지 4% 사이의 범위에 있을 수 있다. 계산을 위하여 2%를 가정할 수 있다. 따라서 상기 가정에 의해, 운반되는 고체 상태의 슬러지는 제거되는 슬러지의 2%가 된다. 상기 내용 및 상기 [수학식 7]에 기초하여, 슬러지 운반을 위해 소모되는 전기 에너지는 다음 [수학식 8]과 같이 나타낼 수 있다.Here, Q removed may be the amount of sludge removed . The solids content contained in the sludge of a typical water treatment plant may be in the range between 0.1% and 4%. We can assume 2% for the calculation. The assumption therefore makes that the sludge in the solid state conveyed is 2% of the sludge removed. Based on the above contents and [Equation 7], the electric energy consumed for transporting the sludge can be expressed as
[수학식 8][Equation 8]
여기서, Esludge transport는 슬러지의 운반 과정에서 소모되는 전기 에너지이고, Prs(kPa)는 슬러지 운반 압력이다. 또한 Sg . ws는 운반되는 슬러지에 작용하는 중력 가속도이고, Eff.p는 운송 펌프의 효율이 된다.Where E sludge transport is the electrical energy consumed during the transport of sludge and Pr s (kPa) is the sludge transport pressure. And S g . ws is the gravitational acceleration acting on the sludge carried and Eff.p is the efficiency of the transport pump.
역세척 공정은 여과 효율을 강화할 수 있다. 역세척을 위해 송풍기 및 송수기가 사용될 수 있다. 역세척 시간 및 빈도 또한 정수 시스템의 효율적인 동작에 있어서 중요한 요인이 될 수 있다. 적절한 역세척을 위해 8 내지 15분의 역세척 시간을 채용할 수 있다. 예를 들어, 계산을 위해 평균 12분의 역세척 시간을 가정할 수 있다. 역세척 빈도 또한 다양할 수 있으나 계산을 위해 하루 1회(1cycle/d)가 가정될 수 있다. 상기 내용에 따라 역세척 과정에서 소모되는 에너지는 다음 [수학식 9]와 같이 나타낼 수 있다.The backwash process can enhance filtration efficiency. Blowers and water blowers can be used for backwashing. Backwash time and frequency can also be an important factor in the efficient operation of water purification systems. A backwash time of 8 to 15 minutes can be employed for proper backwashing. For example, we can assume an average backwash time of 12 minutes for the calculation. The backwash frequency can also vary but can be assumed once a day (1 cycle / d) for the calculation. According to the above description, the energy consumed in the backwashing process can be expressed as Equation 9 below.
[수학식 9]&Quot; (9) "
여기서, Ebackwashing은 역세척 과정에서 소모되는 에너지이고, n은 역세척 시스템의 개수일 수 있다. Pra는 송풍기의 압력이고 Prb는 송수기의 압력일 수 있다. 또한 t는 역세척 1회당 구동시간이고 T는 역세척 주기일 수 있다.Here, E backwashing is energy consumed in the backwashing process, and n may be the number of backwashing systems. Pr a may be the pressure of the blower and Pr b may be the pressure of the water blower. In addition, t may be a driving time per backwash and T may be a backwash cycle.
도 2 또는 도 3에 도시되지는 않았으나, 오존 소독 공정은 독성 박테리아, 악취 및 나쁜 맛을 제거하여 수질을 개선하기 위해 채용될 수 있다. 일반적으로 오존 투입 비율의 범위는 1 내지 5mg/L일 수 있다. 예를 들면, 계산을 위하여 3mg/L를 선택할 수 있다. 오존 투입에 있어서, 오존 전달 효율(efficiency of ozone transfer)을 고려할 수 있다. 오존 전달 효율은 생성되는 오존의 양과 실제 소독에 사용되도록 투입되는 오존의 양에 대한 비율이다. 예를 들어, 상기 오존 전달 효율은 85%일 수 있다. 따라서 생성되는 오존의 양과 소독에 필요한 오존의 양은 오존 전달 효율을 고려할 때 다음 [수학식 10]과 같이 나타낼 수 있다.Although not shown in FIG. 2 or 3, an ozone disinfection process may be employed to improve water quality by removing toxic bacteria, odors and bad taste. In general, the ozone dose rate may range from 1 to 5 mg / L. For example, 3 mg / L may be chosen for the calculation. In ozone dosing, the efficiency of ozone transfer can be considered. Ozone delivery efficiency is the ratio of the amount of ozone produced and the amount of ozone that is put into use for actual disinfection. For example, the ozone delivery efficiency may be 85%. Therefore, the amount of ozone generated and the amount of ozone required for disinfection can be expressed as shown in Equation 10 in consideration of the ozone transfer efficiency.
[수학식 10]&Quot; (10) "
여기서, QO3 generation은 발생한 오존의 양이고, QO3 required는 소독에 필요한 오존의 양일 수 있다. Eff. Transfer는 오존 전달 효율일 수 있다.Where Q O3 generation is the amount of ozone generated and Q O3 required may be the amount of ozone required for disinfection. Eff . Transfer may be ozone transfer efficiency.
오존 생성에 필요한 에너지는 대체로 7~8 kWh/kg-O3 일 수 있다. 계산에 있어서 7 kWh/kg-O3를 사용할 수 있다. 상기 [수학식 10]을 고려하여, 오존 소독에 필요한 에너지량을 다음 [수학식 11]과 같이 나타낼 수 있다.The energy required to generate ozone can be approximately 7-8 kWh / kg-O 3 . 7 kWh / kg-O 3 can be used for the calculation. In consideration of Equation 10, the amount of energy required for ozone disinfection may be expressed as in Equation 11 below.
[수학식 11]&Quot; (11) "
여기서, EO3 disinfection은 오존 소독에 필요한 에너지이고, EO3 generation은 1kg의 오존을 생산하는데 소모되는 에너지일 수 있다. Qflow는 물의 투입량일 수 있다. 상기 에너지를 바탕으로 [수학식 1]에 기초하여 오존 소독 공정에서 발생하는 이산화탄소 배출량을 계산할 수 있다.Where E O3 disinfection is the energy required for ozone disinfection, and E O3 The generation may be the energy consumed to produce 1 kg of ozone. Q flow can be water input. Based on the energy, the carbon dioxide emission generated in the ozone disinfection process may be calculated based on
이상에서는 정수 처리 시스템에서 발생하는 기계적 원인에 의한 이산화탄소 배출량을 계산하는 방법을 예시적으로 설명하였다. 상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 정수 처리 시스템에서의 각 단위 공정 별로 기계적 원인에 의한 이산화탄소 배출량을 계산할 수 있다. 다만 본 발명이 상술한 공정에만 한정되는 것은 아니며, 이외에도 정수 처리 시스템에 포함될 수 있는 다양한 공정에 본 발명에 의한 이산화탄소 배출량 계산 방법이 적용될 수 있다.In the above, a method of calculating carbon dioxide emission due to mechanical causes occurring in the water treatment system has been exemplarily described. As described above, according to the present invention, carbon dioxide emissions due to mechanical causes can be calculated for each unit process in the water treatment system. However, the present invention is not limited to the above-described process, and in addition, the carbon dioxide emission calculation method according to the present invention may be applied to various processes that may be included in the purified water treatment system.
정수 처리장에서 발생하는 화학적 원인에 의한 이산화탄소 배출량은 주로 응고 작용 및 침전 작용에서 나타날 수 있다. 예를 들면, 응고제와 완충제 음이온(CO3 2- 및 HCO3 - ) 등의 화학 반응에서의 알칼리 소비가 원인이 될 수 있다. 알루미늄과 황산철의 반응과 이산화탄소 발생과의 관계는 각각 다음 [화학반응식 1] 및 [화학반응식 2]와 같이 나타낼 수 있다.Carbon dioxide emissions from chemical sources from water treatment plants can occur mainly from coagulation and sedimentation processes. For example, alkali consumption in chemical reactions such as coagulants and buffer anions (CO 3 2- and HCO 3 − ) may be the cause. The relationship between the reaction of aluminum and iron sulfate and the generation of carbon dioxide can be expressed as follows [Chemical Scheme 1] and [Chemical Scheme 2], respectively.
[화학반응식 1][Chemical Scheme 1]
[화학반응식 2][Chemical Scheme 2]
또한 정수 처리장의 물 내부에서 발생하여 용해되는 이산화탄소는 기체로 발생하는 이산화탄소와 하기의 [화학반응식 3]과 같이 상평형을 이룰 수 있다.In addition, the carbon dioxide generated and dissolved in the water of the purified water treatment plant may form a phase equilibrium with the carbon dioxide generated as a gas as shown in the following [Chemical Scheme 3].
[화학반응식 3][Chemical Scheme 3]
278K에서 헨리의 법칙에 따른 이산화탄소의 기체 상수는 29.41 Lㆍatm/L일 수 있고, 이산화탄소의 부분 압력은 개방 화학계(open chemical system)에서 10-3.5 atm일 수 있다. 하기의 [수학식 12]와 같이 이산화탄소에 관한 헨리의 법칙의 관계를 나타낼 수 있다. The gas constant of carbon dioxide according to Henry's law at 278 K may be 29.41 L · atm / L, and the partial pressure of carbon dioxide may be 10 −3.5 atm in an open chemical system. As shown in Equation 12, Henry's law regarding carbon dioxide may be represented.
[수학식 12][Equation 12]
여기서, KH , CO2는 이산화탄소의 헨리 상수이고, [CO2]는 용해되는 이산화탄소의 양이며, PCO2는 이산화탄소의 부분압력일 수 있다. 상기의 가정에 따를 때 헨리의 법칙에 따라 물 속에 용해되는 이산화탄소는 배출량 계산에서 제외될 수 있다.Here, K H , CO 2 is the Henry's constant of carbon dioxide, [CO 2 ] is the amount of carbon dioxide dissolved, P CO2 may be a partial pressure of carbon dioxide. Based on the above assumptions, according to Henry's law, carbon dioxide dissolved in water can be excluded from the calculation of emissions.
정수 처리장에서 발생하는 이산화탄소의 또 다른 화학적 원인으로, 응고제에 의한 화학 반응을 고려할 수 있다. 정수 처리 과정에는 다양한 응고제가 적어도 하나 이상 사용될 수 있으며, 이에 따라 각각의 응고제에 의한 이산화탄소 배출을 고려할 수 있다. 예를 들면, 세 가지 서로 다른 응고제를 고려할 수 있다. 응고제의 총량을 구하기 위해 응고제의 농도가 총 유량에 곱해졌다. 각 응고제는 서로 다른 이산화탄소 변환 계수(CO2 conversion factor)인 'φ'를 가질 수 있다. 상기 내용을 고려하면 응고제로부터 발생하는 이산화탄소의 배출량은 하기 [수학식 13]과 같이 나타낼 수 있다.As another chemical cause of carbon dioxide from water treatment plants, chemical reactions by coagulants can be considered. At least one of various coagulants may be used in the water purification process, and thus carbon dioxide emission by each coagulant may be considered. For example, three different coagulants may be considered. The coagulant concentration was multiplied by the total flow rate to determine the total amount of coagulant. Each coagulant may have a different CO 2 conversion factor 'φ'. In consideration of the above contents, the amount of carbon dioxide generated from the coagulant may be represented by the following [Equation 13].
[수학식 13]&Quot; (13) "
여기서, PCO2 , chemical 은 이산화탄소의 발생량이고, Cc ,i는 각 응고제의 농도일 수 있다. 또한 Qflow는 유량이고 φc,i는 각 응고제의 변환 계수일 수 있다. 인덱스 i가 세 개의 응고제를 나타내기 위해 사용될 수 있다. 따라서, i는 1 내지 3의 값을 가질 수 있다.Here, P CO 2 , chemical is the amount of carbon dioxide generated, C c , i may be the concentration of each coagulant. Q flow is the flow rate and φ c, i may be the conversion coefficient of each coagulant. Index i can be used to represent three coagulants. Thus, i may have a value of 1 to 3.
이상에서는 정수 처리 시스템에서 발생하는 화학적 원인에 의한 이산화탄소 배출량을 계산하는 방법을 예시적으로 설명하였다. 상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 정수 처리 시스템에서의 각 단위 공정 별로 화학적 원인에 의한 이산화탄소 배출량을 계산할 수 있다. 다만 본 발명이 상술한 공정에만 한정되는 것은 아니며, 이외에도 정수 처리 시스템에 포함될 수 있는 또 다른 다양한 공정에 본 발명에 의한 이산화탄소 배출량 계산 방법이 적용될 수 있다.In the above, a method of calculating carbon dioxide emissions due to chemical causes occurring in the water treatment system has been described as an example. As described above, according to the present invention, carbon dioxide emissions due to chemical causes can be calculated for each unit process in the water treatment system. However, the present invention is not limited to the above-described process, and in addition, the carbon dioxide emission calculation method according to the present invention may be applied to other various processes that may be included in the water treatment system.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 정수 처리에서의 이산화탄소 배출량 계산기를 나타내는 블록도이다.5 is a block diagram illustrating a carbon dioxide emission calculator in water treatment according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 정수 처리에서의 이산화탄소 배출량 계산기(300)는 변수 입력부(310), 저장부(330), 계산부(350) 및 출력부(370)를 포함한다. 변수 입력부(310)는 탄소 배출 변수를 입력 받아 저장부로 제공한는다. 저장부(330)는 변수 입력부(310)로부터 입력제공 받은 상기 탄소 입력 변수(DIN)를 저장한다. 상기 과정에서 변수 입력부(310)는 탄소 입력 변수(DIN)가 저장될 위치에 관한 정보인 입력 주소 정보(ADI)를 저장부(330)로 출력할 수 있다. 계산부(350)는 저장부(330)에 저장된 상기 탄소 배출 변수를 기초로 이산화탄소 배출량을 계산한다. 상기 과정에서 계산부(350)는 이산화탄소 배출량 계산에 필요한 탄소 배출 변수(DOUT)가 저장된 위치에 관한 정보인 출력 주소 정보(ADO)를 저장부(330)로 제공할 수 있다. 저장부(330)는 출력 주소 정보(ADO)에 기초하여 상기 필요한 탄소 배출 변수(DOUT)를 계산부(350)로 제공할 수 있다. 상기 계산이 완료되면 계산부(350)는 계산 결과(CR)를 출력부(370)로 제공한다.Referring to FIG. 5, the carbon
출력부(370)는 상기 이산화탄소 배출량의 계산 결과(CR)를 출력한다. 상기 출력부(370)는 상기 계산 결과를 시각적으로 나타내는 임의의 표시장치일 수 있다. 일 실시예에서, 상기 출력부(370)는 상기 이산화탄소 배출량의 계산 결과(CR)를 복수의 단위 공정 별로 구분하여 출력할 수 있다. 또한, 일 실시예에서, 상기 출력부(370)는 상기 이산화탄소 배출량의 계산 결과(CR)를 기계적 원인에 의한 이산화탄소 배출량 및 화학적 원인에 의한 이산화탄소 배출량으로 구분하여 출력할 수 있다. 예를 들면 출력부(370)는 기계적 원인에 의한 이산화탄소 배출량을 하기 [표 1]과 같이 출력할 수 있다.The
[표 1][Table 1]
상기 [표 1]은 출력부(370)가 출력하는 상기 이산화탄소 배출량 계산 결과(CR)를 표시하는 예시이며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 출력부(370)는 화학적 원인에 의한 이산화탄소 배출량 또한 상기 [표 1]에 나타난 것과 유사하게 단위 공정 별로 출력할 수 있다. 또한 전술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 이산화탄소 배출량 계산기에서 구분하는 단위 공정 또한 [표 1]에 도시된 5개 공정으로 한정되는 것은 아니고, 정수 처리에서 사용될 수 있는 다른 다양한 공정이 포함될 수 있다.[Table 1] is an example of displaying the carbon dioxide emission calculation result (CR) output from the
일 실시예에서, 초기 상태에 저장부(330)에는 상기 탄소 배출 변수들의 초기값이 저장되어 있고, 변수 입력부(310)로부터 상기 탄소 배출 변수들 중 적어도 하나에 대한 변수 값이 입력된 경우 저장부(330)는 상기 입력된 변수에 대한 상기 초기값을 갱신하여 저장할 수 있다. 상기 초기값은 정수 처리에 있어서 일반적으로 선택되는 값일 수 있고 표준적으로 채택되는 값일 수도 있다. 또한 상기 초기값은 이산화탄소 배출에 관한 연구 결과에 의해 실험적으로 얻어진 값일 수도 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 이산화탄소 배출량 계산기는 계산에 필요한 많은 수의 탄소 배출 변수들 중 일부에 대하여만 입력 받고 나머지 변수들에 대하여는 초기 상태에 저장부(330)에 이미 저장되어 있는 초기값을 활용하여 이산화탄소 배출량을 계산할 수 있다. 따라서 입수할 수 있는 데이터가 상기 탄소 배출 변수들 중 일부인 경우에도 이산화탄소 배출량을 계산할 수 있으며, 이 경우에도 초기값은 표준적인 값 또는 이산화탄소 배출에 관한 연구 결과에 의한 값이므로 계산에 있어서 오차를 최소한으로 할 수 있다.In an exemplary embodiment, the
도 6은 도 5의 저장부의 일 예를 나타내는 블록도이다.6 is a block diagram illustrating an example of a storage unit of FIG. 5.
도 6에 따르면, 저장부(330)는 디멀티플렉서(Demultiplexer, 331), 기억 장치(333) 및 멀티플렉서(335)를 포함할 수 있다. 디멀티플렉서(Multiplexer, 331)는 입력되는 탄소 배출 변수들을이 지정된 위치에 저장하도록되도록 기억 장치(333)에 저장할 수 있다. 기억 장치(333)에는 상기 복수의 탄소 배출 변수들이 저장될 수 있다. 초기 상태에서 기억 장치(333)에는 상기 탄소 배출 변수들의 초기값이 저장되어 있을 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 탄소 배출 계산기가 복수의 탄소 배출 변수들을 사용하는 경우 저장부(330)의 기억 장치(333)에는 상기 탄소 배출 변수들에 대한 초기값들(DA0, DB0, …, DN0)이 저장될 수 있다. 저장부(330)의 기억 장치(333)에 상기 탄소 배출 변수들에 대한 초기값들(DA0, DB0, …, DN0)이 저장되어 있는 상태에서 계산부(350)는 상기 탄소 배출 변수들의 초기값들(DA0, DB0, …, DN0)을 이용하여 이산화탄소 배출량의 계산할 수 있다. 또한 변수 입력부(310)로부터 상기 탄소 배출 변수들 중 일부 또는 전부에 대한 변수값이 입력되는 경우 저장부(330)는 기억 장치(333)에 저장된 탄소 배출 변수들의 초기값을 상기 입력된 탄소 배출 변수들 중 일부 또는 전부에 대한 변수값으로 갱신하고, 상기 저장된 탄소 배출 변수들 중에서 선택된 탄소 배출 변수(DOUT)를계산부에 상기 저장 계산부(350)로 제공할 수 있다. 결과(DOUT)를 출력할 수 있다. 도 6에는 기억장치(333)의 세 번째 영역에 상응하는 하나의 탄소 배출 변수(DC1)가 변수 입력부(310)로부터 제공되는 탄소 배출 변수로서(DIN) 입력된된 경우 저장부(330)의 기억장치(333)에 저장된 탄소 배출 변수가 갱신된 상태게가 도시되어 있다. 다시 말하면, 도 6에서 저장부에 입력되는 탄소 배출 변수(DIN)는 기억 장치의 세 번째 영역에 상응하는 탄소 배출 변수(DC1)이다. 즉, 갱신 전에 기억 장치(333)의 세 번째 영역에는 초기 값으로 'DC0'가 저장되어 있다. 변수 입력부(310)부터 세 번째 영역, 즉 세 번째 탄소 배출 변수의 입력값(DC1)이 입력되는 경우, 디멀티플렉서(331)는 입력값(DC1)을 기억 장치(333)의 세 번째 영역에 저장한다. 입력값(DC1)이 저장될 영역의 위치에 대한 정보는 변수 입력부(310)로부터 입력되는 입력 주소 정보(ADI)일 수 있다. 즉, 디멀티플렉서(331)는 입력 주소 정보(ADI)에 기초하여 입력값(DC1)을 기억 장치(333)에 저장할 수 있다. 예를 들면, 입력값(DC1)이 저장될 위치가 기억 장치(333)의 세 번째 영역이므로, 입력 주소 정보(ADI)는 기억 장치(333)의 상기 세 번째 영역에 대응되는 정보일 수 있다. 입력값(DC1)과 별개로 저장부(330)의 디멀티플렉서(331)에 입력되는 주소 정보일 수 있다. 아니면, 상기 입력값(DC1)이 저장될 영역의 위치에 대한 정보는 입력값(DC1)에 포함되어 입력될 수 있다. 따라서, 디멀티플렉서(331)는 상기 입력값(DC1)이 저장될 영역의 위치에 대한 정보에 기초하여 입력값(DC1)을 기억 장치(333)의 세 번째 영역에 저장할 수 있한다. 탄소 배출 변수들의 변수값이 갱신된 이후에, 멀티플렉서(335)는 갱신된 변수들을 계산부(350)로 출력한다. 계산부(350)로 출력되는 탄소 배출 변수들이 저장되어 있는 영역의 위치에 대한 정보는 계산부(350)로부터 입력되는 출력 주소 정보(ADO)일 수 있다. 계산부(350)가 이산화탄소 배출량을 계산하기 위해 필요한 탄소 배출 변수의 출력 주소 정보(ADO)를 멀티플렉서(335)의 선택 신호로서 입력하면, 멀티플렉서(335)는 기억 장치(333)에 저장된 탄소 배출 변수들 중 입력된 출력 주소 정보(ADO)에 상응하는 탄소 배출 변수(DOUT)를 계산부(350)로 출력할 수 있다. 출력된 탄소 배출 변수(DOUT)는 계산부(350)로 입력되어 이산화탄소 배출량 계산에 활용될 수 있다.According to FIG. 6, the
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 이산화탄소 배출량 계산기(300)는 정수 처리의 환경 및 조건에 따라 다양한 탄소 배출 변수들을 결정하여 계산시 활용하므로 보다 정확한 이산화탄소 배출량 계산을 할 수 있다. 또한 결정이 용이하지 않은 탄소 배출 변수들에 대하여는 정수 처리 시스템에서 일반적으로 적용 가능한 초기값을 활용하여 이산화탄소 배출량을 계산하므로, 신속한 계산이 가능하다. 또한, 일부 변수의 변화에 따른 이산화탄소 배출량의 변화를 즉각적으로 계산할 수 있으므로 정수 처리에서의 이산화탄소 배출량 감축을 위한 공정 계산에 상기 이산화탄소 배출량의 계산 결과를 유용하게 활용할 수 있다.Therefore, the carbon
본 발명은 정수 처리에서 발생하는 이산화탄소를 계산하여 이산화탄소 감축을 위한 정수 공정의 교정 및 최적화에 유용하게 활용될 수 있다. 본 발명은 주로 정수 처리에서 발생하는 이산화탄소를 계산하는 방법에 관한 것이지만, 그 외에도 이산화탄소를 배출하는 공공 시설 또는 대규모 민간 산업 시설에서도 본 발명이 적용될 수 있다.The present invention can be usefully used for the calibration and optimization of the water purification process for carbon dioxide reduction by calculating the carbon dioxide generated in the water treatment. The present invention mainly relates to a method for calculating carbon dioxide generated from water treatment, but in addition, the present invention can be applied to public facilities or large-scale private industrial facilities that emit carbon dioxide.
이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to the embodiments of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. It will be appreciated.
Claims (15)
상기 복수의 단위 공정에 대응하는 탄소 배출 변수들을 결정하는 단계; 및
상기 탄소 배출 변수들에 기초하여 상기 복수의 단위 공정들에서 생성되는 이산화탄소 배출량을 각각 계산하는 단계를 포함하는 정수 처리에서의 이산화탄소 배출량 계산 방법.Dividing the water treatment process into a plurality of unit processes;
Determining carbon emission parameters corresponding to the plurality of unit processes; And
Calculating carbon dioxide emissions generated in the plurality of unit processes based on the carbon emission variables, respectively.
상기 복수의 단위 공정 각각에 대하여 이산화탄소 배출의 기계적 원인 및 화학적 원인을 구분하는 단계; 및
상기 탄소 배출 변수들에 기초하여 상기 복수의 단위 공정 각각에 대하여 상기 기계적 원인 및 화학적 원인에 의한 이산화탄소 배출량을 각각 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정수 처리에서의 이산화탄소 배출량 계산 방법.The method of claim 1, wherein calculating each of the carbon dioxide emissions generated for each of the plurality of unit processes based on the carbon emission variables,
Classifying a mechanical cause and a chemical cause of carbon dioxide emission for each of the plurality of unit processes; And
And calculating carbon dioxide emissions due to the mechanical and chemical causes, respectively, for each of the plurality of unit processes based on the carbon emission parameters.
상기 기계적 원인 및 상기 화학적 원인에 대응되는 탄소 배출 변수들을 각각 결정하는 단계; 및
상기 탄소 배출 변수들에 기초하여 상기 기계적 원인에 의한 이산화탄소 배출량 및 상기 화학적 원인에 의한 이산화탄소 배출량을 각각 계산하는 단계를 포함하는 정수 처리에서의 이산화탄소 배출량 계산 방법.Dividing the carbon dioxide emission according to a mechanical cause and a chemical cause with respect to carbon dioxide emission from a water treatment process;
Determining carbon emission parameters corresponding to the mechanical and chemical causes, respectively; And
Calculating carbon dioxide emission by the mechanical cause and carbon dioxide emission by the chemical cause, respectively, based on the carbon emission variables.
상기 정수 처리 공정을 복수의 단위 공정들로 구분하는 단계;
상기 탄소 배출 변수들에 기초하여 상기 각 단위 공정들에서 사용되는 전력량을 계산하는 단계; 및
상기 계산된 전력량을 기초로 상기 전력량을 생산하기 위한 이산화탄소 배출량을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정수 처리에서의 이산화탄소 배출량 계산 방법.The method of claim 3, wherein the calculating of the carbon emission due to the mechanical cause comprises:
Dividing the water treatment process into a plurality of unit processes;
Calculating an amount of power used in each of the unit processes based on the carbon emission variables; And
And calculating carbon dioxide emissions for producing the power amount based on the calculated amount of power.
[수학식 1]
(상기의 [수학식 1]에서,
[Equation 1]
(In [Equation 1] above,
상기 정수 처리 시스템의 정수 처리 공정을 복수의 단위 공정들로 구분하는 단계;
상기 각 단위 공정들에서 이산화탄소가 발생하는 화학 반응에 관한 정보를 수집하는 단계; 및
상기 각 단위 공정들에서 이산화탄소가 발생하는 화학 반응에 관한 정보를 기초로 이산화탄소의 배출량을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정수 처리에서의 이산화탄소 배출량 계산 방법.The method of claim 3, wherein calculating the carbon emission due to the chemical cause is
Dividing the water treatment process of the water treatment system into a plurality of unit processes;
Collecting information on a chemical reaction in which carbon dioxide is generated in each unit process; And
And calculating carbon dioxide emissions based on information on chemical reactions in which carbon dioxide is generated in the unit processes.
정수 처리 시스템의 유형을 결정하는 단계;
상기 결정된 정수 처리 시스템의 유형에 따라 정수 처리 공정을 복수의 단위 공정들로 구분하는 단계;
상기 복수의 단위 공정에 대응되는 탄소 배출 변수들을 각각 결정하는 단계;
상기 결정된 탄소 배출 변수들을 입력 받는 단계;
상기 입력 받은 탄소 배출 변수들에 기초하여 상기 복수의 단위 공정들마다 생성되는 이산화탄소 배출량을 각각 계산하는 단계; 및
상기 계산된 이산화탄소 배출량을 출력하는 단계를 포함하는 컴퓨터 판독 가능 기록 매체.A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for implementing a method for calculating carbon dioxide emission in water treatment, the method for calculating carbon dioxide emission,
Determining a type of water treatment system;
Dividing the water treatment process into a plurality of unit processes according to the determined type of water treatment system;
Determining carbon emission parameters corresponding to the plurality of unit processes, respectively;
Receiving the determined carbon emission parameters;
Calculating carbon dioxide emissions generated for each of the plurality of unit processes based on the received carbon emission variables; And
And outputting the calculated carbon dioxide emissions.
상기 계산된 이산화탄소 배출량을 상기 복수의 단위 공정에 따라 구분하여 출력하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능 기록 매체.The method of claim 7, wherein outputting the calculated carbon dioxide emissions,
And outputting the calculated carbon dioxide emission according to the plurality of unit processes.
상기 계산된 이산화탄소 배출량을 기계적 원인에 의한 배출량 및 화학적 원인에 의한 배출량으로 구분하여 출력하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능 기록 매체.The method of claim 7, wherein outputting the calculated carbon dioxide emissions,
And outputting the calculated carbon dioxide emission by dividing the calculated carbon dioxide emission into a discharge due to a mechanical cause and a discharge due to a chemical cause.
상기 결정된 탄소 배출 변수들 각각에 대한 초기값을 지정하는 단계; 및
상기 결정된 탄소 배출 변수들 중 적어도 하나를 사용자 입력값으로서 입력 받는 단계를 포함하고,
상기 입력 받은 탄소 배출 변수들에 기초하여 상기 복수의 단위 공정들마다 생성되는 이산화탄소 배출량을 각각 계산하는 단계는,
상기 입력된 탄소 배출 변수들에 관하여는 상기 사용자 입력값에 기초하여 상기 이산화탄소 배출량을 계산하고, 상기 입력된 탄소 배출 변수들을 제외한 탄소 배출 변수들에 관하여는 상기 초기값에 기초하여 상기 이산화탄소 배출량을 계산하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능 기록 매체.The method of claim 7, wherein the step of receiving the determined carbon emission parameters,
Assigning an initial value for each of the determined carbon emission variables; And
Receiving at least one of the determined carbon emission variables as a user input value,
Computing the carbon dioxide emissions generated for each of the plurality of unit processes based on the input carbon emissions parameters,
The carbon dioxide emission is calculated based on the user input value with respect to the input carbon emission variables, and the carbon dioxide emission is calculated based on the initial value with respect to carbon emission variables except the input carbon emission variables. And a computer readable recording medium.
정수 처리 시스템의 유형을 결정하는 단계;
상기 결정된 정수 처리 시스템의 유형에 따라 상기 이산화탄소 배출량을 기계적 원인 및 화학적 원인에 따라 구분하는 단계;
상기 기계적 원인 및 화학적 원인에 대응되는 탄소 배출 변수들을 각각 결정하는 단계;
상기 결정된 탄소 배출 변수들을 입력 받는 단계;
상기 입력 받은 탄소 배출 변수들에 기초하여 상기 기계적 원인에 의한 이산화탄소 배출량 및 상기 화학적 원인에 의한 이산화탄소 배출량을 각각 계산하는 단계; 및
상기 계산된 이산화탄소 배출량을 출력하는 단계를 포함하는 컴퓨터 판독 가능 기록 매체.A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for implementing a method for calculating carbon dioxide emission in water treatment, the method for calculating carbon dioxide emission,
Determining a type of water treatment system;
Dividing the carbon dioxide emissions according to mechanical and chemical causes according to the determined type of purified water treatment system;
Determining carbon emission parameters corresponding to the mechanical and chemical causes, respectively;
Receiving the determined carbon emission parameters;
Calculating carbon dioxide emission by the mechanical cause and carbon dioxide emission by the chemical cause, respectively, based on the received carbon emission variables; And
And outputting the calculated carbon dioxide emissions.
상기 변수 입력부로부터 입력 받은 상기 탄소 배출 변수를 저장하는 저장부;
상기 저장부에 저장된 상기 탄소 배출 변수를 기초로 이산화탄소 배출량을 계산하는 계산부; 및
상기 이산화탄소 배출량의 계산 결과를 출력하는 출력부를 포함하는 정수 처리에서의 이산화탄소 배출량 계산기.A variable input unit for receiving a carbon emission variable;
A storage unit for storing the carbon emission variable received from the variable input unit;
A calculation unit calculating a carbon dioxide emission based on the carbon emission variable stored in the storage unit; And
A carbon dioxide emission calculator in water treatment including an output unit for outputting the calculation result of the carbon dioxide emission.
초기 상태에서 상기 저장부에는 상기 탄소 배출 변수들의 초기값이 저장되어 있고, 상기 변수 입력부로부터 상기 탄소 배출 변수들 중 적어도 하나에 대한 변수 값이 입력된 경우 상기 저장부는 상기 입력된 변수에 대한 상기 초기값을 갱신하여 저장하는 것을 특징으로 하는 정수 처리에서의 이산화탄소 배출량 계산기.13. The method of claim 12,
In the initial state, the storage unit stores the initial values of the carbon emission variables, and when a variable value for at least one of the carbon emission variables is input from the variable input unit, the storage unit stores the initial value of the input variable. A carbon dioxide emission calculator in water treatment, characterized by updating and storing the value.
상기 출력부는 상기 이산화탄소 배출량의 계산 결과를 복수의 단위 공정 별로 구분하여 출력하는 것을 특징으로 하는 정수 처리에서의 이산화탄소 배출량 계산기.13. The method of claim 12,
The output unit is a carbon dioxide emission calculator in water treatment, characterized in that for outputting the result of calculating the carbon dioxide emissions for each of a plurality of unit processes.
상기 출력부는 상기 이산화탄소 배출량의 계산 결과를 기계적 원인에 의한 이산화탄소 배출량 및 화학적 원인에 의한 이산화탄소 배출량으로 구분하여 출력하는 것을 특징으로 하는 정수 처리에서의 이산화탄소 배출량 계산기.13. The method of claim 12,
The output unit is a carbon dioxide emission calculator in water treatment, characterized in that for outputting the result of calculating the carbon dioxide emissions divided into carbon dioxide emissions due to mechanical causes and carbon dioxide emissions due to chemical causes.
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