KR20150112151A - System for sludge integrated management of several wastewater treatment plants using environmental impact assessment and the method - Google Patents

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KR20150112151A
KR20150112151A KR1020140035660A KR20140035660A KR20150112151A KR 20150112151 A KR20150112151 A KR 20150112151A KR 1020140035660 A KR1020140035660 A KR 1020140035660A KR 20140035660 A KR20140035660 A KR 20140035660A KR 20150112151 A KR20150112151 A KR 20150112151A
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김효수
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박문화
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Abstract

The present invention relates to an integrated sludge management system for a plurality of sewage treatment plants using an environmental impact assessment and a method thereof and, more particularly, to an integrated sludge management system for a plurality of sewage treatment plants using an environmental impact assessment and a method thereof, capable of reducing the whole environmental load of the sewage treatment plants. According to the embodiment of the present invention, provided is the integrated sludge management system for the sewage treatment plants using the environmental impact assessment which includes a data call unit which calls data required for the integrated sludge management of the sewage treatment plant from a database, an individual environmental impact evaluating unit which evaluates the environmental impact for the individual sewage treatment plant, and an integrated alternative suggesting unit which integrally manages the sludge.

Description

환경영향평가를 이용한 다수의 하수처리시설에 대한 슬러지 통합관리 시스템 및 그 방법{System for sludge integrated management of several wastewater treatment plants using environmental impact assessment and the method}Technical Field [0001] The present invention relates to a sludge integrated management system for a plurality of wastewater treatment plants using environmental impact assessment,

본 발명은 환경영향평가를 이용한 다수의 하수처리시설에 대한 슬러지 통합관리 시스템 및 그 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게 설명하면, 개별 하수처리시설의 운영데이터와 전력생산, 약품생산, 운송과정 등의 환경영향에 관련된 자료를 대상으로 개별 하수처리시설에 대한 환경영향평가를 수행하여 하수처리시설의 운영과정에서 발생하는 부영양화, 지구온난화, 인체독성, 산성화 등의 정량적 환경영향지표를 도출하고, 상기 도출된 결과에 따라 다수의 하수처리시설에 대한 슬러지를 통합관리할 수 있는 대안을 도출하여 그 중에서 각 하수처리시설에 가장 적합한 관리대안을 제시함으로써, 권역 내 발생하는 다수의 하수처리시설의 전체 환경부하를 저감할 수 있는 환경영향평가를 이용한 다수의 하수처리시설에 대한 슬러지 통합관리 시스템 및 그 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a sludge integrated management system and method for a plurality of sewage treatment facilities using environmental impact assessment. In more detail, environmental impact assessment for individual sewage treatment facilities is conducted on data related to environmental impacts such as operational data of individual sewage treatment facilities, power generation, drug production, and transportation process, The results of the quantitative environmental impact indicators such as eutrophication, global warming, human toxicity, and acidification, which are generated in the sewage treatment facilities, are derived, and alternatives for managing the sludge to a large number of sewage treatment facilities are derived according to the results, A sludge integrated management system and its method for a large number of sewage treatment plants using environmental impact assessment that can reduce the total environmental burden of a large number of sewage treatment facilities occurring in the zone by suggesting the most suitable management alternative to the treatment facility will be.

지난 50년간 환경영향평가(EIA)는 환경파괴를 최소화하고 지속가능한 개발을 위한 잠재력을 최대화하기 위해 환경에 미치는 영향을 사전에 파악하고 제안된 조치들을 검토, 분석, 평가하는데 적용되어 왔다. 현재까지 이런 사전 예측과 평가를 위한 환경영향평가 도구들에 대한 연구가 지속적으로 수행되었고 많은 분야에서 실시되어 왔다. Over the past five decades, environmental impact assessment (EIA) has been applied to identify environmental impacts in advance and to review, analyze and evaluate proposed actions to minimize environmental degradation and maximize the potential for sustainable development. Until now, studies on environmental impact assessment tools for such prediction and evaluation have been conducted continuously and have been carried out in many fields.

하수처리시설은 구역 별로 발생된 하수를 각 하수처리시설에 보내어 법적 수질기준에 적합하도록 처리하여 하천이나 해안으로 방류함으로써 방류수계의 인체환경에 큰 기여를 한다. 하지만 하수처리를 위한 전력과 화학약품의 사용, 대량의 슬러지 발생 및 최종 폐기처리 과정에서는 또 다른 자원 소모, 지구온난화, 인체독성과 같은 환경 영향이 일어나기 때문에 과거의 종말 하수처리방법보다는 지속적 개념에 기반한 여러 개의 하수처리장을 통합하여 관리하는 권역별 하수처리 통합 관리시스템이 제안되고 있다. Wastewater treatment facilities send sewage generated by each zone to each sewage treatment facility and treat it to meet legal water quality standards and discharge it to rivers or shore, making a great contribution to human environment of discharged water system. However, the use of electricity and chemicals for sewage treatment, the generation of large amounts of sludge, and the final disposal process are subject to environmental impacts such as resource consumption, global warming, and human toxicity, An integrated sewerage management system for each area is proposed that integrates and manages several sewage treatment plants.

또한 각 하수처리시설마다 다양한 하수처리공정과 슬러지 처리방법에 의존해 있으며 사용하는 약품종류도 여러 가지이다. 특히 슬러지 처리과정에서 볼 때 잉여슬러지를 자원화하여 소화가스를 창출하여 에너지로 활용하는 반면 탈수만 거친 후 매립장으로 운송하여 처리하거나 퇴비화 혹은 소각처리 등 여러 가지 방법이 있다. 때문에 다수의 하수처리시설의 운영과정에 대한 환경영향을 정량적으로 평가하고 다수의 하수처리시설에 대한 실용적인 비교와 분석이 어려운 상황이다. In addition, each sewage treatment facility relies on various sewage treatment processes and sludge disposal methods, and there are various kinds of drugs used. In particular, in the sludge treatment process, surplus sludge is recycled and used as energy to create digestion gas. However, there are various methods such as transporting to landfill after dehydration and composting or incineration treatment. Therefore, it is difficult to quantitatively evaluate the environmental impacts of the operation processes of many sewage treatment facilities and make practical comparison and analysis of many sewage treatment facilities.

최근 이와 같이 하수처리시설을 운영할 때 슬러지처리 효율, 에너지 사용량, 환경영향 등으로부터 다수의 하수처리시설에 대한 비교를 진행하는 방법론들이 있다. 초기 연구에서는 정성적 결과로 비교하는 형태가 대부분이었으나, 최근에는 정량적인 데이터로부터 유용한 정보를 주는 다양한 기술들이 실행되고 있다. Recently, there are several methodologies for comparing sewage treatment facilities from sludge treatment efficiency, energy consumption, environmental impact, etc. when operating the sewage treatment facility. In the initial studies, most of the comparisons were made with qualitative results, but in recent years, various techniques have been implemented to provide useful information from quantitative data.

그러나 이러한 기술들은 개별 하수처리시설에 대한 환경영향평가 결과로부터 잠재적 영향이 제일 높은 단위공정에 대한 개선 방안을 설계하거나 혹은 각각의 개별적 하수처리시설에 대한 환경영향평가를 실행한 후, 환경영향평가 결과에 기반하여 각 운영과정에 대해 비교를 하였으며 환경성이 우수한 하수처리시설을 찾는데에만 초점을 둘 뿐 다수의 하수처리시설을 어떻게 통합하여 관리할 것인지에 대한 방법은 제시하지 않았다. However, these technologies can be used to design an improvement plan for the unit process with the highest potential impact from the environmental impact assessment result for the individual sewage treatment facility, or to implement the environmental impact assessment for each individual sewage treatment facility, . The results of this study are summarized as follows: (1) In the case of sewage treatment facilities,

또한 하수처리시설의 운영과정에 대한 환경영향평가를 실행한 후 환경에 주는 잠재적 영향이 제일 높은 처리시설에 대한 개선 방안 설계 시, 만약 개별 하수처리시설을 단독으로 고려하여 효율적인 처리시설이나 처리공정으로 교체하려고 한다면 거액의 새로운 투자가 필요하기 때문에 환경영향만 고려했을 때에는 대안으로 받아들이기는 힘든 실정이다. 또한 새로운 운영시설에 대한 투자가 있다고 하더라도, 새로운 운영환경에서의 운전자의 숙련도도 미흡하기 때문에 하수처리시설 운영초기에 안정적인 방류수계 수질에 영향을 미칠 수 있는 문제점도 발생한다. In addition, when designing the improvement plan for the treatment facility with the highest potential for environmental impact after implementing the environmental impact assessment for the operation process of the sewage treatment facility, if the individual sewage treatment facility is considered alone, If you want to replace it, you need a lot of new investment, so it is hard to accept it as an alternative when considering the environmental impact only. In addition, even if there is investment in a new operation facility, the driver's skill in the new operating environment is insufficient, which causes a problem that can affect stable water quality at the beginning of operation of the sewage treatment facility.

따라서 기존의 개별 하수처리시설들의 슬러지 처리과정에서 발생하는 잠재적 환경영향과 슬러지로부터 창출되는 경제적 이득 등을 함께 인식하여 현재 권역 내에 있는 다수의 하수처리시설의 슬러지 통합관리에 대한 적절한 방법의 개발이 시급한 상황이다. Therefore, it is urgent to develop appropriate methods for integrated management of sludge in a large number of sewage treatment facilities in the present area, by recognizing the potential environmental impacts generated in the sludge disposal process of existing individual sewage treatment facilities and the economic benefits generated from the sludge It is a situation.

한국공개특허공보 제10-2014-0031754호Korean Patent Publication No. 10-2014-0031754

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 개별 하수처리시설의 운영데이터와 전력생산, 약품생산, 운송과정 등의 환경영향에 관련된 자료를 대상으로 개별 하수처리시설에 대한 환경영향평가를 수행하여 하수처리시설의 운영과정에서 발생하는 부영양화, 지구온난화, 인체독성, 산성화 등의 정량적 환경영향지표를 도출하고, 상기 도출된 결과에 따라 다수의 하수처리시설에 대한 슬러지를 통합관리할 수 있는 대안을 도출하여 그 중에서 각 하수처리시설에 가장 적합한 관리대안을 제시함으로써, 권역 내 발생하는 다수의 하수처리시설의 전체 환경부하를 저감할 수 있는 환경영향평가를 이용한 다수의 하수처리시설에 대한 슬러지 통합관리 시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been devised in order to solve such problems, and it is an object of the present invention to provide an environmental impact assessment for individual sewage treatment facilities, including data related to environmental effects such as operation data of individual sewage treatment facilities, power generation, Quantitative environmental impact indicators such as eutrophication, global warming, human toxicity and acidification occurring in the operation process of the sewage treatment facility can be derived and the sludge can be integratedly managed in a plurality of sewage treatment facilities according to the result And a plurality of sewage treatment facilities using the environmental impact assessment that can reduce the total environmental load of a plurality of sewage treatment facilities generated in the sphere by suggesting the most suitable management alternatives among the sewage treatment facilities, An integrated management system and a method thereof.

본 발명에 의하면, 하수처리시설의 폭기량, 슬러지폐기량, 슬러지반송량, 약품주입량, 전력소비량, 침전능 및 반응조 내 부유물질 농도를 포함한 공정운영 데이터들과 각종 데이터들을 저장하는 데이터베이스로부터 하수처리시설의 슬러지 통합관리에 필요한 데이터를 호출하는 데이터호출부; 상기 호출된 데이터들에 환경영향 평가기법들을 적용하여 환경영향과 연관성이 있는 데이터들을 분류하고, 상기 분류된 데이터를 환경영향범주별 특성인자를 사용하여 특성화시켜 지구온난화, 부영양화, 산성화 및 인체독성을 포함하는 개별 하수처리시설의 환경영향지표를 도출하여 개별 하수처리시설에 대한 환경영향을 평가하는 개별 환경영향 평가부; 및 상기 개별 환경영향 평가부로부터 도출된 개별 하수처리시설의 환경영향지표를 기준으로 환경영향이 가장 적은 슬리지 처리대안을 제시하여 다수의 하수처리시설에 대한 슬러지를 통합하여 관리하는 통합 대안 제시부;를 포함하는 환경영향평가를 이용한 다수의 하수처리시설에 대한 슬러지 통합관리 시스템을 제공한다. According to the present invention, it is possible to obtain a sewage treatment facility from a database storing process operation data and various data including aeration amount of sewage treatment facility, sludge waste amount, sludge return amount, drug injection amount, power consumption amount, sedimentation ability, A data calling unit for calling data necessary for sludge unified management of the sludge; Eco-efficiency, acidification, and human toxicity by classifying data that are related to environmental impact by applying environmental impact assessment techniques to the called data, and characterizing the classified data using characteristic factors according to environmental impact categories. An individual environmental impact assessment unit that evaluates the environmental impacts of the individual sewage treatment facilities by deriving the environmental impact indicators of the individual sewage treatment facilities involved; And an integrated alternative presentation unit for integrating and managing sludge for a plurality of sewage treatment facilities by presenting a slip treatment alternative with the least environmental impact based on the environmental impact indicators of the individual sewage treatment facilities derived from the individual environmental impact assessment unit; The present invention provides a sludge integrated management system for a plurality of sewage treatment facilities using an environmental impact assessment.

한편, 상기 데이터호출부는 개별 하수처리시설에서 별도로 운영되고 있는 데이터베이스에 축적되는 과겅의 모든 데이터 중 하수처리시설에 대한 환경영향과 연관성이 있는 주요 데이터들을 자동으로 호출하는 것을 특징으로 한다.Meanwhile, the data calling unit automatically calls up important data related to the environmental impact of the sewage treatment facility among all the data stored in the database, which is separately operated in the individual sewage treatment facility.

한편, 하수처리시설에 대한 환경영향과 연관성이 있는 주요 데이터들은 전력량, 약품량, 방류수 수질, 생물반응조, 소화조의 CO2와 NO2 배출량, 탈수케이크량 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다. On the other hand, the main data that are related to the environmental impact on the sewage treatment facility include at least one of a power amount, a chemical amount, a discharged water quality, a bioreactor, a CO 2 and NO 2 emission amount of the digester, and a dehydrated cake amount .

한편, 상기 개별 환경영향 평가부는 상기 호출된 데이터들에 환경영향 평가기법들을 적용하여 환경영향과 연관성이 있는 데이터들을 환경영향범주별로 분류하는 데이터분류부와, 상기 분류된 데이터들에 각 환경영향범주에 대한 특성인자를 곱하여 분류된 데이터들을 특성화시키는 데이터특성화부와, 상기 특성화된 데이터들을 지구온난화, 부영양화, 산성화 및 인체독성을 포함하는 환경영향지표를 구성하는 인자들로 도출하는 개별 환경영향지표 도출부를 포함하는 것을 특징으로 한다. The individual environmental impact assessment unit may include a data classifier for classifying data, which are related to environmental impact, into environmental impact categories by applying environmental impact assessment techniques to the called data, A data characterization unit for characterizing the classified data by multiplying the characteristic factors of the environmental characteristics of the environment by the characteristic factors of the environmental characteristics of the environment, And the like.

한편, 상기 통합 대안 제시부는 상기 개별 환경영향 평가부로부터 도출된 개별 하수처리시설의 환경영향지표를 기준으로 다수의 하수처리시설에 대한 환경영향을 최소화할 수 있는 여러가지 대안을 도출하는 대안 도출부와, 상기 대안 도출부로부터 도출된 대안을 개별 하수처리시설에 적용하는 대안 적용부와, 회귀분석기법을 적용하여 탈수슬러지 발생량과 소화가스 발생량을 예측할 수 있는 통계적 모델을 도출하고 상기 통계적 모델을 이용하여 상기 대안 적용부로부터 적용된 대안에 대한 환경영향을 예측할 수 있는 통합 환경영향 예측부를 포함하는 것을 특징으로 한다. On the other hand, the integrated alternative presentation unit may include an alternative derivation unit for deriving various alternatives that can minimize environmental impacts on a plurality of sewage treatment facilities based on the environmental impact indicators of the individual sewage treatment facilities derived from the individual environmental impact assessment unit , An alternative application unit for applying an alternative derived from the alternative derivation unit to an individual sewage treatment facility and a statistical model for predicting the amount of generated dehydrating sludge and the amount of generated digestion gas by applying a regression analysis technique, And an integrated environmental impact prediction unit capable of predicting an environmental impact on an alternative applied from the alternative application unit.

또한 본 발명에 의하면, 하수처리시설의 폭기량, 슬러지폐기량, 슬러지반송량, 약품주입량, 전력소비량, 침전능 및 반응조 내 부유물질 농도를 포함한 공정운영 데이터들과 각종 데이터들을 저장하는 데이터베이스로부터 전력량, 약품량, 방류수 수질, 생물반응조, 소화조의 CO2와 NO2 배출량, 탈수케이크량 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 하수처리시설에 대한 환경영향과 연관성이 있는 주요 데이터들을 자동으로 호출하는 데이터호출단계; 상기 호출된 데이터들에 환경영향 평가기법들을 적용하여 환경영향과 연관성이 있는 데이터들을 환경영향범주별로 분류하고, 상기 분류된 데이터들에 각 환경영향범주에 대한 특성인자를 곱하여 분류된 데이터들을 특성화시키고, 상기 특성화된 데이터들을 지구온난화, 부영양화, 산성화 및 인체독성을 포함하는 개별 하수처리시설의 환경영향지표를 도출하여 개별 하수처리시설에 대한 환경영향을 평가하는 개별 환경영향 평가단계; 및 상기 개별 환경영향 평가단계로부터 도출된 개별 하수처리시설의 환경영향지표를 기준으로 환경영향이 가장 적은 슬리지 처리대안을 제시하여 다수의 하수처리시설에 대한 슬러지를 통합하여 관리하는 통합 대안 제시단계;를 포함하는 환경영향평가를 이용한 다수의 하수처리시설에 대한 슬러지 통합관리방법을 제공한다. Further, according to the present invention, from the database storing the process operation data and various data including the aeration amount of the sewage treatment facility, the sludge disposal amount, the sludge return amount, the drug injection amount, the power consumption amount, the sedimentation ability, A data calling step for automatically calling important data related to an environmental impact on a sewage treatment facility including at least one of a chemical amount, a discharged water quality, a bioreactor, a CO 2 and NO 2 emission amount of the digester, and a dehydrated cake amount; The environmental impact assessment techniques are applied to the called data to classify the data related to the environmental impact by the environmental impact category and multiply the classified data by the characteristic factor for each environmental impact category to characterize the classified data An individual environmental impact assessment step of deriving the environmental impact indicators of the individual sewage treatment facilities including the global warming, eutrophication, acidification, and human toxicity, and evaluating the environmental impacts of the individual sewage treatment facilities; And an integrated alternative presentation step of integrating and managing sludge for a plurality of sewage treatment facilities by presenting a slip treatment alternative with the least environmental impact based on the environmental impact indicators of the individual sewage treatment facilities derived from the individual environmental impact assessment step ; And a sludge integrated management method for a plurality of sewage treatment plants using an environmental impact assessment.

한편, 상기 통합 대안 제시단계는 상기 개별 환경영향 평가단계로부터 도출된 개별 하수처리시설의 환경영향지표를 기준으로 다수의 하수처리시설에 대한 환경영향을 최소화할 수 있는 여러가지 대안을 도출하고, 상기 도출된 대안을 개별 하수처리시설에 적용하고, 회귀분석기법을 적용하여 탈수슬러지 발생량과 소화가스 발생량을 예측할 수 있는 통계적 모델을 도출하고 상기 통계적 모델을 이용하여 상기 개별 하수처리시설에 적용된 대안에 대한 환경영향을 예측하여 다수의 하수처리시설에 최적의 슬러지 통합관리 대안을 제시해 주는 것을 특징으로 한다. Meanwhile, in the integrated alternative presentation step, various alternatives that can minimize environmental impacts on a plurality of sewage treatment facilities are derived based on the environmental impact indicators of individual sewage treatment facilities derived from the individual environmental impact assessment stages, A statistical model for predicting the amount of dewatered sludge generated and the amount of generated digestion gas is derived by applying the regression analysis technique to the individual sewage treatment facilities and the statistical model is used to estimate the environment for the alternative applied to the individual sewage treatment facility And suggests an optimal sludge management alternative for many sewage treatment facilities.

기존의 하수처리시설에 대한 환경영향평가는 정성적 지표로 하수처리시설에 대한 평가를 진행하여 다수의 하수처리시설에 대한 비교시 객관적인 결과로 보여주지 못하였지만, 본 발명은 하수처리시설의 단위공정에 따른 모든 데이터 항목으로부터 각 영향범주에 분류하여 최종적으로 산성화, 지구온난화, 부영양화, 인체독성 값으로 도출하여 하수처리장 운전자에게 각 하수처리시설의 환경영향에 대하여 비교 및 분석하기 편리한 가시적인 효과를 줄 수 있으며, 효율적인 하수처리장의 운영에 도움을 주는 효과가 있다. Although the environmental impact assessment for the existing sewage treatment facilities has not been shown as an objective result in comparison with a number of sewage treatment facilities by evaluating the sewage treatment facilities as a qualitative indicator, , It is classified into each impact category from the data items according to the classification of the sewage treatment plant, and ultimately it is derived as acidification, global warming, eutrophication, and human toxicity value, giving the operator of the sewage treatment plant a convenient visual effect to compare and analyze the environmental impact of each sewage treatment facility And it has an effect of helping to operate an efficient sewage treatment plant.

또한 기존의 하수처리시설에 대한 환경영향 평가에서는 한 개의 하수처리장에 대한 전력사용량, 약품사용량, 슬러지 최종처리시 환경영향 등으로부터 환경에 가장 큰 영향을 주는 처리단계를 찾아내어 단위공정에 대한 개선 방안을 제공하거나 다수의 하수처리장에 대한 환경영향평가를 수행하여 환경영향이 가장 낮은 하수처리공정을 찾아내는 정보만 제공하였지만, 본 발명은 권역 내에 존재하는 다수의 하수처리시설에 대한 환경영향평가와 경제적 이익을 동시에 비교하였으며, 이와 같은 환경영향평가 결과에 따라 슬러지 통합 관리대안을 도출함으로써 최종적으로 권역내 하수처리시설들에 대한 가장 적합한 슬러지 통합관리 대안을 제시할 수 있는 효과가 있다. In addition, in the environmental impact assessment for existing sewage treatment facilities, the treatment steps that have the greatest influence on the environment from the power consumption of the sewage treatment plant, the amount of the chemicals used, the environmental impact upon the final treatment of the sludge, Or providing environmental information to the sewage treatment plants, or performing environmental impact assessments on a number of sewage treatment plants to provide information for finding the sewage treatment process with the lowest environmental impact. However, And the sludge integrated management alternatives are derived based on the results of the environmental impact assessment. Thus, the most suitable sludge integrated management alternatives for sewage treatment facilities in the area can be finally presented.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 환경영향평가를 이용한 다수의 하수처리시설에 대한 슬러지 통합관리 시스템을 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 환경영향평가를 이용한 다수의 하수처리시설에 대한 슬러지 통합관리방법을 나타내는 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 중 개별 하수처리시설에 대한 단위공정 흐름도이다.
도 4는 도 3의 개별 하수처리시설에 대한 환경영향평가를 위한 구성도이다.
도 5는 도 3의 개별 하수처리시설에 대한 환경영향평가의 결과를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 3의 개별 하수처리시설에 대한 통합관리를 위한 환경영향평가의 결과를 나타낸 도면이다.
FIG. 1 is a block diagram showing a sludge integrated management system for a plurality of sewage treatment plants using an environmental impact assessment according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart showing a sludge integrated management method for a plurality of sewage treatment facilities using environmental impact assessment according to an embodiment of the present invention.
3 is a unit process flow diagram for an individual sewage treatment facility in an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a configuration diagram for environmental impact assessment for the individual sewage treatment facility of FIG. 3; FIG.
FIG. 5 is a diagram showing the results of the environmental impact assessment for the individual sewage treatment facility of FIG. 3; FIG.
Figure 6 is a diagram showing the results of environmental impact assessment for integrated management of the individual sewage treatment plants of Figure 3;

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to constituent elements of each drawing, it should be noted that the same constituent elements are denoted by the same reference numerals even though they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 환경영향평가를 이용한 다수의 하수처리시설에 대한 슬러지 통합관리 시스템을 나타내는 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 환경영향평가를 이용한 다수의 하수처리시설에 대한 슬러지 통합관리방법을 나타내는 순서도이고, 도 3은 본 발명의 실시예 중 개별 하수처리시설에 대한 단위공정 흐름도이고, 도 4는 도 3의 개별 하수처리시설에 대한 환경영향평가를 위한 구성도이고, 도 5는 도 3의 개별 하수처리시설에 대한 환경영향평가의 결과를 나타낸 도면이고, 도 6은 도 3의 개별 하수처리시설에 대한 통합관리를 위한 환경영향평가의 결과를 나타낸 도면이다. FIG. 1 is a block diagram showing a sludge integrated management system for a plurality of sewage treatment facilities using environmental impact assessment according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a flow chart of a unit process for an individual sewage treatment facility in an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a flowchart illustrating an environmental impact assessment for the individual sewage treatment facility of FIG. FIG. 5 is a view showing the result of environmental impact assessment for the individual sewage treatment facility in FIG. 3, and FIG. 6 is a view showing the result of environmental impact assessment for integrated management for the individual sewage treatment facility in FIG. 3 to be.

도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 환경영향평가를 이용한 다수의 하수처리시설에 대한 슬러지 통합관리 시스템(10)은 데이터호출부(100), 개별 환경영향 평가부(200) 및 통합 대안 제시부(300)를 포함한다. 1, a sludge integrated management system 10 for a plurality of sewage treatment plants using an environmental impact assessment according to the present invention includes a data calling unit 100, an individual environmental impact assessment unit 200, and an integrated alternative presentation unit 300).

상기 데이터호출부(100)는 하수처리시설의 폭기량, 슬러지폐기량, 슬러지반송량, 약품주입량, 전력소비량, 침전능 및 반응조 내 부유물질 농도를 포함한 공정운영 데이터들과 각종 데이터들을 저장하는 데이터베이스로부터 하수처리시설의 슬러지 통합관리에 필요한 데이터를 호출하는 역할을 한다. The data calling unit 100 is connected to a database that stores process operation data including aeration amount of the sewage treatment facility, sludge waste amount, sludge return amount, drug injection amount, power consumption amount, sedimentation ability, And it calls the data necessary for integrated management of the sludge in the sewage treatment facility.

따라서 상기 데이터호출부(100)는 이와 같은 다양한 입력 데이터들로부터 실제 하수처리시설의 슬러지 통합관리에 필요한 데이터들을 사전에 선정하여 일별로 데이터들을 호출할 수 있는 것이다. 즉, 상기 데이터호출부(100)는 개별 하수처리시설에서 별도로 운영되고 있는 데이터베이스에 축적되는 과겅의 모든 데이터 중 하수처리시설에 대한 환경영향과 연관성이 있는 주요 데이터들을 자동으로 호출할 수 있다. 특히, 하수처리시설에 대한 환경영향과 연관성이 있는 주요 데이터들은 전력량, 약품량, 방류수 수질, 생물반응조, 소화조의 CO2와 NO2 배출량, 탈수케이크량 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 것으로 구성될 수 있다. Therefore, the data calling unit 100 can pre-select the data necessary for sludge unification management of the actual sewage treatment facility from the various input data, and can call data on a daily basis. That is, the data calling unit 100 can automatically call the main data related to the environmental influence of the sewage treatment facility among all the data of the industry accumulated in the database, which is separately operated in the individual sewage treatment facility. In particular, key data relevant to the environmental impacts of the sewage treatment facilities may consist of at least one of the following: electricity, chemicals, effluent water, bioreactor, CO 2 and NO 2 emissions from the digester, have.

상기 개별 환경영향 평가부(200)는 상기 호출된 데이터들에 환경영향 평가기법들을 적용하여 환경영향과 연관성이 있는 데이터들을 분류하고, 상기 분류된 데이터를 환경영향범주별 특성인자를 사용하여 특성화시켜 지구온난화, 부영양화, 산성화 및 인체독성을 포함하는 개별 하수처리시설의 환경영향지표를 도출하여 개별 하수처리시설에 대한 환경영향을 평가하는 역할을 한다. 한편, 상기 개별 환경영향 평가부(200)는 상기 호출된 데이터들에 환경영향 평가기법들을 적용하여 환경영향과 연관성이 있는 데이터들을 환경영향범주별로 분류하는 데이터분류부(210)와, 상기 분류된 데이터들에 각 환경영향범주에 대한 특성인자를 곱하여 분류된 데이터들을 특성화시키는 데이터특성화부(220)와, 상기 특성화된 데이터들을 지구온난화, 부영양화, 산성화 및 인체독성을 포함하는 환경영향지표를 구성하는 인자들로 도출하는 개별 환경영향지표 도출부(230)를 포함한다.The individual environmental impact assessment unit 200 classifies data that are related to environmental impact by applying environmental impact assessment techniques to the called data, and characterizes the classified data using characteristic factors for each environmental impact category It serves to assess the environmental impacts of individual sewage treatment plants by deriving environmental impact indicators for individual sewage treatment facilities, including global warming, eutrophication, acidification and human toxicity. The individual environmental impact assessment unit 200 includes a data classification unit 210 that classifies data related to environmental impacts by environmental impact categories by applying environmental impact assessment techniques to the called data, A data characterization unit 220 for characterizing the classified data by multiplying the data by characteristic factors for each environmental impact category, and a data characterization unit 220 for characterizing the classified data by constituting environmental impact indicators including global warming, eutrophication, acidification and human toxicity And an individual environmental influence index derivation unit 230 for deriving the individual environmental influence index derivation unit 230 as parameters.

상기 통합 대안 제시부(300)는 상기 개별 환경영향 평가부(200)로부터 도출된 개별 하수처리시설의 환경영향지표를 기준으로 환경영향이 가장 적은 슬리지 처리대안을 제시하여 다수의 하수처리시설에 대한 슬러지를 통합하여 관리하는 역할을 한다. 한편, 상기 통합 대안 제시부(300)는 상기 개별 환경영향 평가부(200)로부터 도출된 개별 하수처리시설의 환경영향지표를 기준으로 다수의 하수처리시설에 대한 환경영향을 최소화할 수 있는 여러가지 대안을 도출하는 대안 도출부(310)와, 상기 대안 도출부(310)로부터 도출된 대안을 개별 하수처리시설에 적용하는 대안 적용부(320)와, 회귀분석기법을 적용하여 탈수슬러지 발생량과 소화가스 발생량을 예측할 수 있는 통계적 모델을 도출하고 상기 통계적 모델을 이용하여 상기 대안 적용부(320)로부터 적용된 대안에 대한 환경영향을 예측할 수 있는 통합 환경영향 예측부(330)를 포함한다. The integrated alternative presentation unit 300 may present a slip treatment alternative with the least environmental impact based on the environmental impact index of the individual sewage treatment facility derived from the individual environmental impact assessment unit 200, Sludge is integrated and managed. On the other hand, the integrated alternative presentation unit 300 may include various alternatives that can minimize environmental impacts on a plurality of sewage treatment facilities based on the environmental impact indicators of the individual sewage treatment facilities derived from the individual environmental impact assessment unit 200 An alternate application unit 320 for applying an alternative derived from the alternative derivation unit 310 to an individual sewage treatment facility, and an alternative application unit 320 for applying a regression analysis technique to calculate the amount of dehydrated sludge generated and the amount of generated digestion gas And an integrated environmental effect predicting unit 330 for predicting an environmental effect on an alternative applied from the alternative application unit 320 using the statistical model.

도 2를 참조하여 본 발명에 의한 환경영향평가를 이용한 다수의 하수처리시설에 대한 슬러지 통합관리방법을 설명하면 다음과 같다. The sludge integrated management method for a plurality of wastewater treatment facilities using the environmental impact assessment according to the present invention will be described with reference to FIG.

제 1단계는 하수처리시설의 폭기량, 슬러지폐기량, 슬러지반송량, 약품주입량, 전력소비량, 침전능 및 반응조 내 부유물질 농도를 포함한 공정운영 데이터들과 각종 데이터들을 저장하는 데이터베이스로부터 전력량, 약품량, 방류수 수질, 생물반응조, 소화조의 CO2와 NO2 배출량, 탈수케이크량 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 하수처리시설에 대한 환경영향과 연관성이 있는 주요 데이터들을 자동으로 호출하는 데이터호출단계이다(S110).The first step is to calculate the amount of electricity and chemicals from the database storing the process operation data and various data including the aeration amount of the sewage treatment facility, sludge waste amount, sludge return amount, drug injection amount, power consumption amount, sedimentation ability, A data retrieval step for automatically calling important data related to an environmental influence on a sewage treatment facility including at least one of discharged water quality, bioreactor, CO 2 and NO 2 emissions of the digester, and dehydrated cake amount (S110 ).

제 2단계는 상기 호출된 데이터들에 환경영향 평가기법들을 적용하여 환경영향과 연관성이 있는 데이터들을 환경영향범주별로 분류하고, 상기 분류된 데이터들에 각 환경영향범주에 대한 특성인자를 곱하여 분류된 데이터들을 특성화시키고, 상기 특성화된 데이터들을 지구온난화, 부영양화, 산성화 및 인체독성을 포함하는 개별 하수처리시설의 환경영향지표를 도출하여 개별 하수처리시설에 대한 환경영향을 평가하는 개별 환경영향 평가단계이다(S120).In the second step, environmental impact assessment techniques are applied to the called data to classify data related to the environmental impact into environmental impact categories, and multiply the classified data by characteristic factors for each environmental impact category, And an environmental impact indicator for individual sewage treatment facilities including global warming, eutrophication, acidification, and human toxicity, and evaluating the environmental impacts of the individual sewage treatment facilities (S120).

본 발명에서는 하수처리시설 운영과정을 하수처리 라인, 슬러지 처리 라인, 슬러지 운송 및 매립 공정 등 네 가지 단위공정으로 구분하여 데이터 수집을 수행하거나 하수처리현장, 데이터베이스 및 문헌 등을 통해 얻거나 계산하였다. 여기서, 데이터는 크게 각 단위공정에 따라 투입물과 산출물로 구분하였으며 투입물은 전력 및 약품 등이 있고, 산출물은 하수처리 단위공정의 주요 산출물인 방류수를 비롯하여 하수처리시설 운영시 필연적으로 생산될 수 있는 대기배출물, 수계배출물, 고형폐기물 등을 포함한다. In the present invention, the operation process of the sewage treatment facility is divided into four unit processes such as a sewage treatment line, a sludge treatment line, a sludge transportation and a landfilling process, and data collection is performed or acquired or calculated through a sewage treatment site, a database, and literature. Here, the data are largely divided into input and output items according to each unit process. Inputs include electric power and chemicals. Outputs include discharged water, which is a major product of the sewage treatment unit process, and atmospheres Emissions, water-based emissions, solid waste, and the like.

한편 수집된 모든 데이터를 네 가지 단위공정에 따라 투입물/산출물로 분류 한 이후, 각 단위공정의 투입물/산출물에 대한 상세한 데이터 항목에 대하여 이미 환경공학자들과 환경전문가들이 과학적 근거를 바탕으로 분류한 물질별 해당 영향범주에 따라 산성화, 부영양화, 지구온난화, 인체독성을 포함하는 환경영향지표로 분류하여 그룹을 만들었다. 예를 들면 이산화탄소, 메탄, NO2 등의 항목들은 지구온난화 범주에 영향을 미치며, COD, T-N, T-P, PO4- 등의 물질들은 부영양화 범주에 영향을 준다. 각 영향범주로 분리된 데이터 항목은 영향범주별 상응인자(특성인자)를 사용하여 최종적으로 지구온난화, 산성화, 부영양화, 인체독성에 대한 잠재적 기여도로 표시된 최종의 환경영향평가 결과로 나타나게 되는데, 이는 도 5에 잘 나타나 있다. On the other hand, after collecting all collected data into input / output according to four unit processes, detailed data items of input / output of each unit process are already classified by the environmental engineers and environmental experts based on the scientific basis The groups were classified into environmental impact indicators including acidification, eutrophication, global warming, and human toxicity according to their respective impact categories. For example, items such as carbon dioxide, methane, and NO2 affect the global warming category, and substances such as COD, T-N, T-P, and PO4- affect the eutrophication category. The data items separated by each impact category will appear as a final environmental impact assessment using the corresponding factor (factor) for each impact category, ultimately indicating the potential contribution to global warming, acidification, eutrophication, and human toxicity, 5.

제 3단계는 상기 개별 환경영향 평가단계로부터 도출된 개별 하수처리시설의 환경영향지표를 기준으로 환경영향이 가장 적은 슬리지 처리대안을 제시하여 다수의 하수처리시설에 대한 슬러지를 통합하여 관리하는 통합 대안 제시단계이다(S130). 한편, 상기 통합 대안 제시단계(S130)는 상기 개별 환경영향 평가단계(S120)로부터 도출된 개별 하수처리시설의 환경영향지표를 기준으로 다수의 하수처리시설에 대한 환경영향을 최소화할 수 있는 여러가지 대안을 도출하고, 상기 도출된 대안을 개별 하수처리시설에 적용하고, 회귀분석기법을 적용하여 탈수슬러지 발생량과 소화가스 발생량을 예측할 수 있는 통계적 모델을 도출하고 상기 통계적 모델을 이용하여 상기 개별 하수처리시설에 적용된 대안에 대한 환경영향을 예측하여 다수의 하수처리시설에 최적의 슬러지 통합관리 대안을 제시해 줄 수 있다. The third step is to integrate and manage the sludge for many sewage treatment facilities by presenting the lowest environmental impact slope treatment alternatives based on the environmental impact indicators of the individual sewage treatment facilities derived from the individual environmental impact assessment stages (S130). Meanwhile, the integrated alternative presentation step (S130) may include various alternative methods for minimizing environmental impacts on a plurality of sewage treatment facilities based on the environmental impact indicators of individual sewage treatment facilities derived from the individual environmental impact assessment step (S120) A statistical model for predicting the amount of dewatered sludge generated and the amount of generated digestion gas is derived by applying a regression analysis technique to the individual sewage treatment facility, , It is possible to suggest an optimal sludge management alternative for many sewage treatment plants.

본 발명에서는 제 2단계(S120)에서 개별 하수처리시설에 대한 환경영향평가를 수행한 이후, 제 3단계(S130)에서 권역 내에 있는 다수의 하수처리시설의 탈수케이크를 통합하여 관리할 수 있는 슬러지 통합 관리 대안을 도출한다. 이때 각 통합 대안을 적용할 때와 기존의 개별 운영상태의 환경영향을 비교하기 위하여 통합관리 대안을 실행 시 환경영향을 예측하기 위하여 회귀분석기법을 활용하여 탈수케이크량과 소화가스 발생량 예측이 가능한 예측 모델을 제안한다. 탈수케이크량 예측모델에서 독립변수는 각 하수처리시설의 슬러지 발생량, 소화조 유입량 및 소화조 TS(총슬러지량), 소화조 혼합 유입슬러지와 소화조 인발량이며, 소화가스 예측모델에서 독립변수는 소화조 유입량, 소화조 TS, 소화조 VS(휘발성 슬러지량), 소화조 고형물질 제거량 등의 항목이다. 기존 개별 하수처리시설의 100개 데이터셋을 활용하여 예측 모델의 개발에 사용하였다.In the present invention, after the environmental impact assessment for the individual sewage treatment facility is performed in the second step (S120), a sludge capable of collectively managing the dewatering cakes of a plurality of sewage treatment facilities in the zone in the third step (S130) Derive integrated management alternatives. In order to compare the environmental impacts of the existing individual operating conditions, we used a regression analysis technique to predict the environmental impacts when implementing the integrated management alternatives. We propose a model. In the model for predicting the amount of dewatered cake, the independent variables are sludge generation amount, digestion tank inflow amount, digestion tank TS (total sludge amount), digested tank mixed inflow sludge and digestion tank withdrawal amount in each sewage treatment facility, independent variables in digestion gas prediction model, digestion tank inflow amount, TS, digestion tank VS (volatile sludge amount), and digestion tank solid matter removal amount. We used 100 data sets of existing sewage treatment plants to develop the prediction model.

또한 본 발명에서는 탈수슬러지 운송과정에서 발생하는 환경부하와 비용에 대하여 각 하수처리시설과 매립장 사이의 지리적 분포와 운송거리, 운송횟수, 경유 비용에 대한 예측 값을 도출하였다. 이외에도 하수 슬러지 자원화 개요에 따라 탈수케이크 퇴비화, 소각, 매립할 때의 단위비용과 탈수케이크 처리시 발생되는 에너지 회수로 인한 비용 감소치를 함께 도출함으로써 슬러지 통합관리를 위한 환경성과 비용을 고려한 경제성을 아울러 생각하도록 하였다. In addition, in the present invention, the predicted values of the geographical distribution, the transportation distance, the number of transportation, and the light oil cost between the sewage treatment facility and the landfill are derived for the environmental load and the cost incurred in the transport of the dehydrated sludge. In addition, according to the outline of sewage sludge resource reclamation, the unit cost for composting, incineration and landfilling of dehydrated cakes and the cost reduction due to energy recovery during dehydration cake treatment are derived together, Respectively.

마지막으로 제 3단계(S130)에서 도출된 슬러지 통합관리 대안을 적용할시 각 환경영향과 기존 개별 하수처리시설의 운영과정에서의 환경영향을 각각 비교함으로써 가장 적합한 대안을 제시하게 된다. 이 결과는 도 6에 잘 나타나 있다.Finally, when applying the integrated sludge management alternative derived in the third step (S130), the most suitable alternative is presented by comparing the environmental impacts and the environmental impacts of the existing individual sewage treatment facilities, respectively. This result is shown in FIG.

이하, 실시예를 기준으로 본 발명에서 언급하는 환경영향평가를 이용한 다수의 하수처리시설에 대한 슬러지 통합관리방법을 설명하기로 한다. Hereinafter, the sludge integrated management method for a plurality of wastewater treatment facilities using the environmental impact assessment referred to in the present invention will be described based on the embodiments.

본 실시예에서는 B시에 위치한 N, S, G 세 개 하수처리시설(WWTP-N,WWTP-S, WWTP-G)을 대상으로 하여 각 처리공정 특성과 일별 운영 데이터들이 수집되었다. 사전 조사한 세 개 하수처리시설의 운영정보는 [표 1]에 나타내었다. 본 발명의 시스템 범위는 세 개 하수처리시설의 운영, 운송, 매립, 전력과 약품생산 과정을 포함하였다. 구체적으로 도 3과 같이 각 하수처리시설에서 하수처리 및 슬러지 처리 단계에서 발생하는 바이오매스, 바이오가스 및 탈수케이크에 대한 처리 및 운송 그리고 필요로 하는 전력소비량과 화학약품 소비량 등의 환경영향들을 고려하였다. 이때, 하수처리시설의 운영 데이터베이스로부터 하수처리 과정, 슬러지 처리과정, 탈수슬러지 운송과정 및 슬러지 매립과정과 연계된 입력(input)과 출력(out)데이터를 호출하게 된다. In this embodiment, the characteristics of the respective treatment processes and the daily operational data were collected for the three sewage treatment facilities (WWTP-N, WWTP-S and WWTP-G) The operating information of the three sewage treatment facilities examined in advance is shown in [Table 1]. The system scope of the present invention included the operation, transportation, landfill, power and drug production processes of three sewage treatment plants. Specifically, as shown in FIG. 3, the treatment and transportation of biomass, biogas and dehydrated cake generated in the sewage treatment and sludge treatment stages in each sewage treatment facility, and the environmental effects such as required power consumption and chemical consumption amount are considered . At this time, the input and output data associated with the sewage treatment process, the sludge treatment process, the dehydrated sludge transportation process, and the sludge landfill process are called from the operation database of the sewage treatment facility.

하수처리공법Sewage treatment method 약품종류Drug type 슬러지
처리방법
Sludge
Processing method
탈수슬러지
처리방법
Dehydrated sludge
Processing method
신재생에너지 유무Presence of renewable energy 매립장까지
운송 거리
To landfill
Shipping distance
N WWTPN WWTP 표준활성슬러지공법Standard Activated Sludge Process 응집제
차아염소산
Coagulant
Hypochlorous acid
혐기성 소화조Anaerobic digester 매립Landfill 있음has exist 29.0 km29.0 km
S WWTPS WWTP A2O 공법A2O method 응집제
차아염소산폴리염화알루미늄
Coagulant
Hypochlorous acid polychlorinated aluminum
혐기성 소화조Anaerobic digester 매립Landfill 있음has exist 14.4 km14.4 km
G WWTPG WWTP MLE 공법MLE method 응집제
차아염소산
Coagulant
Hypochlorous acid
슬러지 탈수Sludge dewatering 매립Landfill 없음none 10.1 km10.1 km

기능단위는 1m3로 설정하였으며, 데이터 수집범위는 아래 [표 2]와 같이 하수처리라인, 슬러지 처리라인 및 매립공정으로 구분하여 수행하였다. 데이터 항목은 하수처리장 수질, 전력소비, 약품소비, 슬러지 및 biomass(바이오매스) 생산, 재생에너지 소비, 매립장까지 운송거리 등이었으며, 2012년 실측한 실제 운영데이터를 수집하였다. 이중에서 트럭운송, 전력생산 및 약품생산 과정에서 발생하는 CO2,N2O등 대기배출 물질과 암모니아, COD, nitrate(NO3),Phosphorousmatter 등 수계배출 물질들은 한국 환경부에서 작성한 국가 LCI DB를 기초로 하였으며, 탈수 케이크를 매립할 때 발생하는 온실가스와 메탄가스량은 Gabi Software에 포함된 Ecoinvent Database로부터 추정하였다.The functional unit was set to 1 m 3 and the data collection range was divided into sewage treatment line, sludge treatment line and landfill process as shown in [Table 2]. The data items were water quality of sewage treatment plant, power consumption, drug consumption, sludge and biomass production, renewable energy consumption, transportation distance to landfill, and actual operating data collected in 2012. Among them, air emissions such as CO 2 , N 2 O, and ammonia, COD, nitrate (NO 3 ), and phosphorusmatter generated during truck transportation, power production and chemical production process are based on the national LCI database And the amount of greenhouse gas and methane gas generated when the dehydrated cake was buried was estimated from the Ecoinvent Database included in Gabi Software.

이때, 수집하고 계산된 모든 데이터 목록을 [표 2]에 나타내었다. 이 중 소화조 CO2및 CH4배출량은 (Allen et,al 1997)문헌을 참고로 하여 CO2:CH4=35:65비례를 적용하였고, 생물반응조에서 대기속으로 방출하는 오염물질의 량은 IPCC 기관에서 설정한 평균 수준 변수값을 통해 최종적으로 다음과 같은 CO2,NO2값을 얻게 된다. At this time, the list of all data collected and calculated is shown in [Table 2]. The amount of CO 2 and CH 4 emissions from digestion tank (Allen et al., 1997) was based on CO 2 : CH 4 = 35: 65, The following CO 2 and NO 2 values are finally obtained through the average level variable set by the organization.

생물반응조 CO2배출량 계산식 = 0.3 kg CO2/per kg BOD * 제거된 BOD 량Bioreactor CO 2 emission formula = 0.3 kg CO 2 / per kg BOD * Amount of BOD removed

생물반응조 NO2배출량 계산식= 0.61g/m2 * 폭기조 면적Bioreactor NO 2 Emission Calculation Formula = 0.61 g / m 2 * Aeration tank area

소화조 CO2 및 CH4 계산식Digester CO 2 and CH 4 formula

소화조 CO2=소화가스 생성량 * 0.35Digester CO 2 = digestion gas production * 0.35

소화조 CH4=소화가스 생성량 * 0.65Digester CH 4 = digestion gas production * 0.65

Emission lineEmission line Data contentsData contents Data SourcesData Sources Wastewater
treatment line
Wastewater
처리 라인
Influent and effluent composition (COD, BOD, SS, T-P, T-N)Influent and effluent composition (COD, BOD, SS, T-P, T-N) 하수처리장 실제 운영데이터 측정Sewage treatment plant actual operating data measurement
Electricity ConsumptionElectricity Consumption 하수처리장 실제 운영데이터 측정Sewage treatment plant actual operating data measurement PAC Consumption PAC Consumption 실제 운영 데이터 측정Actual operational data measurement CO2ProductionCO 2 Production CalculatedCalculated N2OProductionN 2 OProduction CalculatedCalculated Sludge
treatment line
Sludge
처리 라인
Sludge ProductionSludge Production 하수처리장 실제 운영데이터 측정Sewage treatment plant actual operating data measurement
Electricity ConsumptionElectricity Consumption 하수처리장 실제 운영데이터 측정Sewage treatment plant actual operating data measurement Renewable energy ConsumptionRenewable energy Consumption 소화가스 발전 설계기준 데이터Digitized gas generation design standard data Chloric acid Consumption Chloric acid Consumption 실제 운영 데이터 측정Actual operational data measurement PAAConsumptionPAAConsumption 실제 운영 데이터 측정Actual operational data measurement CH4ProductionCH 4 Production CalculatedCalculated CO2ProductionCO 2 Production CalculatedCalculated Dewatered sludge ProductionDewatered sludge Production 실제 운영 데이터 측정Actual operational data measurement Landfill processLandfill process CH4ProductionCH 4 Production Ecoinvent DatabaseEcoinvent Database CO2ProductionCO 2 Production Ecoinvent DatabaseEcoinvent Database

도출된 운영과정 input(입력)과 output(출력)데이터 목록으로부터 산성화, 부영양화, 지구온난화, 인체독성을 나타내는 영향평가를 각각 수행한다. 우선 각 환경영향지표에 따른 데이터 항목에 대한 분류가 수행되었으며, 분류된 상태는 도 4에 나타내었다. 수집되고 분류된 각 하수처리 운영과정의 환경 부하량은 해당 특성화 지수를 곱하여 이산화탄소의 총량, 이산화황의총량, 인산염의 총량, 1,4 DCB 총량으로 나타낸다. 계산에 사용된 특성화 계산식은 다음과 같다. From the derived operating procedure input and output data lists, we perform impact assessments that indicate acidification, eutrophication, global warming, and human toxicity, respectively. First, classification of data items according to each environmental impact indicator was performed, and the classified state is shown in FIG. The environmental load of each sewage treatment operation collected and classified is multiplied by the corresponding characterization index to represent the total amount of carbon dioxide, the total amount of sulfur dioxide, the total amount of phosphate, and the total amount of 1,4 DCB. The characterization formula used in the calculation is as follows.

부영양화(j)= Σ 부영양화(j)i= Σ[ Q(j))i * EF(j)i]EF (j) i = Σ [Q (j)) i * EF (j) i]

여기서, 부영양화(j)는 시스템 범위 내 모든 투입물/산출물에서 j 유형 환경영향지표에 주는 잠재적 영향값, 부영양화(j)i는 i종류의 환경부하량이 j 유형 환경영향지표에 미치는 영향값, Q(j)i는 i종류의 환경부하량, EF(j)i는 i종류의 환경부하량이 j 유형 환경영향에 대한 특성화 인자값을 나타낸다. The eutrophication (j) is the potential impact value on the j-type environmental impact indicator in all inputs / outputs in the system range, the eutrophication (j) i is the impact value of the environmental load of i on the j- j) i is the environmental load of i type, EF (j) i is the environmental load of i type, and j is the characterizing factor for environmental impact.

현재 운영상태와 환경영향을 비교하기 위하여 세 개 하수처리장에 대한 통합관리 대안을 실행할 때, 발생하는 탈수 케이크량과 소화가스 발생량을 예측할 필요성이 있다. 탈수케이크량 발생 회귀식은 S WWTP 사업소에서 2012년에 100개 데이터로부터 상관 관계도를 얻었다. 기존 G WWTP 사업소에서의 탈수 슬러지 발생량 및 TS 와 S WWTP 사업소에서의 소화조 유입량 및 TS 로부터 S WWTP 사업소의 소화조 혼합 유입슬러지와 소화조 인발량을 추정하였다. 이로부터 얻은 소화조 인발량은 탈수케이크량과 높은 상관관계를 가졌으며 이때 얻은 회귀식은 아래와 같다. There is a need to predict the amount of dehydrated cake and the amount of digestion gas generated when implementing integrated management alternatives for the three sewage treatment plants to compare the current operational status and environmental impacts. The regression equation of dehydrated cake quantity obtained correlation value from 100 data in 2012 at S WWTP establishment. Estimation of the amount of dehydrated sludge generated at existing G WWTP establishments and the amount of digested tank inflow from TS and S WWTP establishments and the withdrawal amount of sludge and digesters from S WWTP sites. The withdrawal rate of the digestion tank obtained from this was highly correlated with the amount of dehydrated cake, and the regression equation obtained was as follows.

탈수케이크량(ton/d)= 2212.17 + 0.9*소화조 인발량(m3/d)Drainage cake amount (ton / d) = 2212.17 + 0.9 * Drainage amount (m 3 / d)

이때, 도출된 회귀분석 결정계수(R2) 는 0.7 이고, 표준오차는 5934 이었다. At this time, the derived regression analysis determination coefficient (R 2 ) was 0.7 and the standard error was 5934.

소화가스발생량은 소화조 유입량, 소화조 TS, 소화조 VS, 소화조 고형물질 제거량 등 항목들로부터 상관관계도를 각각 도출하였다. 그들 상관도가 제일 높은 변수는 소화조 유입 TS, 소화조 TS, 고형물질 제거량이다. 이때 회귀식은 다음과 같다. The amount of digestion gas generated is derived from the digestion tank inflow, digestion tank TS, digestion tank VS, and digestion tank solid matter removal amount. The variables with the highest correlation are TS, TS, and solid matter removal. The regression equation is as follows.

소화가스발생량(m3/d)=12413.82+0.03*소화조유입TS(mg/l)+0.267*1차소화조TS(mg/l)+0.015*제거된 고형물량(kg/d)Extinguishing gas generation amount (m 3 /d)=12413.82+0.03* digester inlet TS (mg / l) + 0.267 * 1 primary digester TS (mg / l) + 0.015 * Removed solid amount (kg / d)

이때 회귀분석의 결정계수(R2) = 0.25, 표준오차는 2481 이다. At this time, the coefficient of determination (R 2 ) of the regression analysis is 0.25 and the standard error is 2481.

상기의 예측 모델식으로 도출한 S-WWTP의 1차소화조 유입량, TS는 각각 2,007m3/d, 35,296mg/L 이며, 1차소화조 소화율 47%로부터 2차소화조 슬러지 고형물량 37,545 kg, 2차 소화조의 슬러지 고형물량을 소화조 인발량과 같다고 가정할 때, 이에 따라 얻은 소화 슬러지 탈수 케이크는 36,002kg 이며, 함수율이 77.6% 일 때 총 슬러지 케이크 발생량은 160.725t으로 도출되었다.The S-WWTP primary sedimentation tank inflow and TS were 2,007 m 3 / d and 35,296 mg / L, respectively, derived from the above predictive model formula. From the first digestion tank digestion rate of 47%, the second digestion tank sludge solid volume of 37,545 kg, Assuming that the amount of sludge solid in the digester is equal to the amount of withdrawal in the digestion tank, the digested sludge dewatering cake thus obtained was 36,002 kg and the total sludge cake production was 160.725 t when the water content was 77.6%.

세 개 하수처리시설에서 매립장까지 거리에 따라, 탈수케이크 운송과정은 1회 당 왕복으로 2번을 고려했으며 약 20톤 용량의 트럭으로 운송할 때 경유 1L 당 주행거리는 7.2km, 경유 가격 1,690원/L (한국석유공사)으로 고려하여 각 하수처리장에서 발생하는 일 평균 탈수 케이크량에 따라 탈수 슬러지 운송과정 환경부하 및 비용을 도출하였다. According to the distance from the three sewage treatment facilities to the landfill, the dehydrated cake transportation process considers 2 times as one round trip, and when it is transported by truck of about 20 tons capacity, mileage per 1L of light oil is 7.2km, diesel price is 1,690 won / L (Korea National Oil Corporation), the environmental load and cost of the dewatered sludge transportation process were derived according to the daily mean dehydration cake amount generated at each sewage treatment plant.

세 개 하수처리장에 대하여 투자비용 및 운전비용은 각 사업소에서 제공하는 2008년 운영현황 자료를 참고하였다. 한국환경공단 하수슬러지 자원화 개요에 따르면 탈수케이크(dewatered sludge cake)를 퇴비화(composting)할 때 비용은 41,000원/톤 이며, 소각할 때 비용은 46,900원/톤이며, 매립할 때 처리비용은 38,557원/톤으로 도출하었다. 소각시 발생되는 소각열은 폐열보일러에서 증기로 회수(총 열량의 65 ~ 75 %) 되며, 국내 하수 슬러지의 최대 발열량은 약 500 Kcal/kg 으로 도출하였다. Investment costs and operating costs for the three sewage treatment plants are based on the operating data for 2008 provided by each establishment. According to the Korea Environment Corporation's Sewage Sludge Recycling Overview, the cost for composting dewatered sludge cake is 41,000 won / ton, the incineration cost is 46,900 won / ton, and the disposal cost for landfill is 38,557 won / Ton. Incineration heat generated during incineration is recovered as steam (65 ~ 75% of total heat) in the waste heat boiler, and maximum calorific value of domestic sewage sludge is about 500 Kcal / kg.

본 발명에서의 환경영향평가 모델을 활용하여 세 개 하수처리장의 현재 운영상태에 환경영향평가 결과를 하수처리 단계, 슬러지처리 단계 및 매립 단계로 구분하였으며, 에너지 소비량은 하수처리단계에서 전체 소비량의 약 74%를 소모하였고, 슬러지 처리단계에서 23%의 전력을 소비하였다. 세 개의 하수처리시설에 대한 환경영향평가의 결과를 아래 [표 3]에 나타내었다. 하수처리단계에서 발생하는 산성화, 지구온난화, 인체독성은 전체 환경부하의 약 76%, 83%, 78% 을 각각 차지하였으며 슬러지 처리단계에서는 각각 약 21%, 7%, 20%를 차지하였다. 부영양화는 모두 하수처리단계에서 발생하였으며 최종 결과는 negative 값으로 도출되었다. 이는 하수처리시설 운영 전 과정에서 볼 때 슬러지 처리 및 매립 단계에서 약 114kg PO4-에 해당되는 오염물질을 토양과 대기 속으로 방출하였지만 하수처리단계에서 33,785 kg PO4-에 해당하는 부영양화 물질을 제거하였기 때문에 환경적으로 이득이 될 수 있음을 확인하였다.Using the environmental impact assessment model in the present invention, the results of the environmental impact assessment were classified into the sewage treatment stage, the sludge treatment stage, and the landfill stage in the current operation state of the three sewage treatment plants. The energy consumption was about 74%, and consumed 23% of power in the sludge treatment stage. The results of the environmental impact assessment for the three sewage treatment plants are shown in Table 3 below. Acidification, global warming and human toxicity in the sewage treatment stage accounted for about 76%, 83% and 78% of the total environmental load, respectively, and about 21%, 7% and 20% respectively in the sludge treatment stage. Eutrophication occurred at the sewage treatment stage and the final result was negative. In the whole sewage treatment plant operation, about 114 kg of PO 4 - was released into the soil and air in the sludge disposal and landfilling stages, but 33,785 kg of PO 4 - eutrophication was removed in the sewage treatment stage And it can be beneficial for the environment.

Energy Consumption
(Kwh/d)
Energy Consumption
(KWh / d)
부영양화
(kgPO4-Equiv.)
Eutrophication
(kgPO4-Equiv.)
산성화
(kgSO2-Equiv.)
acidification
(kgSO2-Equiv.)

지구온난화 (100 years)
(kgCO2-Equiv.)

Global warming (100 years)
(kgCO2-Equiv.)
인체독성
(kgDCB-Equiv.)
Human toxicity
(kgDCB-Equiv.)
valuevalue %% valuevalue %% valuevalue %% valuevalue %% valuevalue %% Wastewater treatment lineWastewater treatment line 589,556589,556 74%74% -33,785-33,785 100%100% 417417 76%76% 431,871431,871 83%83% 4,8844,884 78%78% WWTP-SWWTP-S 354,795 354,795 44%44% -28,905-28,905 86%86% 249 249 45%45% 365,702 365,702 70%70% 2,894 2,894 46%46% WWTP-GWWTP-G 63,620 63,620 8%8% -1,499-1,499 4%4% 46 46 8%8% 19,270 19,270 4%4% 539 539 9%9% WWTP-NWWTP-N 171,141 171,141 21%21% -3,381-3,381 10%10% 123 123 22%22% 46,900 46,900 9%9% 1,450 1,450 23%23% Sludge
treatment line
Sludge
처리 라인
186,927186,927 23%23% 1212 <1%<1% 116116 21%21% 35,01635,016 7%7% 1,2611,261 20%20%
WWTP-SWWTP-S 113,107 113,107 14%14% 7 7 <1%<1% 69 69 13%13% 21,048 21,048 4%4% 751 751 12%12% WWTP-GWWTP-G 20,353 20,353 3%3% 1 One <1%<1% 13 13 2%2% 3,836 3,836 1%One% 139 139 2%2% WWTP-NWWTP-N 53,467 53,467 7%7% 3 3 <1%<1% 34 34 6%6% 10,131 10,131 2%2% 370 370 6%6% Landfill
process
Landfill
process
21,66621,666 3%3% 102102 <1%<1% 1919 3%3% 55,28555,285 11%11% 142142 2%2%
WWTP-SWWTP-S 11,114 11,114 1%One% 53 53 <1%<1% 10 10 2%2% 28,732 28,732 6%6% 73 73 1%One% WWTP-GWWTP-G 2,696 2,696 <1%<1% 13 13 <1%<1% 2 2 <1%<1% 7,035 7,035 1%One% 18 18 <1%<1% WWTP-NWWTP-N 7,856 7,856 1%One% 36 36 <1%<1% 7 7 1%One% 19,518 19,518 4%4% 51 51 1%One%

도출된 환경영향 기여도를 각 처리단계에서 더 한층 세분화 하여 비교하였으며 하수를 처리할 때 6가지 단위기능에서 발생하는 오염물질의 량을 도출하여 각각에 의한 에너지 소모, 산성화, 지구온난화, 부영양화, 인체독성의 영향을 비율로 계산하여 도 5에 나타내었다. 산성화와 인체독성에 대한 영향은 주로 에너지 소모량에 따라 변동했으며 전력을 가장 많이 소모하는 하수처리단계 전력소비 기능이 전체의 80%를 차지하였으며, 지구온난화에 미치는 영향은 N WWTP, G WWTP 에서는 하수처리단계 전력소비 기능이 50% 차지하였고 그 다음으로 슬러지 매립 기능에서 30% 차지한 것으로 판단된다. 세 개 처리장 유입수 농도는 큰 차이를 보이지 않았지만 S WWTP는 A2O공정으로 다른 처리장보다 더욱 낮은 수질 기준으로 처리하여 방류하기 때문에 S WWTP 의 생물 반응조 CO2방출량이 기타 두 처리장 생물반응조 보다 높게 나타난다. 그러므로 산성화, 지구온난화, 인체독성에 대한 영향을 개선하려면 우선적으로 하수처리시 전력사용량을 감소하는 대안을 찾아야 할 것이다. biogas(바이오가스)로부터 신재생에너지를 생산하여 전통적인 에너지 사용량을 감소하는 것도 하나의 좋은 대안이 될 수 있을 것으로 판단된다.The resulting contribution of environmental impacts was further subdivided at each treatment stage and the amount of pollutants generated from the six unit functions at the time of sewage treatment was deduced from the energy consumption, acidification, global warming, eutrophication, Is calculated as a ratio and is shown in Fig. The effects on acidification and human toxicity were mainly dependent on the energy consumption, and the power consumption function of sewage treatment step, which consumes the most power, accounted for 80% of the total. The effect on global warming was N WWTP, Step power consumption function accounted for 50%, followed by sludge landfill function 30%. Although the concentrations of influent in three treatment plants did not show a significant difference, S WWTP was treated with a lower water quality standard than other treatment plants in the A 2 O process, so the release of S WWTP from the bioreactor CO 2 was higher than the other two treatment plant bioreactors. Therefore, to improve the effects on acidification, global warming, and human toxicity, it will be necessary first to find alternatives to reduce power consumption during sewage treatment. It would be a good alternative to reduce traditional energy use by producing renewable energy from biogas.

세 개의 하수처리시설에 대한 환경영향 평가결과를 얻은 후, 통합관리하기 위한 전 단계로 아래 [표 4]와 같은 통합관리 대안을 설정하였으며, 세가지 대안에 대한 환경영향평가에 근거하여 가장 환경적으로 긍정적인 대안을 채택하기 위한 의사 결정지원 방안을 제공하였다. After obtaining the results of the environmental impact assessment for the three sewage treatment facilities, the integrated management alternatives as shown in [Table 4] were set up as the preliminary steps for the integrated management. Based on the environmental impact assessment for the three alternatives, And provided decision-making support measures to adopt positive alternatives.

CaseCase Process Process Management alternativesManagement alternatives Case 0Case 0 Present situationPresent situation WWTP-S, WWTP-N : 혐기성소화로 처리된 탈수케이크를 매립
WWTP-G : 농축슬러지를 탈수만 한 후에 매립
WWTP-S, WWTP-N: Embank dehydrated cake treated with anaerobic digestion
WWTP-G: Landfill after dehydration of concentrated sludge
Case 1Case 1 LandfillLandfill WWTP-G 탈수케이크를 WWTP-S 소화조로 유입하여 혐기성소화를 거친 후 소화가스로 전력을 생산하고 소화 탈수케이크는 매립The WWTP-G dehydrated cake was introduced into the WWTP-S digester, anaerobically digested, and the digested gas was used to produce electricity. Case 2Case 2 IncinerationIncineration 3개 처리장 탈수케이크를 모두 소각 처리하여 전력 생산하고 잔사는 매립All three treatment plant dehydration cakes are incinerated to produce electricity and the residue is buried Case 3Case 3 CompostCompost 3개 처리장 탈수케이크를 모두 퇴비화하여 퇴비 생산Composting of all three dehydration cake processing plants

Case 1, Case 2, Case 3 대안 실행시에 현재 운영상태에서 발생하는 환경영향평가 결과는 도 6에 나타내었다. Case 0 과 세 가지 운영대안을 비교해보면 우선 Case 1 대안을 적용할 때 제일 적은량의 전력을 소모했으며 Case 2 와 Case 3 전력사용량에서는 현재 운영상태와 큰 차이를 보이지 않음을 알 수 있다. 산성화 영향은 Case 1 에서 제일 적게 나타났으며 그 원인은 Case 1 대안 실행시 생성된 biogas 전력이 전체 전력사용량을 감소시켰기 때문이었다. 부영양화 영향을 비교해볼 때 Case 3 에서는 슬러지 퇴비화 과정에서 토양으로 방출하는 영양염류 물질로 인하여 현재상태보다 더 높은 부영양화 영향을 나타냈음을 확인하였다. 지구온난화 영향은 현재상태보다 모두 감소된 것을 보여주며 그 중 Case 1 대안 실행시 지구온난화는 가장 많이 줄어들었음을 확인하였다. 인체독성은 Case1 실행시 현재상태보다 50% 감소시켰으며 Case 2 에서는 15% 정도 감소시켰지만 Case 3 실행시 토양으로 방출되는 중금속 등의 원인으로 인하여 인체독성 영향은 현재운영 상태보다 2배정도 증가하였음을 확인하였다. 이로부터 환경적 측면에 볼 때 Case 1 이 가장 우선적인 고려 사항으로 판단된다. Case 1, Case 2, Case 3 The results of the environmental impact assessment that occurs in the current operating state when the alternative is executed are shown in FIG. Comparing Case 0 with the three operating alternatives, the first case consumes the smallest amount of power when the Case 1 alternative is applied, and the Case 2 and Case 3 power consumption do not show much difference from the current operating state. The effect of acidification was the lowest in Case 1, because the biogas power generated in the implementation of Case 1 alternative reduced total power usage. Comparing the effects of eutrophication, Case 3 showed higher eutrophication effects than the present condition due to the nutrient salts released into the soil during sludge composting process. The global warming effect is shown to be less than the current state of affairs, and we confirmed that global warming was reduced the most when Case 1 alternative was implemented. Human toxicity was reduced by 50% compared with the current state in Case 1 and decreased by 15% in Case 2. However, the toxicity of human toxicity was doubled compared to the current operating state due to heavy metals released to soil during Case 3 Respectively. From this point of view, Case 1 is considered as the most important consideration from the environmental point of view.

혐기성 소화에 의한 바이오가스 생산, 매립을 위한 운송비용, 소각에 의한 에너지 회수 및 퇴비화 등을 추가하여 슬러지 처리를 위한 3개 대안에 대한 경제적 분석을 하여 아래 [표 5]에 나타내었다. 최종적으로 볼 때 Case 1 에서 얻은 신재생에너지 이득은 추가된 운송비용보다 더 많기 때문에 최종적으로 현재 운영비용보다 $942/day 이득을 얻을 수 있음을 확인하였다. Case 2 에서는 현재 운영비보다 $1,847/day 이득을 얻었으며, 슬러지 소각으로 발생된 슬러지의 처리량을 최소화하기 때문에 앞으로 매립지가 거의 없는 경우를 대비할 때에는 우선적으로 고려해야 할 대안으로 판단된다. 비록 Case 3은 운영비용이 현재운영 대안보다 약 $100/day 더 들지만 하수 슬러지에 포함된 다량의 유기물과 질소 영양물질을 재활용하여 토양 개량제로 사용함으로써 화학비료 사용량을 대체할 수 있기 때문에 친환경적인 대안으로 판단된다. 따라서 경제적으로 3개 대안 간에 큰 차이가 없기 때문에 필요에 따라 설계할 수 있을 것으로 판단된다. Table 5 shows the economical analyzes of the three alternatives for sludge treatment, including biogas production by anaerobic digestion, transportation costs for landfill, energy recovery by incineration, and composting. Finally, it was confirmed that the new renewable energy gain obtained from Case 1 is more than the added transportation cost, so that the final operating cost is $ 942 / day. In case 2, the gain of $ 1,847 / day is more than the current operating cost and minimizing sludge throughput caused by sludge incineration is considered as an alternative to consider when preparing landfill. Although Case 3 shows that the operating cost is about $ 100 / day more than the current operating alternative, it can be used as a soil remediation agent by recycling large amounts of organic and nitrogen nutrients contained in sewage sludge, . Therefore, there is no big difference between the three alternatives economically, so it can be designed as needed.

CaseCase 매립
비용
Landfill
cost
소각
비용
incineration
cost
퇴비화 비용Composting cost 바이오 가스 전력 생산량 Biogas power production 소각 에너지전력 생산량Incineration energy Power output 이송 비용Transfer cost 합계
Sum
Case 0Case 0 -1,997-1,997 -- -- 52,64352,643 -- -117-117 50,52850,528 Case 1Case 1 -1,900-1,900 -- -- 53,49653,496 -- -125-125 51,47051,470 Case 2Case 2 -- -2,429-2,429 -- 52,64352,643 2,2795 2,279 5 -117-117 52,37552,375 Case 3Case 3 -- -- -2,124-2,124 52,64352,643 -- -117-117 50,40250,402

이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 사상과 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Therefore, the embodiments disclosed in the present specification are intended to illustrate rather than limit the present invention, and the scope and spirit of the present invention are not limited by these embodiments. The scope of the present invention should be construed according to the following claims, and all the techniques within the scope of the present invention should be construed as being included in the scope of the present invention.

10: 다수의 하수처리시설에 대한 슬러지 통합관리 시스템
100: 데이터호출부
200: 개별 환경영향 평가부
210: 데이터분류부
220: 데이터특성화부
230: 개별 환경영향지표 도출부
300: 통합 대안제시부
310: 대안도출부
320: 대안적용부
330: 통합 환경영향 예측부
10: Integrated sludge management system for many sewage treatment facilities
100: Data calling unit
200: Individual Environmental Impact Assessment Department
210:
220: Data Characterization Unit
230: Individual Environmental Impact Indicators
300: Integrated Alternative Presentation
310: alternative derivation part
320: Alternative Application Section
330: Integrated environmental impact prediction unit

Claims (7)

하수처리시설의 폭기량, 슬러지폐기량, 슬러지반송량, 약품주입량, 전력소비량, 침전능 및 반응조 내 부유물질 농도를 포함한 공정운영 데이터들과 각종 데이터들을 저장하는 데이터베이스로부터 하수처리시설의 슬러지 통합관리에 필요한 데이터를 호출하는 데이터호출부;
상기 호출된 데이터들에 환경영향 평가기법들을 적용하여 환경영향과 연관성이 있는 데이터들을 분류하고, 상기 분류된 데이터를 환경영향범주별 특성인자를 사용하여 특성화시켜 지구온난화, 부영양화, 산성화 및 인체독성을 포함하는 개별 하수처리시설의 환경영향지표를 도출하여 개별 하수처리시설에 대한 환경영향을 평가하는 개별 환경영향 평가부; 및
상기 개별 환경영향 평가부로부터 도출된 개별 하수처리시설의 환경영향지표를 기준으로 환경영향이 가장 적은 슬리지 처리대안을 제시하여 다수의 하수처리시설에 대한 슬러지를 통합하여 관리하는 통합 대안 제시부;를 포함하는 환경영향평가를 이용한 다수의 하수처리시설에 대한 슬러지 통합관리 시스템.
From a database storing process operation data and various data including sewage treatment facility aeration, sludge disposal amount, sludge return amount, drug injection amount, power consumption amount, sedimentation ability and suspended solids concentration in reactor, A data calling unit for calling necessary data;
Eco-efficiency, acidification, and human toxicity by classifying data that are related to environmental impact by applying environmental impact assessment techniques to the called data, and characterizing the classified data using characteristic factors according to environmental impact categories. An individual environmental impact assessment unit that evaluates the environmental impacts of the individual sewage treatment facilities by deriving the environmental impact indicators of the individual sewage treatment facilities involved; And
And an integrated alternative proposal unit for integrating and managing sludge for a plurality of sewage treatment facilities by presenting a slip treatment alternative with the least environmental impact based on the environmental impact indicators of the individual sewage treatment facilities derived from the individual environmental impact assessment unit Sludge Integrated Management System for Multiple Sewage Treatment Facilities Using Environmental Impact Assessment.
제 1항에 있어서,
상기 데이터호출부는 개별 하수처리시설에서 별도로 운영되고 있는 데이터베이스에 축적되는 과겅의 모든 데이터 중 하수처리시설에 대한 환경영향과 연관성이 있는 주요 데이터들을 자동으로 호출하는 것을 특징으로 하는 환경영향평가를 이용한 다수의 하수처리시설에 대한 슬러지 통합관리 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the data calling unit automatically calls up important data related to the environmental impact of the sewage treatment facility among all the data of the industry stored in a separate database operated by the individual sewage treatment facility, Sludge Integrated Management System for Wastewater Treatment Facilities of.
제 2항에 있어서,
하수처리시설에 대한 환경영향과 연관성이 있는 주요 데이터들은 전력량, 약품량, 방류수 수질, 생물반응조, 소화조의 CO2와 NO2 배출량, 탈수케이크량 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 환경영향평가를 이용한 다수의 하수처리시설에 대한 슬러지 통합관리 시스템.
3. The method of claim 2,
The main data that are relevant to the environmental impacts on the sewage treatment facility include at least one of the amount of electricity, the amount of chemicals, the quality of discharged water, the bioreactor, the amount of CO 2 and NO 2 emissions of the digester, and the amount of dehydrated cake. Sludge Integrated Management System for Multiple Sewage Treatment Facilities Using Evaluation.
제 1항에 있어서,
상기 개별 환경영향 평가부는 상기 호출된 데이터들에 환경영향 평가기법들을 적용하여 환경영향과 연관성이 있는 데이터들을 환경영향범주별로 분류하는 데이터분류부와, 상기 분류된 데이터들에 각 환경영향범주에 대한 특성인자를 곱하여 분류된 데이터들을 특성화시키는 데이터특성화부와, 상기 특성화된 데이터들을 지구온난화, 부영양화, 산성화 및 인체독성을 포함하는 환경영향지표를 구성하는 인자들로 도출하는 개별 환경영향지표 도출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 환경영향평가를 이용한 다수의 하수처리시설에 대한 슬러지 통합관리 시스템.
The method according to claim 1,
The individual environmental impact assessment unit may include a data classifier for classifying data related to environmental impacts by environmental impact categories by applying environmental impact assessment techniques to the called data, A data characterization unit for characterizing the classified data by multiplying the characteristic factors by the characteristic factors and an individual environmental effect index derivation unit for deriving the characterization data as factors constituting the environmental impact indicators including global warming, eutrophication, acidification and human toxicity A sludge integrated management system for a plurality of sewage treatment facilities using an environmental impact assessment.
제 1항에 있어서,
상기 통합 대안 제시부는 상기 개별 환경영향 평가부로부터 도출된 개별 하수처리시설의 환경영향지표를 기준으로 다수의 하수처리시설에 대한 환경영향을 최소화할 수 있는 여러가지 대안을 도출하는 대안 도출부와, 상기 대안 도출부로부터 도출된 대안을 개별 하수처리시설에 적용하는 대안 적용부와, 회귀분석기법을 적용하여 탈수슬러지 발생량과 소화가스 발생량을 예측할 수 있는 통계적 모델을 도출하고 상기 통계적 모델을 이용하여 상기 대안 적용부로부터 적용된 대안에 대한 환경영향을 예측할 수 있는 통합 환경영향 예측부를 포함하는 것을 특징으로 하는 환경영향평가를 이용한 다수의 하수처리시설에 대한 슬러지 통합관리 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the integrated alternative presentation unit includes an alternative derivation unit for deriving various alternatives that can minimize environmental impacts on a plurality of sewage treatment facilities based on the environmental impact indicators of the individual sewage treatment facilities derived from the individual environmental impact assessment unit, An alternate application for applying alternatives derived from alternate derivation to individual sewage treatment plants and a statistical model for predicting the amount of dehydrated sludge generated and the amount of generated digestion gas by applying a regression analysis technique are derived, And an integrated environmental impact prediction unit capable of predicting an environmental impact on an alternative applied from the application unit. The sludge integrated management system for a plurality of sewage treatment facilities using environmental impact assessment.
하수처리시설의 폭기량, 슬러지폐기량, 슬러지반송량, 약품주입량, 전력소비량, 침전능 및 반응조 내 부유물질 농도를 포함한 공정운영 데이터들과 각종 데이터들을 저장하는 데이터베이스로부터 전력량, 약품량, 방류수 수질, 생물반응조, 소화조의 CO2와 NO2 배출량, 탈수케이크량 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 하수처리시설에 대한 환경영향과 연관성이 있는 주요 데이터들을 자동으로 호출하는 데이터호출단계;
상기 호출된 데이터들에 환경영향 평가기법들을 적용하여 환경영향과 연관성이 있는 데이터들을 환경영향범주별로 분류하고, 상기 분류된 데이터들에 각 환경영향범주에 대한 특성인자를 곱하여 분류된 데이터들을 특성화시키고, 상기 특성화된 데이터들을 지구온난화, 부영양화, 산성화 및 인체독성을 포함하는 개별 하수처리시설의 환경영향지표를 도출하여 개별 하수처리시설에 대한 환경영향을 평가하는 개별 환경영향 평가단계; 및
상기 개별 환경영향 평가단계로부터 도출된 개별 하수처리시설의 환경영향지표를 기준으로 환경영향이 가장 적은 슬리지 처리대안을 제시하여 다수의 하수처리시설에 대한 슬러지를 통합하여 관리하는 통합 대안 제시단계;를 포함하는 환경영향평가를 이용한 다수의 하수처리시설에 대한 슬러지 통합관리방법.
From the database storing the process operation data and various data including the aeration amount of the sewage treatment facility, the sludge waste amount, the sludge return amount, the drug injection amount, the power consumption amount, the sedimentation ability and the suspended substance concentration in the reaction tank, A data retrieval step of automatically calling important data related to an environmental impact on a sewage treatment facility including at least one of a bioreactor, a CO 2 and NO 2 emission amount of the digester, and a dehydrated cake amount;
The environmental impact assessment techniques are applied to the called data to classify the data related to the environmental impact by the environmental impact category and multiply the classified data by the characteristic factor for each environmental impact category to characterize the classified data An individual environmental impact assessment step of deriving the environmental impact indicators of the individual sewage treatment facilities including the global warming, eutrophication, acidification, and human toxicity, and evaluating the environmental impacts of the individual sewage treatment facilities; And
An integrated alternative presentation step of integrating and managing sludge for a plurality of sewage treatment facilities by suggesting a slip treatment alternative with the least environmental impact based on the environmental impact indicators of the individual sewage treatment facilities derived from the individual environmental impact assessment stages; A method of integrated management of sludge for a number of sewage treatment plants using environmental impact assessment.
제 6항에 있어서,
상기 통합 대안 제시단계는 상기 개별 환경영향 평가단계로부터 도출된 개별 하수처리시설의 환경영향지표를 기준으로 다수의 하수처리시설에 대한 환경영향을 최소화할 수 있는 여러가지 대안을 도출하고, 상기 도출된 대안을 개별 하수처리시설에 적용하고, 회귀분석기법을 적용하여 탈수슬러지 발생량과 소화가스 발생량을 예측할 수 있는 통계적 모델을 도출하고 상기 통계적 모델을 이용하여 상기 개별 하수처리시설에 적용된 대안에 대한 환경영향을 예측하여 다수의 하수처리시설에 최적의 슬러지 통합관리 대안을 제시해 주는 것을 특징으로 하는 환경영향평가를 이용한 다수의 하수처리시설에 대한 슬러지 통합관리방법.
The method according to claim 6,
In the integrated alternative presentation step, various alternatives for minimizing environmental impacts on a plurality of sewage treatment facilities are derived based on the environmental impact indicators of the individual sewage treatment facilities derived from the individual environmental impact assessment stages, Are applied to individual sewage treatment plants and regression analysis techniques are applied to derive statistical models for predicting the amount of dewatered sludge generated and the amount of generated digestion gas and using the statistical model to determine the environmental impacts of the alternatives applied to the individual sewage treatment plants And suggesting optimal sludge integrated management alternatives for a plurality of sewage treatment plants by predicting the environmental impact of the sludge.
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