WO2015147353A1 - 환경영향평가를 이용한 다수의 하수처리시설에 대한 슬러지 통합관리 시스템 및 그 방법 - Google Patents

환경영향평가를 이용한 다수의 하수처리시설에 대한 슬러지 통합관리 시스템 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2015147353A1
WO2015147353A1 PCT/KR2014/002591 KR2014002591W WO2015147353A1 WO 2015147353 A1 WO2015147353 A1 WO 2015147353A1 KR 2014002591 W KR2014002591 W KR 2014002591W WO 2015147353 A1 WO2015147353 A1 WO 2015147353A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
environmental impact
sewage treatment
sludge
treatment facilities
data
Prior art date
Application number
PCT/KR2014/002591
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
김창원
김효수
김민수
박문화
김동관
Original Assignee
부산대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 부산대학교 산학협력단 filed Critical 부산대학교 산학협력단
Publication of WO2015147353A1 publication Critical patent/WO2015147353A1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/04—Forecasting or optimisation specially adapted for administrative or management purposes, e.g. linear programming or "cutting stock problem"
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/063—Operations research, analysis or management
    • G06Q10/0637—Strategic management or analysis, e.g. setting a goal or target of an organisation; Planning actions based on goals; Analysis or evaluation of effectiveness of goals
    • G06Q10/06375—Prediction of business process outcome or impact based on a proposed change
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/067—Enterprise or organisation modelling
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
    • Y02A90/10—Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation

Definitions

  • the present invention relates to a sludge integrated management system and method for a plurality of sewage treatment facilities using environmental impact assessment.
  • the environmental impact assessment of individual sewage treatment facilities is conducted on the operational data of individual sewage treatment facilities and the data relating to environmental impacts such as power generation, chemical production, and transportation processes. Derivation of quantitative environmental impact indicators such as eutrophication, global warming, human toxicity, acidification, etc., and the alternatives for integrated management of sludge for a number of sewage treatment facilities are derived.
  • Sludge integrated management system and method for sludge treatment facilities using environmental impact assessment that can reduce the overall environmental load of multiple sewage treatment facilities in the region by suggesting the most appropriate management alternative for treatment facilities will be.
  • EIA Environmental Impact Assessment
  • Sewage treatment facilities send the sewage generated by zones to each sewage treatment facility to be treated in accordance with legal water quality standards and discharged to rivers or shores, which contributes greatly to the human environment of the discharge system.
  • the use of power and chemicals for sewage treatment, the generation of large sludges, and the final disposal process result in additional environmental impacts such as additional resource consumption, global warming and human toxicity.
  • a regional sewage treatment integrated management system has been proposed to integrate and manage several sewage treatment plants.
  • each sewage treatment plant depends on various sewage treatment processes and sludge treatment methods, and there are various kinds of chemicals used. Particularly, in the sludge treatment process, surplus sludge is recycled to generate digestive gas and used as energy, but there are various methods such as composting or incineration after transporting to landfill after dehydration only. Therefore, it is difficult to quantitatively evaluate the environmental impacts of the operation process of multiple sewage treatment facilities and to make practical comparisons and analyzes of multiple sewage treatment facilities.
  • the present invention has been made to solve such a problem, and the environmental impact assessment of the individual sewage treatment facilities for the data relating to the environmental impact of the operation data and power generation, chemical production, transportation process of each sewage treatment facility Quantitative environmental impact indicators such as eutrophication, global warming, human toxicity, acidification, etc. generated during the operation of sewage treatment facilities, and integrated sludge for multiple sewage treatment facilities can be managed according to the results. Sludge for a number of sewage treatment facilities using environmental impact assessment to reduce the overall environmental load of a number of sewage treatment facilities in the region by deriving alternatives and suggesting the most appropriate management alternatives for each sewage treatment facility.
  • the purpose is to provide an integrated management system and method thereof.
  • a sewage treatment plant from a database storing process operation data and various data including aeration amount, sludge waste amount, sludge conveyance amount, chemical injection amount, power consumption amount, sedimentation capacity and concentration of suspended solids in the reactor.
  • Environmental impact assessment techniques are applied to the called data to classify data related to the environmental impact, and the classified data is characterized using environmental factors for each of the environmental impact categories for global warming, eutrophication, acidification, and human toxicity.
  • An individual environmental impact assessment unit for evaluating environmental impacts of individual sewage treatment facilities by deriving environmental impact indicators of individual sewage treatment facilities;
  • an integrated alternative suggestion unit for integrating and managing sludge for a plurality of sewage treatment facilities by presenting a sludge treatment alternative having 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 data call unit is characterized in that the main data associated with the environmental impact on the sewage treatment facility of all the data accumulated in the database that is operated separately in each sewage treatment facility is characterized in that it automatically calls.
  • the main data related to the environmental impact on the sewage treatment plant is characterized in that it includes at least one of the amount of electricity, chemicals, discharge water quality, bioreactors, CO 2 and NO 2 emissions of the digester, dehydration cake amount .
  • the individual environmental impact evaluation unit by applying environmental impact assessment techniques to the called data data classification unit for classifying the data related to the environmental impact by environmental impact category, each environmental impact category in the classified data
  • Derivation of individual environmental impact indicators by deriving the data characterization unit that characterizes the classified data by multiplying them by the factor and the factors that constitute the environmental impact indicators including global warming, eutrophication, acidification and human toxicity. It is characterized by including a wealth.
  • the integrated alternative presentation unit and the alternative derivation unit for deriving a variety of alternatives that can minimize the environmental impact on a number of sewage treatment facilities based on the environmental impact indicator of the individual sewage treatment facilities derived from the individual environmental impact evaluation unit;
  • An alternative application unit for applying the alternatives derived from the alternative derivation unit to individual sewage treatment facilities and a regression analysis method are used to derive a statistical model for predicting dewatered sludge generation and digestion gas generation and using the statistical model. Characterized in that it comprises an integrated environmental impact prediction unit for predicting the environmental impact of the alternative applied from the alternative application unit.
  • the amount of electricity from the database for storing the process operation data and various data including aeration amount, sludge waste amount, sludge transport amount, chemical injection amount, power consumption amount, sedimentation capacity and suspended solids concentration in the reactor,
  • a data call step of automatically calling key data related to the environmental impact on the sewage treatment plant including at least one of chemical quantity, discharge water quality, bioreactor, digester CO 2 and NO 2 emissions, and dehydration cake amount;
  • Environmental impact assessment techniques are applied to the called data to classify data related to the environmental impact by environmental impact category, and the classified data are characterized by multiplying the characteristic factors for each environmental impact category.
  • an alternative alternative presentation step for integrating and managing sludge for a plurality of sewage treatment facilities by presenting a sludge treatment alternative having the least environmental impact based on the environmental impact indicators of the individual sewage treatment facilities derived from the individual environmental impact evaluation step. It provides a sludge integrated management method for a number of sewage treatment facilities using environmental impact assessment, including;
  • the step of suggesting integrated alternatives is to derive various alternatives that can minimize the environmental impact of 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 step, and the derivation
  • the proposed alternative is applied to individual sewage treatment facilities, regression analysis method is used to derive a statistical model for predicting dewatered sludge generation and digestive gas generation, and the statistical model is used to determine the environment for the alternatives applied to the individual sewage treatment facilities. It predicts the impact and suggests the optimal sludge integrated management alternative for many sewage treatment facilities.
  • the existing environmental impact assessment for the sewage treatment facility was evaluated as a qualitative indicator and the objective of the sewage treatment facility was not shown as an objective result when comparing the sewage treatment facilities. It is classified into each impact category from all data items according to the results, and the acidification, global warming, eutrophication, and human toxicity values are finally derived to give the sewage treatment plant operators a convenient visual effect to compare and analyze the environmental impact of each sewage treatment facility. It has the effect of helping to operate an efficient sewage treatment plant.
  • the improvement measures for the unit process are found by finding the treatment stages that have the greatest impact on the environment from power consumption, chemical consumption, and environmental impact in the final treatment of sludge.
  • the present invention provides an environmental impact assessment and economic benefits for a plurality of sewage treatment facilities existing in the region.
  • the Sludge integrated management alternatives were derived based on the results of the environmental impact assessment, and finally, the most suitable sludge integrated management alternative for the sewage treatment facilities in the regional area could be suggested.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a sludge integrated management system for a plurality of sewage treatment facilities using an environmental impact assessment according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flow chart illustrating a sludge integrated management method for a plurality of sewage treatment facilities using an environmental impact assessment according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a flow chart of a unit process for an individual sewage treatment facility in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a configuration diagram for the environmental impact assessment for the individual sewage treatment facility of FIG.
  • FIG. 5 is a view showing the results of the environmental impact assessment for the individual sewage treatment facility of FIG.
  • FIG. 6 is a view showing the results of the environmental impact assessment for the integrated management of the individual sewage treatment facility of FIG.
  • a sewage treatment plant from a database storing process operation data and various data including aeration amount, sludge waste amount, sludge conveyance amount, chemical injection amount, power consumption amount, sedimentation capacity and concentration of suspended solids in the reactor.
  • Environmental impact assessment techniques are applied to the called data to classify data related to the environmental impact, and the classified data is characterized using environmental factors for each of the environmental impact categories for global warming, eutrophication, acidification, and human toxicity.
  • 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
  • Figure 2 is a plurality of sewage using environmental impact assessment according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a flow chart showing a sludge integrated management method for a treatment facility
  • Figure 3 is a unit process flow chart for an individual sewage treatment facility in an embodiment of the present invention
  • Figure 6 is a view showing the results of the environmental impact assessment for integrated management of the individual sewage treatment facility of Figure 3 to be.
  • the sludge integrated management system 10 for a plurality of sewage treatment facilities using the environmental impact assessment according to the present invention is a data call unit 100, individual environmental impact assessment unit 200 and integrated alternative presentation unit ( 300).
  • the data call unit 100 is a database for storing process operation data and various data including aeration amount, sludge waste amount, sludge conveyance amount, chemical injection amount, power consumption amount, sedimentation capacity and concentration of suspended solids in the reactor. It calls for the data necessary for the integrated management of sludge in sewage treatment facilities.
  • the data caller 100 may call data on a daily basis by selecting data necessary for the integrated sludge management of the actual sewage treatment facility from various input data. That is, the data caller 100 may automatically call the main data related to the environmental impact of the sewage treatment facility among all data accumulated in the database operated separately in the individual sewage treatment facility.
  • the main data related to the environmental impact on the sewage treatment plant may include at least one of the amount of electricity, chemicals, effluent water quality, bioreactor, digester's CO 2 and NO 2 emissions, and dehydration cake amount. have.
  • the individual environmental impact assessment unit 200 classifies data related to the 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. Evaluate the environmental impact indicators of individual sewage treatment facilities, including global warming, eutrophication, acidification, and human toxicity.
  • the individual environmental impact evaluation unit 200 applies the environmental impact evaluation techniques to the called data data classification unit 210 for classifying the data related to the environmental impact by environmental impact category, and the classified
  • the data characterization unit 220 for characterizing the classified data by multiplying the data by the characteristic factors for each environmental impact category, and the environmental impact indicators comprising the globalized warming, eutrophication, acidification and human toxicity. It includes a separate environmental impact indicator derivation unit 230 that leads to the factors.
  • the integrated alternative suggesting unit 300 presents a sludge treatment alternative having the least environmental impact based on the environmental impact indicators of the individual sewage treatment facilities derived from the individual environmental impact assessment unit 200 for a plurality of sewage treatment facilities. Integrate and manage sludge.
  • the integrated alternative presentation unit 300 is based on the environmental impact indicator of the individual sewage treatment facilities derived from the individual environmental impact evaluation unit 200 various alternatives that can minimize the environmental impact of the sewage treatment facilities
  • Alternative derivation unit 310 for deriving alternative derivation unit 320 for applying the alternatives derived from the alternative derivation unit 310 to individual sewage treatment facilities, and dehydration sludge generation amount and digestion gas generation amount by applying a regression analysis technique
  • Deriving a statistical model that can be predicted and using the statistical model includes an integrated environmental impact prediction unit 330 that can predict the environmental impact of the alternative applied from the alternative application unit 320.
  • FIG. 2 describes the sludge integrated management method for a number of sewage treatment facilities using the environmental impact assessment according to the present invention.
  • the first stage is the amount of electricity and chemicals from the database storing process operation data and various data including aeration, sludge waste, sludge conveyance, chemical injection, power consumption, sedimentation capacity and concentration of suspended solids in the reactor. It is a data call step to automatically call the main data related to the environmental impact on the sewage treatment plant including at least one of the discharge water quality, bioreactor, digester CO 2 and NO 2 emissions, dehydration cake amount (S110) ).
  • the second step is to classify the data related to the environmental impact by the environmental impact category by applying environmental impact assessment techniques to the called data, and multiply the classified data by the characteristic factors for each environmental impact category.
  • It is an individual environmental impact assessment step that characterizes the data and derives environmental impact indicators of individual sewage treatment facilities including global warming, eutrophication, acidification and human toxicity by evaluating the environmental impacts on individual sewage treatment facilities. (S120).
  • the sewage treatment facility operation process is divided into four unit processes such as a sewage treatment line, a sludge treatment line, a sludge transportation and a landfill process, and data collection is performed or obtained through a sewage treatment site, a database, and literature.
  • the data are largely divided into inputs and outputs according to each unit process, and inputs include power and chemicals, and outputs are inevitably produced during operation of sewage treatment facilities, including discharged water, which is a major output of sewage treatment unit processes. Emissions, aquatic discharges, solid wastes, and the like.
  • the third step is to integrate and manage sludge for multiple sewage treatment facilities by presenting the sludge treatment alternatives 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.
  • the integrated alternative presentation step (S130) is a variety of alternatives that can minimize the environmental impact of a plurality of sewage treatment facilities based on the environmental impact indicator of the individual sewage treatment facilities derived from the individual environmental impact assessment step (S120) , And apply the derived alternatives to individual sewage treatment facilities, derive a statistical model for predicting dewatered sludge generation and digestive gas generation by applying regression analysis techniques, and use the statistical model to calculate the statistical sewage treatment facilities.
  • By predicting the environmental impacts of the alternatives applied to the system it is possible to suggest optimal sludge integrated management alternatives for many sewage treatment facilities.
  • the sludge that can be managed by integrating the dehydration cake of a number of sewage treatment facilities in the region Identify integrated management alternatives.
  • the prediction that the dehydration cake and the digestion gas generation can be predicted using the regression analysis technique. Suggest a model.
  • the independent variables in the dehydration cake quantity prediction model are sludge generation, digester inflow and digester TS (total sludge volume), digester mixed inflow sludge and digester withdrawal volume, and independent variables in digestion gas prediction model are digestor inflow and digester. Items such as TS, digester VS (volatile sludge), and digester solids removal. 100 datasets of existing sewage treatment facilities were used to develop predictive models.
  • the present invention derives the predicted values for the geographic distribution between the sewage treatment plant and landfill, transportation distance, frequency of transportation, and diesel cost for the environmental load and cost generated during the transportation of dewatered sludge.
  • the unit costs for composting, incineration, and landfilling of dehydrated cakes together with the cost reductions due to energy recovery from dewatering cake treatment are derived. It was made.
  • the treatment process characteristics and daily operating data were collected for three sewage treatment facilities (WWTP-N, WWTP-S, and WWTP-G) located in B city.
  • the operational information of the three sewage treatment plants investigated in advance is shown in [Table 1].
  • the system scope of the present invention included the operation of three sewage treatment plants, transportation, landfill, power and chemical production processes. Specifically, as shown in FIG. 3, environmental effects such as power consumption and chemical consumption, and treatment and transportation of biomass, biogas and dewatered cakes generated in the sewage treatment and sludge treatment stages in each sewage treatment facility are considered. .
  • the input and output data associated with the sewage treatment process, sludge treatment process, dewatered sludge transportation process, and sludge landfill process are called from the operation database of the sewage treatment facility.
  • the functional unit was set to 1m 3 , and the data collection range was performed by dividing into sewage treatment line, sludge treatment line and landfill process as shown in [Table 2] below.
  • the data items included sewage treatment plant water quality, electricity consumption, chemical consumption, sludge and biomass production, renewable energy consumption, transportation distance to landfill, and actual operational data collected in 2012 were collected.
  • air emissions such as CO 2 , N 2 O, and aquatic emissions such as ammonia, COD, nitrate (NO 3 ), and phosphorousmatter generated during trucking, power generation, and chemical production are based on the national LCI DB prepared by the Korean Ministry of Environment.
  • the amount of greenhouse gas and methane generated when the dewatered cake was landfilled was estimated from the Ecoinvent Database included with Gabi Software.
  • Bioreactor CO 2 Emission Calculation Formula 0.3 kg CO 2 / per kg BOD * Amount of BOD removed
  • Bioreactor NO 2 Emission Formula 0.61g / m 2 * Aeration Tank Area
  • Wastewatertreatment line Influent and effluent composition (COD, BOD, SS, TP, TN) Measure actual operating data of sewage treatment plant Electricity consumption Measure actual operating data of sewage treatment plant PAC Consumption Measure actual operational data CO 2 Production Calculated N 2 OProduction Calculated Sludge treatment line Sludge production Measure actual operating data of sewage treatment plant Electricity consumption Measure actual operating data of sewage treatment plant Renewable energy Consumption Digestion Gas Power Generation Design Criteria Data Chloric acid Consumption Measure actual operational data PAAConsumption Measure actual operational data CH 4 Production Calculated CO 2 Production Calculated Dewatered sludge Production Measure actual operational data Landfill process CH 4 Production Ecoinvent Database CO 2 Production Ecoinvent Database
  • impact assessments representing acidification, eutrophication, global warming and human toxicity are performed, respectively.
  • classification of data items according to the environmental impact indicators was performed, and the classified state is shown in FIG. 4.
  • the environmental load for each sewage treatment operation collected and classified is multiplied by the corresponding characterization index, indicating 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.
  • eutrophication (j) is the potential impact value on the j type environmental impact indicator for all inputs / outputs within the system scope
  • eutrophication (j) i is the effect value of the i type of environmental load on the j type environmental impact indicator
  • Q ( j) i denotes the i-type environmental load
  • EF (j) i denotes the characterization factor value for the j-type environmental impact.
  • the regression equation for dehydrated cake quantity was correlated from 100 data in 2012 at S WWTP. Estimates of dewatered sludge generation at the existing G WWTP plant, digester inflows at TS and S WWTP plants, and mixing sludge and digester withdrawals at S WWTP plant were estimated from TS. The amount of digester draw obtained therefrom was highly correlated with the amount of dehydrated cake, and the regression equation obtained was as follows.
  • the amount of digestion gas was derived from the items such as digester inflow, digester TS, digester VS, and digester solids removal.
  • the most relevant variables are digester inlet TS, digester TS, and solids removal.
  • the regression equation is as follows.
  • the coefficient of determination (R 2 ) of the regression analysis is 0.25 and the standard error is 2481.
  • the primary digester inflow, TS of S-WWTP derived from the above predicted model equation is 2,007 m 3 / d and 35,296 mg / L, respectively, and the digester sludge solids 37,545 kg, secondary from 47% digestion rate of the primary digester.
  • the digested sludge dewatered cake is 36,002 kg and the total sludge cake yield is 160.725 tons when the water content is 77.6%.
  • the dehydration cake transportation process was considered twice in one round trip.
  • the trucking distance per truck of about 20 tons was 7.2km and the price of diesel was 1,690 won / Considering L (Korea Petroleum Corporation), the environmental load and cost of the dewatered sludge transportation process were derived according to the average daily dewatered cake volume generated at each sewage treatment plant.
  • the investment and operating costs for the three sewage treatment plants were referred to the 2008 operating status data provided by each establishment.
  • the cost of composting dewatered sludge cake is 41,000 won / ton
  • the cost is 46,900 won / ton when incinerated
  • the disposal cost is 38,557 won when reclaimed. / Tonnes.
  • Incineration heat generated during incineration is recovered as steam (65 ⁇ 75% of total heat) from waste heat boiler, and the maximum calorific value of domestic sewage sludge is estimated to be about 500 Kcal / kg.
  • the results of environmental impact assessment were divided into sewage treatment stage, sludge treatment stage and landfill stage in the current operation status of three sewage treatment plants using the environmental impact assessment model in the present invention, and energy consumption is about the total consumption in the sewage treatment stage. It consumed 74% and consumed 23% power in the sludge treatment stage.
  • the results of the environmental impact assessment for the three sewage treatment facilities are shown in [Table 3] below. Acidification, global warming and human toxicity from sewage treatment stages accounted for 76%, 83% and 78% of total environmental load, respectively, and sludge treatment stages accounted for 21%, 7% and 20%, respectively. All eutrophications occurred in the sewage treatment stage, and the final result was negative.
  • case 1 Human toxicity was reduced by 50% compared to the current state in Case 1 and 15% in Case 2, but the effect of human toxicity was doubled from the current operating state due to the cause of heavy metals released into the soil during Case 3. It was. From this point of view, case 1 is considered as a top priority.
  • the present invention relates to a sludge integrated management system and a method for a plurality of sewage treatment facilities using environmental impact assessment, it can be applied to a plurality of sewage treatment facilities and thus can be widely used in the water treatment industry.

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Game Theory and Decision Science (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Abstract

본 발명은 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. 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.

Description

환경영향평가를 이용한 다수의 하수처리시설에 대한 슬러지 통합관리 시스템 및 그 방법
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
도 2를 참조하여 본 발명에 의한 환경영향평가를 이용한 다수의 하수처리시설에 대한 슬러지 통합관리방법을 설명하면 다음과 같다.
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).
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).
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.
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.
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.
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.
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.
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.
이하, 실시예를 기준으로 본 발명에서 언급하는 환경영향평가를 이용한 다수의 하수처리시설에 대한 슬러지 통합관리방법을 설명하기로 한다.
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.
표 1
하수처리공법 약품종류 슬러지처리방법 탈수슬러지처리방법 신재생에너지 유무 매립장까지운송 거리
N WWTP 표준활성슬러지공법 응집제차아염소산 혐기성 소화조 매립 있음 29.0 km
S WWTP A2O 공법 응집제차아염소산폴리염화알루미늄 혐기성 소화조 매립 있음 14.4 km
G WWTP MLE 공법 응집제차아염소산 슬러지 탈수 매립 없음 10.1 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.
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.
생물반응조 CO2배출량 계산식 = 0.3 kg CO2/per kg BOD * 제거된 BOD 량
생물반응조 NO2배출량 계산식= 0.61g/m2 * 폭기조 면적
소화조 CO2 및 CH4 계산식
소화조 CO2=소화가스 생성량 * 0.35
소화조 CH4=소화가스 생성량 * 0.65
표 2
Emission line Data contents Data Sources
Wastewatertreatment line Influent and effluent composition (COD, BOD, SS, T-P, T-N) 하수처리장 실제 운영데이터 측정
Electricity Consumption 하수처리장 실제 운영데이터 측정
PAC Consumption 실제 운영 데이터 측정
CO2Production Calculated
N2OProduction Calculated
Sludge treatment line Sludge Production 하수처리장 실제 운영데이터 측정
Electricity Consumption 하수처리장 실제 운영데이터 측정
Renewable energy Consumption 소화가스 발전 설계기준 데이터
Chloric acid Consumption 실제 운영 데이터 측정
PAAConsumption 실제 운영 데이터 측정
CH4Production Calculated
CO2Production Calculated
Dewatered sludge Production 실제 운영 데이터 측정
Landfill process CH4Production Ecoinvent Database
CO2Production Ecoinvent 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.
부영양화(j)= Σ 부영양화(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.
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.
탈수케이크량(ton/d)= 2212.17 + 0.9*소화조 인발량(m3/d)
이때, 도출된 회귀분석 결정계수(R2) 는 0.7 이고, 표준오차는 5934 이었다.
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.
소화가스발생량(m3/d)=12413.82+0.03*소화조유입TS(mg/l)+0.267*1차소화조TS(mg/l)+0.015*제거된 고형물량(kg/d)
이때 회귀분석의 결정계수(R2) = 0.25, 표준오차는 2481 이다.
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.
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.
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.
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.
표 3
Energy Consumption(Kwh/d) 부영양화(kgPO4-Equiv.) 산성화(kgSO2-Equiv.) 지구온난화 (100 years)(kgCO2-Equiv.) 인체독성 (kgDCB-Equiv.)
value % value % value % value % value %
Wastewater treatment line 589,556 74% -33,785 100% 417 76% 431,871 83% 4,884 78%
WWTP-S 354,795 44% -28,905 86% 249 45% 365,702 70% 2,894 46%
WWTP-G 63,620 8% -1,499 4% 46 8% 19,270 4% 539 9%
WWTP-N 171,141 21% -3,381 10% 123 22% 46,900 9% 1,450 23%
Sludge treatment line 186,927 23% 12 <1% 116 21% 35,016 7% 1,261 20%
WWTP-S 113,107 14% 7 <1% 69 13% 21,048 4% 751 12%
WWTP-G 20,353 3% 1 <1% 13 2% 3,836 1% 139 2%
WWTP-N 53,467 7% 3 <1% 34 6% 10,131 2% 370 6%
Landfillprocess 21,666 3% 102 <1% 19 3% 55,285 11% 142 2%
WWTP-S 11,114 1% 53 <1% 10 2% 28,732 6% 73 1%
WWTP-G 2,696 <1% 13 <1% 2 <1% 7,035 1% 18 <1%
WWTP-N 7,856 1% 36 <1% 7 1% 19,518 4% 51 1%
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.
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.
표 4
Case Process Management alternatives
Case 0 Present situation WWTP-S, WWTP-N : 혐기성소화로 처리된 탈수케이크를 매립WWTP-G : 농축슬러지를 탈수만 한 후에 매립
Case 1 Landfill WWTP-G 탈수케이크를 WWTP-S 소화조로 유입하여 혐기성소화를 거친 후 소화가스로 전력을 생산하고 소화 탈수케이크는 매립
Case 2 Incineration 3개 처리장 탈수케이크를 모두 소각 처리하여 전력 생산하고 잔사는 매립
Case 3 Compost 3개 처리장 탈수케이크를 모두 퇴비화하여 퇴비 생산
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.
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.
표 5
Case 매립 비용 소각 비용 퇴비화 비용 바이오 가스 전력 생산량 소각 에너지전력 생산량 이송 비용 합계
Case 0 -1,997 - - 52,643 - -117 50,528
Case 1 -1,900 - - 53,496 - -125 51,470
Case 2 - -2,429 - 52,643 2,2795 -117 52,375
Case 3 - - -2,124 52,643 - -117 50,402
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.
본 발명은 환경영향평가를 이용한 다수의 하수처리시설에 대한 슬러지 통합관리 시스템 및 그 방법에 관한 것이기 때문에 다수의 하수처리시설에 적용될 수 있어 수처리 산업분야에 널리 활용될 수 있을 것이다.

Claims (7)

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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.
  5. 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.
  6. 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.
  7. 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.
PCT/KR2014/002591 2014-03-27 2014-03-27 환경영향평가를 이용한 다수의 하수처리시설에 대한 슬러지 통합관리 시스템 및 그 방법 WO2015147353A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2014-0035660 2014-03-27
KR1020140035660A KR20150112151A (ko) 2014-03-27 2014-03-27 환경영향평가를 이용한 다수의 하수처리시설에 대한 슬러지 통합관리 시스템 및 그 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015147353A1 true WO2015147353A1 (ko) 2015-10-01

Family

ID=54195850

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2014/002591 WO2015147353A1 (ko) 2014-03-27 2014-03-27 환경영향평가를 이용한 다수의 하수처리시설에 대한 슬러지 통합관리 시스템 및 그 방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20150112151A (ko)
WO (1) WO2015147353A1 (ko)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107831121A (zh) * 2017-11-22 2018-03-23 江苏蓝创智能科技股份有限公司 多参数水质检测仪及其使用方法
CN110210138A (zh) * 2019-06-04 2019-09-06 北京石油化工学院 基于Eco indicator-99的集中供暖直埋管道保温材料厚度优化方法
CN113793013A (zh) * 2021-09-08 2021-12-14 江西理工大学 一种钨尾矿再选回收钨精矿的生命周期环境影响评价方法
CN114817427A (zh) * 2022-02-28 2022-07-29 中国城市建设研究院有限公司 适老小区筛选方法、装置、电子设备及计算机可读介质
CN115578010A (zh) * 2022-10-24 2023-01-06 中国环境科学研究院 乡镇垃圾处理模式评估方法及装置和计算机设备
CN116307932A (zh) * 2023-05-11 2023-06-23 天津创业环保集团股份有限公司 一种污水厂污水处理能力计算、评价方法及装置
CN117114512A (zh) * 2023-10-23 2023-11-24 武汉华信数据系统有限公司 水厂状态评估方法、装置、计算机设备及存储介质

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7319156B2 (ja) * 2019-09-27 2023-08-01 メタウォーター株式会社 評価装置、評価方法及びプログラム
KR102645876B1 (ko) * 2023-09-21 2024-03-11 주식회사 한올이엔씨 유사한 환경의 선행 데이터를 이용한 인공지능 기반의 환경영향평가 방법, 장치 및 시스템

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06251030A (ja) * 1993-02-24 1994-09-09 Hitachi Ltd 都市ライフライン運用管理システム
JP2002215843A (ja) * 2001-01-15 2002-08-02 Ebara Corp 環境共創型地域を創造するための支援システム
KR100965756B1 (ko) * 2008-01-15 2010-06-24 부산대학교 산학협력단 하수처리장 공정 운영 상태 진단을 위한 방법 및 장치
KR20110008890A (ko) * 2009-07-21 2011-01-27 에스케이이노베이션 주식회사 통합 유틸리티 시설의 통합 운영 장치
KR101237444B1 (ko) * 2010-06-29 2013-02-26 부산대학교 산학협력단 하폐수 처리장의 공정진단 시스템 및 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06251030A (ja) * 1993-02-24 1994-09-09 Hitachi Ltd 都市ライフライン運用管理システム
JP2002215843A (ja) * 2001-01-15 2002-08-02 Ebara Corp 環境共創型地域を創造するための支援システム
KR100965756B1 (ko) * 2008-01-15 2010-06-24 부산대학교 산학협력단 하수처리장 공정 운영 상태 진단을 위한 방법 및 장치
KR20110008890A (ko) * 2009-07-21 2011-01-27 에스케이이노베이션 주식회사 통합 유틸리티 시설의 통합 운영 장치
KR101237444B1 (ko) * 2010-06-29 2013-02-26 부산대학교 산학협력단 하폐수 처리장의 공정진단 시스템 및 방법

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107831121A (zh) * 2017-11-22 2018-03-23 江苏蓝创智能科技股份有限公司 多参数水质检测仪及其使用方法
CN107831121B (zh) * 2017-11-22 2024-03-01 江苏蓝创智能科技股份有限公司 多参数水质检测仪及其使用方法
CN110210138A (zh) * 2019-06-04 2019-09-06 北京石油化工学院 基于Eco indicator-99的集中供暖直埋管道保温材料厚度优化方法
CN113793013B (zh) * 2021-09-08 2023-10-10 江西理工大学 一种钨尾矿再选回收钨精矿的生命周期环境影响评价方法
CN113793013A (zh) * 2021-09-08 2021-12-14 江西理工大学 一种钨尾矿再选回收钨精矿的生命周期环境影响评价方法
CN114817427A (zh) * 2022-02-28 2022-07-29 中国城市建设研究院有限公司 适老小区筛选方法、装置、电子设备及计算机可读介质
CN114817427B (zh) * 2022-02-28 2023-02-07 中国城市建设研究院有限公司 适老小区筛选方法、装置、电子设备及计算机可读介质
CN115578010B (zh) * 2022-10-24 2023-08-29 中国环境科学研究院 乡镇垃圾处理模式评估方法及装置和计算机设备
CN115578010A (zh) * 2022-10-24 2023-01-06 中国环境科学研究院 乡镇垃圾处理模式评估方法及装置和计算机设备
CN116307932A (zh) * 2023-05-11 2023-06-23 天津创业环保集团股份有限公司 一种污水厂污水处理能力计算、评价方法及装置
CN116307932B (zh) * 2023-05-11 2023-08-11 天津创业环保集团股份有限公司 一种污水厂污水处理能力计算、评价方法及装置
CN117114512A (zh) * 2023-10-23 2023-11-24 武汉华信数据系统有限公司 水厂状态评估方法、装置、计算机设备及存储介质
CN117114512B (zh) * 2023-10-23 2024-03-15 武汉华信数据系统有限公司 水厂状态评估方法、装置、计算机设备及存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150112151A (ko) 2015-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2015147353A1 (ko) 환경영향평가를 이용한 다수의 하수처리시설에 대한 슬러지 통합관리 시스템 및 그 방법
Piao et al. Life cycle assessment and economic efficiency analysis of integrated management of wastewater treatment plants
Wang et al. Environmental implications of increasingly stringent sewage discharge standards in municipal wastewater treatment plants: case study of a cool area of China
Liu et al. Calculation of carbon emissions in wastewater treatment and its neutralization measures: A review
Zhang et al. A sustainability analysis of a municipal sewage treatment ecosystem based on emergy
Cakir et al. Greenhouse gas production: a comparison between aerobic and anaerobic wastewater treatment technology
Hernández-Sancho et al. Energy efficiency in Spanish wastewater treatment plants: A non-radial DEA approach
Magrinho et al. Municipal solid waste disposal in Portugal
Lyu et al. Exploring the cost of wastewater treatment in a chemical industrial Park: Model development and application
Zessner et al. Cost comparison of wastewater treatment in Danubian countries
Qazi et al. Multi-criteria decision analysis of waste-to-energy technologies
Zhang et al. The comprehensive measurement method of energy conservation and emission reduction in the whole process of urban sewage treatment based on carbon emission
Lijó et al. Decentralised schemes for integrated management of wastewater and domestic organic waste: the case of a small community
Lijó et al. Technical and environmental evaluation of an integrated scheme for the co-treatment of wastewater and domestic organic waste in small communities
Munasinghe-Arachchige et al. Sewage treatment process refinement and intensification using multi-criteria decision making approach: A case study
Pasciucco et al. A comparative LCA of three WWTPs in a tourist area: effects of seasonal loading rate variations
Shao et al. Environmental tradeoffs in municipal wastewater treatment plant upgrade: a life cycle perspective
Hu et al. Exploring sludge yield patterns through interpretable machine learning models in China's municipal wastewater treatment plants
De Haas et al. Greenhouse gas emissions from BNR plant-do we have the right focus
Zhang et al. A novel carbon emission evaluation model for anaerobic-anoxic-oxic urban sewage treatment
CN117114434A (zh) 高速公路服务区污水处理系统碳排放量计算方法
Dalemo The modelling of an anaerobic digestion plant and a sewage plant in the ORWARE simulation model
CN115935739A (zh) 一种针对填埋场整体综合评估方法
Ahmed et al. Sustainability assessment of municipal wastewater treatment
Wang et al. Life Cycle Assessment of Artificial Wetland Systems for Rural Wastewater Treatment

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14887589

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14887589

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1