수처리 공정 제어와 실시간 수질 모니터링 기반 운영 최적화 연구

Process Control and Real-time Water Quality Monitoring for Optimized Operation

연구 내용

ASM2d 모사 기반 제어와 정밀 정량·여과·센서네트워크 기술을 결합하여 수질과 영양염 제거 및 운전 안정성을 높이는 연구

활성 슬러지 공정과 연계한 모델 기반 제어를 중심으로, 혐기·무산소·호기 조건을 모듈 형태로 구성해 간헐 폭기 주기와 질소·인 제거 성능을 예측·최적화합니다. 수질 자동 측정기의 실시간 계측값을 활용해 폭기 최적화에 적용할 수 있는 상태변수 예측·보정 체계를 포함하며, 정밀 정량 공급탱크와 같은 주입 오차 저감 요소를 함께 다룹니다. 또한 Lab-on-a-chip(LOC) 및 휴대형 다항목 센서 네트워크로 현장 모니터링을 수행하고, 측정된 수질 일반항목을 이용한 총인 예측 모델을 통해 공정 운영 의사결정을 지원합니다. 이와 더불어 전극 기반 이온 분리로 질소 회수 성능을 평가합니다.

관련 프로젝트

2건

연구 흐름

초기에는 활성 슬러지 공정을 정량적으로 모사하고, 간헐 폭기 운전의 제어를 위해 ASM2d 기반 상태변수 예측과 폭기 주기 최적화 개념을 정립하는 연구가 진행되었습니다. 이후 수질 자동계측과 연동되는 제어 장치를 포함하며, 정밀 정량 공급과 다단여과 등 공정 부속 기술로 운영 안정성을 보강했습니다. 또 LOC 기반 수질측정 네트워크와 휴대형 다항목 장치를 통해 실측 데이터 취득 경로를 확장하고, 수질 일반항목 상관도·회귀 모델을 적용해 총인 예측으로 연결했습니다. 최근에는 digital twin 기반 물관리 시설 고도화와 하수역학 데이터 활용 기획으로 수질 운영을 정보 기반으로 전환하는 흐름을 강화하고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

Digital twin 기반 수처리 최적화
ASM2d 모사 기반 폭기제어
질소·인 제거 공정 안정화
전극 기반 질소 회수 모듈
LOC 다항목 수질 센싱
휴대형 수질 네트워크
정밀 정량 주입 시스템
다단여과 및 역세 운영기술
당밀 외부탄소원 공급 제어
수질 일반항목 총인 예측모델