온실가스 계측 및 제어 연구는 하·폐수 처리 과정에서 발생하는 온실가스를 정밀하게 계측하고, 운영 조건에 따른 배출 특성을 정량적으로 분석하는 데 초점을 둡니다. 특히 질소 제거 과정에서 발생하는 아산화질소(N₂O)는 환경적 영향이 크지만, 기존 공정에서는 직접적인 계측과 관리가 제한적인 영역으로 남아 있었습니다. 본 연구는 센서 기반 온라인 계측 기술을 활용하여 온실가스 배출을 지속적으로 측정하고, 공정 조건 변화에 따른 배출 특성을 체계적으로 정리합니다. 계측 데이터를 기반으로 배출 특성을 분석함으로써, 공정 운영과 온실가스 발생 간의 관계를 명확히 파악하고자 합니다. 또한 계측 결과를 바탕으로 공정 제어 기준을 정리하고, 현장 적용이 가능한 온실가스 관리 방안을 도출하는 데 목적을 둡니다. 본 연구는 계측 모듈의 국산화와 현장 실증을 통해 기술의 신뢰성을 확보하고, 산업체와의 협력을 통해 실제 공정에 적용 가능한 온실가스 관리 기술로 발전시키는 데 중점을 둡니다.

디지털 센싱 기반 공정 최적화 연구는 하·폐수 처리 공정에서 발생하는 다양한 운전 데이터를 정밀하게 계측하고, 이를 공정 분석과 운영 개선에 활용하는 것을 목표로 합니다. 기존 하·폐수 처리 공정은 제한된 계측 항목과 경험 중심의 운영 방식에 의존하는 경우가 많아, 공정 상태를 정량적으로 이해하고 체계적으로 개선하는 데 어려움이 존재해 왔습니다. 본 연구는 수질, 유량, 공정 조건 등 현장에서 계측 가능한 데이터를 지속적으로 수집하고, 해당 데이터를 공정 시뮬레이션 및 모델링과 연계하여 공정 거동을 분석합니다. 실측 데이터와 공정 모델 간의 비교를 통해 시뮬레이션 정확도를 검증하고, 운전 조건 변화에 따른 공정 특성을 체계적으로 정리하는 데 중점을 둡니다. 또한 디지털 트윈 개념을 적용하여 실제 공정과 연계된 공정 관리 모델을 구축함으로써, 공정 운영의 안정성과 일관성을 높이는 것을 목표로 합니다. 본 연구는 현장 교육 및 실습 프로그램과 연계되어, 산업체가 데이터 기반 공정 운영 방식을 이해하고 적용할 수 있도록 지원하는 데 목적을 두고 있습니다.

MABR 기반 고도 질소 제거 연구는 하수 및 폐수 처리 공정에서 질소 제거 효율을 향상시키기 위한 생물막 기반 공정 기술을 다룹니다. 특히 반류수와 같이 고농도 질소가 포함된 처리수를 대상으로, 기존 질소 제거 공정의 한계를 보완할 수 있는 기술적 접근을 목표로 합니다. 본 연구는 생물막 반응기 내 미생물 반응 특성과 공정 운전 조건을 분석하여, 질소 제거 과정에서 나타나는 반응 특성을 체계적으로 정리합니다. 이를 통해 공정 효율과 안정성에 영향을 미치는 주요 인자를 파악하고, 공정 운전 조건에 따른 성능 변화를 분석합니다. 또한 질소 제거 과정에서 발생할 수 있는 온실가스 배출 특성을 함께 고려하여, 공정 운영과 환경 영향을 동시에 분석합니다. 본 연구는 기존 처리 시설에도 적용 가능한 공정 구조를 전제로 하여, 실제 현장 적용 가능성을 고려한 질소 제거 기술 연구를 수행하는 데 목적을 둡니다.

유기성 폐자원 에너지화 및 바이오가스 연구는 하수처리장 및 환경 공정에서 발생하는 유기성 폐자원을 대상으로, 에너지 회수 공정의 특성을 분석하는 데 목적이 있습니다. 기존 유기성 폐자원 처리 과정에서는 에너지 회수 효율과 공정 안정성에 대한 정량적 분석이 충분하지 않은 경우가 많았습니다. 본 연구는 유기성 폐자원의 특성과 공정 조건을 실측 데이터를 통해 분석하고, 혐기성 소화 및 관련 공정에서의 바이오가스 발생 특성을 체계적으로 정리합니다. 이를 통해 공정 조건 변화에 따른 에너지 회수 특성을 이해하고, 공정 운영의 안정성을 분석합니다. 또한 폐자원 처리와 에너지 회수 과정 간의 관계를 정리함으로써, 자원 재생과 에너지 활용 측면에서의 공정 특성을 명확히 하고자 합니다. 본 연구는 유기성 폐자원 처리 공정에 대한 이해를 심화하고, 관련 공정 기술 연구의 기초 자료를 제공하는 데 목적을 둡니다.

환경독성 및 위해성 평가 연구는 환경 공정 및 처리 과정에서 발생할 수 있는 유해 물질이 환경과 생태계에 미치는 영향을 과학적으로 분석하는 데 초점을 둡니다. 특히 수처리 및 환경 공정에서 잔존할 수 있는 화학 물질의 독성과 위해성을 체계적으로 평가하는 것은 공정 안전성과 신뢰성 확보에 중요한 요소입니다. 본 연구는 환경독성학 및 위해성 평가 기법을 활용하여, 유해 물질의 노출 특성과 독성 반응을 분석합니다. 독성 발현 경로 기반 평가와 정량적 분석을 통해, 환경 공정 적용 시 고려해야 할 잠재적 위험 요소를 체계적으로 정리합니다. 또한 평가 결과를 공정 운영과 연계하여, 환경 기술 적용 과정에서의 안전성 확보에 기여하는 것을 목표로 합니다. 본 연구는 환경 기술의 적용 가능성을 검토하고, 관련 규제와 평가 체계에 대응하기 위한 과학적 근거를 제공하는 역할을 수행합니다.