하수처리장 유입수 성상 실시간 예측모델 및 활용성 평가

Evaluation on Applicability of the Real-time Prediction Model for Influent Characteristics in Full-scale Sewerage Treatment Plant

일반적으로 생물학적 하수처리공정들은 단위공정내 물리 화학적 및 생물학적 반응들이 복잡하게 존재한다. 활성슬러지모델 1(ASM No.1)을 시작으로 생물공정을 모사하기 위한 다양하고도 새로운 수학적 모델들이 개발되어 왔다. 그러나 이들 모델은 그 활용의 측면에 있어 비용과 단순성에서 매우 큰 단점을 가지고 있었다. 그중 이들 수학적 기반의 모델들이 갖는 또 다른 활용상의 어려움은 현장 근무자들이 활용하기에는 시간 소요와 컴퓨터-과학에 관한 기술부족의 장벽이 매우 높아 결국 모델활용의 영역은 전문가나 특정 엔지니어들에게 국한되어 왔다. 이러한 상황을 극복하고 현장 근무자들에게 도움을 주기 위해 동적-물질수지모델(Dynamic-Mass-Balance Model)에 기초한 $KM^2BM$이 개발되었다. 금번 논문은 생물학적 하수처리장을 설계하고 모사함에 있어 활용 가능한 모사 툴로서의 $KM^2BM$을 소개한다. 이 모델은 모델 파라메터의 추정이나 하수성상분석과 같은 별도의 노력 없이도 단순한 인자추정만으로 생물학적 하수처리장내 미생물의 중요 거동기작을 고려함으로서 잠재적 공정적응력을 최대화 시킬 수 있다.

Sewerage Treatment Plants(STPs) are complexes systems in which a range of physical, chemical and biological processes occur. Since Activated Sludge Model(ASM) No.1 was published, a number of new mathematical models for simulating biological processes have been developed. However, these models have disadvantages in cost and simplicity due to the laboriousness and tediousness of their procedures. One of the major difficulties of these mathematical model based tools is that the field-operators mostly don't have the time or the computer-science skills to handle there models, so it mainly remains on experts or special engineers. In order to solve these situations and help the field-operators, the $KM^2BM$(K-water & More-M Mass Balance Model) based on the dynamic-mass balance model was developed. This paper presents $KM^2BM$ as a simulation tools for STPs design and optimization. This model considers the most important microbial behavioral processes taking place in a STPs to maximize potential applicability without increasing neither model parameter estimation nor wastewater characterization efforts.