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서울물 Seoul Water
재생시설공단 Recycling Corporation
기술리포트 Technology Report
30 하수처리장 CO2 절감을 위한 운영데이터 가공 및 AI모델 개발 2021 12월호_Vol.1 2021 12월호_Vol.1 김민철, 박상호(서울물재생시설공단 물재생연구소) 31
과학기술정보통신부에서 주관하여 지원하는 데이터바우처사업은 디지털 안전하고 깨끗한 물에 대한 시민들의 의식 수준 또한 높아지고 있어, 방류
혁신화를 통한 데이터 활용 확산을 위해 데이터를 기반으로 개발이 필요한 수질을 안정적으로 유지 시키면서 동시에 처리비용 및 탄소 배출량을 절감시
기업에게 바우처 형식의 데이터 구매·가공 서비스를 지원하는 사업이다. 서 키기 위하여 하수처리 시스템의 고도화 및 최적 운전의 필요성이 대두되고
울물재생시설공단은 관련 데이터를 제공해주고, 가공된 모델을 활용하는 수 있다.
요기업 형태로 참여하였으며, 공단으로부터 데이터를 제공 받아 유용한 AI 하지만 서울시의 물재생센터는 대용량 시설로 설비의 노후화가 가속되고
모델을 개발하는 업체와 공동연구를 진행하였다. 있으나, 단시간 내에 시설 개선을 하기에는 많은 예산의 투입과 시간이 소요
연구 제목은 “하수처리장 이산화탄소 절감을 위한 운영데이터 가공 및 AI 될 것으로 예상된다. 또한 유량 및 유입 수질의 성상 변화와 미생물의 특성,
모델 개발”이며, 연구목표는 AI기술을 접목한 생물반응조 유입 전 수질 예측 기타 환경 요인은 실시간으로 변하고 있음에도 여전히 운영자의 경험에 의존
및 송풍기 최적운영을 위한 객관적 지표를 도출하여 하수처리시설의 에너지 하여 공정을 운영하는 실정이다.
절감 및 온실가스 감축에 기여하는 것이다. 해당 과제는 21년 6월부터 11월 따라서 본 연구에서는 수질 및 외부환경 데이터 등을 활용하여, 생물 반응
까지 물재생연구소를 중심으로 진행되었으며, 연구 내용 및 주요 결과를 다 조로 유입되는 수질을 예측함으로써, 방류수 수질 기준을 만족함과 동시에
음과 같다. AI 기반 수질 예측을 통한 송풍기(산소 공급조) 최적 운영방안 도출을 통한
에너지 절감 및 에너지 절감으로 인한 온실가스 배출량을 최소화하여 궁극적
1 2015년 UN총회 의제인 지속가능발전 목표(SDGs : Sustainable 으로 K-SDGs 및 탄소중립에 기여 하고자 하였다.
연구 배경 및 목적 Development Goals) 체계를 따라 우리나라도 K-SDGs 마련하였고, 지
속 가능한 도시를 만들기 위해 하수 등 위생관리 시설에 범국가적인 노력 2 물재생센터는 국민의 생활환경 향상과 공공수역의 수질 보전에 대해서 중
이 지속되고 있다. 또한 기후변화 대응을 위해 국제사회는 지구 온도 상승을 연구 대상시설 요한 사회자본이지만 많은 양의 온실가스가 배출되고 있다. 물재생센터로부
1.5℃ 이내로 억제하기 위한 노력을 하고 있으며, 국내 정부에서도 2050년까 주요 현황 터 배출되는 온실효과가스 중에서 주 배출원으로는「전력, 석유등 에너지 생
지 탄소 순 배출량이 0이 되는 탄소중립 사회로의 전환을 위해 ‘2050 탄소중 성 소비로 발생하는 CO 2 」,「슬러지 소각 시에 발생하는 N 2 O」,「수처리 시 배
립 추진전략’ 및 ‘2050 탄소중립 시나리오’를 발표하였다. 출되는 CH 4 , N 2 O」등이 존재한다. 이러한 이유로 물재생센터로부터 배출되
이러한 국내·외 정책 흐름 및 환경변화에 적극적으로 대응하기 위해 서울 는 온실효과가스의 제어 기술이 필요하다. CO 2 에 대해서는 하수처리장의 송
시에서는 ‘물재생센터’를 필두로, 하수처리 수질개선을 통해 건강하고 안전 풍기 에너지 절감이 가장 중요하다.
한 물관리와 지속 가능한 도시와 주거지 확보를 달성하여 K-SDGs 성과 창 이번 연구에서는 서울물재생시설공단이 운영하는 ‘탄천물재생센터’를 연
출에 기여하고, 하수처리 공정 등에 발생 되는 에너지 및 온실가스를 감축하 구 대상시설로 설정하였다. 탄천물재생센터의 전기사용량은 연 평균 약
기 위한 노력을 지속하고 있다. 65,000Mwh에 달하며, 그중 송풍기 전력 사용량만 약 35,000Mwh로 탄천물
한편, 2019년 기준 서울시 온실가스 배출권거래제 대상 사업장 총 23곳 중 재생센터 전체 전력 사용량의 50%에 이른다. 또한 물재생센터 내 이산화탄
물재생센터 탄소배출 규모가 66%로 가장 컸으며, 탄천물재생센터는 물재생 소 배출이 심각하게 이루어지는 시설이 송풍시설이며, 해당 이산화탄소 배출
센터 4곳 중 17%를 차지한다. 2019년 기준 근소한 차이로 할당량 이내 탄소 감축을 통한 탄소중립 달성이 시급하다. 다음은 탄천물재생센터 송풍기 설비
배출량을 충족시켰지만, 데이터 활용을 통한 탄소 배출량 저감 가능성을 확 주요 현황이다.
인한다면, 향후 타 사업장에도 적용을 통해 물재생센터 전체의 탄소 배출량
감소에 기여할 것으로 기대한다.
