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환경부 산하 한국환경공단(이사장 장준영)은 공공하수처리시설의 에너지 효율을 향상하고 유지보수 방식을 개선하기 위해 5월 20일부터 ‘공공하수처리시설 지능화 체계(시스템) 구축사업(이하 공공하수처리시설 지능화 사업)’에 착수한다.
‘공공하수처리시설 지능화 사업’은 한국정보화진흥원에서 추진한 ‘2019년 국가기반시설(인프라) 지능 정보화 사업‘ 공모를 통해 올해 4월에 선정된 과제로 공공하수처리시설에 사물인터넷(IoT), 빅데이터, 인공지능(AI) 등 지능화 기술을 적용하는 사업이다. 첨단 디지털을 기반으로 공공서비스를 혁신하는 정부혁신과제에도 부합한다.
국가기반시설 지능정보화사업: 국가 주요 기반시설(건설 환경, 교통, 안전, 에너지 등)에 지능정보 기술(사물인터넷, 빅데이터, 인공지능 등)을 선도적용하여 국가 경쟁력을 강화하고 지능정보산업을 육성하는 사업
총 사업비는 27억 원 규모로, 한국환경공단에서 운영 중인 안동·임하댐 상류 봉화공공하수처리시설(3,000톤/일), 춘양공공하수처리시설(800톤/일)을 대상으로 지능화 기술을 내년 12월 말까지 시범적용한다.
공공하수처리시설은 그간 수질 관리 및 시설물 유지보수를 육안으로 점검하거나 운영자의 경험에 의존했다.
이 같은 운영관리 방식에 따라 에너지 손실이 많이 발생했고, 시설의 적절한 유지보수 시기를 파악하기도 어려웠다.
또한, 시설이 낡아지면 고장 원인을 확인하기가 힘들어 정상 가동까지 시간이 오래 걸리고, 고장난 설비를 수리할 때까지 예비 설비의 사용 등으로 2014년 1톤 당 186원이던 하수처리 연간처리비용이 2017년에는 203원으로 꾸준히 증가하고 있다.
1톤당 하수처리비용 추이: (‘14년)186원→(‘15년)191원→(‘16년)199원→(‘17년)203원
이번 사업은 공공하수처리시설에 사물인터넷, 빅데이터, 인공지능 등을 적용해 지능형 신(新) 수처리시스템을 구축하는 것으로 유지보수 사전 예측으로 에너지 절감과 시설의 기능연장을 구현하는 것을 목표로 삼고 있다.
적용방식은 대상시설에 설치된 사물인터넷 기반의 감지기(센서)가 수질오염, 온도 상승, 전력소비 증가 등 이상 징후 및 관련 정보를 전송한다.
이 정보를 토대로 수질, 설비운전정보, 에너지사용량 등의 빅데이터를 분석하고, 인공지능을 통해 에너지 절감, 설비가동효율 등 최적운전을 위한 의사결정을 지원한다.
사업이 성공적으로 완료되면 대상시설의 에너지 절감률이 2019년 5%에서 2021년 10%로, 설비 가동효율이 2019년 5%에서 2021년 15%로 향상될 전망이다.
에너지절감률: 전년도 에너지 사용량(kW)) / 당해연도 에너지 사용량(kW)
설비가동효율: 당해연도 가동률 – 전년도 가동률(가동률: 설비 부하시간 – 설비 정지시간) / 부하시간 * 100%)
이번 사업은 한국환경공단이 주관기관으로 분야별 강점을 가진 연구기관(금오공과대), 민간기업(와이뎁, 동문이엔티)과 협업으로 진행한다.
한국환경공단은 봉화군의 협조로 안동·임하댐 상류 지역 봉화, 춘양공공하수처리시설 등 성능시험장(테스트베드) 2곳을 제공하고, 공정점검 등 전체 사업관리를 맡는다.
금오공과대는 수처리 공정 최적화 방향설정 및 데이터 검증, 와이뎁은 빅데이터 분석 및 기반 구축, 동문이엔티는 사물인터넷 감지기(센서) 설치와 운영 등을 전담한다.
한국환경공단은 시설에 대한 지능화 기술 적용에 앞서 올해 7월 대구에 준공 예정인 국가 물산업클러스터를 활용하여 하·폐수 실증시험을 수행하여 기술을 검증할 예정이다.
또한, 이번 사업을 통해 2021년부터는 지능화 시스템을 전국 공공하수처리시설 및 폐수처리시설 등에 확대 적용할 계획이다.
장준영 한국환경공단 이사장은 “지능화 기술 도입을 통해 4차 산업혁명에 대응하는 과학적이고, 선진화된 환경시설 운영 기준을 마련할 것”이라며, “이번 사업을 계기로 다른 환경 분야에도 지능화 기술을 적용할 수 있는 방법을 계속 강구하겠다”라고 말했다.
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