노후 공공하수처리시설이 사물인터넷(IoT)·인공지능(AI) 등 지능화 기술을 도입해 스마트 인프라로 변모한다. IoT로 하수처리시설 공정을 실시간 진단하고 빅데이터 분석으로 에너지절감 운전을 한다. AI를 적용해 수질·시설물 유지보수 사전예측을 통한 의사결정 지원시스템을 구축한다.
한국환경공단은 공공하수처리시설 에너지 효율을 향상하고 유지보수 방식을 개선하기 위해 '공공하수처리시설 지능화 시스템 구축사업'을 추진 중이다.
사업은 과학기술정보통신부와 한국정보화진흥원의 '2019년 국가인프라 지능 정보화 사업(스마트 SOC 사업)' 공모를 통해 선정됐다. 환경공단 최초로 하수도 분야에서 과제 공모로 선정된 실증 사업이다. 향후 하수도 분야 운영관리 지능화와 고도화 기술 발전에 기여할 것으로 기대된다.
노후 공공하수처리시설은 에너지 손실이 많고 적절한 유지보수 시기를 파악하기도 어려웠다. 고장 원인을 확인하기 힘들고 설비 수리 기간이 오래 걸려 연간 하수처리비용이 지속 증가했다.
환경공단은 공공하수처리시설에 IoT, 빅데이터, AI 등을 적용해 지능형 신수처리시스템을 구축한다. 유지보수 사전 예측으로 에너지 절감과 시설 기능연장을 구현하는 것이 목표다.
대상시설에 설치된 IoT 기반 센서가 수질오염, 온도 상승, 전력소비 증가 등 이상 징후와 관련 정보를 전송하는 방식이다. 이 정보를 토대로 수질, 설비운전정보, 에너지사용량 등 빅데이터를 분석하고 AI가 에너지 절감, 설비가동효율 등 최적운전을 위한 의사결정을 지원한다.
환경공단은 첫 걸음으로 사업비 27억원을 들여 안동·임하댐 상류 봉화공공하수처리시설(3000톤/일), 춘양공공하수처리시설(800톤/일)에 내년 12월 말까지 지능화 기술을 시범 적용한다.
사업은 공공하수처리시설 운영관리 지능화를 위해 IoT 기반으로 수질자동측정센서와 설비의 예측 유지보수를 가능하게 하는 설비관리시스템을 도입한다. 이를 통해 에너지절감과 시설 기능연장을 구현한다.
기존 공공하수처리시설 스마트화 기술에서는 수질자료 수집 시 데이터 정확도는 높으나 운영관리가 어렵다. 별도로 분석형 측정장비를 도입해 최적운영관리를 구현했다. 하지만 올해 시범 사업에서는 센서형 측정장비로 공공하수처리시설 운영관리 편의성과 효율성을 높인다.
스마트팩토리의 설비 고장예측 기술을 공공하수처리시설에 도입해 시설 기능을 연장하고 운영관리비용을 줄인다. 운영기관은 수처리 시설 유지보수 예측, 최적공정제어를 통해 운영관리비 절감이 가능하다. 공공기관과 연구기관은 실시간 유입수질과 수처리공정 자료를 확보해 처리시설 기술, 정책, 연구 자료로 활용한다.
환경공단은 사업이 성공적으로 완료되면 대상 시설의 에너지 절감률이 2019년 5%에서 2021년 10%로, 설비 가동효율이 2019년 5%에서 2021년 15%로 향상될 것으로 예상했다.
사업은 환경공단이 금오공대, 와이뎁, 동문이엔티와 협업으로 실시한다. 환경공단은 봉화군의 협조로 안동·임하댐 상류 지역 봉화, 춘양공공하수처리시설 등 성능시험장 2곳을 제공하고, 공정점검 등 전체 사업관리를 맡는다. 금오공대는 수처리 공정 최적화 방향설정과 데이터 검증, 와이뎁은 빅데이터 분석 및 기반 구축, 동문이엔티는 IoT 센서 설치와 운영을 각각 맡는다.
환경공단은 2021년부터는 지능화 시스템을 전국 공공하수처리시설과 폐수처리시설 등에 확대 적용할 계획이다. 지능화 시스템 확대 보급이 신규 사업으로 이어져 일자리 창출과 환경산업 고부가가치 창출에 도움이 될 전망이다.
장준영 환경공단 이사장은 “지능화 기술 도입을 통해 4차 산업혁명에 대응하는 과학적이고, 선진화된 환경시설 운영 기준을 마련할 것”이라며 “다른 환경 분야에도 지능화 기술을 적용할 수 있는 방법을 강구하겠다”고 말했다.
함봉균 정책(세종) 기자 hbkone@etnews.com
