하수처리시설 에너지 절감 및 효율적 운영방안에 대한 연구

Title
하수처리시설 에너지 절감 및 효율적 운영방안에 대한 연구
Authors
박희근
Keywords
하수처리시설에너지절감및효율적운영방안에대한연구
Issue Date
2011
Publisher
인하대학교
Abstract
근래에 들어서 급격하게 이루어지는 도시화와 도시인구의 증가로 인하여 오염원의 배출량이 증가하고 있다. 그러나, 하수처리시설의 설비 특성 및 구축‧운영비용으로 인하여 무조건적으로 하수처리시설을 구축하는 것은 한계가 있으며, 이로 인하여 하수처리시설은 처리대상 지역의 오염 배출 변화에 효과적으로 대처하고 있지 못하는 실정이다. 따라서 하수처리시설의 효과적인 운영과 그를 위한 방안 연구가 요구된다 하겠다. 이에 본 연구에서는 하수처리장의 적정 운영방안을 제시하기 위하여, 대상지역의 미래 인구증가를 추정하고, 추정결과와 하수처리장의 운영자료를 이용하여 미래의 계획 부하량을 산정하였다. 또한, 하수처리장의 과거 운영자료를 분석하여 적정한 하수처리량을 산정하고, 기존의 하수처리 시설에 활용 가능한 잠재 에너지 및 잉여 자원의 활용을 통한 에너지 절감 방안을 검토하였다. 연구 결과에 따르면, 계획 BOD부하량은 2011년은 12,842kg/d, 2016년에 17,957kg/d로 추정되었는데, 이는 2016년 설계 시간최대 BOD부하량(17,400kg/d)을 초과는 것으로 나타났다. 또한 과거 운영자료를 분석하여 2014년의 계획BOD 부하량을 15,715kg/d로 추정하였는데, 시설의 증설없이 현재 하수처리시설의 운전방법 개선을 통해 2014년까지 배출허용기준을 달성할 수 있다고 보았다. 또한, 버려지고 있던 잠재된 에너지(소화가스, 태양광, 하수열)의 활용을 통해서 23.2%의 에너지 자립화를 달성 할 수 있었으며, 앞의 세가지 방안에 대한 편‧익비용분석을 통하여 향후 시설 도입시 우선시 되어야 할 방향을 제시하였다.
Description
제 1 장 서론 1 1.1 연구배경 및 목적 1 1.2 연구동향 2 1.2.1 하수처리시설 진단기법 2 1.2.2 하수처리시설 신‧재생에너지 도입현황 5 1.3 연구내용 및 범위 7 제 2 장 하수처리공정 및 재생에너지 기술 10 2.1 생물학적 질소·인 제거 10 2.2 재생에너지 기술 14 2.2.1 하수열 발전 14 2.2.2 소화가스 발전 15 2.2.3 태양광 발전 16 2.2.4 소수력 발전 16 2.2.5 풍력 발전 17 제 3 장 하수처리시설 운영 및 계획 하수량 산정 19 3.1 대상 하수처리시설 19 3.1.1 하수처리시설의 개요 19 3.1.2 하수처리공정 19 3.1.3 하수처리시설 규격 22 3.1.4 하수처리시설의 설계기준 23 3.2 대상 하수처리시설의 운전상태 25 3.2.1 유입하수 25 3.2.2 방류하수 30 3.3 대상 하수처리장의 계획 하수량 산정 37 3.3.1 목표년도 37 3.3.2 계획구역 37 3.3.3 계획인구 산정방법 39 3.3.4 계획하수량 산정방법 45 3.3.5 계획수질 54 3.3.6 현황분석 61 제 4 장 하수처리시설 운영 분석 및 에너지 절감 방안 62 4.1 과거운영 유량·부하량에 대한 분석 62 4.1.1 유량‧부하량 초과일수 62 4.1.2 과거운영 부하량 해석 63 4.1.3 계절별 부하량 해석 65 4.1.4 외부탄소원 주입여부 검토 및 해석 67 4.2 비정상적인 하수 유입시 대응 방안 68 4.2.1 원인파악 및 단계별 검토 내용 68 4.2.2 대책 수립 절차 69 4.2.3 시설용량 초과하수 유입 70 4.2.4 저유량 하수 유입 73 4.2.5 저농도 수질 유입 75 4.2.6 방류수 수질 기준 초과하수 유입 78 4.2.7 상황별 대응방안 분석 79 4.3 에너지 절감 방안 79 4.3.1 하수열 이용 80 4.3.2 소화가스발전 82 4.3.3 태양광 발전 83 4.3.4 소수력 발전 84 4.3.5 풍력 발전 85 4.3.6 재생에너지 이용분석 85 제 5 장 결론 87
URI
http://dspace.inha.ac.kr/handle/10505/22999
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College of Engineering(공과대학) > Civil Engineering (사회인프라공학) > Theses(사회인프라공학 석박사 학위논문)

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