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주식회사 바카라 사이트(이사 사장 나카야마 眞)는 하수 처리 수질을 고정밀도로 예측할 수 있는 시뮬레이션 소프트웨어 AquaNavi를 제품화했습니다. 질소・인 배출규제나 온난화 억제를 위한 에너지 절약 등, 향후 강해지는 규제에 대처하기 위한 툴로서 지자체나 컨설턴트 회사에 9월 21일부터 판매를 개시합니다. 풍부한 캘리브레이션 기능과 사용하기 쉬운 인터페이스 화면에 의해, 현장에의 시뮬레이션의 보급을 촉진해, 물 환경의 건전화와 지구 온난화 억제에 공헌합니다

물 환경 보전에 대한 요구가 높아지는 가운데, 폐쇄성 수역에 대해서 제5차 수질 총량 규제가 시행되고 있어, 향후 하수 처리장의 방류 수질에 대한 규제가 한층 더 엄격해집니다. 하수 처리장에서는, 질소·인 제거가 가능한 고도 처리 프로세스의 도입(시설의 개조) 및 운전 방법의 변경 등이 검토되고 있습니다.

한편, 교토 의정서 발효에 의해 하수 처리장의 전력 소비 삭감도 과제가 되고 있습니다만, 지금까지 사전 검토의 수단이 없고, 질소·인 제거를 위해서 에너지 소비가 많아지는 경향이 있었습니다.

상반되는 규제의 강화에 대응하기 위해 하수도 관계자는 설계 및 운전 방법의 사전 검토를 책상에서 쉽게 할 수 있는 지원 시스템이 요구되고 있다. 당사는 이러한 요구에 부응하는 유력한 툴이 되는 「하수 수질 시뮬레이터 AquaNavi」를 개발했습니다. 이 소프트는 당사와 도쿄도 하수도국전과 (주)일수콘전과 공동 개발한 것으로, 국제수학회(IWA)가 제창한 활성 슬러지 모델 ASM No.2d^*1을 채용하고 있습니다.

2.1 풍부한 캘리브레이션 기능으로 고정밀 시뮬레이션을 실현

다음과 같이 풍부한 캘리브레이션 기능을 갖추고 있어 하수 처리장마다 최적의 수질 시뮬레이션을 가능하게 했습니다.

(1) 모델 파라미터^*2자동 설정
정확도가 높은 시뮬레이션 결과를 얻으려면 모델 매개변수의 최적 설정 작업이 필요합니다. 당사의 AquaNavi에서는, 종래 깊은 전문 지식이 없으면 설정할 수 없었던 수십개의 모델 파라미터를 자동적으로 설정하는 기능을 갖고, 전문가가 아니어도 용이하게 설정을 실시할 수가 있습니다. 파라미터 자동 설정에 필요한 수질 데이터는 일상적으로 처리장에서 얻을 수 있는 데이터를 사용할 수 있도록 배려하고 있습니다. 또, 각 파라미터에는 경험이나 문헌을 기초로 상하한치를 마련하고 있습니다. 자동 설정된 값을 표준값 또는 상한값과 비교하여 그 유효성을 고려할 수도 있습니다.

(2) 유입수 분획
하수를 처리하는 미생물의 먹이인 유입 유기물을 미생물의 흡수 용이성으로 여러 종류로 분류하는 것도 모델을 적용하는데 있어서 중요한 일이다. AquaNavi에서는 유기물 농도(CODMn, BOD, TOC) ~ CODCr^*3로 변환하고 분획하는 방법으로 표준값 또는 실측값을 선택할 수 있으므로 처리장의 실정에 있던 방법으로 분획을 할 수 있습니다. 또한 호흡 속도 측정보다 간편하게 분획값을 얻을 수 있는 STOWA^*4방식도 활용할 수 있습니다.

(3) 무산소 구역 설정
모델에서는 생물 반응조 내에서 용존 산소 농도(DO)가 균일한 완전 혼합 상태라고 가정하고 있지만, 실제로는 분포가 있고 불균일한 부분이 존재합니다. IWA 모델은 산소로 균형을 잡고 있기 때문에 DO 설정은 매우 중요합니다. AquaNavi에서는, 호기조 내에 DO가 제로의 영역(무산소 존)의 비율을 유저가 설정할 수 있어, 보다 실정에 맞는 시뮬레이션이 가능합니다.

(4) 최종 침전지에서 탈질한 질산 농도의 설정
반응조에서 생성된 질산은 최종 침전지로 유출되며, 거기서 수 mg/L 정도 탈질될 수 있습니다. 인 제거에는 이 탈질이 영향을 줍니다. AquaNavi에서는 최종 침전지에서 탈질되는 질산의 농도를 사용자가 설정함으로써 인산의 계산 정밀도를 향상시킬 수 있습니다.

2.2 풍량 계산에 의한 에너지 절약 지원 기능

송풍기의 소비 전력은 처리장의 대부분을 차지한다고 합니다만, 호기조의 DO는 여유를 보고 높게 설정되어 있을 수 있습니다. AquaNavi에서는 수질을 유지하면서 DO(즉 풍량)를 어디까지 드릴 수 있는지 등 블로어의 에너지 절약 운전에 활용할 수 있습니다. 이를 통해 처리장의 전력량과 이산화탄소 배출량을 줄일 수 있습니다.

2.3 조작을 단순화하는 HMI

(1) 시뮬레이션을 실시하는 플랜트를 자동 작성에 의해 간단하게 구축할 수 있습니다.
(2) 알기 쉬운 조작 안내(네비게이션)에 따라 시뮬레이션을 할 수 있습니다.
(3) Excel에 의한 데이터 입출력이 가능합니다.
(4) 트렌드 그래프, 탱크(탱크)별 그래프, 3차원 그래프를 사용하여 수질 데이터를 그래픽으로 파악할 수 있습니다.

(1) 시설 설계 검토(현재 시설의 처리 능력, 설계 변경, 특히 고도 처리 대응의 업그레이드 등)
(2) 운전 방법의 검토(DO 저감 또는 수질 유지·향상을 위한 운전 방법이나 운전 조건의 변경 등)
(3) 수질 감시
(4) 교육·프레젠테이션 툴

(1) 판매 개시:2003년 9월 21일
(2) 판매 목표:20 세트/년
(3) 가격:300만엔보다(기본 소프트)

[문중어구 설명]

*1 IWA 활성 슬러지 모델 ASM No.2d:
IWA(국제수학회：International Water Association)가 제안하고 있는 활성 슬러지 수학 모델. 폭기조에서 발생하는 주로 생물화학적 반응을 수학적으로 기술한 것. ASM No.2d는 유기물, 질소, 인의 반응을 나타내며, 인 축적 세균의 탈질 능력을 포함한다.
"출처: 활성 슬러지 모델의 실무 이용에 관한 검토 보고서 활성 슬러지 모델 연구회편"
*2 모델 매개변수:
활성 슬러지 모델에 정의된 생물반응의 동역학 상수나 화학양론 계수로 모델의 버전에 따라 다르지만 60개 정도 있어 IWA가 추천치를 제창하고 있다.
*3 유입수의 유기물 농도:
COD Cr은 중크롬산칼륨으로 측정한 COD(화학적 산소 요구량). 거의 완전하게 유기물을 산화할 수 있기 때문에 IWA에서는 이쪽을 추천하고 있지만, 일본에서는 폐수 규제에 의해 일상적으로는 채용되지 않고, COD Mn이 사용되고 있다.
COD Mn은 과망간산 칼륨으로 측정한 COD.
BOD는 생물학적 산소 요구량이며 미생물이 유기물을 생분해하는 데 필요한 용존 산소량입니다.
TOC는 모든 유기 탄소이며 유기물에 함유된 탄소량을 나타냅니다.
*4 STOWA:
네덜란드 응용수 연구재단이 제창한 유입수의 분획 수법으로, BOD의 경일 변화의 측정이 베이스가 되고 있다.
또한 본 소프트는 도쿄 빅 사이트에서 개최되는 하수도전’03 도쿄 [2003년 7월 22일(화)~25일(금)]에 출전합니다.

[문의처]
주식회사 바카라 사이트
시스템 공장 기술부 신규 사업 담당
과장 스기이 류조
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