SK인천석유화학이 포스텍(Postech, 포항공대)과 함께 국내 최초로 미생물 분석을 기반으로 한 ‘지능형 하∙폐수 처리 솔루션’을 개발했다. 이는 기존 하∙폐수 처리 기술의 획기적인 개선을 가져올 것으로 기대된다.

SK이노베이션의 자회사 SK인천석유화학과 포스텍은 9월 10일, 인공지능(AI), 빅데이터(Big Data), 미생물 DNA 기반 진단기술 등의 최신 기술과 그동안 축적된 공정 운영 노하우를 접목해 하∙폐수 처리시설의 처리 효율 향상과 안정 운영을 지원하는 ‘지능형 하∙폐수 처리 솔루션’의 특허 출원을 완료했다.

기존의 하∙폐수 처리시설은 수질 관리 및 유지보수 등을 운영자의 경험에 의존하는 경향이 높아 갑작스러운 수질 상태의 변화 및 처리 효율 저하 등에 대해 신속한 원인 파악과 해결방안 도출에 어려움이 있었다.

이번에 개발한 기술을 적용하면 기존 대비 하∙폐수 처리 효율이 20% 이상 향상되고, 에너지 비용(동력비 등)도 약 10~15% 정도 절감될 것으로 예상된다. 또한 수질 특성에 최적화된 고효율 미생물을 활용하기 때문에 친환경적이며, 일반적으로 수십억 원에서 많게는 수백억 원이 소요되는 하∙폐수 처리시설에 대한 확장 투자 대체 효과도 있을 것으로 기대된다.

‘AI 기반 미생물 영상 이미지 분석 기술’은 하∙폐수 내에 존재하는 다양한 미생물들의 영상 이미지를 데이터 베이스화하고 빅데이터 분석, 딥 러닝(Deep Learning)* 기술 등을 적용해 미생물의 종류 및 분포를 분석할 수 있다.

또한 하∙폐수의 수질 변화를 실시간으로 모니터링할 수 있어 갑작스러운 오염수의 유입 등 이상 상황 발생 시, 신속한 원인 파악과 대응이 가능하다는 장점이 있다.

(*)딥 러닝(Deep Learning) : 컴퓨터가 사람처럼 생각하고 배울 수 있도록 하는 기술로 많은 데이터를 분류해서 같은 집합들끼리 묶고 상∙하의 관계를 파악하는 기술

▲ SK인천석유화학 엔지니어들이 사내 폐수처리장 내 실험실에서 미생물 영상 이미지 분석 작업을 수행하고 있다.

‘고효율 미생물 배양 및 DNA 기반 진단기술’은 하∙폐수 내에 존재하는 미생물의 DNA를 추출∙분석해 하∙폐수의 수질 변화를 신속하게 파악하고, 나아가 처리가 어려운 오염물질 제거에 특화된 미생물을 대량 배양 및 활용할 수 있다.

특히, 의사가 환자의 증상에 맞는 처방을 내리듯 특정 오염물질 제거에 가장 최적화된 미생물을 배양해 해당 오염물질 증가 시, 즉시 투입하여 신속하게 처리할 수 있다는 장점이 있다. 이를 통해 기존보다 하∙폐수처리시설의 처리 효율을 20% 이상 높일 수 있을 것으로 기대된다.

‘하∙폐수처리시설 원격 관리 시스템’은 미생물 영상 이미지 분석 데이터, 미생물 DNA 분석 데이터, 하∙폐수처리시설 운영 데이터 등 다양하게 축적되는 데이터에 빅데이터, 클라우드 등의 최신 기술을 적용해 이상 상황의 조기 감지 및 신속한 대응을 지원하는 기술로, 향후 다양한 하∙폐수처리시설의 운영 시스템에 활용될 것으로 기대된다.

한편, SK인천석유화학은 올해 초부터 ‘지능형 하∙폐수 처리 솔루션’을 사내 폐수처리장에 적용해 하∙폐수 처리 효율을 증대하는 연구를 지속하고 있다.

SK인천석유화학은 향후 공공하수처리시설에 대한 실증사업을 추진하는 등 ‘지능형 하∙폐수 처리 솔루션’을 다양한 분야에 확대 적용 및 사업화할 예정이다.