'정수장' AI로 똑똑해진다...건설연, 정수 약품 줄이고 물 품질은 유지하는 기술 구현

CPS기반 정수처리 자율제어 시스템 핵심 구성

한국건설기술연구원(원장 박선규)은 인공지능(AI)과 디지털 전환 기술을 활용해 정수장 운영 효율을 높이면서 수돗물 품질을 안정적으로 유지할 수 있는 정수처리 자율제어 기술 실증을 완료했다고 22일 밝혔다.

건설연 환경연구본부 연구팀(팀장 오현제)이 개발한 가상물리시스템(CPS) 기반 정수처리 자율제어 기술은 7개 AI 모델을 활용해 1시간 간격으로 적정 응집제(약품) 주입량을 예측한다.

예측 값은 실제 적용에 앞서 가상 정수장(디지털 트윈) 환경에서 먼저 검증되며, 그 결과를 실제 정수장 제어에 반영하는 구조다. 이를 통해 원수 수질 변화에 선제 대응하면서 정수 과정에 사용되는 약품 사용량을 절감하고 처리된 물 품질을 안정적으로 유지할 수 있다.

AI를 활용한 정수장 운영·관리 기술은 공인 성능검증을 통과해 한국물기술인증원 물기술 성능검증서를 취득했다. 12주간 검증 기간 동안 정수에 사용되는 약품 사용량은 평균 6.88% 줄었으며, 처리된 물은 전 기간 동안 탁도 '1NTU(탁도 국제 표준 단위, 값이 낮을수록 물이 깨끗함을 의미)' 이하를 100% 달성했다. 또 디지털 트윈 기반 사전 검증 체계를 적용해 제어 신뢰성과 운영 효율을 동시에 향상시켰다.

박선규 원장은 “CPS 기반 정수처리 자율제어 기술은 국민 생활과 직결된 물 안전을 한 단계 높일 전략 기술”이라며 “지자체 및 운영기관과 협력해 수질 안정성과 약품 절감 효과를 전국으로 확산하겠다”고 말했다.

연구팀은 향후 실증 대상을 단계적으로 확대해 다양한 원수 조건에서의 적용성을 추가 검증하고, 정수처리 전체 공정 통합관리시스템을 고도화할 계획이다. 또 표준 운영지침(SOP)과 교육 프로그램을 마련하고, 현장 적용과 제도·표준화를 병행 추진할 예정이다.

이번 성과는 기후에너지환경부 및 한국환경산업기술원에서 지원한 상하수도혁신기술개발사업 '정수처리 자동제어 및 운영·유지 관리기술 개발(2020~2025년)' 과제를 통해 개발됐다.

김영준 기자 kyj85@etnews.com

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