본 기술은 "오폐수용 사이클론 여과장치에 의한 오폐수 수질 자동감시시스템"으로, 산업단지 및 공공하수처리시설 유입부에서 발생하는 고농도·고점도 산업폐수의 무단방류 및 이상 수질 유입을 실시간으로 감지하기 위해 개발된 연속운전형 수질 감시 통합 기술이다. 기존 수질 감시 시스템이 센서 오염, 여과기 조기 폐색, 잦은 유지관리 문제로 인해 산업폐수 환경에서 안정적인 운영이 어려웠던 한계를 극복하는 것을 핵심 목표로 한다.

본 기술의 핵심은 사이클론 구조와 순환여과(Cross-flow) 방식을 결합한 전처리 여과장치이다. 기존 전량여과 방식은 유입되는 오폐수 전량이 필터를 통과하면서 협잡물과 점성 물질로 인해 단기간 내 폐색이 발생하는 구조적 한계를 지니고 있다. 이에 반해 본 기술은 사이클론 구조를 기반으로 대부분의 오폐수를 하부로 배출하고, 일부 유량만을 여과망을 통해 처리하는 순환여과 구조를 적용함으로써 여과망 부하를 최소화하고 장시간 연속운전을 가능하게 하였다. 특히 액상 폐수에 적용이 어려웠던 기존 사이클론 원리를 변형하여, 내부 여과망과 역압 제어 구조를 결합함으로써 액체 폐수 환경에서도 실질적인 여과 성능을 확보한 것이 특징이다.

또한 본 여과장치는 여과망 폐색을 전제로 한 운영 지속형 설계를 적용하였다. 일정 수준의 폐색이 발생하더라도 여과망 내부에 점성 탁질이 부착되며 추가적인 여과가 이루어지는 ‘Seeding Effect’를 통해 여과 기능이 유지되도록 설계되어, 완전 무폐색이 아닌 폐색되어도 작동 가능한 구조를 구현하였다. 여기에 수세 및 압축공기를 병행한 혼합 역세척 방식을 적용하여, 시간당 5분 이하의 짧은 세척만으로 여과 성능 회복이 가능하도록 하였다.

실증 결과, 본 기술은 한국수자원공사가 운영하는 시흥 물환경센터에 설치되어 24시간 이상 연속 운전, 여과 지속성 확보, 여과효율 평균 약 30% 달성이라는 성과를 검증하였다. 이는 수질 감시 목적에 적합한 수준의 여과로, 과도한 여과로 인한 수질 정보 왜곡을 방지하면서도 센서 보호 기능을 충분히 수행할 수 있음을 의미한다.

여과장치 후단에는 NH4-N, pH, 전기전도도 등 수질 센서를 적용한 실시간 수질 감시 시스템이 연계되어 있으며, 단순 임계치 초과 여부를 판단하는 방식이 아닌 시간 구간(Time Block) 기반 패턴 추적 알고리즘을 통해 수질 변화의 기울기와 추세를 분석한다. 이를 통해 산업폐수의 급격한 농도 변화나 무단방류와 같은 이상 상황을 조기에 감지하고 단계별 경보를 제공할 수 있다.

종합적으로 본 기술은 막히지 않는 전처리 여과 기술과 데이터 기반 수질 이상 감지 기술을 통합한 유입부 수질 감시 솔루션으로, 기존 수질계측 시스템의 유지관리 한계를 구조적으로 개선하였다. 공공하수처리시설, 산업단지 합류관로, 스마트 하수처리장 유입부 등에 적용 가능하며, 향후 스마트 하수도 및 환경 감시 분야에서 현장 적용성이 높은 실증 기반 기술로 활용 가치가 크다.