본 연구에서는 변동적인 특성을 지닌 자료 분석에 효과적인 확률, 통계기법을 도입하여, 하수처리장의 처리효율을 분석하고 그 결과를 설계에 반영할 수 있는 방법을 제시하였다. 이를 위하여 3개 대상하수처리장의 유입수와 처리수 자료(BOD, COD, SS, TN, TP)를 대상으로 통계분석을 실시하였다. 유입수의 표준편차는 $9.7sim34.9$ mg/L로 평균농도 대비 약 $16.7sim54.7%$의 범위를 보였으며, BOD와 SS가 상대적으로 큰 편차를 보였다. 처리수는 전 항목에 걸쳐 표준편차 $0.28sim4.48$ mg/L, 평균수질 대비 $13.9sim125%$의 범위를 보였고, SS의 변동이 큰 것으로 나타났다. 각 처리장 처리수의 분포는 일정한 양상을 보이지 않았지만 BOD와 COD의 경우 전반적으로 정규분포 형태를, SS와 TN, TP는 대수정규분포에 근접한 형태를 나타냈으며, 오른쪽으로 치우친 경향을 나타내었다. 위와 같은 기본적인 통계처리 결과를 바탕으로 신뢰도 계수(coefficient of reliability, COR)를 도입하여 처리효율을 평가한 결과, 각 항목의 처리수질은 백분위 50% 수준에서 방류수 수질기준의 절반에 해당하는 농도를 보였으며, 모든 처리장에서 연간 방류수 수질기준 달성확률이 100%로 나타났다. 처리공정의 설계와 운전시 각 공정이 가지는 고유의 변동성을 반영하기 위해서는 성능결과를 객관화 할 수 있는 확률적 접근이 필요하며, 특히 방류수 수질기준에 대한 처리성능을 보다 과학적으로 평가하기 위해서는 신뢰성계수를 도입하여 기준달성의 신뢰성을 분석하는 것이 적절할 것으로 판단되었다.
Statistical and probabilistic method was used in the analysis of data, which is the most effective one in describing the various natures, and the methodology relating the results with the design was developed. Influents and effluents of three treatment plants were analyzed and the focus was made on BOD, COD, SS, IN, TP The fluctuations of influent such as BOD, COD, SS were extremely large and their standard deviations(st.dev) were more than 10 mg/L. but those of TN, TP were small; the st.dev was 6.6 mg/L for TN, 0.6 mg/L for TP, respectively. But, effluent concentration showed consistent pattern regardless of the influent fluctuations, the st.dev was ranged between 0.28 and 4.48 mg/L. Effluent distributional characteristics were as follows; BOD, COD were distributed normally, but SS, TN, and TP, log-normally; unsymmetric and skewed to the right. The coefficient of reliability(COR) based on the results of statistics of data was introduced to evaluate the process performance an4 to reflect the process performance to the process design. The coefficient of reliability relates the design value(the goal) with the standards and it can be used in operating treatment facilities under a certain reliability level and/or in evaluating the reliability of the treatment facilities on operation. Each treated water quality of effluent showed the half of water quality standards in the level of 50% percentile and all treatment plant was achieved 100% probability of water quality standards. It was concluded that the variability of the process performance should be reflected to the design procedure and the standards through the analysis based on the statistics and the probability.
