공공폐수처리시설 설계지침

공공폐수처리시설의 각 단위 사업장에서 배수설비를 통하여 폐수를 유입시키는 배출시설에 대하여는 공공폐수처리시설에서 적정하게 처리할 수 있는 항목에 한하여 적정 처리가 가능하므로 수질오염항목에 대해 별도의 배출허용기준을 정하여 고시할 수 있다. 사업장 원폐수에 대해 적용되는 배출허용기준을 만족시키기 위해서는 고농도 수질 오염 항목뿐만 아니라 특히 특정 수질 유해물질 등과 관련하여 사업장에서 적절한 제해시설을 고려해야 한다. 이에 대한 내용은 한국환경공단 및 지방자치단체와 협의하며 적절한 기준과 시설을 결정하여 이를 조례로 규정할 수 있다. 사업장 원폐수의 수질오염 각 항목에 대해 공공폐수처리시설의 적정 처리 효율에 저해를 주지 않을 농도로 사전 처리하도록 요구되는 제해시설은 유입폐수의 생분해성(biodegradability), 처리도(treatability)와 독성(toxicity)과 관련하여 공공폐수처리시설이 적절한 처리효율을 유지할 수 있도록 설계 및 운영되어야 한다. 공공폐수처리시설에서의 pH조정은 유입폐수의 중화는 물론 응집 등 각종 처리공정의 최적화를 위한 pH조정을 포함한다. 원칙적으로 각 사업장으로부터 공공폐수처리시설로 유입되는 각종 폐수는 사업장내의 방지시설에서 pH가 중성범위로 조정되도록 되어있지만, 지나치게 산성화되거나 알칼리화된 폐수의 경우는 생물학적 처리시설 이전에 pH를 중성부근으로 조정하여야 할 필요가 있다. 각 사업장의 공공폐수처리시설에서 배출전에 중화가 이루어지는 것으로 예상되는 경우에도, 입주업체의 구성상 일부 대규모 사업장의 사고 등에 의한 강산성 또는 강알칼리성 배출수가 공공폐수처리시설로 유입될 가능성이 예상되는 경우에는 전처리시설로서 pH조정시설을 설치할 수 있다. 특히 공공폐수 처리시설상 유량조정조 설치계획이 없는 경우에는 pH조정시설의 설치를 적극 검토하는 것이 좋다. 일반적으로 화학적처리는 화학약품의 사용으로 인하여 운전비가 과다하게 소요된다는 단점이 있다. 공공폐수처리시설에서는 주로 pH조정시설, 응집시설 등의 화학적 단위공정이 생물학적처리 및 물리적 처리의 보완으로서 본처리의 전처리 또는 후처리단계에서 사용될 수 있다. 또한 예기치 못한 유입수 성상의 변동에 의한 악영향으로부터 본처리시설을 보호하기 위하여 중화조 등이 필요한 경우도 있다. 계획당시 공단입주업체의 폐수성상이 분명하지 않아 상세한 전처리공정의 설계가 매우 곤란한 경우에는 계획시에 부지를 확보한 후 운영중의 자료를 바탕으로 후에 설치하는 것도 바람직하다. 공공폐수처리시설에 설치되는 화학적 처리공정은 입주업체의 상황이나 수질변동에 따라 가변적 또는 단속적으로 운전될 가능성이 높으므로, 설치시에는 휴지후 재가동시 부속장치의 원활한 작동성 보장 등 유지관리 상의 문제에 유의하여야 한다. 공공폐수처리시설의 경우 대부분 생물학적 처리 공정으로 구성되어 있으며 생물학적처리에 저해를 주는 중금속 등 유해물질과 강산 및 강알칼리성 유입수에 대응하기 위한 화학적 응집침전조와 중화조가 예비처리로서의 전처리공정 뒤에 특별히 설치하는 경우가 많다. 즉, 화학응집침전은 생물학적 분해가능 유기폐수의 처리 시 응집가능 유해물질의 제거에 전처리로서 적용될 수 있고, 생물학적 분해불가능 폐수의 경우에는 본 처리법으로 적용될 수 있다. 공단 입주업체의 업종이 분명치 않은 경우 설계단계에서 전처리시설을 확실한 조건하에서 설계하는 것은 불가능하다. 따라서 초기단계에는 pH조정조 등과 같은 사고에 대비한 시설의 설치는 필요할 수 있으나 기타 전처리시설은 폐수성상이 파악될 수 있는 단계에서 설치여부가 결정될 수 있으므로 설계 시 충분한 전처리시설 소요부지를 확보하는 것도 바람직하다. 공단내 사업장에서 발생되는 폐수내에는 시안, 6가크롬, 기타 중금속 등의 유해물질이 함유되어 있는 경우에는 원칙적으로 사업장내의 방지시설에서 이를 처리한 후 공공폐수처리시설로 유입하도록 되어 있기 때문에 종말처리시설에서 유해물질제거공정의 적용가능성은 없으나, 특별한 경우 다량의 특정 사업장폐수가 본처리시설에 지장을 초래할 우려가 심할 때 전처리로서 산화환원 등의 화학적처리시설을 설치할 수도 있고, 3차처리로서 방류수의 잔류COD 또는 색도제거 등의 효율을 향상시키기 위하여 산화환원시설, 흡착시설 등의 화학적 처리시설을 사용할 수도 있다. 전술한 시설외의 기타 화학적처리 시설로는 활성탄흡착시설, 약품에 의한 산화환원시설, 전해산화환원시설, 이온교환시설 등이 있다. 이러한 기타 화학적처리시설의 상세는「4.9 3차처리」편을 참고한다. 3차처리는 생물학적 질소‧인 처리수를 고도의 기술로 재차 처리하여 보다 양질의 처리수를 얻기 위해 채택되어진다. 최근 수질환경기준이 엄격하여지고, 수자원의 부족에 따른 처리수의 재활용에 대한 필요성이 커짐에 따라 많은 처리장에서 3차처리시설을 추가 설치하고 있는 추세에 있다. 또한 다양한 업종의 사업장이 혼재되어 있는 공단폐수의 경우 하수와 달리 생물학적분해가 어려운 유기물질이 다량 함유될 수가 있어 기존의 생물학적 질소 인 제거 공법 및 총인처리공법에 의해 BOD 및 질소 인은 만족할 만큼 제거할 수 있으나 난분해성 COD의 제거에 많은 어려움을 겪고 있다. 또한 공단폐수에는 중금속 등 유해물질이 다량 함유될 수가 있으며, 섬유산업 배출수를 제외하고는 대부분의 색도가 높은 폐수가 아무런 규제 없이 공공폐수처리시설로 유입되고 있는 실정이다. 2차처리는 콜로이드성 고형물이나, 용존성 유기물의 제거를 목적으로 한다. 주로 활성슬러지법, 회전원판법, 살수여상법 등 호기성 미생물의 산화분해 작용을 이용하는 생물학적 처리시설로 구성되어 있다. 그러나 유입수의 성상이 생물학적 처리로 불가능할 경우 화학적 혹은 물리 화학적 처리공정이 채택되어지기도 한다. 그러나 기존 대부분의 공공폐수처리시설의 이차처리는 생물학적인 방법으로 이루어지며 생물학적처리가 화학적 혹은 물리화학적 처리방법에 비하여 용존성 유기물질의 제거에 우수할 뿐 아니라 처리단가 측면에서도 유리하다. 특히 처리 수량이 많을 경우 생물학적 처리가 화학적 혹은 물리화학적 처리방법에 비하여 우수하다. 2차처리공정의 제거효율은 전 공정의 제거효율에 큰 영향을 주게 되므로 이차처리 공정을 선정할 때는 차후 유입수성상의 변화까지 예견하여 신중한 공정의 선정이 절실히 요구된다. 향후 공공폐수처리시설은 생물학적 질소∙인 동시제거(Biological Nutrients Removal) 공법으로 고도처리로 전환되어야 한다.