공공폐수처리시설 설계지침

슬러지 수집기의 크기 결정시 슬러지의 성상과 슬러지인출량을 고려하여 결정하는 것이 필요하며 사용하는 재질은 나무, 금속 등이 주로 사용되나 최근에는 마모나 부식문제를 해결하기 위하여 플라스틱이 사용되는 경우도 많다. 금속재질의 체인과 나무재질의 플라이트는 플라스틱을 사용하는 경우에도 비슷하게 적용할 수 있다. 체인플라이트를 하나 설치하는 경우에는 유입부 부근에서 슬러지를 수집하는 것이 좋다. 이동식브릿지(travelling bridge type)는 체인플라이트형이 대부분 수면에 잠긴 상태로 운전되어 유지관리가 어렵고 부식문제가 발생하기 때문에 이를 보완하기 위하여 채택된 방식이다. 직사각형 침전지의 상부 좌우측 상단에 기계식이동장치를 장착하여 슬러지를 수집과 동시에 인출하는 방식으로 스크래퍼식과 진공흡입식으로 나누어진다. 스크래퍼식은 브릿지가 이동하는 동안 하부의 스크래퍼가 중앙의 호퍼로 슬러지를 수집하는 역할을 하며 표면에서는 스컴도 동시에 수집제거한다. 이동식스크래퍼의 크기는 유입슬러지의 성상, 고형물부하율, 침전지내 고형물의 축적 등에 따라 달라진다. 공공폐수처리시설 각각의 단위공정은 서로 유기적인 관계를 갖고 기능을 발휘한다. 처리시설은 동력, 액상 및 고형폐기물 배출계통, 운전관리를 위한 계측, 기록, 제어 등의 정보계통 및 이것들을 관리하는 작업자의 흐름 등 복잡한 시스템으로 유지되고 있다. 이러한 복잡한 시스템의 조작을 용이하게 하고 효율적으로 관리하기 위하여 대규모시설에서는 지하에 콘크리트 통행관로를 설치하고, 여기에 슬러지관, 송풍관, 전선관 등을 설치하여 관리본관과 각 시설간의 연결로, 보수원의 통행로 등으로 사용한다. 따라서 통행관로 배치계획 시 ㉮ 배관 작업 시의 동선, 정보전송라인 등이 효율적으로 배치될 것, ㉯ 관리실에서의 감시, 제어가 가능할 것, ㉰ 물, 슬러지, 동력, 약품, 배출물 등의 흐름이 수처리 시스템 및 슬러지 처리시스템과 원활히 연결될 것 등의 조건을 만족시켜야 한다. 즉 통행관로 배치계획은 처리시설의 배치를 완료한 후에 시설을 연결하기 위한 계획이 아니라 처리시설 배치계획의 일환으로 포함되어야 한다. 관로는 시가지의 하수 및 우수를 이송․처리의 목적을 달성하기 위하여, 적정 통수능의 확보와 함께 고형물을 이송하기 위한 적정유속범위의 확보가 필요하다. 특히, 오․ 폐수관로에서는 분뇨직투입에 따른 퇴적을 방지하기 위하여 최소유속 이상의 유속 확보가 필요하나 오․ 폐수 초기관의 경우 계획오․ 폐수량이 지나치게 작아 충분한 소류력을 확보하지 못하는 경우가 대부분이어서 지형적 한계로 인해 과도한 심도를 유발하거나 다수의 펌프장 계획으로 과도한 사업비가 소요되는 등의 문제점이 발생할 수 있다. 따라서 기존관로의 개․ 보수시에는 원칙적으로 오․ 폐수관로의 최소유속 0.6m/s를 유지할 수 있도록 개선하는 것이 필요할 것으로 판단된다. 조도계수 개선, 경사조정 및 관경축소를 통해 최소유속 확보가 가능한 경우 경제성 검토를 통하여 전체교체, 조도계수 개선(반전삽입공법 등), 경사조정 및 관경축소 공법 등을 적용할 수 있으며, 굴착공법을 적용시 굴착이 곤란한 경우에는 추진치환공법을 적용 한다. 일반적으로 관로는 자연유하식으로 설계되었는데, 부등침하, 토압, 하중 등의 외력으로 인하여 경사나 관형상이 변형하게 된다. 관의 단면변형은 연성관에서 발생하는 현상으로 관로의 유효단면이 감소하기 때문에 유하능력이 저하될 뿐만 아니라, 접합 및 연결 부위를 변형시켜 침입수의 유입을 초래하고, 구조상의 내력도 현저히 저하된다. 단면 변형은 관로재료의 물리화학적 특성과 기초 및 다짐방법에 현저히 차이가 있으므로 상세한 조사와 원인 규명 및 대책수립이 필요하다. 조사방법은 맨홀부나 대구경관로와 같이 조사원이 들어갈 수 있는 경우에는 실측조사하며, 사람이 들어갈 수 없는 중 소구경 관로내의 상태는 변형량을 측정하는 전용기기를 사용하거나, CCTV 촬영 동영상 및 정지화면으로 수직/수평 형상변경 및 변형량을 추정하고 일정이상 변형이 예상되는 부분을 전용기기로 측정하는 방법을 사용할 수 있다. 관로에서 경사가 급한 부분에서는 마모가 심하다. 또 압력관로의 토출구 등에서는 황화수소가 발생하기 쉽고 부식할 우려가 있다. 관로내부가 혐기성 상태가 될 때 혐기성균이 오․ 폐수에 포함된 황을 환원시켜 황화수소를 발생시키고 이 황화수소가 관로의 천정부근에서 또 다른 종류의 균에 의해 산화되어 황산이 되면서 관로를 부식시키는 관정부식(管頂腐蝕, crown corrosion)이 일어나게 된다. 따라서 관로의 내면이 마모 및 부식 등에 의해 손상될 위험이 있을 때에는 내마모성, 내식성 및 내 약품성이 우수한 관을 사용하거나 합성수지나 모르터 등으로 라이닝하여 관내면을 보호할 필요가 있다. 부식에 대한 보호재료에는 모르타르, 역청재(瀝靑材), 합성수지 등이 있다. 강관 및 덕타일주철관을 전기철도나 변전설비의 주변에 매설하는 경우에는 미주전류(迷走電流, stray current)의 영향을 받아 전식(電蝕, electrolyte corrosion)이 일어날 수 있으므로 절연문제를 고려해야 하며, 상황에 따라서는 전기분해 방식(防蝕)을 고려할 필요가 있다. 지하수 외에 폭우 시 공공폐수처리시설로 우수의 유입이 없도록 하여야 한다. 그러나 폭우 시 맨홀뚜껑 등에 의해 우수가 침투될 수 있으며, 경우에 따라 맨홀뚜껑에 의해 우수유입량이 470m3 /ha/일(Metcalf & Eddy Inc., 2004)까지 상승할 수 있다. 공공폐수처리시설로의 우수유입은 폭우 시 사업장 내의 맨홀뚜껑 및 우수관로와 폐수관로의 오접합에 의해 주로 야기된다. 따라서 폐수관로와 우수관로의 식별이 가능하도록 폐수 및 우수관에 관로표시를 통해 우수관로와 폐수관로의 오접합을 방지한다. 지하수의 침투 및 우수의 유입방지를 위해 배수설비에 대한 정확한 시공 및 철저한 감리가 요구된다. 그러나 대부분의 농공단지는 계획구역이 작고 경사면에 위치하여 폐수관로의 길이가 짧고 경사가 커서 지하수 유입의 문제가 거의 없다. 진공식 관로 시스템은 관로 내에 발생시킨 진공과 대기와의 차압에 의해 오·폐수를 진공과 혼합하여 이송 수집하는 시스템이며 ｢진공밸브 유닛｣, ｢진공관로｣, ｢중계펌프장｣의 세 가지 요소로 구성된다. 각 사무실 또는 사업장에서 배출된 오․ 폐수는 자연유하에 의해 유입관을 거쳐 진공 밸브 유닛에 유입한다. 진공 밸브 유닛의 저수 탱크 내의 수위가 상승하고 규정된 수위가 되면 수위 검지기가 작동 하여 진공 밸브가 열리고 오․ 폐수와 공기가 진공 관로 내에 흡인된다. 관내의 오․ 폐수는 흐름이 정지될 때에는 리프트 저부에 고여 정지하는데, 진공 밸브가 열리면 팽창하는 공기에 눌려 기액혼상류(氣液混相流)가 되어 리프트를 타고 넘어 펌프장까지 운반된다. 중계펌프장에 수집된 오․ 폐수는 일정량이 도달되면 압송펌프가 작동되어 자연유하 간선 또는 하수처리장까지 보낸다.