하·폐수 처리 시설의 여과 공정 운영, 역세척 관리, 악취 저감 및 관로 설계에 관한 기술적 지침 doc_id PCY_201705230336248041_28

여상은 긴 독립적인 여과지 셀(cell)로 수평하게 나뉘어져 있으며, 각 여과지 셀에는 약 280mm의 여재가 채워져 있고, 처리된 하‧ 폐수가 여재를 통과하여 중력에 의해 흐르고 다공성 판의 폴리에틸렌 배수장치를 통해 정수지로 빠져나간다. 각 셀이 위의 이동다리장치에 의해 각자 역세척 되는 동안 다른 셀들은 여과작용을 한다. 역세척에 사용되는 물은 정수지로부터 여재를 통과해 위로 직접 공급되어 역세척 트러프에 저장되며, 역세척하는 동안 다른 셀에서는 하‧ 폐수가 계속해서 여과된다. 역세척하는 동안 세척 펌프가 표면층을 분산시키고 뭉쳐진 머드볼(Mudball)을 분쇄한다. 역세척 운전은 필요시에만 하기 때문에 역세척 주기는 반연속적이라고도 한다(Metcalf & Eddy/Aecom, 2014). 그 후 유입된 하․폐수들은 밑으로 하강하는 모래들을 거슬러 위로 흐른다. 깨끗해진 물은 위어를 월류하여 모래상을 통과함으로써 여과지로부터 방류되며, 그 동안 갇혀져 있던 고형물들 중의 모래입자는 여과지 중간에 있는 공기부상기 파이프의 흡입에 의해 밑으로 끌려 내려온다. 공기부상기 바닥의 소량의 압축 공기가 1보다 작은 밀도의 유체를 생성함으로써 파이프를 통해 모래와 고형물 그리고 상부의 물을 끌어 내린다. 불순물들은 난류의 상향 흐름동안 비벼지고 문질러져서 모래입자들로부터 제거된다. 공기부상기의 꼭대기에 도달하면 더러운 슬러리들은 중앙의 배제구역으로 넘친다. 유출수의 위어를 배제 위어보다 높게 만듦으로서 깨끗한 여액이 모래의 흐름을 거슬러서 세척구역을 통과하여 일정하게 위로 흐르게 되며, 상승하는 유체에는 고형물과 배제수가 함께 포함되고 모래의 침강속도가 제거된 고형물보다 크기 때문에 모래는 여과지 밖으로 유출되지 않는다. 반응조의 하부로 유입수가 유입되어 상부로 유출되는 것을 말한다. 하향류가 자연유하인데 반해 상향류는 강제로 하부로 유입하여 상부유출장치로 유출되기 때문에 수위의 변동이 없고 유입되는 수량만큼 유출된다. 따라서 하향류에 비해 역세척횟수를 줄일 수 있다. 그러나 역세척수량 및 역세척공기량은 하향류에 비해 많은 양이 필요하므로 역세척수량이나 공기량을 줄일 수는 없다. 상향류로 유입수를 유입할 경우에 미생물부착량이 증가하면 하향류처럼 손실수두가 발생하여 반응조내의 수위가 증가하는 것이 아니라 압력손실이 발생되어 유입유량이 감소하게 된다. 상향류는 하향류처럼 수두가 증가하는 것이 아니기 때문에 역세척시기를 판단하기 어렵다. 따라서 상향류로 유입수를 유입할 경우 유입배관에 유량계 및 유압계를 설치해야 하며 유량 및 유압의 변화를 연속적으로 추적하는 것이 바람직하다. 또한 공기흐름과 유입수의 흐름이 동일한 방향이어서 단회로현상이 발생할 수 있고 하향류에 비해 입자상 물질의 여과능이 떨어진다. 특히 역세척 직후에는 여과기능이 급격히 감소할 수 있다. 역세척 후에 처리효율을 회복하는데도 하향류보다 많은 시간을 요구한다. 역세척은 여상내의 손실수두(압력)가 증가하였을 때나 여상내의 부유물질의 농도가 증가하였을 때, 그리고 탈리된 슬러지가 다량으로 하부에 퇴적하였을 때 등에 일반적으로 실시한다. 유입수 특성, 여재의 공극율, 입경 및 비중, 여재의 균등계수, 여재층지지대의 구조, 여재층의 높이, 선속도, 역세척장치, 여상형상 등에 따라 달라진다. 역세척주기가 적절치 못하게 길어 사후 역세척이 시행될 경우, 여상 하부에 미생물 및 SS가 과잉축적되어 어느 순간 급격한 큰 손실수두를 유발한다. 역세척빈도가 많아지고 역세척 후에 처리효율의 회복속도가 느린 경우에는 유입수의 선속도를 줄이는 것이 바람직하다. 역세척후 처리효율이 예상보다 큰 폭으로 저하하여 처리수가 악화되는 경우에는, 처리수조의 용량에 의한 희석에 의해 그 악영향이 감소될 수 있으나 악화된 처리수를 그대로 유출시키지 않도록 하는 것이 바람직하다. 이러한 경우에는 처리수를 전단의 공정이나 여상시스템 유입부로 재순환시켜 처리효율이 회복될 때까지 처리수를 재순환시킬 수 있도록 한다. 관로에서의 악취저감계획의 주안점은 유속확보, 오접개선 등 관로정비 및 지속적인 유지관리를 통하여 근본적으로 악취발생을 방지하는 것이나 현실적으로는 다양한 원인과 장소에서 발생되고 있으므로 이를 고려한 저감시설의 계획 및 설치가 필요하다. 일반적인 악취발생 및 확산을 방지할 수 있는 방법으로는 가정잡배수와 화장실 배관을 별도 연결하여 주방내로 악취유입방지를 차단하는 방법, 부엌에서 배출되는 배수관을 화장실 배수관보다 뒤쪽에 배치하여 가정내 잡배수 유출 수류를 이용, 분뇨의 지체현상을 보완하는 방법이 있다. 오․ 폐수받이내 분뇨유하에 따른 지체현상을 최소화하기 위해 인버트 설치로 침체 및 퇴적방지와 악취의 외부발산을 차단하기 위해 밀폐형 뚜껑을 사용하는 방법 등이 있다. 우수관에서 발생되는 악취를 방지하기 위한 시설계획이 있을 수 있으나, 관로정비를 통한 우수관 기능확보를 최우선한 후 그 결과에 따라 악취저감시설은 차선책으로 고려되어야 한다. 해당 공업지역 또는 산업단지에서 취급하는 유해물질의 특성, 사고유출수량 및 입지조건 등을 고려하여 적정한 구조를 갖추어야 하며, 시설물 감시 제어, 수질 측정 감시, 침전물 제거 등 유지관리가 용이한 구조로 설치한다. 국 내외의 각종 신기술을 조사 분석한 후 경제성, 합리성, 타당성 등을 고려하여 시설 구성 및 선정하고, 시설물의 구조는 자중, 수압 등에 충분히 견딜 수 있도록 안전하게 설계하여야 하며, 설치지역의 지진발생 추이를 검토하여 지진 발생 시에도 안전성이 확보될 수 있도록 설치 하며, 급격한 수량의 증가 등으로 인한 시설물 침수 및 안전이 위협받지 않도록 필요시 By-pass가 가능한 구조로 한다. 홍수 등의 재난에 대비하여 대상지역 배수에 영향을 최소화하도록 하고 기 설치 또는 설치가 계획된 유사시설(유수시설, 저류시설 등)의 보완‧개선을 통한 활용을 우선 검토한다. 또한 비점오염저감기능은 수질및수생태계보전에관한법률 시행규칙에 따른 비점오염저감시설 설치 기준에 부합 여부 검토하며, 비점오염저감시설의 설치 또는 설치가 계획된 경우 비점오염저감 기능 중복 수행 여부도 고려한다. 압송관로의 설계는 원칙적으로 2.13.2에 따르도록 한다. 단, 압력식 수집 시스템에서는 개개의 GP 가동 시간은 비교적 짧고 모든 GP가 동시에 가동하는 확률은 매우 적고 모든 GP의 토출량의 합계를 기초로 한 것에서는 과대한 설계가 되고 동시에 관내 퇴적 방지에 필요한 최저 유속을 확보할 수 없는 경우가 되기도 한다. 그런데 어느 정도의 빈도에서 일어날 수 있는 GP의 동시 운전 대수를 설계 동시 운전 대수(NR)로 하여 그것을 기초로 관로를 설계하도록 한다. 즉, 설계 동시 운전 대수분의 GP가 동시에 가동했을 때에 해당 관로 내에 적정한 유속이 발생하도록 관경을 결정한다. 압송관로의 재질은 내압 및 외압에 충분한 강도와 내구성을 갖고 부설 조건, 시공성 및 경제성을 고려하여 선정해야 한다. 표준적으로는 경질염화비닐관, 폴리에틸렌관이 이용되는데, 부설 조건, 관경 등에 따라서는 강관, 덕타일 주철관 등이 이용되는 경우가 있다. 관로의 청소 및 보수를 고려하여 압송관로 상류단 및 간선의 주요 합류부에, 또한 기타 관로구 내에서는 적절한 간격으로 세정구를 배치한다.