공공폐수처리시설의 효율적인 운영 및 설계를 위한 인 제거 공정, 시설 설계 기준, 관로 관리, 계획 목표 설정 및 유입 폐수 성상 분석에 관한 기술적 고려사항 doc_id PCY_201705230336248041_29

많은 생물학적 인 제거 공정의 설계는 생물학적 제거에 추가하여 약품침전에 의한 인 제거 대책을 포함하고 있다. 유입수의 rbCOD양이 부족한 처리장에서는 요구되는 방류수 수질을 만족시킬 만큼 충분한 양의 인을 제거하기 위하여 약품의 첨가는 필수적이고, Alum 또는 철염이 사용되기도 하며 처리공정 중 어느 위치라도 적용할 수 있다. 유출수 여과시설이 사용되고 또한 제거되어야 할 추가적인 인의 양이 적다면(2.0mg/L 이하), 여과 전에 약품을 첨가하여 혼합하고, 2차침전지 이전에 약품의 첨가 또한 가능하며, 1차처리를 하는 곳에서는 생물학적 처리공정 이전에 인을 제거할 목적으로 Alum 또는 철염을 첨가하기도 한다. 이때 생물학적 공정은 인을 요구하는 낮은 농도로 제거하는데 적용하게 된다. 응집조의 형상은 단회로가 발생하지 않도록 유입과 유출구는 대각선으로 위치시키는 것이 좋다. 유입구는 유입수가 균등하게 분배되도록 하고, 유출구는 응결물이 깨어지지 않도록 구조를 설계하는 것이 좋다. 또한 체류시간은 약품의 혼합과 응결이 이루어지도록 통상 20~30분의 범위가 적당하고, 조의 형태는 일반적으로 폭과 길이 및 깊이를 비슷하게 설계하는 것이 바람직하다. 완속교반의 효과는 완속교반조와 같은 독립된 구조가 필요한 경우도 있지만, 다른 목적으로 사용되고 있는 수로, 조 등 기존의 시설물의 정류벽이 설치된 곳에서도 이를 기대할 수 있다. 포기식이나 기계식침사지, 유량분배조, 유입웨어 등의 시설들이 완속교반의 효과를 증진시킬 수 있는 대표적인 시설들이다. 완속교반조에는 슬러지배출관을 설치하는 것이 바람직하다. 시공완료 후 맨홀, 관로 등의 위치를 측량법에 준하여 측량을 실시하고 사업규모, 사업기간 등을 고려하여 필요한 경우 공공측량성과심사를 받아 준공도를 작성한다. 최근에는 하수도시설 관리의 효율화 및 통합화 추세에 따라 지리정보시스템(GIS)을 기반으로 하수도시설물 전반에 대하여 도형과 속성에 대한 데이터베이스를 구축하고 있다. 따라서, 관로설계도 작성시부터 3차원좌표계를 도입, 수평 수직의 위치(x, y, z)를 명확히 한다. 각종 지상 지하매설물 중에서 폐수관로의 상대적 위치를 정확하게 파악할 수 있는 정보를 얻게 되면 관로의 신설 및 보수나 교체시 단시간 내에 경제적으로 시행할 수 있다. 상수도관로, 도시가스, 전력선 및 통신선로 등 다른 계통의 사업자에게 관로의 위치를 정확하게 제공하여 하수도에 대한 신뢰성을 도모할 수 있다. 이 때 도로망에 대한 측량성과심사가 구축된 지자체의 경우 지자체로부터 도로망 성과를 제공받아 폐수관로에 대한 측량성과를 등기하여 심의를 득한다. 그러나 도로망에 대한 측량심사성과가 구축되지 않은 지자체의 경우에는 향후 지자체가 지리정보시스템(GIS) 구축시에 반영(참고)할 수 있도록 신설부분에 대한 폐수관로대장 및 관리대장도를 갱신하여야 한다. 인은 생물학적 인 제거 공정에서 폐기되는 슬러지로 제거되기 때문에 폐슬러지 처리공정으로 부터 생물학적 인 제거 공정으로 과잉의 인 반송 가능성에 대하여 고려해야 한다. 생물학적 인 제거 메카니즘은 인이 혐기성 상태에서 인 축적 미생물로부터 쉽게 방출된다는 것을 보여주고 있으며, 따라서 농축조 및 소화조의 혐기성 조건에서 상당한 양의 인이 방출될 수 있다. 이러한 반송 흐름은 유입수의 인 농도를 증가시키며 결국 유출수의 인 농도를 낮게 유지하기 위해 유입수내 상당한 양의 rbCOD를 요구하게 된다. 용존공기부상법, 중력식벨트 농축, 회전드럼 농축에 의한 폐슬러지의 농축방법은 인의 방출을 최소화하기 위하여 폐슬러지의 중력농축보다 선호되고 있으며, 마찬가지로 인의 용출은 혐기성 및 호기성 소화공정에서 기대를 할 수 있으나, 혐기 및 호기 소화조의 검토결과 기대했던 것보다 적은 인 방출이 관찰되었다. 계획목표년도는 시설의 내구년수, 건설기간 등을 고려하여 처리시설 및 설비에 따라 달리 설정한다. 처리시설 및 건축물의 경우 유입수량의 증가에 따른 시설의 확장이 가능하나, 관로의 경우 수량의 증가에 따라 단계적으로 단면을 증가시키기 곤란하다. 하수도계획의 경우 목표년도는 20년 후를 원칙으로 하지만 공공폐수처리시설의 경우 공업단지조성이 단계적으로 이루어지기 때문에 일률적으로 목표년도를 정할 수 없다. 따라서 공공폐수처리 시설의 계획목표년도는 산업단지개발계획 및 농공단지개발계획을 참고로 하여, 당해 공단 내의 모든 공장과 지원시설의 입주가 완료되어 정상 가동되는 시점으로 한다. 또한 산업단지개발계획 및 농공단지개발계획상 단계별 공단조성 및 단계별 입주로 계획되어 있는 경우, 공단 입주계획에 입각하여 단계별 계획목표년도 및 종합 계획목표년도를 각각 설정하여야 한다. 이때 종합 계획목표년도는 최종단계의 계획목표년도로 한다. 도시하수와 공장폐수가 합병처리되는 공공폐수처리시설이나 공단 내 시가지가 계획된 경우 등에는 관로시설의 계획목표년도는 하수도시설기준에 따라 원칙적으로 20년으로 하되 규모에 따라 달리 설정할 수 있다. 폐수의 성상은 사용원료의 종류나 형태, 원료세정방법, 생산방법, 제조설비의 세정방법이나 세정빈도 및 사업장에서의 작업관리 수준 등에 따라 동일업종이라도 큰 차이가 날 수 있다. 특히 농공단지의 소규모사업장에서는 소량의 다품종 제품이 표준화되지 않은 생산공정하에서 소수 작업자에 의하여 생산되기 때문에 시간별 원료 및 제품의 변화가 매우 클 수 있을 뿐 아니라 폐수배출관리가 철저하지 못할 수 있다. 따라서 소규모사업장에서의 배출수는 일반적으로 생산규모에 비하여 다량이거나 폐수배출관리가 불충분하여 오염부하량이 의외로 크고 폐수의 발생이 매우 불규칙하며 예상외의 고농도 폐수가 발생하는 경우가 많다. 또한 한 사업장에서도 생산공정, 사용원료 및 작업시간의 변화에 따라 폐수 발생량 및 성상의 변화가 상당히 심하다. 공공폐수처리시설에 유입되는 폐수의 경우 사업장의 방지시설에서 공공폐수처리시설의 기능에 영향을 주는 물질을 제거한 후 종말처리시설로 유입되는 것을 원칙으로 하고 있지만, 이에 대한 정확한 성상파악 및 장래변화에 대해서도 예측이 가능한 경우 기본설계를 포함한 증설시에 반영 하여야 한다. 그리고 원폐수자체에 생물학적 난분해성물질을 다량 포함한 경우나 사업장 방지시설의 운전불량 등의 예기치 못한 사고에 의하여 유해물질이 다량 함유되거나 pH가 상당히 높거나 낮은 상태로 폐수가 유입될 수 있다. 특히 중금속과 같은 독성물질이 유입되는 경우 미생물에 영향을 주어 적절한 처리가 어렵다. 이들 중금속은 주로 용존성 또는 불용성으로 존재하며 불용성 중금속의 경우에도 유입수 환경변화에 의하여 용존성으로 전환되어 독성을 미친다. 유기 화합물을 포함한 비금속성물질은 해당 물질에 대한 미생물의 충분한 순응기간을 확보할 경우에 제거가 가능하나 미생물활성에 영향을 미치는 것은 마찬가지이다.