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하수
하수(下水, raw sewage, sewage, drainage)는 일상생활을 기준으로 물을 이용하고 난 이후 버려지는 오수와 시설물의 부지로부터 하수도로 유입되는 우수(빗물), 지하수를 말한다.
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개요[편집]
하수는 우리가 마시는 물, 상수와 반대되는 용어로 내버려지는 물이다. 많은 사전에서는 오수나 우수 및 공장의 폐수 등의 총칭으로 정의하고 있으나 우리나라 하수도법에서는 다음과 같이 정의하고 있다. 하수라 함은 사람의 생활이나 경제활동으로 인하여 액체성 또는 고체성의 물질이 섞이어 오염된 물과 건물·도로 그 밖의 시설물의 부지로부터 하수도로 유입되는 빗물·지하수를 말한다. 다만, 농작물의 경작으로 인한 것은 제외한다. 하수는 하수관거를 통해 하수처리장으로 보내지며 깨끗이 처리한 후 하천이나 바다에 방류한다.
하수도에 유입되는 지하수는 보기 드물고 쉽게 말해 생활오수와 우수를 말하는 것이다. 한편 일상생활이 아닌 개인이나 기업의 산업 활동에서 배출되는 물은 폐수로 분류하며 산업체의 업종에 따라 그 수질 특성이 크게 차이가 난다. 하수와는 달리 특정한 화학물질이나 유독 물질, 중금속 등이 함유될 수 있어서 폐수의 특성에 맞추어 처리 공정을 구성한다.
하수는 오수, 폐수와 더불어 배수에 관련한 용어로 사실 법적 정의로 풀이해 보아도 헷갈리고 어렵다.
오수는 각종 실생활에서 사용하고 더 이상 쓰지 못하게 된 물을 말하는 데, 그것은 쉽게 얘기해서 샤워하고, 설거지하고, 빨래하고 이런 용도로 사용된 물이다. 물론 화장실도 포함이다. 화장실은 세면대, 욕조, 세탁기, 변기 등으로 구성되어 있는데 여기서 변기를 제외한 것들은 바로 하수관으로 연결되며 변기를 씻어내는 물은 별도의 오수관을 타고 내려가 실외에 설치되어 있는 정화조로 들어간다. 정화조에서 1차 간단한 부패와 침전을 거친 후 하수도로 연결이 된다. 오수가 하수도로 유입되는 시점부터는 그것은 하수가 된다.
빗물은 도로 등의 배수로를 통하여 모여진 물이며 오염되지 않은 것이다. 비교적 짧은 시간에 많은 양을 배수해야 하기 때문에 대부분 직접 하천에 방류시킨다. 다만 일부가 하수도에 유입되면서 하수와 같이 처리된다.
폐수는 공장에서 공업용으로 사용된 물을 말한다. 폐수는 인체에 해로운 유해 물질을 많이 포함하고 있기 때문에, 처리 방법도 까다롭고 법적 제제도 많이 받는다. 다만, 이것도 폐수처리장에서 완전히 처리된 후 하수관으로 유입이 된다면, 이것도 하수라 볼 수 있다.
지역마다, 동네마다 수질처리 방식이 다르므로 각각 오수, 하수, 폐수의 이름들은 서로 다를 수 있다. 그러나 어차피 그것은 이름일 뿐이라는 거 알아두면 좋겠다. 결국은 집에서 사용한 물 오수, 공장에서 사용한 물 폐수, 하수관을 통해가는 물 하수, 이 정도로 간단히 생각하면 되겠다.[1][2][3][4]
하수의 발생[편집]
- 가정을 비롯한 각종 시설에서 일상생활을 하면서 배출하는 오수, 사람이 일상생활을 하면서 사용하는 용수를 총칭하여 일컬으며 생활폐수, 가정 오수 또는 오수라고도 한다.
- 부엌, 화장실, 욕실 등에서 생기는 각종 액체성 또는 고체성 오물이 물에 섞인 것으로 사람이 주 오염원이다. 여기에 빗물이 합쳐져 하수도로 배출된 것을 하수라고 하며, 분뇨를 제외한 것만을 잡배수(雜排水)라고 한다. 산업폐수, 축산폐수와 함께 수질오염을 일으키는 3대 오염원 중에 대표적인 오염원이다.
- 오수는 가정에서 발생되는 생활하수, 공장이나 음식점 등 개인 사업자에 의한 배수, 지하수 등이 집합된 것이며, 우수는 초기 강우 시 빗물에 의해 도로 등의 오염원이 오수가 되어 배수로를 통하여 모여진 물이다.
- 생활하수 및 분뇨는 우리나라 수질 오염물질의 70%를 차지하며 대부분 유기성 폐수로서 시간이 지나면서 생물분해가 이루어진다. 그러나 대량 유입 시 하천의 자정능력을 상실케 하고 혐기성화 되어 회복이 불가능해진다. 악취나 해충, 수인성 전염병 등을 발생시킨다.
- 우리나라의 2004년 말 하수 발생량은 전국적으로 하루 11,946천 톤이 발생되어 처리되었으며 2004년도 제천시의 하수 발생량은 52,207톤/일 발생되어 처리되었다.
하수의 특징[편집]
- 사람이 일상생활을 하면서 발생되므로 인하여 질적으로 매우 복잡성을 뛰며 생활문화가 상이하여 지역에 따라 다르며 오수와 우수를 함께 집수하는 합류식 또는 계획된 도시로 하수관망이 잘 갖추어진 분류식 인가에 따라 약간씩 특성이 변한다.
- 처리구역의 특성, 규모, 공장의 생산 물품에 의한 배출 수에 따라 시간대 별, 요일별, 계절에 따라 양적, 질적으로 변화하게 된다.
- 대도시 하수는 다량의 합성 세제가 포함되어 유입되나 합성 세제는 현재 대다수 하수처리장에서 설치 운영 중인 표준 활성 슬러지법으로 완전하게 처리되지 못하고 방류되고 있다.
하수처리[편집]
우리가 쓰고 버린 더러운 물을 그냥 하천으로 흘러 보낼 경우 우리 주변 하천의 오염과 하천 바닥이 부패하여 악취를 발생시킬 뿐만 아니라 수질오염으로 인하여 물고기 등 수중생물들이 멸종되며 결국 우리 사람들도 살 수 없는 환경이 초래된다.
하수처리는 이러한 환경을 만들지 않기 위하여 쓰고 버린 더러운 물을 모두 한곳으로 모아 다시 쓸 수 있는 물로 만들어 하천으로 되돌려 주는 것을 말한다.
배경[편집]
19세기 말 수인성 병원균이 전염병의 주된 원인 중의 하나로 알려지면서 도시에 상수도 및 하수도 시스템이 갖추어지기 시작하였다. 물을 섭취해야만 하는 인간의 일차적인 관심은 수질적으로 깨끗하고 양적으로 충분한 물을 공급받는데 있다. 그러나 한번 사용된 물이 별다른 처리 없이 수계로 배출되던 과거의 물 순환은 하천, 호수 및 하구를 점자 오염시켰으며 인구의 급속한 증가와 함께 나타나 도시로의 인구 집중은 그 오염을 급속도로 확산 시키기에 이르렀다.
콜레라의 유행으로 19세기 후반부터 유럽 사람들은 지표수를 상수원으로 사용하는 것에 대해 상당한 경계심을 가지게 되었으며 오염된 지표수 대용으로 샘물이나 지하수를 찾아 계곡을 건너서라도 도수관을 매설하여 샘물이나 지하수를 끌어왔다.
현재는 하수를 처리하여 하천에 방류하는 것이 상식이지만 당시에는 하수를 모아 도시 근교의 논에서 관개용수로 사용함으로써 침전이나 식물에 의한 처리 이외에는 별다른 해결 방안을 갖지 못했다.
따라서 도시에서는 많은 양의 미처리된 하수가 그대로 흘러 하천으로 유입될 수밖에 없었고 자연히 주변 하천 및 생활환경이 오염될 수밖에 없었다. 또한 도시 인구의 급속한 증가와 19세기에 수세식 변기가 발명되면서 도시의 하천은 마치 융단 폭격이라도 하듯이 오염물질을 쏟아부었고 더 이상 하천은 자정능력을 상실하고 황폐화되어갔다.
그리하여 하수를 처리하는 시스템이 절실히 필요하게 되었으며 1800년대 후반부터 1900년대 초기까지 여러 가지 방법이 시도되어 1920년대에 이르러 오늘날에 사용되는 하수처리 방법이 출현하였다.[5]
세계의 하수처리의 역사[편집]
하수 역사의 최초 기록은 고대 문명의 발상지라고 하는 바빌론에서 기원전 7세기경부터 하수도의 시설이 있었다고 알려져 있으며, 바빌론에서 아시리아, 예루살렘 등으로 소규모의 하수관거로써 하수시설의 일종인 공형 하구거가 발견되어 각 호 간에 연결된 하수거를 볼 수 있다고 한다.
예루살렘에서는 높이 2M, 너비 0.6M, 길이 600M의 대형 하수거가 발굴되었으며, 그리스 아테네에서는 궁전과 각 호 간의 하수를 난형 도관을 사용하여 도수하였으며 관개용수로 사용하였다고 한다.
로마에서는 변소를 수세식으로 하고 전 하수를 Tiber 강에 도입하기도 하였으나 제국의 말기인 멸망기에는 Tiber 강의 수질이 오염되어 Malaria의 유행으로 고뇌를 받았다고 한다.
근대 하수처리 관리는 1859년 영국의 테임즈 강 오염에 의해 시작되었으며, 1914년 영국의 멘터스터와 아텐 코제트 및 파울러 세 사람에 의해서 활성 슬러지법(activated sludge process)이라는 진보된 방법이 인정되어 오늘날까지도 가장 많이 이용하는 대표적인 하수처리 방법으로 알려지고 있다.
우리나라 하수처리의 역사[편집]
1394년(태조 3년) 10월 개성에서 한양으로 환도 한 이후부터 하수처리가 있었으나, 조선 시대에는 도성 내의 청계천 개수 정비가 하수도 사업의 전부였으며, 1410-1430년(태종 11년-세종 16년)에 최초로 자연 하천에 제방을 쌓고, 폭을 넓히는 공사와 홍수 피해를 막기 위해 1760년(영조 36년)에 대대적인 청계천 개수 준설 작업이 있었다.
근대적인 하수도는 1918-940년 사이에 약 225km의 간선과 지선의 하수도가 형성되었고, 1954년 전쟁 복구 사업과 함께 하수도 개수사업이 시작되면서 발전하였으며 1976년 6월 처음으로 청계천(중랑) 하수종말처리장이 준공되었다.
목적과 필요성[편집]
도시의 오수, 축산폐수, 산업폐수 등의 더럽혀진 물을 깨끗이 하여 공공 수역으로 방출함으로써 환경을 안전하게 회복시키고, 쾌적한 생활환경을 조성하는 공공수역의 수질 보전에 하수처리의 목적이 있다.
일상생활에서 무심코 버리게 되는 음식 쓰레기, 세제, 생활하수와 화장실의 정화조 시설 등으로 수질오염이 높아지고, 경제의 발전과 성장으로 공장에서 흘러나오는 산업폐수가 수질을 악화시켜 인간 생명을 위협하고, 도시 인구 집중으로 생활하수와 쓰레기 발생으로 환경오염의 심각성으로 생태계 위협과 마실 물의 고갈에 따라 하수처리가 필요하게 되었다.
주요 기능[편집]
주요 기능은 하수 중의 모래, 넝마, 막대기, 음료수 병 등의 고형물을 제거하고, 호기성 미생물에 의한 유기물과 같은 오염물질을 분해, 제거하여 정화한다. 또한 물에 산소를 회복시켜 주는 기능을 한다.
하수처리 방법[편집]
하수처리는 물리적 처리, 생물학적 처리, 화학적 처리 방법이 있으며 흔히 3가지 방법을 병행하고 있다.
- 물리적 처리 : 원수나 폐수 내의 불순물을 침전, 여과 등의 물리적인 작용에 의하여 처리하는 것으로 스크린, 혼합, 응결, 침전, 부상, 세척, 진공여과, 건조 등이 이에 속한다.
- 생물학적 처리 : 각종 세균, 박테리아 등의 기타 미생물을 이용하여 복잡한 유기물을 간단하고 안정된 물질로 분해하는 방법이다. 생물학적 방법에는 혐기성 방법과 호기성 방법, 무산소 방법이 있다.
- 화학적 처리 : 부유물질 및 탁도 제거를 위한 응집제 주입, 침전에 의한 중금속 및 인의 제거, 이온교환 등에 화학 약품을 이용하여 물을 처리하는 것들을 의미한다.
하수처리 과정[편집]
침사지[편집]
침사지에서는 돌이나 모래와 같이 비중이 커 물속에 가라앉는 물질을 침전시키고, 비중이 작아 물 위에 뜨는 물질은 스크린을 통해 걷어낸다. 침사지에서 처리된 하수는 최초 침전지를 거치기 전에 유입 펌프를 지나게 되는데, 침사지에서 제대로 하수처리가 되지 않으면 펌프 속으로 돌, 모래나 플라스틱 병 등이 그대로 들어가게 되어 펌프에 손상을 줄 수 있다. 따라서 침사지에서의 처리는 매우 중요한 과정이다.
최초 침전지[편집]
하수처리장에서 하수가 최초로 통과하는 침전지로, 하수의 1차 처리 및 생물처리를 위한 예비처리로서의 기능을 맡고 있다. 부유 물질의 제거에 효과가 있고, 유기물을 주체로 하는 비중이 큰 SS 분을 중력 침강한다. 대규모 처리장에 주로 이용되고 있고, 침전지의 형태에는 장방형, 정방형, 원형이 있으며, 흐름 방향으로는 평행류와 방사류, 수평류와 수직류 등이 있다.
생물 반응조[편집]
유기물이 많은 하수처리에 이용되는 활성 슬러지법에서는 미리 고형물을 제거한 하수에 활성 슬러지를 첨가해서 생물반응조로 흘려보낸다. 이때 미생물에 의한 유기질의 분해가 왕성하게 행하여지게 하기 위해서는 충분한 산소의 공급이 중요하다. 공기와 하수를 잘 접촉시켜 산소를 보급하여 슬러지의 호기성균이 유기질의 분해를 생물반응조이며, 초기에는 기계적 교반을 하는 방식을 많이 사용하였으나, 현재는 하수 중의 작은 기포로 된 공기를 불어 넣는 방식이 주로 이용되고 있다.
최종 침전지[편집]
하수처리장에서 각종 처리를 행한 후 최종적으로 남아있는 고형분을 침전시켜서 청정한 처리수를 얻기 위해 사용하는 침전지이다. 생물처리에 의해 발생하는 슬러지와 처리수를 중력 침강에 의해 분리한다. 주로 최초 침전지에 비해 침강 속도가 작은 미생물 플록을 침전시킨다. 벌킹과 계절적인 영향에 의해 SVI가 높아지는 일이 있으므로 수면적을 크게 하는 등 설계상의 주의가 필요하다.
총인 처리 설비[편집]
총인은 호소, 하천 등의 부영양화를 나타내는 지표 중 하나로 물속에 포함된 인의 농도를 의미한다. 인 성분이 과다 포함된 물이 하천이나 호수로 유입되면 녹조 현상 발생, 수중생물 폐사, 수질오염 등의 문제가 발생한다. ‘총인 처리 시설’은 하수 중에 포함된 총인을 응집시켜 처리하는 시설로 총인 농도를 낮추는 게 목적이다.
소독 설비[편집]
물속에 존재하는 병원균들을 없애거나 비활성화시켜 수자원의 보건환경적인 안전성을 지키기 위해 소독 물질을 주입하는 장치를 말한다. 소독설비는 하수처리장에 있어서 소독제를 방류수 중에 주입하는 염소계의 차아염소산 나트륨, 오존, 자외선 소독설비 등이 있다.[6][7]
동영상[편집]
각주[편집]
참고 자료[편집]
- 〈하수〉, 《네이버 지식백과》
- 〈하수〉, 《네이버 지식백과》
- 〈하수도법〉, 《국가법령정보센터》
- 〈하수란〉, 《환경사업소》
- 〈하수처리 개요〉, 《광주도시관리공사》
- 농축기, 〈하수처리의 목적과 필요성〉, 《네이버 블로그》, 2014-06-28
- 구미 소식, 〈하수, 오수 ,폐수란〉, 《네이버 블로그》, 2008-03-01
같이 보기[편집]
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