‘제25회 세계 물의 날’ 특집 Ⅲ. 강우시 하수관리 대응방안
“강우시 월류수 처리 앞서 우수토실 정비 필요
하수처리장 처리수준 검토부터 단계적 추진”
주요지점별 수문제어시스템·장치형 처리시설 도입해 월류 발생 감시
노후 하수관로 정비·하수처리장서 처리 가능한 최적용량 재평가 필요
Part 02. [전문가 토론] 강우시 하수관리 종합대책
지난해 12월 8일 환경부 주최로 경주 대명리조트에서 열린 ‘2016 하수도 연찬회’에서는 ‘강우시 하수관리 종합대책’을 주제로 전문가 토론이 있었다.
박규홍 중앙대학교 사회기반시스템공학부 교수의 사회로 진행된 전문가 토론에서는 △조민현 ㈜건화 부사장 △노승일 오산시 하수과장 △김영란 서울연구원 선임연구위원 △최익훈 한국환경공단 물환경본부장 △주현 ㈜도화엔지니어링 전무 △박정규 대전광역시 맑은물정책과장 △오재일 중앙대 사회기반시스템공학부 교수 등 산·학·연·관 전문가 8명이 패널로 참여해 ‘강우시 월류수 저감 및 효율적인 하수관리 방안’에 대해 열띤 토론을 벌였다. 이날 토론 내용을 요약했다.
“하수처리장 처리능력 평가가 우선”
중앙대 사회기반시스템공학부 교수
특히 우수토실의 통합관리 필요성에 대해서는 많은 전문가들이 예전부터 지속해서 강조해 오고 있다. 차집관로의 용역 검토와 우수토실의 부분적인 폐쇄 타당성 분석, 유량기의 유량 측정 기능에 대한 정기적이고 지속적인 점검 등은 빠른 시일 내에 해결되어야 하는 문제이다.
이밖에도 처리장의 처리용량 재평가, 하수관거대장의 정확도 개선 등은 예나 지금이나 중요한 문제로 반드시 진행되어야 하는 사항이다. 그러나 단기간에 해결하기 쉽지 않은 사안인 만큼 이에 대한 다양하고 심도 깊은 논의가 요구된다.
“CSOs, 하천에 방류돼 수질오염 야기”
㈜건화 부사장
하수관거 및 처리시설의 정화 용량을 넘어 차집되지 않은 유량은 미처리된 상태로 하천에 월류 또는 방류되는데 이 유출수를 합류식 하수관거 월류수(CSOs)라고 한다. 월류수는 매우 높은 오염도를 보이며 특히 하수관거 바닥의 퇴적물이 월류수의 오염도에 큰 영향을 미친다는 연구도 발표된 바 있다.
이처럼 정화되지 않은 하수는 강으로 흘러들어가 심각한 수질오염을 야기하지만 이를 한꺼번에 처리하는 데에는 한계가 따르기 때문에 단계적이고 체계적인 해결안이 필요하다.
우선적으로 하수처리장의 하수처리 수준에 대한 평가가 이뤄진 후에 미처리된 하수를 처리하는 것이 바람직하며, 수질원격감시체계(TMS)는 하수처리장의 운영과 관련이 있는 부분으로 별도의 연구가 필요하다.
“합류식 하수처리 대책 마련 시급”
월류수 처리에 앞서 우수토실을 중점관리하는 방안을 고려해야 한다. 그러나 우수토실 자체를 현장에서 접근·조사하여 찾아내기가 매우 어려운 상황이며, 정확한 위치를 알아낸다고 하더라도 내부를 관찰하는 것이 무리인 까닭에 제대로 모니터링을 할 수도 없다.
우수토실에 대한 전반적인 정비가 이뤄져야 우수토실에서 월류되는 월류량, 수질, 폐수 등의 모니터링이 가능하다. 즉, 우수토실 정비를 완료한 후에 중점관리 우수토실을 선정해서 월류수 등 기타 관리를 이뤄나가야 한다.
분류식 하수도는 기본적으로 1Q 이상이 들어오면 처리가 되지 않는 하수배제시스템이지만 현실적으로는 1Q 이상의 하수가 유입된다. 이에 일본이나 미국에서는 유입되는 하수량의 3∼5배, 심지어는 7∼8배까지 분류식 하수도에서 처리하도록 제도화했다.
가장 문제가 되는 합류식 하수도의 경우, 남아있는 우수토실의 해제 방안 및 추가 대책을 강구한 후 △강우시 하수처리 방안 △하수처리장의 1Q 이상 처리 방안 △하수처리장에 대한 평가 △추가 하수량에 대한 허용치 설정 등에 대한 선행 연구가 필요하다. 결론적으로 이 모든 내용들을 단계적으로 해결할 수 있는 대책을 마련해야 한다.
“지자체 특성 고려한 지점별 목표수립”
무엇보다 강우시 분류식 하수관로의 문제 해결이 시급하다. 분류식 하수관로의 경우 간선관로 및 차집관로의 맨홀은 수밀성이 뛰어난 반면 지선관로의 맨홀은 유지관리상 열고 닫는 빈도가 높아 수밀성이 없다. 따라서 제품 개선 차원에서 보완·수정이 필요하다.
또 하수관로는 편의상 차도 측 가장자리에 매설하도록 되어 있지만, 우수가 맨홀뚜껑으로부터 유입되고 있어 관로 계획시 하수관로를 차도 측이 아닌 보도 측으로 매설하도록 시정할 필요가 있다. 아울러 기존 단독주택 부지 내에 우수분류식 배수 설비가 갖춰져 있지 않은 점도 개선이 요구된다.
“처리시설 설치 등 처리능력 확대 요구”
현재 합류식 하수관로의 CSOs 처리는 거의 전무한 실정으로 간이공공하수처리시설 및 하수처리시설 설치기준을 완화하여 Ⅲ지역 및 기타지역에서도 처리할 수 있도록 확대방안을 마련하는 데 적극적인 지원이 필요하다. 아울러 우수토실의 관리 부실 및 방치로 월류가 빈번히 발생되고 있어 주요 지점별로 모니터링 할 수 있는 수문제어시스템 또는 장치형 처리시설을 도입할 수 있는 여건 조성에 힘써야 한다.
이와 더불어 강우시 하수처리장 처리능력을 확대할 수 있는 방안을 검토해야 한다. 합류식 하수도 지역에서는 우천시 3Q가 유입되고 있으나 사실상 오산시는 수문에서부터 오·우수를 차단하는 까닭에 1Q만 처리하고 나머지 2Q는 미처리된 상태로 방류되는 실정이다. 이에 간이공공하수처리시설 등 관련 시설을 보충·확대할 필요가 있다.
또 분류식 하수도 지역의 경우 우천 시 하수 평균유입량이 150% 가량 초과 유입되어 미처리수가 공공수역으로 그대로 방류되는 실정으로, 그 대책으로 저류시설의 설치가 제기된다. 현재 오산시의 오산천에는 총 7개의 포구에 우수토실이 있다. 규모가 큰 2개의 포구에는 수문제어시스템을 도입해 관리를 실시하고 있고 나머지는 하수처리장으로 유입되는 CSOs 처리 방법을 검수 중에 있다. 향후 하수처리장 내 복합시설을 통해 초기우수 및 CSOs를 처리하고, 청천시에는 저류시설을 겸비한 합류식 하수도 시스템의 도입을 계획 중이다.
“방류수역 특징 고려한 통합관리 필요”
그러나 우천시에는 여전히 CSOs 등 여러 오염물질이 배출되어 물고기 집단 폐사가 발생하고 있으며 최근에는 녹조문제까지 가중됐다. 이에 하수처리시설에서 강우는 더 이상 장애요소가 아니라는 인식 개선이 요구되며 초과한 하수에 대해 확실한 처리가 이뤄질 수 있도록 개선 및 보완이 이뤄져야 한다.
강우시 배출되는 오염물질에는 CSOs, 분류식 하수관거 월류수(SSOs), 분류식 우수관로 강우 유출수(SSD) 등이 있으며 이 중 SSD의 염도수치는 첨도농도가 약 40, 평균농도가 약 13.9인 것으로 파악됐다. 일반적으로 이와 같은 농도의 경우 하천의 정화 능력에 큰 문제가 없는 것으로 판단되므로 사실상 우천시 중점적으로 관리해야 할 부분은 CSOs와 SSOs이다.
“CSOs·SSOs, 「하수도법」 따라 관리”
우수토실은 차집관거와 관련이 있기 때문에 전체적인 통합관리가 필요하다. 근본적으로 우수토실이 하천 제외지에 설치되는 점을 개선해야 하며, 이에 앞서 강우시 하수처리시설에서 처리가 가능한 수준으로 관련법 개정이 선행되어야 한다. 강우시 하수도대책 및 관리대책은 ‘하수정비기본계획’에 의거하여 반드시 수립해야 한다.
이와 더불어 예산 확보 또한 매우 중요하다. 관련 연구 결과에 의하면 우천 시 하수도시설 관리를 위해서는 CSOs, SSOs 등을 관리하는 공공하수처리시설의 설치에 소요된 만큼의 예산이 추가로 필요한 것으로 드러났다. 예산을 확보하지 못하면 모든 계획은 단순히 계획에만 불과하므로 재원을 마련한 후 지자체의 조직 및 인력을 충원해야 한다.
마지막으로 우천시 배출되는 오염물질은 「수질 및 수생태계보전법」에서 명시한 비점오염원의 5%조차 되지 않는다. 따라서 CSOs와 SSOs는 비점오염원이 아닌 점오염원으로서 관리되어야 하며, 무엇보다도 CSOs와 SSOs 사업을 제대로 추진하기 위해서는 「하수도법」에 근거하여 시행해 나가야 한다.
“우수토실 관리 어려워 시민 힘 빌려야”
또 하천변의 차집관로를 부설하다 보면 처리장 인근의 우수토실들은 홍수위(홍수시 유량을 최대로 저장할 수 있는 수위) 아래에 위치한 경우가 많다. 그러나 이러한 경우 일정한 홍수위에 도달하면 우수토실 하나로 1Q 이상에 대한 통제가 이뤄지지 않고 있어 우수토실을 육상으로 옮기는 사안에 대한 검토가 필요하다.
아울러 우수토실 홀(hole)의 위치 파악이 어려운 점도 문제점으로 지적되고 있다. 이는 곧 관리 담당처에서 제대로 관리하지 않는다는 것을 의미하며, 서울시에서는 이를 해결하고자 하수가 흘러나가는 것을 목격하면 언제든지 신고하라는 의도에서 우수토실에 관리 담당자의 전화번호를 간판으로 걸어 누구나 볼 수 있도록 했다. 이처럼 우수토실 모니터링 제도는 측정 자체가 어렵기 때문에 일반 시민들에게 알려서라도 추진해야 한다.
“기존 시설용량·최적용량 재평가 필요”
또 시·군 담당부서의 예산 문제, 담당 수뇌부의 잦은 교체 등으로 하수관거대장의 정확도가 개선되지 않고 있다. 그러나 자산관리의 첫 번째 조건은 기본 자료의 구축이다. 데이터가 제대로 구축되지 않으면 매번 과거 자료를 인용하는 수밖에 없다.
노후 하수관로 정비사업의 추진방법도 개선이 요구된다. 시범사업은 일반적으로 물관리가 가능한 반경 1천200㎜의 관 내부를 조사한 후 노후도를 판단하는 방식으로 진행되는데 이때 안전에 취약한 PC관이 상당히 많이 활용되고 있다. 따라서 PC관의 안전도에 대한 고려가 동시에 이뤄져야 한다.
“오염부하량·월류수 저감대책 절실”
이에 대전광역시는 2006년부터 2011년까지 물고기 집단폐사가 발생한 지역을 기점으로 사고 발생이 잦은 지역 시범지역 4곳을 차례로 선정, 시범사업을 추진한 결과 상당한 수질개선 효과를 달성했다. 이에 따라 2015년 6월 저류조 2개소를 추가로 설치해 현재는 총 6개소가 운영 중에 있다.
가장 최근에 설치된 2만470평 규모의 저류조 2개소는 가동을 시작한 이래 총 60회에 걸쳐 월류수를 저장 후 하수처리장으로 배출·처리해 오고 있다. 조사에 따르면 2개소에서 약 20회에 걸쳐 처리한 월류수는 총 60만㎥로, 하루 평균 1만㎥에 달하는 월류수를 처리한 것으로 드러났다.
“저류조 운영성과 모니터링 추진해야”
평균 처리유량은 시설용량의 약 50% 가량으로 약 2만∼2만2천㎏에 달하는 오염부하 삭감 효과가 있었던 것으로 파악됐으며, 특히 저류조 설치 후 물고기 폐사율이 이전보다 약 50% 이상 감소한 것으로 밝혀져 긍정적으로 평가되고 있다.
향후 대전광역시는 기존에 설치된 저류조의 운영 성과에 대한 모니터링을 바탕으로 수질오염 및 부하량 저감 효과를 분석하고 결과를 도출해, 초기우수 저류시설의 설치 및 향후 사업추진 방향 수립 시에 기초 자료로 활용할 방침이다.
아울러 초기우수 저류시설의 처리효율을 높이고 오염 부하량을 보다 효과적으로 삭감할 수 있는 시설 4개소를 추가로 설치할 계획으로, 환경부의 정책 기조 및 방향에 맞춰 시민들의 의견을 종합해 단계적으로 추진해 나갈 방침이다.
“하수처리, 투자비용 대비 효과 불투명”
우천시 강우가 오수와 섞여 들어오면 CSOs 문제나 부유물질(SS) 원료성 문제는 처리장에서 처리할 만큼만 처리하고 나머지는 다 중간에 빠져나가게 된다. 어디에서 얼마만큼 어느 빈도로 유입되는 것인지 파악하기가 매우 어려우며, 이에 더해 연도별로 편차가 있어 비가 많이 내린 해와 적게 내린 해 간에 차이가 심하다.
따라서 비(非)강우시에 활용한 하수처리 접근법을 강우시에도 동일하게 적용하면 실패할 확률이 크다. 하수처리는 돈을 많이 투자한다고 그만큼의 효과가 나타나지 않는 분야이다. 이와 관련해 해외 여러 국가에서는 적지 않은 시행착오를 겪은 바 있으며 우리나라 또한 이 점을 정확히 이해하고 같은 실수를 반복하지 않으려 노력해야 한다.
“정책 중심의 체계적 접근이 바람직”
강우시 하수처리의 핵심은 통합적인 고려가 필요하다는 점이다. 다시 말해 우수토실, 차집관로 등의 대책은 시설 중심이 되어서는 안 된다. 각 지자체마다 상황이 다르기 때문에 정책상 근본적인 해결방안을 제시하지 않고 시설물 위주로 기준을 마련하거나 중점관리 등 설립 중심의 대안은 중구난방이 되기 십상이다.
이에 확실하고 구체적인 가이드라인 마련이 요구된다. 조사서부터 조사 결과에 대한 평가, 대응 방향 및 솔루션, 평가 등 전략적인 대응방향이 명확하게 제시되어야 한다.
결국 초기부터 성급하게 전국적으로 확산시키려는 방향으로 추진하면 비용 투입대비 효과는 미미할 것으로 예상된다. 따라서 체계적인 프로토콜(protocol) 위주로 추진 전략을 세워야 하며, 정책 중심으로 접근해야 성공할 확률이 높다.
[『워터저널』 2017년 3월호에 게재]